Инженерная практика
Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru
Telegram Facebook
  • Главная
  • Без рубрики
  • Новое экологически безопасное оборудование для оптимизации работы трубопроводов

Новое экологически безопасное оборудование для оптимизации работы трубопроводов

Оказывая определяющее влияние на состояние и перспективы развития национальной экономики, нефтегазовая промышленность вместе с тем относится к числу самых экологически опасных отраслей производства, что в значительной мере относится и к трубопроводному транспорту нефти и газа. Высокая степень износа систем сбора и транспорта нефти и газа становится причиной высокой аварийности оборудования, что влечет за собой техногенную нагрузку на окружающую среду.

Кроме этого, повышенная аварийность трубопроводных систем Крайнего Севера, Западной и Восточной Сибири в значительной мере обусловлена резкими перепадами температур, приводящими к изменению реологических характеристик перекачиваемой среды.

Одним из эффективных методов сокращения аварийности трубопроводных систем, в настоящее время служит применение таких химических реагентов, как ингибиторы коррозии, метанол, депрессорные и противотурбулентные присадки и др. Однако эти реагенты, как правило, токсичны, и поэтому представляют значительную опасность для окружающей природной среды, а также для человека.

В этой связи на базе герметичных насосных установок собственной конструкции ООО «ЗДТ «Ареопаг» проектирует, изготавливает и внедряет в нефтегазовое производство экологически безопасное дозировочное оборудование для работы с химреагентами.

20.06.2019 Инженерная практика №01/2015
Севастьянов Александр Владимирович Исполнительный директор ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг»
Нигай Юрий Валентинович Главный инженер проектов ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг», к.т.н.

В соответствии с природоохранным законодательством для обеспечения экологической безопасности применяемое для дозирования токсичных химреагентов насосное оборудование должно обеспечивать отсутствие пропусков (утечек) в окружающую среду, то есть должно быть герметичным (Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности, ГОСТ Р 52743-2007).

Вопросам экологической безопасности в топливноэнергетическом комплексе (ТЭК) в последнее время уделяется огромное внимание на государственном уровне. Так, 15 июня 2012 года Указом Президента РФ создана «Комиссия при Президенте Российской Федерации по вопросам стратегии развития топливноэнергетического комплекса и экологической безопасности», что подтверждает важность решения задачи обеспечения экологической безопасности отрасли.

ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» работает на рынке дозировочного оборудования более 20 лет, ежедневно решая конструкторские задачи с соблюдением современных экологических требований ТЭК. Полученный многолетний опыт позволил нашей компании освоить выпуск новых образцов дозировочной техники для химизации процессов сбора и транспорта нефти и газа и обеспечить исполнение требований природоохранного законодательства.

В 2010 году ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» освоил серийный выпуск не имеющего аналогов (патент на полезную модель №147422 [1]) герметичного плунжерного насосного агрегата с узлом герметизации и возврата утечек модификации М8.

Оснащение насоса узлом герметизации и возврата утечек позволяет исключить попадание токсичных химреагентов в окружающую среду в ходе его эксплуатации.

Рис. 1. Сильфонная головка герметичного плунжерного насоса
Рис. 1. Сильфонная головка герметичного плунжерного насоса

Основным элементом системы герметизации герметичного плунжерного насоса служит сильфонная головка (рис. 1), включающая в себя сильфон (4). Внутренняя полость сильфонной камеры, куда собираются утечки токсичных химреагентов, полностью герметична от окружающей среды. Система возврата утечек состоит из двух самостоятельных линий воздушной (приемной) и жидкостной (нагнетательной), причем каждая линия снабжена клапанами: воздушным (19) и жидкостным (20). При работе агрегата утечки через манжетные уплотнения насосного агрегата собираются в герметичной внутренней полости сильфонной камеры и отводятся (возвращаются) в расходную емкость за счет сжатия сильфона.

Герметичные насосные агрегаты модификации М8 нашли широкое применение в нефтегазовой отрасли. В настоящее время с целью повышения экологической безопасности более 1400 герметичных насосных агрегатов модификации М8 внедрены в нефтяных компаниях ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «Газпром нефть».

ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Рост востребованности экологически безопасного дозировочного оборудования в настоящее время вызван несколькими причинами:

  • жесткие требования природоохранного законодательства к оборудованию, применяемому при разработке нефтегазовых месторождений;
  • интенсивное освоение месторождений углеводородного сырья, расположенных в Заполярье, Восточной Сибири и Арктическом шельфе, которые являются в особой степени экологически уязвимыми, требующими при освоении принципиально новых подходов, экологически безопасных технологий и оборудования для добычи и транспорта нефти и газа;
  • снижение поставок импортного дозировочного оборудования, в том числе герметичного.

В этой связи специалисты ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» спроектировали и изготавливают на базе герметичного насосного оборудования модификации М8 экологически безопасные автоматизированные дозировочные установки различного назначения (для дозирования ингибиторов коррозии, борьбы с осложнениями, гидратами и др.), востребованность которых возрастает из года в год. В частности, это две экологически безопасные установки: а) малогабаритный блок непрерывного дозирования реагентов БНДР (ТУ 3632-001-46919837-2009); б) мобильный блок реагентного хозяйства МБРХ (патент на полезную модель №147442).

БЛОК НЕПРЕРЫВНОГО ДОЗИРОВАНИЯ РЕАГЕНТОВ

Рис. 3. Установка параметров работы БНДР через сенсорную панель Гидроматик-101Ех
Рис. 3. Установка параметров работы БНДР через сенсорную панель Гидроматик-101Ех
Рис. 2. Малогабаритный блок непрерывного дозирования реагентов (БНДР ТУ 3632-001-46919837- 2009)
Рис. 2. Малогабаритный блок непрерывного
дозирования реагентов (БНДР ТУ 3632-001-46919837-
2009)

Данный блок оснащен герметичным дозировочным насосом и взрывозащищенным блоком управления Гидроматик-101Ех в стандартном исполнении (протокол Modbus RTU, интерфейс RS-485) с возможностью дистанционного контроля и регулирования параметров работы БНДР. На рис. 2 и 3 представлены общий вид малогабаритного БНДР и установка параметров работы БНДР через сенсорную панель Гидроматик101Ех. Ввод и изменение параметров работы БНДР можно производить непосредственно на объекте или дистанционно.

К главным преимуществам малогабаритных БНДР производства ООО «Завод дозировочной техники

«Ареопаг» относятся:

  • взрывозащищенный корпус блока управления Гидроматик-101Ех класса 1ExdIIBT4 (рис. 4);
  • высокая степень защиты корпуса от пыли и влаги IP 67;
  • широкий диапазон регулирования подач от 5 до 100% от номинальной подачи дозировочного насоса;
  • высокая точность дозирования (на практике достижима погрешность, не превышающая 0,5% во всем диапазоне подач);
  • возможность дистанционного управления пускостановом дозировочного агрегата;
  • возможность осуществления мониторинга параметров работы БНДР и дистанционного управления расходом дозировочного агрегата;
  • малые габариты и вес БНДР, позволяющие оперативно демонтировать, перевозить и монтировать блок без специальных подготовительных работ.
Рис. 4. Взрывозащищенный блок управления «Гидроматик-101Ех»
Рис. 4. Взрывозащищенный блок управления «Гидроматик-101Ех»

Таким образом, высокая степень автоматизации и большие функциональные возможности малогабаритных БНДР производства ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» позволяют применять БНДР в зонах В1а и В1г с обеспечением безаварийной работы систем внутрипромыслового сбора и транспорта нефти и газа подачей экономичных объемов ингибиторов коррозии и депрессорных и противотурбулентных присадок в автоматическом режиме в зависимости от условий эксплуатации трубопроводов.

Кроме того, БНДР эффективно работает в системах предварительного сброса воды и подготовки нефти, дистанционно устанавливая оптимальные расходы реагентов в зависимости от изменений состава и объема поступающей жидкости. Блок можно эффективно использовать в труднодоступных районах и в условиях применения «малолюдных технологий», осуществляя борьбу с осложнениями на добывающем фонде скважин (соли, парафины).

