Способ последовательной перекачки нефти различного качества
Владельцы патента RU 2277201:
Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти ОАО "АК "Транснефть" (RU)
Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефти, а именно к последовательной перекачке нефти различного качества. В способе последовательной перекачки нефти различного качества путем подачи в трубопровод основного потока нефти одного качества и перекачки его прямым контактированием с партией нефти другого качества, измерения параметра нефти, характеризующего ее качество, для четкого отслеживания партии нефти и отбора нефти из трубопровода в пункте приема и по окончании отбора дальнейшего прохождения основного потока нефти по трубопроводу, при отборе нефти в пункте приема отбор нефти из зон в начале и конце партии, содержащих смесь нефти основного потока сернистой нефти и нефти с промежуточным содержанием серы, осуществляют отдельно от нефти в средней зоне партии нефти другого качества с другим содержанием серы. Техническим результатом изобретения является обеспечение сохранения качества партии нефти при ее отборе в пункте приема при перекачке нефти с различным содержанием серы. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефти, а именно к способам перекачки нефти различного качества по одному трубопроводу с сохранением качества.
Известен способ перекачки нефти различного качества путем смешения потоков нефти с различным содержанием серы, последующей транспортировки по трубопроводу смешанного потока нефти и измерения в нем показателя содержания серы (см. RU 2158437, 2000 г.).
Известный способ предусматривает смешение потоков нефти и не позволяет перекачивать нефть одного качества в потоке нефти другого качества с сохранением качества.
Наиболее близким к предложенному является способ последовательной перекачки нефти разного сорта путем подачи в трубопровод основного потока нефти одного качества и перекачки его прямым контактированием с партией нефти другого качества, измерения параметра нефти, характеризующего ее качество, для четкого отслеживания партии нефти и отбора этой нефти из трубопровода в пункте приема, по окончании которого обеспечивают дальнейшее прохождение основного потока нефти по трубопроводу (см. Борисов В.В. Управление магистральными трубопроводами. М.: Недра, 1979, с.168-188).
При отборе партии нефти в пункте приема в резервуар может попасть смесь нефтей разного качества, образовавшаяся в местах контакта основного потока и партии нефти.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении сохранения качества партии нефти при ее отборе в пункте приема при перекачке нефти с различным содержанием серы.
Технический результат достигается тем, что в способе перекачки нефти различного качества путем подачи в трубопровод основного потока нефти одного качества и перекачки его прямым контактированием с партией нефти другого качества, измерения параметра нефти, характеризующего его качество, для отслеживания партии нефти и отбора нефти из трубопровода в пункте ее приема и по окончании отбора дальнейшего прохождения основного потока нефти по трубопроводу, согласно изобретению при отборе нефти в пункте приема отбор нефти из зон в начале и конце партии, содержащих смесь нефти основного потока и нефти партии с промежуточным содержанием серы, осуществляют отдельно от нефти в средней зоне партии с другим содержанием серы.
Возможны различные сочетания видов перекачиваемой нефти, в частности, можно использовать основной поток сернистой нефти и партию малосернистой нефти, или основной поток сернистой нефти и партию высокосернистой нефти, или основной поток высокосернистой нефти и партию малосернистой нефти, или основной поток сернистой нефти с одним содержанием серы и партию сернистой нефти с другим содержанием серы.
В качестве измеряемого параметра качества нефти, характеризующего содержание серы, можно использовать собственно содержание серы в нефти или плотность нефти.
Приняты следующие термины:
малосернистая нефть - нефть с содержанием серы до 0,6%, плотностью (при 20 град) до 850 кг/м.куб;
сернистая нефть - нефть с содержанием серы до 1,8%, плотностью (при 20 град) до 870 кг/м.куб;
высокосернистая нефть - нефть с содержание более 1,8%, плотность (при 20 град) более 870 кг/м.куб.
