Помощь студентам в учебе
Повышение эффективности трубопроводного транспорта высоковязких нефтей в условиях Крайнего Севера
|
ВВЕДЕНИЕ 15
1. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ 17
1.1. Перспективы добычи и транспортировки высоковязких нефтей 17
1.3 Исследование проблем трубопроводного транспорта высоковязких нефтей в условиях Крайнего Севера с точки зрения обеспечения безопасности и
надежности эксплуатации 26
1.4. Физико-географическая характеристика объекта 28
2 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ
В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА 35
2.1 Неизотермические способы 37
2.1.1 «Горячая перекачка» 37
2.1.2 Электрический прогрев нефтепровода 39
2.2 Изотермические способы 42
2.2.1 Транспорт высоковязких нефтей в потоке носителя 42
2.2.2 Механические воздействия на нефть 43
2.2.3 Термообработка высоковязких нефтей 45
2.2.4 Транспорт газонасыщенных нефтей 47
2.2.5 Применение депрессорных присадок для транспортировки высоковязких
нефтей 49
2.2.6 Гидроперекачка высоковязких нефтей 52
2.2.7 Перекачка нефти с углеводородным разбавителем 55
2.2.8 Противотурбулентные присадки 56
2.3 Анализ депрессорных присадок 60
2.3.1 Опыт применения присадок в условиях Крайнего Севера 64
2.3.2 Установки для ввода депрессорных присадок 66
2.3.3. Технология обработки депрессорной присадкой по всему объему транспортируемой нефти 66
2.3.4 Технология обработки пристенного кольцевого слоя 68
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 71
3.1 Определение толщины стенки трубопровода 71
3.2 Расчет потерь давления и напора на трение при перекачке высоковязкой
нефти без добавления депрессорной присадки 74
3.3 Расчет потерь давления и напора при перекачке высоковязкой нефти с добавлением депрессорной присадки 76
3.4 Расчет потерь напора в ПК «Ansys» 79
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 84
4.1. Обоснование применение депрессорных присадок 84
4.2. Оценка экономической эффекта от реализации проекта 84
5. Социальная ответственность 88
5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
5.2 Производственная безопасность 90
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 91
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата рабочего помещения 91
5.2.1.2 Меры по обеспечению благоприятного микроклимата: 91
5.2.1.3 Организация работ на открытом воздухе: 92
5.2.1.4 Повышенный уровень шума на рабочем месте 93
5.2.1.5 Повышенный уровень вибрации 94
5.2.1.6 Тяжесть и напряженность физического труда 94
5.2.1.7 Повреждения в результате контакта с животными 95
5.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 96
5.2.2.1 Утечки токсичных и вредных веществ в атмосферу 96
5.2.2.2 Поражение электрическим током 97
5.2.2.3 Повышенная температура поверхностей оборудования, материалов . 98
5.3 Экологическая безопасность 99
5.3.1 Воздействие на атмосферу 99
5.3.2 Воздействие на литосферу 99
5.3.3 Воздействие на гидросферу 100
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
5.4.1 Оценка степени загрязнения земель при аварийном разливе нефти 102
5.4.2 Очистка и рекультивация земель после аварийного разлива нефти 104
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 105
5.6 Специальные правовые нормы трудового законодательства 105
5.6.1 Особенности организации работы 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 109
1. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕЙ 17
1.1. Перспективы добычи и транспортировки высоковязких нефтей 17
1.3 Исследование проблем трубопроводного транспорта высоковязких нефтей в условиях Крайнего Севера с точки зрения обеспечения безопасности и
надежности эксплуатации 26
1.4. Физико-географическая характеристика объекта 28
2 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ
В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА 35
2.1 Неизотермические способы 37
2.1.1 «Горячая перекачка» 37
2.1.2 Электрический прогрев нефтепровода 39
2.2 Изотермические способы 42
2.2.1 Транспорт высоковязких нефтей в потоке носителя 42
2.2.2 Механические воздействия на нефть 43
2.2.3 Термообработка высоковязких нефтей 45
2.2.4 Транспорт газонасыщенных нефтей 47
2.2.5 Применение депрессорных присадок для транспортировки высоковязких
нефтей 49
2.2.6 Гидроперекачка высоковязких нефтей 52
2.2.7 Перекачка нефти с углеводородным разбавителем 55
2.2.8 Противотурбулентные присадки 56
2.3 Анализ депрессорных присадок 60
2.3.1 Опыт применения присадок в условиях Крайнего Севера 64
2.3.2 Установки для ввода депрессорных присадок 66
2.3.3. Технология обработки депрессорной присадкой по всему объему транспортируемой нефти 66
2.3.4 Технология обработки пристенного кольцевого слоя 68
