Чем отмыть трубу от нефти
Методы очистки внутренних поверхностей нефтепроводов от парафина
23.05.2014
К числу нефтепродуктов, относящихся к твёрдым углеводородам, относятся церезины, петролатумы, озокериты, парафины и некоторые другие. Данные продукты нашли широкое применение в таких отраслях промышленности как пищевая, бумажная, электротехническая. Используются твёрдые углеводороды в медицине, а также в ходе изготовления пластичных смазочных материалов.
Парафиновая масса, выделяемая из нефти, является пористым скелетом, образованным из кристаллов парафина, соединённых между собой. Поры данного скелета заполняются водой и нефтью. Плавится данная масса при температуре около +40 °С. При уменьшении температуры прокачиваемой нефти и увеличении количества содержащегося в ней парафина, возрастает вязкость нефти и уменьшается её тягучесть.
В ходе добычи и перекачки нефтей с содержанием парафина, к сожалению, происходит отложение выраженного количества данного вещества на внутренних поверхностях трубопроводной системы. Данный процесс приводит к значительному уменьшению проходного сечения нефтепровода. Этот факт в свою очередь приводит к значительной закупорке трубопровода вплоть до полной остановки перекачки нефти.
На процесс отложения парафиновых масс на внутренней поверхности труб оказывают влияние следующие факторы:
• Физические и химические свойства самой нефти;
• Снижение температуры нефти в ходе перекачки;
• Режим перекачивания нефти;
• Изменение количества растворённых в нефти газов.
Парафин откладывается неравномерно на поверхности нефтепровода. В самом начале трубопровода нефть ещё тёплая, а потому кристаллы парафина откладываются в незначительном количестве. Далее температура нефти снижается. Парафин начинает выделяться из продукта интенсивно. Естественно, и отложение парафина на стенках в этот период возрастает. Далее температура нефтяного потока не меняется на большом протяжении, так как она уравнивается с температурой самого грунта. И кристаллы парафина на трубах откладываются, соответственно, в малом количестве. В нижнем сечении трубопровода отложение сформированных парафиновых кристаллов становится незначительным, так как основная их масса отложилась уже на верхних участках нефтепровода. Также уменьшению отложений парафиновой массы способствуют механические примеси, которые способствуют удалению имеющихся на стенках труб отложений.
Для поддержания проходимости трубопровода требуется проведение ряда мер по профилактике отложений парафина на стенках трубопроводной системы, а также по очистке поверхностей нефтепровода от уже имеющихся отложений. Все мероприятия проводятся после тщательного изучения как условий отложения парафина, так и его свойств на каждом конкретном месторождении. Способы депарафинизации зависят от физических и химических условий пластовых флюидов. Выбирая способы борьбы с отложениями парафина предпочтение всё же отдают методам предупреждения отложений. Ведь всегда легче предупредить какой-либо процесс, нежели бороться с последствиями.
В настоящее время на территории нашей страны для профилактики отложения парафина в ходе добычи, хранения и транспортировки нефти используются следующие методы:
• Проведение теплоизоляционных работ для нефтепроводов;
• Исключение закачки парафинистой взвеси из резервуаров в нефтепровод;
• Регулярное очищение самих резервуаров от нефтяных остатков;
• Смешивание нефтей с различным содержанием парафина;
• Подогрев прокачиваемой нефти различными способами;
• Поддержание давления в пластах на уровне, превышающем давление, при котором начинается разгазирование;
• Добыча нефти в постоянном устойчивом режиме;
• Методы, повышающие растворяющую способность нефти с применением растворителей;
• Применение эффективных покрытий, наносимых на насосно–компрессорные трубы;
• Использование ингибиторов отложения парафина.
Однако, ни один из методов очистки нефти от парафина на скважине не избавляет от последующего загрязнения насосно–компрессорных трубопроводов. Поэтому разрабатываются различные методики для удаления уже имеющихся отложений кристаллов парафина в процессе перегонки нефти.
Методы, применяемые для удаления парафиновых отложений с внутренней поверхности трубопровода:
• Гидрохимический метод, при котором скважины промывают горячей водой с ингибиторами или химреагентами;
• Механический способ, при котором отложения удаляются при помощи различных по конструкции скребков;
• Метод волнового воздействия, когда депарафинизация проводится при помощи акустических, ультразвуковых, взрывных волн;
• Метод удаления отложений под воздействием магнитных полей;
• Тепловой метод, при котором насосно-компрессорная труба прогревается паром или горячей жидкостью, электрическим током.
