Оптимизация ультразвукового способа транспортировки

1.

1
tpu.ru
Оптимизация
ультразвукового способа
транспортировки
высоковязкой нефти
Выполнила группа 2Б15:
Ксензик Илья,
Малявина Ксения,
Алиев Назим.
26.02.23

2.

2
Актуальность:
Перспективы добычи
Рост высоковязких трудно
извлекаемых нефтей
сокращение ресурсной
базы легко-извлекаемых
нефтей

3.

Объект исследования: способы транспортировки
высоковязкой нефти
3

4.

Предмет исследования: ультразвуковой способ
транспортировки высоковязкой нефти
4

5.

Проблема:
Существует множество способов транспортировки высоковязкой нефти, но их
эффективность достаточно низкая, необходимо оптимизировать метод
ультразвуковой транспортировки высоковязкой нефти, который будет
адаптирован под необходимые погодные условия при наименьших затратах.
5

6.

Цель:
Добиться автономности использования метода ультразвукового
воздействия при транспортировки вязких нефтей.
6
S
M
A
R
T
Конкретность
Измеримость
Достижимость
Актуальность
Сроки
Изучим популярные
методы
транспортировки
высоковязкой нефти,
докажем возможность
использования
ультразвукового способа
транспортировки
высоковязкой нефти,
применим способ на
практике и предложим
его крупным компаниям
в нефтедобывающей
отрасли.
Сокращение
расходов на
транспортировку
нефти до 5% в
сравнении с
другими
способами.
С помощью различной
литературы мы с легкостью
найдем всю необходимую
информацию о методах
транспортировки
высоковязкой нефти, сможем
выдвинуть гипотезу о самом
экономичном и
универсальном методе, тем
самым докажем
потенциальным спонсорам
перспективность нашего
проекта .
Современные методы
транспортировки высоковязкой
нефти обходятся дорого для
предприятий.
Адаптация ультразвукового
способа транспортировки
высоковязкой нефти позволит
уменьшить энергозатратность
транспортировки нефти.
Дата:
01.06.2023
Время:
00.00

7.

Задачи:
•С помощью имеющейся литературы получить первичную информацию о существующих методах
•Провести анализ научной информации, выявить достоинства и недостатки каждого метода
•Исследовать смежные проекты и статьи, оценить перспективность нашего метода
•Выделить преимущества ультразвукового способа транспортировки высоковязкой нефти перед
другими способами
• Продумать этапы реализации нашего проекта, выявить возможные проблемы и их последствия
•Найти компанию, которая сможет предоставить нам необходимое оборудование
•Провести необхоимые для проекта испытания и исследования
• Сравнить получившееся результаты с результатами других методов
7

8.

Гипотеза:
Самым универсальным методом транспортировки высоковязкой нефти в России может
являтся метод перекачка под воздействием ультразвукового поля, т.к. он подходит для любых
условий климата и имеет меньшие затраты по сравнению с другими способами.
8

9.

Обзор источников:
9

10.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимость
Ультразвуковой
способ обработки
нефти
А. А. Верховых, А. К.
Вахитова, А. А.
Измененить коллоиднодисперсные свойства
нефти при ее добыче,
промысловой
подготовке,
транспортировке и
переработке на
нефтеперерабатывающ
их заводах.
Применение
ультразвука и
ультразвуковых
установок с целью
изменения основных
физико-химических
характеристик нефти.
Установлено, что после
ультразвуковой
обработки нефть имеет
псевдопластичный
характер, вследствие
разбиения
высокомолекулярных
компонентов в
определённом интервале
времени обработки.
После прочтения
10
данной статьи
можно ещё раз
убедится в
значимости
использования
ультразвукового
способа при
транспортировки
высоковязкой
нефти.
Способ
транспортировки
высоковязких
нефтепродуктов
по трубопроводу
.
Максимов герман
адольфович
Лесонен дмитрий
николаевич
Ларичев владимир
андреевич
Изменить вязкость
пристеночного слоя
нефти для повышение
эффективности
перекачивания
высоковязких
нефтепродуктов по
трубопроводу.
По длине трубопровода
через равные
интервалы на
нефтепродукты
воздействуют
акустическими
колебаниями с
обеспечением
образования
пристеночного жидкого
слоя нефтепродуктов.
Акустические колебания
возбуждают в виде
импульсов,
интенсивность которых
составляет 10-20 Вт/см, а
длительность
воздействия 10-60 мин.
Обеспечивается
повышение
эффективности
перекачивания
высоковязких
нефтепродуктов по
трубопроводу.
Рассмотрели
схожий на наш
способ
транспортировки
нефти, наш способ
в отличии от этого
полностью
понижает вязкость
нефти, а не только
вязкость внешней
прослойки.
https://cyberleninka.ru/art
icle/n/obzor-rabot-povozdeystviyu-ultrazvukana-neftyanye-sistemy
https://edrid.ru/rid/216.0
13.9846.html