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 71
3.1 Определение толщины стенки трубопровода 71
3.2 Расчет потерь давления и напора на трение при перекачке высоковязкой
нефти без добавления депрессорной присадки 74
3.3 Расчет потерь давления и напора при перекачке высоковязкой нефти с добавлением депрессорной присадки 76
3.4 Расчет потерь напора в ПК «Ansys» 79
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 84
4.1. Обоснование применение депрессорных присадок 84
4.2. Оценка экономической эффекта от реализации проекта 84
5. Социальная ответственность 88
5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
5.2 Производственная безопасность 90
5.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению 91
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата рабочего помещения 91
5.2.1.2 Меры по обеспечению благоприятного микроклимата: 91
5.2.1.3 Организация работ на открытом воздухе: 92
5.2.1.4 Повышенный уровень шума на рабочем месте 93
5.2.1.5 Повышенный уровень вибрации 94
5.2.1.6 Тяжесть и напряженность физического труда 94
5.2.1.7 Повреждения в результате контакта с животными 95
5.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий по их устранению 96
5.2.2.1 Утечки токсичных и вредных веществ в атмосферу 96
5.2.2.2 Поражение электрическим током 97
5.2.2.3 Повышенная температура поверхностей оборудования, материалов . 98
5.3 Экологическая безопасность 99
5.3.1 Воздействие на атмосферу 99
5.3.2 Воздействие на литосферу 99
5.3.3 Воздействие на гидросферу 100
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
5.4.1 Оценка степени загрязнения земель при аварийном разливе нефти 102
5.4.2 Очистка и рекультивация земель после аварийного разлива нефти 104
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 105
5.6 Специальные правовые нормы трудового законодательства 105
5.6.1 Особенности организации работы 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 109
За последнее время можно наблюдать, как в нашем мире происходит видимое увеличение месторождений, где запасы нефти можно назвать трудно извлекаемыми. Большинство таких месторождений находится на территории Крайнего Севера, они являются практически неиспользованными, разработка и добыча энергетических ресурсов с таких трудноизвлекаемых залежей требует новых и нетрадиционных методов добычи, сбора, транспортировки и переработки нефти.
Нефть, добываемая с таких месторождений, характеризуется высоким содержанием парафина и асфальто-смолистых веществ, что существенно повышают вязкость транспортируемого продукта. От характеристик нефти зависит пропускная способность и экономическая целесообразность. Из этого стоит сделать вывод, что при разработке нефтяных месторождений в северных регионах, где преобладают низкие температуры, энергетические затраты на перекачку добываемой нефти увеличивают её стоимость, а также вязкость флюида может вызвать некоторые проблемы, что его транспорт может стать невозможным.
Использование традиционных методов добычи для получения такой высоковязкой нефти приводит к снижению объемов извлекаемого продукта и потере ценных вторичных компонентов. Транспортировка такого типа нефти имеет ряд недостатков, включая ускоренный износ оборудования, серьезные нарушения в технологических процессах и ухудшение экологической ситуации из-за возрастающего числа аварий. Все эти факторы акцентируют внимание на необходимости улучшения эффективности процесса транспортировки высоковязкой нефти, применяя специализированные технологии.
Именно поэтому данная проблема актуальна и требует незамедлительного решения.
С целью более детального рассмотрения этой проблемы и возможности применения различных технологий был рассмотрен трубопровод
Объектом исследования являются различные методы перекачки нефти высокой вязкости по трубопороводу в условиях Крайнего Севера.
Целью данной работы является разработка решений, направленных на повышение эффективности трубопроводного транспорта Крайнего Севера. Чтобы достичь поставленной цели, надо выполнить следующие задачи.
Задачами работы является:
1. Выявить особенности и физико-химические характеристики
высоковязких нефтей.
2. Провести анализ способов перекачки высоковязких нефтей «горячая»
перекачка, электроподогрев, перекачка в потоке носителя, механические воздействия на высоковязкую нефть, термообработка, транспорт газонасыщенных нефтей, применение депрессорных, противотурбулентных присадок, гидротранспорт нефти, перекачка с использованием жидких углеводородных разбавителей.
3. Выбрать оптимальную технологию перекачки высоковязкой нефти
для трубопровода «
4. Выбрать депрессорную присадку и метод ее закачки в трубопровод.