К сожалению, многие мероприятия требуют больших финансовых вложений, а также замедляют или временно приостанавливают процесс добычи нефти. Поэтому организации, сталкивающиеся с данной проблемой, разрабатывают различные методики, используемые без остановки процесса перекачки нефти.
Рассмотрим некоторые виды обработки, проводимые без поднятия НКТ и остановки процесса перегони нефти.
Электродепарафинизация.
Электрический ток применяется с давних пор на промыслах Сахалина. В первое время применялся сердечник, на который подавался электрический ток от источника питания. В дальнейшем в ТатНИПИнефть стали применять индукционные нагреватели, обеспечивавшие надёжную и безопасную работу всей конструкции. Были попытки использования электропечи, спускаемой в скважину на канате. Все эти конструкции ненадёжны, а потому не нашли широкого применения. В настоящее время используется методика, при которой нагрев осуществляют специальным нагревательным кабелем. В ходе подготовительных мероприятий определяют зону максимального образования парафина. Затем рассчитывают длину нагревательного кабеля и температуру его нагрева. Важно при этом учитывать скорость нефтяного потока и содержание парафина в перекачиваемой нефти. Данный метод позволяет проводить высокоэффективную очистку нефтепровода в непрерывном режиме.
Физические методы депарафинизации.
Данные методы основаны на использовании различных полей, ультразвуковых и механических колебаний для воздействия на нефть, содержащую парафин в своём составе. Перспективным направлением является на нефть переменными электромагнитными полями. При этом учитывают состав и свойства обрабатываемой нефти, интенсивность поля и режим обработки. В ходе обработки нефтяного потока полем в нефти образуются дополнительные центры кристаллизации. Они позволяют снизить образование кристаллов на стенках трубопровода, так как кристаллы образуются в объёме нефти. В нашей стране применяют в последние годы магнитные цилиндры, подвешиваемые в трубах. В объеме нефти при воздействии электромагнитного поля возникают дополнительные центры кристаллизации и последующий флотационный вынос парафина. У данной методики есть минус. В ходе обработки вместе с кристаллами парафина удаляются мелкие механические примеси, а крупные остаются. Это сокращает межремонтный период работы скважины до нескольких месяцев.
Многие нефтеперерабатывающие компании в настоящее время ведут разработки новых методов депарафинизации и модернизация уже существующих методов с учётом особенностей нефтедобычи на конкретных промыслах.
Отложения на внутренней поверхности трубопровода
При эксплуатации магистральных нефтепроводов и продуктопроводов внутри труб скапливается множество различного рода механических примесей – ржавчина, окалина, песок, вода, церезины, асфальгены, смолистые вещества и так далее, которые снижают качество нефти и нефтепродуктов, изнашивают трубы и забивают запорную арматуру, приводят к износу фланцевых соединений.
Отложения парафина в трубах
При перекачке парафиновых видов нефти на стенках труб происходит отложение парафина, который уменьшает проходное сечение трубопровода, что сказывается на производительности перекачки и может привести к полной закупорке трубопровода и остановке перекачки.
Основными факторами, влияющими на отложение парафина, являются:
- физико-химические свойства перекачиваемой нефти;
- изменение температурного режима (охлаждение) нефти в процессе перекачки;
- изменение содержания растворенных газов;
- характер режима перекачки (изменение давления, остановки).
Физический процесс возникновения осадка парафина из нефти
Парафин выделяется из нефти в виде кристаллов, которые, соединяясь между собой, образуют парафиновую массу. Она представляет собой пористый скелет, поры которого заполнены нефтью и водой. Температура плавления такой массы зависит от ее состава и колеблется от 40 до 50° С. Вязкость застывания парафинистой нефти зависит от количества находящегося в ней парафина и температуры. Чем больше содержание парафина и ниже температура нефти, тем больше увеличивается ее вязкость и тем меньше ее тягучесть.
Распределение отложений вдоль нефтепровода
Научные исследования показали, что отложения располагаются вдоль нефтепровода неравномерно.
На начальном участке нефтепровода, где температура выше температуры начала выпадения кристаллов парафина, его отложение незначительны.
С понижением температуры парафин начинает интенсивно выделяться и откладываться на стенках трубы.