На фиг.1 приведена схема реализации предлагаемого способа перекачки нефти; на фиг.2 - график изменения содержания серы, регистрируемого контрольным прибором при прохождении партии малосернистой нефти в потоке сернистой нефти.
По магистральному трубопроводу 1 транспортируется сернистая нефть сплошным непрерывным потоком (фиг.1). Резервуарные емкости 2, 3 с малосернистой нефтью и резервуарные емкости 4, 5 с сернистой нефтью подключены к магистральному трубопроводу 1 соединительными трубопроводами, на которых расположены отсечные задвижки 6 для приема нефти в резервуарный парк и для откачки нефти из резервуарного парка. На магистральном трубопроводе установлены поточные контрольные приборы 7, 8, непрерывно фиксирующие значения показателей качества в движущемся потоке нефти.
Особенностью последовательной перекачки методом прямого контактирования транспортируемых нефтей (без специальных разделителей) является смесеобразование на границе контакта двух сортов нефти. Смесеобразование на контакте партии нефти различных физико-химических свойств вызывается конвективной диффузией, связанной с эпюрами скоростей по сечению трубы и турбулентной диффузией (интенсивное перемешивание частиц по сечению трубы за счет турбулентных пульсаций и хаотичного движения частиц нефти в потоке).
Процесс смесеобразования многоплановый: объем смеси, образующийся в голове и в хвосте перекачиваемой партии индивидуальных нефтей зависит от режима перекачки, физических параметров перекачиваемой нефти, рельефа трассы нефтепровода, частоты остановок перекачки.
На графике фиг.2 показано изменение качества нефти в период прохождения партии малосернистой нефти в потоке сернистой нефти по показаниям поточного серомера. Участок А-В: прибор фиксирует поток сернистой нефти. На участке В-С прибор зафиксировал подход передней границы и примыкающей к ней «головы» партии малосернистой нефти. Снижение содержания серы (участок В-С) до ее устойчивого значения показывает зону смесеобразования «головы» партии. Далее участок ровных значений содержания серы С-Д указывает на «чистую» партию малосернистой нефти. Участок Д-Е зона смесеобразования «хвоста» партии нефти. График строят для расчета зон смесеобразования «головы» В-С и «хвоста» Д-Е и самого «тела» С-Д партии малосернистой нефти. Зоны смесеобразования «головы» и «хвоста» увеличиваются по мере движения партии от пункта подачи 11 до пункта приема 12.
Объем смеси, образующейся в процессе движения партии малосернистой нефти в потоке с сернистой, можно рассчитать по формуле Съенитцера:
где Re 1 и Re 2 - числа Рейнольдса, соответственно для малосернистой и сернистой нефти;
D - диаметр трубопровода;
L - длина трубопровода;
Vтр - объем трубопровода.
Объемы смесеобразования в «голове» и «хвосте» партии считаются равными. Суммарный объем смесеобразования равен сумме смесеобразования «хвоста» и «головы» партии малосернистой нефти, рассчитанной по (1).
Специфичность организации обеспечения последовательной перекачки нефти прямым контактированием заключается в четком отслеживании партии малосернистой нефти во время ее прохождения от пункта 11 до пункта 12. Для этого используют различные приборы непрерывного определения показателей качества в потоке нефти, характеризующих содержание в ней серы, например поточный анализатор серы, поточный плотномер, вискозиметр и др.
Установка контрольных приборов производится с целью «отслеживания» прохождения партии по трубопроводу, уточнения объемов зон смесеобразования и для фиксации «скачка» изменения качества, указывающего на границу партий малосернистой и сернистой нефтии. Контрольные приборы устанавливают не менее чем в двух контрольных точках: первая (прибор 7) - в непосредственной близости от узла переключения потоков нефти, с целью четкого заведения «головы» партии в резервуарный парк. Вторая (прибор 8) - устанавливается на промежуточных НПС по пути прохождения партии малосернистой нефти от пункта 11 до пункта 12.