5. Выполнить следующие расчеты: аналитический -потери напора при транспорте высоковязкой нефти без депрессорной присадки и после ее добавления, а также метод программного моделирования в Ansys.
Нефть, добываемая с таких месторождений, характеризуется высоким содержанием парафина и асфальто-смолистых веществ, что существенно повышают вязкость транспортируемого продукта. От характеристик нефти зависит пропускная способность и экономическая целесообразность. Из этого стоит сделать вывод, что при разработке нефтяных месторождений в северных регионах, где преобладают низкие температуры, энергетические затраты на перекачку добываемой нефти увеличивают её стоимость, а также вязкость флюида может вызвать некоторые проблемы, что его транспорт может стать невозможным.
Использование традиционных методов добычи для получения такой высоковязкой нефти приводит к снижению объемов извлекаемого продукта и потере ценных вторичных компонентов. Транспортировка такого типа нефти имеет ряд недостатков, включая ускоренный износ оборудования, серьезные нарушения в технологических процессах и ухудшение экологической ситуации из-за возрастающего числа аварий. Все эти факторы акцентируют внимание на необходимости улучшения эффективности процесса транспортировки высоковязкой нефти, применяя специализированные технологии.
Именно поэтому данная проблема актуальна и требует незамедлительного решения.
С целью более детального рассмотрения этой проблемы и возможности применения различных технологий был рассмотрен трубопровод
Объектом исследования являются различные методы перекачки нефти высокой вязкости по трубопороводу в условиях Крайнего Севера.
Целью данной работы является разработка решений, направленных на повышение эффективности трубопроводного транспорта Крайнего Севера. Чтобы достичь поставленной цели, надо выполнить следующие задачи.
Задачами работы является:
1. Выявить особенности и физико-химические характеристики
высоковязких нефтей.
2. Провести анализ способов перекачки высоковязких нефтей «горячая»
перекачка, электроподогрев, перекачка в потоке носителя, механические воздействия на высоковязкую нефть, термообработка, транспорт газонасыщенных нефтей, применение депрессорных, противотурбулентных присадок, гидротранспорт нефти, перекачка с использованием жидких углеводородных разбавителей.
3. Выбрать оптимальную технологию перекачки высоковязкой нефти
для трубопровода «
4. Выбрать депрессорную присадку и метод ее закачки в трубопровод.
5. Выполнить следующие расчеты: аналитический -потери напора при транспорте высоковязкой нефти без депрессорной присадки и после ее добавления, а также метод программного моделирования в Ansys.
Таким образом, в ходе выполнения выпускной квалификационной работы была подтверждена актуальность работы, что выбор технологии перекачки высоковязких нефтей является важной задачей, в связи с увеличением месторождений со сложным флюидами, а также выполнены поставленные задачи:
1. Выявлены особенности характеристики высоковязких нефтей.
2. Проведен анализ различных способов перекачки, в результате которого выбран наилучший метод перекачки нефти высокой вязкости по трубопроводу ||» с применением депрессорной присадки и с закачкой в притрубное кольцевое пространство трубопровода.
3. Выбрана новая депрессорная присадка с противотурублентными свойствами, которая подходит по всем предъявляемым к ней расчетам доказана эффективность метода транспортировки высоковязких нефтей в условиях Крайнего Севера.
5. Проведен экономический расчет обработки нефти по введению депрессорной присадки, где срок окупаемости составил 3,8 лет, что доказывает рентабельность предлагаемого проекта, а также установлены опасные и вредные факторы, воздействующие на работника в процессе ее эксплуатации и разработаны меры защиты.
1. Выявлены особенности характеристики высоковязких нефтей.
2. Проведен анализ различных способов перекачки, в результате которого выбран наилучший метод перекачки нефти высокой вязкости по трубопроводу ||» с применением депрессорной присадки и с закачкой в притрубное кольцевое пространство трубопровода.
3. Выбрана новая депрессорная присадка с противотурублентными свойствами, которая подходит по всем предъявляемым к ней расчетам доказана эффективность метода транспортировки высоковязких нефтей в условиях Крайнего Севера.
5. Проведен экономический расчет обработки нефти по введению депрессорной присадки, где срок окупаемости составил 3,8 лет, что доказывает рентабельность предлагаемого проекта, а также установлены опасные и вредные факторы, воздействующие на работника в процессе ее эксплуатации и разработаны меры защиты.