С декабря 2013 по июнь 2014 года малогабаритные БНДР в количестве пяти штук успешно прошли ОПИ в НГДУ «Сургутнефть» ОАО «Сургутнефтегаз» для дозирования химреагентов с целью снижения вязкости и давлений в нефтесборных коллекторах.

Известно, что с ростом обводненности водонефтяной эмульсии вязкость увеличивается, а по достижении критического значения обводненности (точки инверсии) резко снижается. В точке инверсии происходит обращение фаз, в результате которого дисперсная фаза (вода) становится дисперсионной средой (внешней, сплошной), а дисперсионная среда (нефть) дисперсной фазой (разобщенной), т.е. В/Н — > Н/В. Вязкость водонефтяной эмульсии в значительной степени зависит и от температуры.

Практическое значение «обращения фаз» нефтяных эмульсий велико. Так, эмульсия типа Н/В транспортируется при меньших энергетических затратах, чем эмульсия типа В/Н.

Критическое значение коэффициента обводненности для нефти разных месторождений может колебаться в пределах от 0,5 до 0,9, но в большинстве случаев ближе к 0,7. Такое разнообразие значений коэффициента обводненности объясняется различием физико-химических свойств компонентов эмульсии и, в первую очередь, концентрацией водной фазы и присутствием в эмульсии различных эмульгаторов. На практике избежать высоких вязкостей перекачиваемой среды в нефтесборных трубопроводах без применения химреагентов не представляется возможным. В точке инверсии фаз происходят наибольшие «скачки» давлений, так как в этой области эмульсия может переходить из одного состояния в другое и наоборот (В/Н — > Н/В, Н/В — > В/Н).

Рис. 5 Зависимость динамической вязкости нефти Гремихинского м/р от обводненности β( а) и температуры Т( б): б: 1, 2, 3, 4, 5 обводненность составляет соответственно 0,18; 5; 15; 30 и 50%
Рис. 5 Зависимость динамической вязкости нефти Гремихинского м/р
от обводненности β( а) и температуры Т( б): б: 1, 2, 3, 4, 5
обводненность составляет соответственно 0,18; 5; 15; 30 и 50%

В качестве примера на рис. 5 приводятся исследования В.И. Бородина и др., зависимость динамической вязкости нефти Гремихинского месторождения от обводненности (рис. 5, а) и температуры Т (рис. 5, б) [2]. Результаты внедрения одного из БНДР в НГДУ «Сургутнефть» ОАО «Сургунефтегаз» приведены на рис. 6. При дозировании деэмульгатора Dissolvan V47611 в объеме 5,4 л/сут давление в нефтесборном коллекторе снизилось с 3,3 до 2,4 МПа, расход увеличился от 228 до 262 м3/сут. Суточный прирост добычи нефти составил 8,8 т при снижении температуры окружающей среды до –45°С.

Рис. 6 Влияние дозирования химреагентов на снижение давления в нефтесборном коллекторе к. 443 т. врезки Яунлорского м/р
Рис. 6 Влияние дозирования химреагентов на снижение давления в нефтесборном коллекторе к. 443 т. врезки Яунлорского м/р

МОБИЛЬНЫЙ БЛОК РЕАГЕНТНОГО ХОЗЯЙСТВА

МБРХ предназначен для приготовления, перевозки и дозированного нагнетания химических реагентов и метанола в затрубное пространство нефтяных и газовых скважин и в трубопроводы для защиты от АСПО, солеотложений и гидратов. Блок монтируется на шасси КАМАЗ 43118 высокой проходимости, гидравлический привод технологического оборудования выполнен от трансмиссии автомобиля. На рис. 7 показан общий вид МБРХ.

Рис.7 Общий вид МБРХ
Рис.7 Общий вид МБРХ

Основных преимуществ у МБРХ несколько. Во-первых, это экологичность. Оснащение МБРХ герметичным плунжерным насосом ТУ3632-003-46919837-2007 исключает утечки токсичных химреагентов в окружающую среду и обеспечивает экологическую безопасность.

