Исследование влияния противотурбулентных присадок на гидравлическое сопротивление потока нефти в добывающих скважинах и трубопроводах

Гайамфи-Ибоа, Эбинизер Отделение нефтегазового дела (ОНД)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

При растворении полимера происходит увеличение вязкости жидкости, а также одновременно происходит и увеличение скорости турбулентного течения полимерного раствора по сравнению со скоростью течения маловязкого растворителя. Это явление получило название эффекта Томса или эффекта снижения гидродинамического сопротивления.
Уже 20 лет в трубопроводном транспорте для снижения энергетических затрат и для увеличения скорости течения нефти используют противотурбулентные добавки
Возможность использования присадок для уменьшения сопротивления турбулентности в трубопроводах сжиженного газа и, таким образом, снижения затрат энергии на транспортировку газа в трубопроводах.

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………. 16

1 Литературный обзор ………………………………………………………………………………………………….. 18

1.1 Жидкое и газообразное агрегатное состояние вещества ………………………………….. 18

1.2 Состав и физико-химические характеристики нефти и природного газа ………. 18

1.3 Физико-химические характеристики системы природный газ………………………… 20

1.3.1 Фазовая диаграмма пропана и бутана ………………………………………………………………. 22

1.3.2 Производство сжиженного газа и ШФЛУ осуществляется за счет следующих
трех основных источников: …………………………………………………………………………………………. 23

1.4 Течение жидкостей в цилиндрическом канале…………………………………………………… 26

1.5 Снижение гидродинамического сопротивления (эффект Томса)……………………. 31

1.5.1 Факторы, влияющие на снижение сопротивления …………………………………………. 32

1.5.1.1 Влияние концентрации полимерной добавки на эффект. ………………………….. 32

1.5.1.2 Влияние молекулярного веса полимерной добавки на эффект. ………………… 32

1.5.1.3 Влияние диаметра трубы на эффект………………………………………………………………. 32

1.5.1 Зависимость величины эффекта от числа Рейнольдса и напряжения
сдвига. ……………………………………………………………………………………………………………………………… 33

1.6 Полимеры, используемые на нефтяных промыслах ………………………………………….. 35

1.6.1 Процесс растворения и свойства образующихся полимерных растворов ….. 37

2 Экспериментальная часть …………………………………………………………………………………………. 40

2.1 Методы исследования и использованное оборудование. …………………………………. 40

2.1.1 Устройство и эксплуатация герметичного турбулентного реометра с
вертикальным расположением цилиндрического канала. ……………………………………… 41

2.1.2 Устройство и эксплуатация герметичного турбулентного реометра с
горизонтальным расположением цилиндрического канала. ………………………………….. 41
2.1.3 Формулы для расчета результатов турбореометрического тестирования
жидкостей: ……………………………………………………………………………………………………………………… 42

2.1.4 Ротационный вискозиметр для измерения вязкости ………………………………………. 43

2.2 Объекты исследования. ………………………………………………………………………………………….. 45

3 Обсуждение результатов …………………………………………………………………………………………… 47

3.1 Снижение гидродинамического сопротивления нефти добавками полимеров.
………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

3.1.1 Вискозиметрия Нефти – Уравнение Аррениуса – Френкеля – Эйринга (АФЭ)
………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

3.1.2 Растворы полиизопрена в нефти. ………………………………………………………………………. 49

3.2 Снижение гидродинамического сопротивления керосина и бензина добавками
полимеров. ……………………………………………………………………………………………………………………… 53

3.2 Снижение гидродинамического сопротивления сжиженного газа добавками
полимеров. ……………………………………………………………………………………………………………………… 54

5 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………………………….. 58

5.1 Экономическое обоснование рентабельности применения
противотурбулентных полимеров в нефтепроводах ……………………………………….. 58

5.2 Стоимость необходимого оборудования …………………………………………………… 59

5.2.1 Используемая спецтехника ……………………………………………………………………. 59

5.2.2 Используемые химические вещества ……………………………………………………… 59

5.3 Случай 1 ………………………………………………………………………………………………….. 60

5.4 Случай 2 ………………………………………………………………………………………………….. 62

5.4.1 Применение противотурбулентных присадок для снижения
энергопотребления на трубопроводах ……………………………………………………………. 63
6 Социальная ответственность при изучении влияния полимерных добавок на
поток углеводородных жидкостей. …………………………………………………………………………….. 68

6.1 Профессиональная социальная безопасность ……………………………………………. 68

6.2 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятия по
их устранению. ……………………………………………………………………………………………… 69

6.3 Анализ опасных факторов и обоснование мероприятий по защите от действия
опасные и вредные факторы ………………………………………………………………………….. 76

6.4 Экологическая безопасность …………………………………………………………………….. 78

6.4.1 Защита атмосферы ………………………………………………………………………………… 78

6.4.2 Защита гидросферы ……………………………………………………………………………….. 79

6.4.3 Защита литосферы…………………………………………………………………………………. 80

6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………….. 81

6.6 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………… 82

Выводы ……………………………………………………………………………………………………………………………. 84

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………. 85

Приложения ……………………………………………………………………………………………………………………. 90

Снижение сопротивления в трубопроводах с использованием противотурбулентних присадок (ПТП) имеет большое значение для проектирования нефтегазопроводов, поскольку ПТП уменьшают мощность откачки и увеличивают пропускную способность трубопроводов.
ПТП были использованы в нескольких инженерных системах, таких как централизованное теплоснабжение и охлаждение, нефтедобывающие и транспортные трубопроводы и другие.
ПТП впервые был коммерчески использован в Трансалясском трубопроводе в 1979 году. Диаметр трубопровода составлял 1,2 м. Мощность трубопровода увеличилась с 1,45 млн. Баррелей в сутки до 2,1 млн. Баррелей в сутки из-за достигнутого снижение сопротивления на 50%. Явление называется эффектом Томса.[1]
Было доказано, что использование ПТП имеет преимущества, которые включают: увеличенная мощность трубопровода, экономия в насосной мощности, уменьшение давления при соответствующем снижении толщины трубы и давления, уменьшение диаметра трубы в стадии разработки, а также количество и размер насосных установок.[2,4]
В Институте нефтехимии СО РАН были проведены исследования по синтезу высокомолекулярных полимеров, которые могут быть использованы в качестве ПТП при транспортировке нефтяных и нефтяных фракций в разных регионах Российской Федерации.
Целью данной работы является экспериментальное исследование возможности использования полимерных добавок для перекачки по трубопроводам углеводородных жидкостей (нефти и её фракций), а также сжиженного природного газа (СПГ).
Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
 разработка лабораторных стендов для изучения закономерностей течения
углеводородных жидкостей;
16
 реологические исследования различных фракции нефти и установление их совместимости с противотурбулентными добавками различной химической природы;
 экспериментальное исследование текучести углеводородных жидкостей через цилиндрический канал турбулентного реометра в присутствие разных противотурбулентных добавок;
 оценка технологической и экономической эффективности предполагаемой технологии.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)