2026_210401_ТТ_ИНГТ_Вилела_Трехо_Мария_Хосе

1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный технический

университет»
Тема: Анализ вытеснения нефти на участке
нефтепровода с использованием
комбинированной последовательности сжатого
воздуха и инертной азотной смеси
Автор: студент 2 курса, ИНГТ, кафедры ТТ,
группы 24ИНГТ-101М, Вилела Трехо Мария Хосе
Научный руководитель: д.т.н. профессор кафедры ТТ,
Тян Владимир Константинович
Самара, 2026

2.

Цель работы: Выполнить анализ и оценку целесообразности вытеснения нефти с применением
комбинированной
последовательности
сжатого
воздуха
и
инертной
азотной
на
участке
магистрального нефтепровода «Альметьевск-Куйбышев -1000» при производстве работ 163.262 –
168.8 км прилагается.
Задачи работы:
1. Описать предлагаемую последовательность «воздух — азот — нефть», выявив её преимущества и
ограничения;
2. Выполнить расчёт операционных параметров: объёмов вытесняемой нефти, необходимого давления,
расчётных временных показателей, расхода азота и расхода воздуха;
3. Оценить возможность сокращения использования азота внутри системы при сохранении безопасной
работы нефтепровода.
2

3.

Характеристика участка нефтепровода
«Альметьевск – Куйбышев»
(АО «Транснефть – Прикамье»)
Границы участка
163,262 – 168,800 км
Протяжённость
5 538 м
Диаметр наружный
1020 мм
Перепад высот
78,14 м
Нефть
Urals
плотность
848,9 кг/м³
кинематическая вязкость
13 мм²/с
3

4.

Проблематика и актуальность темы.
Вытеснение чистым азотом безопасно, но требует огромных объёмов инертного газа, что
приводит к высоким эксплуатационным затратам из-за дороговизны мобильных азотных
станций.
Запрещает использовать воздух для вытеснения нефти напрямую из-за риска образования
взрывоопасной смеси (пары углеводородов + кислород).
Разработка метода, который сохраняет безопасность (инертный барьер), но значительно снижает
стоимость за счёт использования сжатого воздуха в качестве основной движущей силы.
4

5.

Описание предлагаемого метода.
Роль воздуха - Дешёвая и доступная движущая сила (атмосферный воздух, компрессоры).
Роль азота - Инертный барьер – предотвращает контакт кислорода с углеводородами, исключая взрыв.
Роль поршней - Обеспечивают герметичное разделение сред.
5

6.

Модель математическая - часть А: расчёт азотного
барьера
6

7.

Модель математическая - часть Б: гидравлический
расчёт
7

8.

Минимально необходимая длина барьера.
Фактор надёжности :
Зона смешения = 86 метров.
Теория: 300 м достаточно.
Принятая длина: 800 метров. Объём азота: 630 м³ (при давлении ~1 МПа).
8

9.

9

10.

10

11.

Такой значительный уклон требует увеличения длины азотного барьера для предотвращения гравитационной
сегрегации и исключения контакта кислорода с парами углеводородов.
11

12.

График показывает начальный разгон, а затем почти
линейное движение системы.
После выхода на режим скорость
становится стабильной, что свидетельствует о хорошем
гидравлическом контроле.
12

13.

Характер снижения давления стабильный и предсказуемый, без опасных колебаний.
13

14.

Азот перестаёт быть дорогим вытесняющим агентом и становится только барьером
14

15.

15

16.

Заключение
1. Описана и обоснована последовательность
«сжатый воздух → поршень 2 → азот (барьер) → поршень 1 → нефть».
воздух дёшев и доступен; азот используется только как инертный барьер, а не как вытесняющий агент; два
полиуретановых поршня обеспечивают герметичное разделение сред.
2. Выполнен расчёт для участка 5 538 м МН 1020 мм, 5.5 км, перепад 78 м.
• Длина азотного барьера: 800 м (630 м³ при 1,0 МПа)
• Давление воздуха в начале: 0,90 МПа.
• Скорость движения поршней.
• 0,38 – 0,60 км/ч.
• Общее время операции, 11,59 часов.
Все параметры находятся в пределах нормативных требований.
3. Оценка возможности сокращения азота при сохранении безопасности.
Комбинированный метод (только барьер): 630 м³
• Длина барьера (800 м) в 2,6 раза больше зоны турбулентного смешения (86 м) и превышает минимальный
безопасный барьер (300 м).
• Давление азота (1,0 МПа) выше давления воздуха (0,90 МПа) → любая утечка пойдёт из азота в воздух, а не
наоборот.
• Барьер исключает контакт кислорода с парами углеводородов
16

17.

Спасибо
за
внимание!
Gracias y hasta pronto!