РЕФЕРАТ 17
ВВЕДЕНИЕ 16
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 18
1 ЯВЛЕНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В
НЕФТЕПРОВОДЕ 20
1.1 Режимы течения жидкости 20
1.2 Открытие эффекта снижения гидродинамического сопротивления и его
практическое применение 21
1.3 Теоретическое и экспериментальное обоснование явления снижения гидродинамического сопротивления углеводородных жидкостей с помощью полимеров 23
2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНЫХ ПРИСАДОК И МЕХАНИЗМ ИХ ДЕЙСТВИЯ 33
2.1 Свойства противотурбулентных присадок 33
2.2 Механизм действия ПТП 34
3 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА С
ПТП НА ОБЪЕКТАХ ПАО «ТРАНСНЕФТЬ» 38
3.1 Испытания противотурбулентной присадки 39
3.1.1 Испытания на турбулентном реометре 41
3.1.2 Опытно-промышленные испытания ПТП 42
3.2 Выбор технологического режима нефтепровода с ПТП 45
4 РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 48
4.1 Характеристика установки по вводу присадок 48
4.2 Свойства перекачиваемой нефти 50
4.3 Техническая характеристика противотурбулентных присадок ПАО
«Транснефть» 51
4.4 Оценка эффективности применения ПТП на объектах ПАО «Транснефть» 525 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 58
5.1 Предпроектный анализ 58
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 58
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 59
5.1.3 SWOT - анализ 61
5.2 Планирование исследовательских работ в рамках ВКР 62
5.2.1 Структура работ в рамках проводимого исследования 62
5.2.2 Определение трудоемкости работ 63
5.2.3 Разработка графика проведения исследования 64
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 69
5.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 69
5.4.2 Расчет затрат на оборудование для научно-экспериментальных работ . 70
5.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы 71
5.4.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 73
5.4.5 Накладные расходы 74
5.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта ... 74
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 75
6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 79
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 80
6.2 Производственная безопасность 80
6.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов 82
6.3 Экологическая безопасность 88
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 91
Вывод по разделу 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 96
На современном этапе развития нефтедобывающей промышленности все отчетливее прослеживается тенденция увеличения объемов добываемой нефти, что, естественно, приводит к возникновению проблемы ее бесперебойной транспортировки к местам переработки и на экспорт. Кроме этого, ведутся активные разработки новых месторождений, зачастую расположенных в удаленных и труднодоступных регионах. Все это приводит к стремительному росту сети магистральных нефтепроводов, в связи с чем становится особенно актуальной проблема повышения эффективности транспортировки нефти и снижения энергозатрат на транспорт углеводородного сырья.
При транспортировке нефти инженеры зачастую сталкиваются с проблемами возникновения турбулентного режима течения жидкости. При турбулентном течении нефти толщина пограничного слоя между стенкой трубопровода и потоком нефти уменьшается, становится меньше абсолютная шероховатость. Как следствие, в пограничном слое возникают завихрения, увеличивается гидравлическое сопротивление и увеличиваются энергозатраты на транспорт углеводородов.
Наиболее распространенным способом решения данной проблемы является создание и использование химических добавок, способных регулировать в нужном направлении параметры рабочей среды. Широкое распространение в нефтедобывающей отрасли получили способы снижения гидравлических потерь путем добавления в сырье противотурбулентных присадок (ПТП). Молекулы ПТП, представляющие собой длинные полимерные цепочки, при введении в поток нефти распрямляются, сглаживая турбулентные возмущения и увеличивая толщину вязкого ламинарного подслоя, что, в свою очередь, снижает гидравлическое сопротивление и
уменьшает энергозатраты на транспортировку.
Целью данной работы является определение организационнотехнических мероприятий по применению противотурбулентных присадок с целью увеличения эффективности транспорта нефти на объектах ПАО «Транснефть».
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ патентной и научно-технической документации по тематике исследования;
• ознакомиться с теоретическими основами явления снижения гидродинамического сопротивления трению, свойствами ПТП;
• изучить особенности осуществления перекачки нефти с применением противотурбулентных присадок на объектах ПАО «Транснефть»;
• произвести оценку эффективности применения
противотурбулентных присадок согласно РД-23.040.00-КТН-254-10.
В ходе данной выпускной квалификационной работы было изучено явление гидродинамического сопротивления в трубопроводе, а также эффект Томса, который привел к созданию противотурбулентных присадок.
Были рассмотрены этапы организационно-технического обеспечения перекачки нефти с применением ПТП на объектах ПАО «Транснефть» включая лабораторные испытания противотурбулентной присадки, опытнопромышленные испытания реагента, обработку результатов апробации и расчет технологического режима перекачки с ПТП.
В настоящее время на объектах трубопроводной системы ПАО «Транснефть» применяются отечественные присадки PT FLYDE компании «НИКА-ПЕТРОТЭК». Выбранные присадки обеспечивают хорошую эффективность при низком расходе реагента (2,1 ppm). Данное значение является наиболее оптимальным и выбрано исходя из экономического эффекта от применения ПТП, то есть от увеличения расхода нефти. Кроме того, учитывается стоимость присадки и энергозатраты на перекачку нефти по линейной части.
Оценка эффективности ПТП на предприятии показала, что при оптимальном расходе реагента расход нефти на участке трубопровода от НПС-1 до НПС-2 увеличился на 2 % при внедрении ПТП. Снижение энергозатрат на перекачку в данном примере выражается в снижении перепада давления между двумя перекачивающими станциями.
Кроме того, оценка осуществлялась согласно руководящему документу ПАО «Транснефть», где приведена формула расчета технологической эффекивности противотурбулентных присадок. В рассмотренном примере при оптимальном значении расхода эффективность составила 3,6 %.Сравнительный экономический анализ эффективности применения присадок различного производства показал, что присадки PT FLYDE имеют значительные преимущества перед конкурентными присадками Necadd-447 (Финляндия) и FLO MXA (США). Так, для обеспечения равной эффективности при равных условиях необходимо обеспечить расход Necadd- 447 равным 18 ppm и FLO MXA равным 40 ppm. Стоимость присадок колеблется от 480 до 550 руб/кг, поэтому наибольшее влияние на сумму затрат оказывает расход реагента. Ввиду значительного расхода зарубежных присадок экономичным вариантом является отечественная присадка PT FLYDE. Кроме того, ее применение соответствует требованиям отрасли по обеспечению максимального импортозамещения.
