Разработка методов и средств по предотвращению и удалению отложений парафина в нефтепроводах в осложненных условиях

Объект исследования – высокозастывающие нефти, асфальто-смоло-парафинистые нефти. Цель работы – поддержание или восстановление пропускной способности нефтепроводов, работающих в осложненных условиях, таких как перекачивающих высокозастывающие нефти, асфальто-смоло-парафинистые нефти, также для технологических трубопроводов и других, не допускающих эффективное применение традиционных способов очистки. Результаты НИР: В рамках выполнения проекта разрабатывались методы и средства по предотвращению и удалению отложений парафина в нефтепроводах в осложненных условиях. Рассмотрено применение различных химических реагентов для очистки трудноочищяемых участков нефтепроводов. Проведенных лабораторные исследования по изучению влияния химических реагентов на интенсивность удаления парафиновых отложений. На основе полученных лабораторных данных проведено моделирование процессов очистки внутренней полости нефтепроводов при использовании химических реагентов. Исследовано влияние температурного градиента на границе раздела «поток-стенка» на интенсивность парафиноотложений. Проведен анализ возможностей и условий использования контролируемого слоя парафиновых отложений в качестве антикоррозионного и теплоизоляционного покрытия. Получены результаты численных исследований эффективности слоя пристенных отложений нефти, образующегося на внутренней поверхности магистральных нефтепроводов. Математически доказана возможность снижения гидравлического сопротивления и повышения пропускной способности трубопроводов за счет теплоизоляционных и сглаживающих свойств слоя асфальтосмолопарафиновых отложений. В ходе численных экспериментов доказана эффективность пристенного слоя отложений различной толщины как на изотермических, так и на «горячих» нефтепроводах. Эффект получен за счет уменьшения шероховатости внутренней поверхности труб и повышения температуры потока. Последнее на неизотермических участках горячей перекачки ведет к снижению средней вязкости перекачиваемой нефти. В случае изотермической перекачки эффективность слоя отложений имеет место только в развитых турбулентных режимах. Также рассмотрено применение теплообменников малого радиуса гиба в рамках уменьшения количества отложений в нефтепроводе. Получено, что исходя из результатов приведенного сравнения, очевидно, что рассмотренные теплообменники с аналогично высоким тепловым КПД более надежны в условиях циклических высокотемпературных нагрузок, агрессивных и неоднородных сред, чем цельносварные пластинчатые, но по сравнению с последними имеют лучшие массогабаритные характеристики и технико-экономические показатели.