Также рекомендуется установка прибора в контрольной точке на расстоянии не менее трех длин смесеобразования контактирующих нефтей от первой контрольной точки.
Способ перекачки нефти реализуется следующим образом.
Подготовленная в резервурной емкости 2 пункта подачи 11 малосернистая нефть насосами 9 подпорной насосной подается на прием головных насосов насосной перекачивающей станции (НПС) 10 и далее поступает в магистральный трубопровод 1. На период подачи партии малосернистой нефти из резервуаров 2 в трубопровод 1 подача основного сернистого потока останавливается путем закрытия задвижек 6 резервуаров 4 с сернистой нефтью. После окончания откачки партии малосернистой нефти из резервуаров 2 перекрываются отсечные задвижки 6 и в трубопровод 1 в «хвост» малосернистой нефти из резервуаров 4 подается сернистая нефть путем открытия задвижек 6 на трубопроводе с сернистой нефтью.
Таким образом, в потоке трубопровода 1 формируется партия малосернистой нефти, которая движется от пункта 11 до пункта 12 в потоке с сернистой нефтью. Объем партии малосернистой нефти определяется объемом резервуарных емкостей, формирующих прием и откачку партии малосернистой нефти и требованием заказчика.
По показаниям контрольных приборов 8 (скачок изменения качества нефти), установленных на промежуточных НПС, выполняют уточненный расчет времени подхода партии малосернистой нефти к конечному пункту приема 12 и расчет зоны смесеобразования «головы» и «хвоста» партии малосернистой нефти.
По показаниям контрольных приборов 7 (скачок изменения качества), установленных на головной НПС, в пункте приема 12 начинают подготовку к приему партии нефти, отсекая «голову» и «хвост» от основного сернистого потока, а также отделению зоны смесеобразования и заводу «чистой» партии малосернистой нефти и зоны смесеобразования в отдельные резервуарные емкости. Для этого по расчету времени прохождения от точки установки контрольного прибора 7 до отсечных задвижек 6 и расчетному объему зоны смесеобразования «головы» партии в расчетный момент времени открывают задвижки 6 и направляют «голову» партии с зоной смесеобразования в отдельную группу резервуаров 5. После локализации объема зоны смесеобразования «головы» партии выполняют закрытие отсечных задвижек 6 с одновременным открытием приемных отсечных задвижек 6 группы резервуаров 3 для приема самой партии «чистой» малосернистой нефти. Таким образом обеспечивается сохранение качества нефти. После приема «чистой» партии малосернистой нефти выполняют закрытие отсечных задвижек 6 резервуара 3 и открывают приемные задвижки в отсечной камере резервуара 5, куда была заведена зона смесеобразования «головы» партии, и направляют в этот резервуар 5 «хвост» зоны смесеобразования. Прием партии малосернистой нефти и зоны смесеобразования в пункте 12 завершен.
1. Способ перекачки нефти различного качества путем подачи в трубопровод основного потока нефти одного качества и перекачки его прямым контактированием с партией нефти другого качества, измерения параметра нефти, характеризующего его качество, для отслеживания партии нефти и отбора нефти из трубопровода в пункте ее приема и по окончании отбора дальнейшего прохождения основного потока нефти по трубопроводу, отличающийся тем, что при отборе нефти в пункте приема отбор нефти из зон в начале и конце партии, содержащих смесь нефти основного потока и нефти партии с промежуточным содержанием серы, осуществляют отдельно от нефти в средней зоне партии с другим содержанием серы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют основной поток сернистой нефти и партию малосернистой нефти.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют основной поток сернистой нефти и партию высокосернистой нефти.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют основной поток высокосернистой нефти и партию малосернистой нефти.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют основной поток сернистой нефти с одним содержанием серы и партию сернистой нефти с другим содержанием серы.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве измеряемого параметра нефти, характеризующего содержание серы, используют собственно содержание серы в нефти, или плотность нефти, или вязкость нефти.