11.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимость
Ультразвуковые
технологии в
нефтедобыче.
Обработка
призабойной зоны
Александр Воронков,
генеральный
директор ООО
«Соновита»
Устранить проблемы
с проницаемостью
призабойной зоны.
Применение
ультразвука в в
призабойной зоне
Скважин и результат
от воздействия.
В результате
повышается
проницаемость
призабойной зоны,
увеличивается
продуктивность
скважины и
улучшается
взаимодействие
системы скважинапласт.
11
В статье приводится
суть метода и
польза его
использования. В
России данный
метод физической
обработки нефти
распространён
менее
Современные
методы и
оборудование
контроля
реологических
свойств
высоковязкой нефти
при ее добыче и
транспортировке
Счастный К. С.
Мазаков Е. Б.
Установление влияния
ультразвуковой
обработки на процесс
образования и
групповой состав
асфальтосмолопарафин
ных отложений в
высокопарафинистой
нефти
Обработка
высокопарафинистой Нефти
I ультразвуковым методом.
Эксперементальная часть
обработки нефти. Методика
транспортировки нефти
ультразвуковыми волнами.
Улучшение
структурномеханических
характеристик
парафинистой нефти
после ультразвуковой
обработки
Статья помогла
нам
разобраться в
реологических
свойств
высоковязкой
нефти при ее
добыче и
транспортиров
ке
https://dprom.online/oil
ngas/ultrazvuk-vneftedobyche/
https://cyberleninka.ru/ar
ticle/n/sovremennyemetody-i-oborudovaniekontrolya-reologicheskihsvoystv-vysokovyazkoynefti-pri-ee-dobyche-itransportirovke/viewer

12.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимост
ь
Влияние
ультразвука на
структурноpмех
анические
свойства
нефтей и
процесс
осадкообразован
ия
Ануфриев Роман
Викторович
Определение вязкостно
температурных характеристик
и энергетических параметров
обработанных в
ультразвуковом поле
парафинистой и
высокопарафинистой нефтей;
установление влияния
ультразвуковой обработки на
процесс образования и
групповой состав
асфальтосмолопарафиновых
отложений в
высокопарафинистой нефти
Детальная информации о
влиянии ультразвуковой
обработки на
структурномеханические
свойства высокозастывающих
нефтей
Вязкость и температура
застывания
высокопарафинистой нефти,
обработанной ультразвуком,
после снятия ультразвуковой
нагрузки и охлаждения
образца повышаются. Но и
для таких нефтей возможно
применение ультразвука,
если транспортировать
нефть, разогретую под
действием ультразвука, до
момента начала
кристаллизации
парафиновых
углеводородов.
Узнали
результат12
полученный
при
воздействии
ультразвуковог
о метода на
высоковязкую
нефть
Разработать,
экспериментально
проверить и пройти
апробацию в
промышленных условиях
научно-технические
решения, обеспечивающие
повышение эффективности
транспортировки
высоковязкой и тяжёлой
нефти с использованием УЗ
воздействия
Созданы и испытаны:
Автономная установка
промышленного масштаба с
гидродинамическим
излучателем для снижения
вязкости и температуры
застывания нефтей; опытнопромышленные УЗ модули в
двух вариантах регулирования
реологических свойств
высоковязких нефтей при их
транспортировке.
Установлена
эффективность
воздействия УЗ колебаний
на реологические
свойства тяжелых нефтей
при совместном
применении с
химическими реагентами
Подчеркнули
достоинства
ультразвуковог
о метода
транспортировк
и, необходимы
для
оптимизации
данного метода
Волкова Галина
Ивановна
http://earchive.tpu.r
u/bitstream/11683/3
3185/1/bulletin_tpu2016-v327-i1005.pdf
Транспортировка Муллакаев Марат
высоковязкой
Салаватович
нефти
Волкова Галина
Ивановна
.
https://magazine.neft
egaz.ru/articles/trans
portirovka/651983transportirovkavysokovyazkoy-nefti/