Во-вторых, безопасность. Отсутствие напряжения 380 В снижает трудоемкость и эксплуатационные расходы на обслуживание электрооборудования, увеличивает надежность работы МБРХ и повышает техническую безопасность выполнения работ.

Технологичность. Появилась альтернатива технологии непрерывного дозирования.

Еще одно преимущество блока – экономичность, которая достигается за счет короткого срока окупаемости МБРХ, экономии дорогостоящего химреагента, а также за счет выбора оптимальной дозировки и периода между обработками, а также рециркуляции собранных утечек химреагента.

И, наконец, мобильность. МБРХ обеспечивает возможность заправки стационарных дозирующих устройств и выполнения работ в труднодоступных районах и оперативного решения проблем, возникающих в результате аварий в системах сбора нефти и газа, а также в добывающих скважинах.

 

ВЫВОД

  1. На базе герметичного насосного оборудования налажен выпуск блоков непрерывного дозирования реагентов (БНДР, МБРХ) в экологически безопасном исполнении различного назначения (для борьбы с осложнениями в трубопроводах, подготовки нефти и др.), обеспечивающих автоматический мониторинг и дистанционное управление дозировочным оборудованием.
  2. Высокий функциональный уровень, качество и надежность выпускаемого ООО «Завод дозировочной техники «Ареопаг» оборудования позволили в 2011 году приступить к участию в реализации программ по импортозамещению дозировочного оборудования в нефтегазовых компаниях.
  3. Востребованность экологически безопасного оборудования обусловлена возросшими требованиями природоохранного законодательства, а также расширением географии новых месторождений Заполярья, Восточной Сибири и Арктического шельфа. Эти территории активного освоения являются в особой степени экологически уязвимыми.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Патент на полезную модель №88076. Герметичный плунжерный насос/ В.Н. Бурданов, А.В. Севастьянов, В.Н. Соминич 2009.
  2. Результаты использования магнитных индукторов обработки нефти при ее добыче и транспорте/ В.И. Бородин и др.// Нефтяное хозяйство, 2004, №4.
  3. Патент на полезную модель № 147422. Мобильный блок для подачи рабочей жидкости к внешнему устройству в затрубное пространство скважины и/или в трубопровод (варианты)/ А.В. Севастьянов, Ю.В. Нигай, И.В. Марочкин, А.Ю. Кузнецов. 2014.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Сетевая группа ОАО «ЛУКОЙЛ»: «оптимизация систем сбора, подготовки и транспорта нефти»
Области и технология применения втулки подкладной Aitech для защиты от коррозии сварных соединений труб с внутренним покрытием
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №01/2021

Инженерная практика

Выпуск №01/2021

Поддержание пластового давления. Повышение нефтеотдачи. промысловые трубопроводы. Подготовка нефти
Матрица применения потокоотклоняющих технологий на карбонатных коллекторахПовышение экономической и технологической эффективности системы поддержания пластового давленияБорьба с гипсовыми отложениями на внутренней поверхности водоводов высокого давления и другого оборудованияОчистка подтоварной воды от нефтепродуктов и твердых взвешенных частицУвеличение нефтеотдачи с применением закачки в пласт дымового газа и комбинации пара и диоксида углеродаБетонные покрытия для промысловых трубопроводов с теплогидроизоляцией и морских трубопроводов
Ближайшее совещание
Механизированная добыча, Поддержание пластового давления
ДОБЫЧА ‘2021.
Ежегодная научно-практическая отраслевая конференция

ДОБЫЧА’ 2021: Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин, ППД.

Новые даты: 27-29 апреля 2021 г., г. Москва
27-29 апреля 2021 года ООО «Инженерная практика» проводит IV Ежегодную производственно-техническую конференцию «ДОБЫЧА 2021: Повышение эффективности эксплуатации механизированного фонда скважин, ППД». Ежегодное совещание носит рабочий характер и направлено на обсуждение применения лучших практик в области актуальных вопросах механизированной добычи нефти. К участию приглашаются Эксперты вертикально-интегрированных компаний, научных центров, поставщиков технологических решений, производителей оборудования и нефтепромысловой химии. Форма участия: очная/заочная (по запросу).