CC BY
36
УДК 622.691.4
Внутритрубный регистратор параметров
перекачки и перекачиваемого продукта по нефтепроводу
Ф.М. МУГАПЛИМОВ, проф., д.т.н. Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)
Р.Р. ТАШБУПАТОВ, ассистент, Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1). E-mail: [email protected]
О.Б. ПАВЛОВ, ООО Научно-техническая фирма «ВОСТОКнефтегаз» (450027, Россия, Республика Башкортостан, Уфа-27, а/я 11)
В.А. САФОНОВ, главный конструктор. ООО Научно-техническая фирма «ВОСТОКнефтегаз» (450027, Россия, Республика Башкортостан, Уфа-27, а/я 11)
Б.Ф. МУГАПЛИМОВ, ООО Научно-техническая фирма «ВОСТОКнефтегаз» (450027, Россия, Республика Башкортостан, Уфа-27, а/я 11)
В.В. УМЕТБАЕВ, ООО «Башнефть Добыча» (450045, Россия, Республика Башкортостан, Уфа)
В статье анализируются возможности использования специального электронного прибора — внутритрубного регистратора параметров перекачки и перекачиваемого продукта по нефтепроводу. Прибор монтируется на очистное устройство при проведении очистки нефтепроводов и позволяет провести анализ состояния внутренней полости действующих трубопроводов.
Ключевые слова: нефтепровод, асфальтосмолистые и парафиновые отложения, внутритрубный регистратор, программное обеспечение.
п ри эксплуатации трубопроводов значительное влияние на его производительность оказывает наличие внутритрубных отложений. В нефтепроводах, в основном, это асфальтосмолистые и парафиновые отложения (АСПО), песок, глина и другие. Отложения приводят к увеличению гидравлического сопротивления трубопровода и энергозатрат на перекачку [1].
Для выбора наиболее эффективной технологии очистки и конструкции очистного устройства, определения периодичности очистки необходимо провести предварительный анализ состояния внутренней полости нефтепровода, т.е. выявить механизм образования отложений, определить скорость их образования, оценить количество отложений в трубопроводе и определить их местоположение [2,3].
Авторами предлагается метод анализа состояния внутренней полости нефтепровода с помощью разработанного в ООО «Научно-техническая фирма «ВОСТОКнефтегаз» (г. Уфа) в 2014 г. специального электронного прибора — внутритрубного регистратора параметров перекачки и перекачиваемого продукта, монтируемого на очистном устройстве (ОУ).
Внутритрубный регистратор (ВР) «ВОСТОК-ВР» (рис. 1) предназначен для измерения и записи в электронную память данных о температуре (Ь°), давлении (Р), дифференциальном давлении (АР)
на очистном устройстве (скребке) по всему участку трубопровода в реальном режиме времени.
Прибор регистрирует давление перекачиваемого продукта спереди и сзади очистного устройства (с целью измерения перепада давления на очистном устройстве) и температуру продукта с определённой (задаваемой перед запуском очистного устройства) дискретностью от 3-х измерений в секунду и более при очистке и сохраняет данные в памяти электронного модуля прибора. Регистратор предназначен для работы в любой жидкой или газообразной среде.
Внутритрубный регистратор устанавливается в передней части очистных устройств. Он оборудован датчиком температуры и двумя датчиками
а) Датчики б)
«Восток-ВР»
Рис. 1. Внутритрубный регистратор «ВОСТОК-ВР» и манжетное очистное устройство «ВОСГОК-М4»:
а) общий вид внутритрубного регистратора «ВОСТОК-ВР»;
б) очистное устройство манжетное «ВОСТОК-М4»
с установленным спереди регистратором перед испытанием
2
а. о с я 33
давления и рассчитан на запись данных на участках трубопровода протяженностью до 500 км и на продолжительность пропусков более 30 дней. Работает без обслуживания (без замены источника питания) в течение 2 лет. Масса регистратора — 3,5 кг.
Программное обеспечение верхнего уровня представляет записанные данные в графической форме (график температуры продукта по всей длине трубопровода, график давления продукта спереди и сзади очистного устройства по всей длине трубопровода и график перепада давления на очистном устройстве при его движении по всей длине трубопровода). А также представляет эти данные в табличном виде.
Возможности и основные преимущества регистратора при его применении для анализа состояния внутренней полости трубопровода:
-точность измерения параметров; -анализ данных параметров перекачки и перекачиваемого продукта, перепада давления на скребке и представление технического отчета;
-возможность установки на любом стандартном очистном устройстве и/ или возможность совмещения с очистным устройством малого диаметра;
-поставляется в комплекте с программным обеспечением верхнего уровня;
-возможность программирования периодичности замеров данных;
-не требует обслуживания (замены источника питания) в течение 2 лет;
-не требует разборки корпуса для считывания данных в компьютер и запуска прибора в новый цикл измерения;
-прочный и надёжный корпус из нержавеющей стали;
-может работать в любой среде при избыточном давлении до 120 МПа.
Результаты обследования трубопровода с помощью регистратора представляются в виде следующих данных:
-график температуры продукта по всей длине трубопровода (а также определение минимальной, средней и максимальной температуры);
-график давления (а также напора для учёта профиля трассы трубопровода) продукта спереди и сзади очистного устройства по всей длине трубопровода (минимальное, среднее и максимальное);
-график перепада давления на очистном устройстве при его движении по всей длине трубопровода (минимальное, среднее и максимальное);
1 ИС1 ьп а ние
_5У
4 г 11Лл» А.ЛЛ,
Ф «ну* "Ч Х* » 1*
£
3
< движк, №33 н
5001 6031 3 адвнж! 995 01 №34 4м Задвижки №35,36 Зая №37 ь Задав скка№38
V —1 1 143 70 к 9817 --
и т 1 пг ь^и """1 г*"
Координата ОУ в трубопроводе, м
Рис. 2. Графики напоров перед и после очистного устройства и перепада напора на нём при первом испытании на всём участке нефтепровода: 1 — напор нефти перед ОУ; 2 — напор нефти после ОУ; 3 — профиль нефтепровода; 4 — потери напора на ОУ; 5 — температура нефти
Рис. 3. Графики напоров перед и после очистного устройства и потерь напора на нём при первом испытании на участке нефтепровода 60319531 м:
1 — напор нефти перед ОУ; 2 — напор нефти после ОУ; 3 — профиль нефтепровода; 4 — потери напора на ОУ
-времени движения устройства в трубопроводе от камеры запуска до камеры приема средств очистки и диагностики;
-график ускорения по трём направлениям (при необходимости);
-привязка шкалы реального времени к пройденному очистным устройством расстоянию на основании регистрации реперных точек, данных о расходе продукта, внешних одометров или встроенных акселерометров (при заказе).
Результаты опытно-промысловых испытаний внутритрубного регистратора в нефтепроводе
Внутритрубный регистратор «ВОСТОК-ВР» испытан дважды на действующем нефтепроводе «Ташкиново-Шушнур» (диаметр 325 мм, протяженность 23 км) в ООО «Башнефть Добыча». Первое
1 испытание
[ I I I ' I Г I I [
2500 3500 4500
Координата ОУ в трубопроводе, м
Рис. 4. Графики напоров спереди и сзади очистного устройства и потерь напора на нём при первом испытании на участке нефтепровода между задвижками 32 и 33 (500-6031 м):
1 — напор нефти перед ОУ; 2 — напор нефти после ОУ; 3 — профиль нефтепровода; 4 — потери напора на ОУ
Координата ОУ на трубопроводе, м
Рис. 5. Графики напоров перед и после очистного устройства и потерь напора на нём при втором испытании на участке нефтепровода между задвижками 32 и 33 (500-6031 м):
1 — напор нефти спереди ОУ; 2 — напор нефти сзади ОУ; 3 — профиль нефтепровода; 4 — потери напора на ОУ
испытание проводилось с 13 по 14 марта 2014 г., через 7 дней после очистки нефтепровода, а второе с 3 по 4 июля 2014 г., через 111 дней после первого испытания. Между первым и вторым испытаниями регистратора нефтепровод не очищался.
При испытаниях по всей длине нефтепровода регистратором измерены и записаны в электронную память данные о температуре продукта 1°, давлении в трубопроводе Р1 спереди и давлении Р2 сзади очистного устройства (по ходу движения) с дискретностью 1 с. После обработки данных построены графики температуры напоров спереди очистного устройства Н1 и напора сзади очистного устройства
Н2, а также потерь напора на очистном устройстве (ОУ) (рис. 2) на всем участке нефтепровода:
АН = Н2 - Н1= (P2 - P,)/pg= АР/pg.
График потерь напора на очистном устройстве показал несколько значительных изменений амплитуды (пиковые значения), которые совпадают по времени регистрации с временем прохождения очистного устройства через клиновые линейные задвижки нефтепровода. Количество этих пиковых значений АН совпадает с количеством указанных задвижек. Линейные задвижки трубопровода можно использовать на практике в качестве реперных точек для привязки регистрируемой информации прибора к координате трубопровода по длине.