13.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимость
Оптимизация
процесса
ультразвуковой
экстракции
углеводородов нефт
и из нефтешлама
Селиванова Е. В.,
Прутенская Е. А.,
Сульман М. Г.,
Сульман Э. М.
Внедрить в
промышленность
ультразвуковой способ
извлечения нефти из
нефтешлама
Нефть совмещали с
песком ,оставляли на 3
дня ,после чего
осуществляли
ультразвуковую
обработку.
Степень извлечения
углеводородов из нефти
вычислялась по формуле
, в которой
единственной
переменной являлся род
экстрагируемого
вещества.
Максимальная степень
извлечения из
нефтешлама составила
75%, причем из всех
излучаемых
растворителей
,хлороформ
экстрагировал
эффективнее других.
Данный проект
13
может послужить
источником
дополнительной
информации о
поведении нефти при
применении к ней
ультразвука под
разными веществами
(углеводородами).
Рассмотреть методы
перекачки высоковязких
нефтей.
Рассматриваются
основные методы
перекачки высоковязких
нефтей:
Смешение
Перекачка с водой
Термообработка
Заранее нагретые нефти
Присадки.
В ходе работы
рассмотрены методы
перекачки
высоковязких нефтей .
Определены ведущие
методы перекачки .
Данный проект
поможет лучше
разобраться с
разными способами
перекачки
высоковязких нефтей
,которые в свою
очередь помогают
понять проблемы ,
возникающие при
перекачке (примеси и
т.п.)
.
Методы перекачки
высоковязких
нефтей
https://cyberleninka.ru/a
rticle/n/optimizatsiyaprotsessa-ultrazvukovoyekstraktsiiuglevodorodov-nefti-iznefteshlama
Хамидоллаев Д.Т
Садакбаева Д.Б.
https://cyberleninka.ru/ar
ticle/n/metodyperekachki-vysokovyazkihneftey

14.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимость
Ультразвуковая
очистка отложений
на объектах
транспорта и
хранения
Р.А. Хурамшина
Анализ состояния и
перспектив
ультразвукового метода
очистки
объектов транспорта и
хранения нефти
Применение
ультразвуковых
установок для очистки
резервуаров и
трубопроводов от
асфальтосмолистых
и парафинистых
отложений, методом
ультразвуковой
кавитации.
На основе
выполненного анализа
влияния ультразвука
на асфальтосмолистые
и парафинистые
отложения ,можно
сделать вывод об
оптимальных
настройках
ультразвуковой
установки
Работа дала
возможность 14
определить
оптимальные
параметры
воздействия
ультразвука,
выполнить
математическое
моделирование по
реализации
ультразвуковой
кавитации в
нефтепроводах и
резервуарах.
Исследовать влияния
механо-аккустического
воздействия на
высоковязкую нефть
Сбор и анализ данных
полученных при
обработке высоковязкой
нефти на роторнопульсационной
аккустической установке
Анализ данных показал
положительные
результаты обработки,
вязкозкость нефти
уменьшилась
на 26-35 %, при
времени обработки
около 3 мин.
Работа даёт
представление об
акустическом методе
обработки
высоковязкой нефти,
показывает его
эффективность и
возможности его
модернизации.
Механоакустическое
воздействие на
высоковязкую
нефть
А.Р. Валеева
https://cyberleninka.ru/a
rticle/n/tekuscheesostoyanie-iperspektivnyenapravleniyaissledovaniy-v-oblastiultrazvukovoy-ochistkiot-otlozheniy-naobektahtransporta/viewer
Т.Ф. Ганиева
Р.З. Фахрутдинов
https://cyberleninka.ru/ar
ticle/n/mehanoakusticheskoevozdeystvie-navysokovyazkuyu-neft

15.

Название
проекта
Авторы
Цель
Содержание
Результаты
Значимость
15
Влияние
гидроимпульсной
обработки на
реологические
параметры нефти
М.А. Промтов
Н.Ц. Гатапова
В.Я. Борщев
А.Н. Колиух
А.Ю. Степанов
О.А. Шеина
https://cyberleninka.ru/a
rticle/n/vliyaniegidroimpulsnoyobrabotki-nareologicheskieparametry-nefti/viewer
Исследовать
возможность изменения
реологических свойств
вязкой нефти путём
гидроимпульсивной
кавитационной
обработки(ГКО).
Обработка нефти
производилась на
гидродинамическом
кавитаторе , с соплами
Стентона ,после чего
полученные данные
подвергались анализу
И обработке
Анализ реологических
свойств нефти после
ГКО, показал снижение
вязкости нефти на 50%
Статья показывает
возможность
создание
аналогичного ГКО
метода, при
котором УК будет
использоваться для
создания
кавитационного
эффекта внутри
трубопроводов

16.

