Введение ....
1 Обзор литературы 4
1.1 Перспективы добычи высоковязких нефтей 4
1.2 Перспективы развития транспорта высоковязких нефтей 8
1.3 Опыт применения транспорта нефти с предварительным подогревом 13
1.4 Основы теплового и гидравлического расчета «горячих» трубопроводов 14
2 Объект и методы исследования 27
2. 1 Методы анализа 27
2.2 Объект и предмет исследования 30
3 Анализ влияния термодинамических параметров на эффективность
транспорта 37
4.1 Исходные данные для расчета экономического эффекта от перекачки
нефти с подогревом 47
4.2 Расчет экономической эффективности применения предварительного
подогрева нефти при трубопроводном транспорте 48
4.3 Расчет снижения потребления электроэнергии 51
5 Социальная ответственность при трубопроводном транспорте нефти с повышенной температурой в условиях севера 53
5.1 Профессиональная социальная безопасность 54
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды и обоснование мероприятий по их устранению .. 55
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды и мероприятия по их устранению 65
5.1 Экологическая безопасность 69
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 70
5.4 Законодательное регулирование проектных решений 72
Список литературы 75
Актуальность работы: в настоящее время, ввиду активного роста потребления углеводородов, возникает необходимость увеличения объемов добычи. Поэтому современные технологии добычи транспорта и хранения должны позволять работать не только с легкоизвлекаемыми, но и трудноизвлекаемыми ресурсами, которые существенно отличаются друг от друга по физико- химическим свойствам.
К трудноизвлекаемым запасам относят высоковязкие и тяжелые нефти, что требует применения дополнительных ресурсоэффективных технологий для качественного обеспечения процесса транспорта и хранения с требуемым объемом перекачки транспортируемой среды.
Одним из таких технических решений является транспортировка нефти с предварительным подогревом.
Объект и предмет исследования: магистральный трубопровод для транспорта нефти при повышенной температуре.
Цель работы - определение влияния термодинамических характеристик трубопроводного транспорта нефти в условиях Севера на эффективность технологии перекачки нефти с предварительным подогревом.
Задачи:
— Проведение литературного обзора по указанной тематике;
— Моделирование двух участков подземного магистрального нефтепровода различной протяженности для транспорта разносортной высоковязкой нефти с подогревом и без него;
— Определение влияние условий эксплуатации нефтепровода и термодинамических параметров транспортируемой среды на изменение
расхода;
— Определение оптимальной температуры подогрева модельных участков нефтепровода;
— Расчет экономической эффективности модельных участков
нефтепровода;
— Определение мер безопасности для предупреждения и устранения последствий возможных ЧС при транспорте высоковязкой нефти.
Новизна и практическая значимость: для расчета «горячего»
нефтепровода показана необходимость более полного описания вязкостнотемпературной характеристики, чем позволяет использование зависимости Филонова-Рейнольдса; в результате исследования на математических моделях участков нефтепроводов были выявлены термодинамические параметры системы оказывающие наибольшее влияние на падение температуры по длине, расход и экономические показатели перекачки.
Личный вклад автора: на основе исходных данных построены модели для расчета двух участков магистрального нефтепровода; проведены гидравлические и тепловые расчеты, расчет оптимальной температуры предварительного подогрева нефти; расчет экономической эффективности использования технологии транспорта с подогревом на выбранных участках; рассмотрен вопрос корректного описания вязкостно-температурной
характеристики нефти для определения оптимальной температуры подогрева нефти; построены графики зависимости расхода от условий эксплуатации нефтепровода и термодинамических параметров транспортируемой среды; определены мероприятия по охране труда и безопасности эксплуатации пункта подогрева нефти, охране окружающей среды.
В работе было проведено исследование на математических моделях участков нефтепроводов зависимости расхода нефти и падения температуры по длине участка от условий эксплуатации нефтепровода и термодинамических параметров транспортируемой среды.
Получены значения оптимальной температуры транспорта для рассматриваемых участков магистрального нефтепровода.
При проведении расчета оптимальной температуры транспортируемой среды, в интервале температур, где вискограмма имеет крутой наклон, необходимо обязательно учитывать влияние теплоизоляции, отложений на стенках трубопровода, тела трения, утепляющего действия снега.
Для расчета «горячего» нефтепровода показана необходимость более полного описания вязкостно-температурной характеристики, чем позволяет использование зависимости Филонова-Рейнольдса.
Рассчитан экономический эффект применении технологии транспорта
нефти в указанных условиях достигает (млн. руб.) / год, что составляет % от общей выручки при ведении транспорта в оптимальном режиме работы насосного оборудования, а эффект экономии электроэнергии может достигать МВт в год . Так как расход магистрального трубопровода зависит еще и от количества нефти сдаваемой нефтедобывающими компаниями, отклонения параметров режима работы от приведенных для расчета неизбежны. Поэтому указанные значения являются оптимистичной оценкой. Дальнейшее уточнение должно проводиться с использованием плановых объемов перекачки
Установлены опасные и вредные факторы воздействующие на работника в процессе проектирования и эксплуатации пункта подогрева нефти. Разработаны меры защиты.
Одними из наиболее вероятных и негативно сказывающихся видов ЧС является аварийный разлив нефти. В работе приведен перечень мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий аварийных разливов нефти.