Затем толщина отложения парафина по длине нефтепровода уменьшается, так как нефть движется уже с постоянной температурой, равной температуре грунта, и основная масса парафина уже выпала из потока отложившись на предыдущем участке.
Распределение парафиновых отложений в поперечном сечении трубы
Процесс застывания начинается у стенок трубы и постепенно распространяется к центру.
Отложение парафина по диаметру трубопровода так же происходит неравномерно: в нижней части трубопровода парафина откладывается меньше, чем в верхней его части. Это объясняется тем, что верхняя поверхность трубы имеет более низкую температуру и что механические примеси сдирают с нижних стенок трубопровода отложившийся парафин.
Предупреждение отложений парафина
Для поддержания пропускной способности нефтепровода требуется проводить профилактические мероприятия по предупреждению отложений парафина или очистку трубопровода от отложений парафина. В настоящее время применяются практически оба способа.
К профилактическим мероприятиям относятся:
- исключение закачки в трубопровод накопившейся в резервуарах парафинистой взвеси (шлаков);
- проведение в соответствии с ГОСТ 1510 ежегодных зачисток резервуаров от остатков нефти;
- применение термообработки высокопарафинистой нефти, которая заключается в подогреве нефти до определенной для каждого сорта температуры и охлаждении;
- смешение высокопарафинистой нефти с маловязкой или малопарафинистой нефтью;
- механическое перемешивание и перекачка переохлажденной нефти, чтобы кристаллы парафина вместе с адсорбированными на них смолами не могли цементироваться друг с другом, прилипать к стенкам трубопровода и уносились потоками нефти;
- введение специальных присадок в высокопарафинистую нефть, повышающих текучесть нефти, и другие способы.
Механическая очистка трубопровода
Наиболее распространенным и эффективным способом очистки внутренней поверхности нефтепровода от отложений парафина является механическая очистка с применением специальных скребков, чистящими элементами которых являются всевозможные диски, ножи и проволочные щетки. Скребки разных конструкций различны по эффективности удаления отложений со стенок труб, по износостойкости и проходимости.
Износостойкость характеризуется эффективной длиной очистки трубопровода. В настоящее время при регулярной очистке нефтепровода металлические очистные скребки могут без чрезмерного износа проходить до 100 км.
Проходимость скребков характеризуется способностью проходить через различные препятствия внутри трубопровода – задвижки, переходы, подкладные кольца, фланцы, выступы корней сварочных швов и так далее.
Для безостановочного прохождения скребков требуется определенное давление и скорость потока не менее 1,2 – 1, 5 м/с. Поэтому дежурный персонал должен строго следить за режимом перекачки. Так же должен осуществляться постоянный контроль за продвижением скребка по длине трубопровода. Для контроля для продвижении скребка применяются различные приборы слежения. Широкое распространение получил переносный звукоуловитель, состоящий из микрофона, усилителя и наушников.
Хорошей проходимостью обладает шарообразные резиновые разделители типа СН. Изготавливается такой очистной скребок из износоустойчивой резины с пластиковыми и металлическими резцами закругленной формы, запрессованными во внешнюю оболочку скребка. Скребок имеет клапан, через который закачивается рабочая жидкость. Под давлением рабочей жидкости наружный диаметр скребка увеличивается и резцы выступают над поверхностью. Резцы расположены таким образом, что скребок, находясь в любом положении в полости трубопровода, очищает всю его внутреннюю поверхность. Применяются так же резиновые шары, оплетенные металлической стальной цепью.
Оптимальная периодичность пропуска скребков по нефтепроводу определяется экономическими соображениями. Отложение парафина в нефтепроводе вызывает снижение пропускной способности и увеличивает убытки. Эти убытки возрастают с ростом интервала пропуска очистительных устройств. Убытки так же возрастают и при уменьшении интервала пропуска скребков за счет увеличения затрат на их приобретение. Оптимальная периодичность пропуска скребков соответствует варианту, когда сумма убытков от запарафинивания нефтепровода и приведенных затрат на пропуск скребков минимальна.
Заключение
Долговечность и экономичность эксплуатации всех деталей трубопровода и напрямую зависит от состояния его внутренней поверхности. Профилактика парафиновых отложений на стенках трубопровода и его очистка должны производиться своевременно. Осчистка трубопровода от внутренних отложений также необходима для подготовки участка нефтепровода к внутритрубной инспекции и испытаниям.