СМЕЖНЫЕ ПРОЕКТЫ
1) Применение ультразвуковой обработки для снижения
вязкостно-температурных характеристик нефти.
АВТОРЫ
Волкова Галина Ивановна - канд. хим. наук,
старший научный сотрудник. Федеральное
государственное бюджетное учреждение
науки
Ануфриев Роман Викторович - аспирант
Федеральное государственное бюджетное
учреждение науки
https://neftegaz.ru/science/petrochemistry/3316
93-primenenie-ultrazvukovoy-obrabotki-dlyasnizheniya-vyazkostno-temperaturnykhkharakteristik-nefti/
16
ЦЕЛЬ
РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА
Оптимизировать
ультразвуковой способ
воздействия на снижение
вязкостно-температурных
свойств малопарафинистой
высокосмолистой нефти с
высоким содержанием
асфальтенов
При обработке малопарафинистой
высокосмолистой нефти с высоким
содержанием асфальтенов в течение 2
мин. происходит снижение вязкости в 1,4
раза и температуры застывания на 5 оС,
что даёт уверенность в значимости
ультразвукового способа обработки нефти.
Оптимизирован ультразвуковой способ
воздействия воздействия на снижение
вязкостно-температурных свойств
малопарафинистой высокосмолистой
нефти с высоким содержанием
асфальтенов.
МЕТОД ОПТИМИЗИРОВАН.

17.

СМЕЖНЫЕ ПРОЕКТЫ
2) Технологии трубопроводного транспорта
высоковязких и высокозастывающих нефтей.
АВТОРЫ
Герман Н.З.
Волкова Г.И.,
Прозорова И.В.,
Ануфриев Р.В.,
Юдина Н.В,
Муллакаев М.С.,
Абрамов В.О.
https://lektsii.net/2-38432.html
17
ЦЕЛЬ
РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА
Создать комбинированный
УК метод обработки вязкой
нефти с методом смешения
нефти с хим. реагентами
Проведены эксперименты на разработанной пилотной
установке, доказана эффективность
совместного применения ультразвука и химических
реагентов, позволяющие снизить значение динамической
вязкости нефти в 2-2,5 раза, а температуру застывания на
6-10 С. Полученный эффект сохраняются в течение
длительного времени, но требует
больших затрат энергии.
Создан комбинированный метод обработки вязкой нефти
с методом смешивания нефти с хим. реагентами

18.

СМЕЖНЫЕ ПРОЕКТЫ
3) Исследование воздействия ультразвука на вязкость
нефтяной эмульсии
нефтяной эмульсии
АВТОРЫ
ЦЕЛЬ
РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА
Исследование
воздействия ультразвука
на вязкость
нефтяной
Верховых.А.А.
Оптимизировать
ультразвуковой
Отмечено существенное
эмульсии
Елпидинский А.А.
способ воздействия для снижения уменьшение размеров глобул
вязкости нефтяной эмульсии
дисперсной фазы,
едование воздействия ультразвука
на вязкость нефтяной
https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanieснижение вязкости водонефтя
эмульсии
vozdeystviya-ultrazvuka-na-vyazkost-neftyanoyной системы и длительное
emulsii
время ее релаксации.
ИИсследование
воздействия ультразвука на вязкость нефтяной
Оптимизирован
эмульсии
ультразвуковой способ
сследование воздействия ультразвука на вязкость нефтяной
воздействия для снижения
вязкости нефтяной эмульсии
эмульсии
18

19.

Декомпозиция задача:
Решение задачи 1:
Использовав литературу из интернета, мы рассмотрели разные способы
транспортировки высоковязкой нефти, самые популярные методы мы описали
ранее, выделили наш способ среди остальных.
Решение задачи 2:
Проанализировав метод ультразвуковой перекачки нефти, мы можем
выделить его преимущества перед другими способами:
1) Возможность воздействия на скважины с минимальным притоком,
отсутствие повреждений цементного камня и обсадной колонны. 2) Отсутствие
вредного воздействия на окружающую среду и пласт. 3) Заметное снижение
вязкости нефти, что благоприятно влияет на текучесть нефти и продуктивность
скважины при сохранении режима эксплуатации.
19

20.

Из недостатков УК обработки нефти можно выделить:
Необходимость подведения ультразвуковых колебаний внутрь трубопровода,
что приводит к нарушению его целостности.
Решение задачи 3:
Проект должен на практике показать своё преимущество над другими и его
реализация может облегчить транспортировку высоковязкой нефти.
20

21.

Что именно мы хотим сделать?
существенно снизить вязкость нефти (на 35—40%);
снизить коэффициент трения потока нефти о стенки трубопровода;
повысить эффективность депрессорных присадок;
уменьшить статическую энергия сдвига до 70%;
увеличить эмульгацию парафинов в нефть, что уменьшает их выпадение в
трубе на 20%;
• предотвратить налипание парафинов на стенки трубопроводов;
• снизить влияние сульфатно-восстановительных бактерий на коррозию
металла.
21

22.

22

23.

Методы транспортировки вязкой нефти:
Перекачка предварительно подогретой нефти.
Перекачка нефти с присадками.
Гидротранспорт вязкой нефти.
Перекачка под воздействием ультразвукового поля.
23

24.

24
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !