Гидротранспорт вязких нефтей и нефтепродуктов

Существенного улучшения транспортабельности вязких или высоко­застывающих нефтей можно достичь добавлением в поток нефти воды. При совместной перекачке воды и нефти потоку можно придать разные структуры, например, коаксиальную, эмульсионную, раздельную и т. п. Коаксиальная структура получается, когла вода образует вокруг нефти, у внутреннем поверхности трубы, кэнцентрическое кольцо. Чтобы нефть не всплывала в воде и не прилипала к верхней стенке трубы, в трубе делают нарезку, которая придает потоку вра­щательное движение. При этом вода, как более тяжелая жидкость, отбрасывается к стенке трубы. При работе но такой технологии на экспериментальном трубопроводе длиной в 40 км и диаметром 200 мм было получено увеличение пропускной способности в 12 раз. Разде­ление воды и нефти производится на конечном пункт» трубопровода одним из известных способов (отстой, термический способ и др.). Широкого распространения гидротранспорт высоковязких нефтей по трубопроводам с внутренней нарезкой не получил по следующим причинам:

при остановке перекачки происходит расслоение воды и нефти; нефть прилипает к верхней образующей трубы, забивает спираль и из-за этого резко снижается эффективность гидротранспорта;

применение этого метода возможно только при пере очке нефти по трубопроводу без промежуточных насосных станций; три попадании воды и нефти в насос образуется стойкая эмульсия, которая за насосной станцией уже не распадается и препятствует образованию водяного кольца у стенок трубы;

сложность изготовления винтовых нарезок на внутренней поверхности труб.

При образовании эмульсии нефть в воде (н/в) происходит значительное снижение вязкости системы. Такая система состоит из частиц нефти, окруженных пленкой воды, и контакта нефти с поверхностью трубы практически не происходит. В результате этого по всей внутренней поверхности трубы образуется водяное кольцо, по которому скользит нефть. Однако при транспорте водонефтяных эмульсий по трубопроводам при некоторых скоростях перекачки, температурах и концентрациях воды в нефти образуется эмульсин воды в нефти (в/н).

Перекачка термообработанных нефтей и нефтепродуктов

Процесс термообработки нефти заключается в разогреве ее до температуры выше температуры начала кристаллизации парафина и последующим охлаждении с темпом исключающим перенасыщение нефти парафином. В результате вырастают крупные и рыхлые кристаллы парафина, легко разрушающиеся в потоке, и нефть приобретает свойства позволяющие транспортировать ее как маловязкую. В процессе движения по трубопроводу нефть восстанавливает свои свойства. По этой причине транспорт термообработанных нефтей используется на расстоянии в несколько десятков километров.

Перекачка нефтей с присадками

При вводе в поток нефти разбавителя изменяется вязкость перекачиваемой нефти, как уже указывалось вы­ше, изменяется крутизна характеристик трубопровода и насосов (центробежных): с возрастанием вязкости она увеличивается, а с понижением — уменьшается. В связи с этим производительность нефтепровода, определяемая точкой пересечения характеристик трубопровода и насосных станций (рабочей точкой).

Рис. 1. Изменение характеристик трубопровода и на­сосных станций при изменении вязкости. Сплошные ли­нии — без разбавителя, пунктирные — с разбавителем.

В настоящее время при транспорте аномальных нефтей используется два вида присадок: ламинизаторы потока и регуляторы процесса кристаллизации парафина в нефти. Второй вид присадок используется только в случае высокозастывающих и, как правило, высокопарафинистых нефтей. В этом случае присадки адсорбируясь на поверхности кристаллов парафина снижают эффективную вязкость нефти и улучшают другие реологические характеристики. В качестве присадок ламинизирующих поток используются высокомолекулярные соединения с длинными цепочками. В потоке молекулы, вытягиваясь вдоль потока, гасят пульсирующую составляющую скорости и тем снижают гидравлическое сопротивление движению нефти. Этот вид присадок имеет перспективу использования при транспорте даже маловязких нефтей и нефтепродуктов, так как позволяет на 40% снизить потери напора на трение. Присадки добавляются в количествах не превышающих 0,2% по отношению к транспортируемой нефти.