Список литературы
- Зайцев Л.А. Регулирование режимов работы магистральных трубопроводов.. – М. : Недра, 1982. – 240 c.
- Использование внутритрубных снарядов на трубопроводах // Трубопроводный транспорт нефти. – 1996. – №12. – С. 14-18…
Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете Пользовательское соглашение.
Транс-Пол.
Средство для очистки от застарелых нефтемасляных загрязнений полов и оборудования в ремонтных цехах.
Назначение
Средство для очистки от застарелых нефтемасляных загрязнений полов и оборудования в ремонтных цехах.
Способ применения
Применяется при разведении теплой водой в концентрации 5-10%. Наносить с помощью распылителей, кисти , щетки, аппаратов высокого давления. После выдержки 3-5 мин остатки загрязнений и раствора смыть сильной струей воды или щеткой в сторону стока. Для особо загрязненных концентрацию раствора и время выдержки увеличить. При высоких концентрациях возможно потемнение алюминиевых сплавов. Рекомендуется также для мытья сильно загрязненных пластиков и окрашенных поверхностей. Обладает сильным обезжиривающим действием.
Тара 5 л, 20 л, 200 л
Транс-Нефть
Средство для удаления нефтемасляных загрязнений и очистки от нефтепродуктов.
Назначение
Высококонцентрированное щелочное средство для очистки двигателей, трубопроводов, емкостей, различных деталей на железнодорожном транспорте, судах, автотранспортной и дорожной техники от значительных или застарелых нефтемасляных загрязнений.
Способ применения
Применяется для очистки от нефтемасляных загрязнений при разведении водой в концентрации 5-10% для ручной или машинной мойки. Наносить с помощью распылителей, кисти , щетки, аппаратов высокого давления. После выдержки 3-5 мин остатки загрязнений и раствора смыть сильной струей воды или щеткой. Для загрязнений значительной толщины или застарелых загрязненных мест концентрацию раствора и время выдержки увеличить. Рекомендуется также для мытья сильно загрязненных цеховых полов, станочного оборудования и т.д. Обладает антистатическим и обезжиривающим действием.
Тара 5 л, 20 л, 200 л
Транс-Мотор 1
Средство для мытья двигателей внутреннего сгорания от грязе-масляных нефтяных загрязнений.
Назначение
Высококонцентрированное средство для очистки внешних поверхностей двигателей внутреннего сгорания и других металлических поверхностей от минеральных масел, следов нефтепродуктов и почвенных загрязнений. Рекомендуется также для расконсервации деталей.Чем отмыть машинное масло,способы.
Способ применения
Применяется для мытья от масляно-почвенных загрязнений при разведении водой в концентрации 5-15% по теплому двигателю. Наносить с помощью распылителей, кисти, щетки. После выдержки 3-5 мин остатки загрязнений и раствора смыть сильной струей воды или щеткой. Для расконсервации деталей использовать 15-20% раствор в теплой (50-60оС) воде. Обладает антистатическим и обезжиривающим эффектом.
Тара 5 л, 20 л, 200 л
Транс-Мотор 2.
Средство для мытья двигателей внутреннего сгорания от тяжелых масляно-почвенных нефтяных загрязнений.
Назначение
Высококонцентрированное средство для очистки внешних поверхностей двигателей внутреннего сгорания и других металлических поверхностей от тяжёлых нефтемасляных загрязнений со следами копоти и нагаров. Рекомендуется также для расконсервации деталей.
Способ применения
Применяется для мытья от масляно-почвенных загрязнений при разведении водой в концентрации 5-10% по теплому двигателю. Наносить с помощью распылителей, кисти, щетки. После выдержки 3-5 мин остатки загрязнений и раствора смыть сильной струей воды или щеткой. Для удаления следов копоти и нагаров концентрацию раствора и время выдержки увеличить вдвое. Обладает сильным обезжиривающим действием для обезжиривания метала,металлических поверхностей и может использоваться для подготовки поверхностей к нанесению лакокрасочных покрытий.
Тара 5 л, 20 л, 200 л
Транс-Мотор 2-С
Готовое к употреблению средство для очистки поверхностей двигателей внутреннего сгорания и коробок передач от нефтепродуктов, грязи, следов копоти и нагаров,от масляных нагаров.