На рис. 3 представлены графики напоров впереди и после очистного устройства и потерь напора АН на очистном устройстве при его движении на участке между 33 и 34 задвижками (6031-9954 м). На рисунке отчетливо видны пики потерь напора на очистном устройстве при прохождении поворотов трубопровода.
На рис. 4 представлены графики напоров спереди и сзади очистного устройства и потерь напора на очистном устройстве при первом испытании на участке трубопровода между задвижками 32 и 33 (5006031 м). Как видно из графика потерь напора на ОУ при прохождении поворота трубопровода на 51° напор нефти сзади очистного устройства увеличился, а спереди очистного устройства уменьшился.
На рис. 5 представлены графики напоров спереди и сзади очистного устройства и потерь напора на очистном устройстве при втором испытании (через 111 дней после первого испытания) на участке нефтепровода между задвижками 32 и 33 (5006031 м).
Как видно из данных рис. 4 и 5 потери напора на очистном устройстве при первом и втором испытаниях до 1270 м имеют похожий рисунок, например, зарегистрированы повороты нефтепровода на 51° на 1040 м, но отличаются по амплитуде.
Также можно предположить, что при втором испытании (через 111 дней после первого) устройством на расстояниях, примерно, между 1270-1430
и 2100-2250 м, а также, начиная с 3250 м, зарегистрированы места значительных отложений АСПО в нефтепроводе. Это предположение необходимо ещё подтвердить дополнительными исследованиями состояния этого же нефтепровода несколькими дополнительными пропусками регистратора «ВОСТОК-ВР».
Таким образом, применение внутритрубного регистратора «ВОСТОК-ВР» с программным обеспечением второго уровня позволит определить места отложений в трубопроводе, скорость их накопления при периодическом обследовании, проводить мониторинг движения очистного устройства и измерить рабочие параметры перекачки и перекачиваемого продукта в трубопроводе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Новоселов В.Ф., Коршак АА. Трубопроводный транспорт нефти и газа. Перекачка вязких и застывающих нефтей. Специальные методы перекачки. — Уфа: УНИ, 1988. — 108 с.
2. Ахмадуллин K.P., Новоселов В.Ф. Оценка степени загрязненности трубопровода по данным эксплуатации // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. — 1997. — № 11-12. — С. 19-21.
3. Косяк Д.В., Маркин А.Н. Опыт борьбы с отложениями АСПО в подводных трубопроводах проекта «САХАЛИН-2» // Территория Нефтегаз. — 2011. — № 6. — С. 78-86.
IN-LINE REGISTRAR TRANSFER PARAMETERS AND THE PUMPED PRODUCT THROUGH THE PIPELINE
Mugallimov F.M., Prof., Ufa State Petroleum Technological University (1, Kosmonavtov str., Ufa, 450062, Russian Federation)
Tashbulatov R.R., Assistant Ufa State Petroleum Technological University (1, Kosmonavtov str., Ufa, 450062, Russian Federation). E-mail: [email protected]
Pavlov O.B., Scientific and Technical Firm VOSTOKneftegaz (Ufa-27, Republic of Bashkortostan, 450027, Russian Federation)
Safonov V.A., Scientific and Technical Firm VOSTOKneftegaz (Ufa-27, Republic of Bashkortostan, 450027, Russian Federation)
Mugallimov B.F., Scientific and Technical Firm VOSTOKneftegaz (Ufa-27, Republic of Bashkortostan, 450027, Russian Federation)
Umetbaev V.V., Bashneft Dobycha (Ufa, Republic of Bashkortostan, 450045, Russian Federation)
ABSTRACT
The article presents the possibility of using special electronic device in oil pipeline - in-line registrar transfer parameters and the pumped product through the pipeline. The device is mounted on the clearing device during cleaning of pipelines and allows to analyze the state of pipelines.
Keywords: in-line registrar transfer, pipeline, oil.
REFERENCES
1. Novoselov V.F., Korshak A.A. Truboprovodnyy transport nefti i gaza. Perekachka vyazkikh i zastyvayushchikh neftey. Spetsial'nyye metody perekachki. Ufa, UNI Publ., 1988, 108 p. (In Rusian).
2. Akhmadullin K.P., Novoselov V.F. Otsenka stepeni zagryaznennosti truboprovoda po dannym ekspluatatsii. Transport i khraneniye nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya, 1997. No. 11-12, pp. 19-21. (In Rusian).
3. Kosyak D.V., Markin A.N. Opyt bor'by s otlozheniyami ASPO v podvodnykh truboprovodakh proyekta SAKHALIN-2. Territoriya Neftegaz, 2011, no. 6, pp. 78-86. (In Rusian).
