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.

Источник

Рядовой обыватель обычно считает, что если трубы не протекают, значит, у системы проблемы отсутствуют. Такой подход обманчив, так как в данном случае рассматривается только внешнее состояние конструкции, а не то, что творится внутри. Между тем, там могут назревать серьёзные неприятности из-за образования ржавчины, отложений и накоплений прочего «мусора», перекрывающего полость ветки инженерной коммуникации. Поэтому очистка трубопроводов должна проводиться не только при наличии проблем, но и в профилактических целях.

Прочистка труб

Прочистка или промывка магистральных трубопроводов должна проводиться регулярно для предотвращения аварийных ситуаций

Способы прочистки

Главной сложностью данной процедуры является восприимчивость стенок труб к механическим воздействиям. С учётом этого в настоящее время применяются нижеперечисленные виды прочистки трубопроводов.

Гидродинамический метод. Эта технология позволяет избавиться от накипи, ржавчины и засорений внутри коммуникаций, причём, за относительно умеренную плату. По крайней мере, замена элементов системы обойдётся в разы дороже. В ходе процесса промывки также удаляются соли кальция, магния и натрия. Осуществляется это путём воздействия многочисленных тонких струек подающейся под высоким давлением воды, поступающей из агрегата через специальные насадки.

Совет! Аппарат для продуцирования таких струй выбирайте, учитывая особенности системы. Прежде всего, знайте, что прочистку труб данным методом необходимо проводить без превышения допустимой нагрузки на стенки конструкции. Приборы развивают значительную мощность, достигающую 150 атмосфер.

Агрегат для гидродинамической промывки относится к категории многопрофильного оборудования. Поэтому перед тем, как начать прочищать с его помощью трубы водопровода, необходимо позаботиться о наличии специальных насадок. Они бывают следующих видов:

универсальные;
донные;
вибрационные;
роторные;
пробивные.

Прочистка труб

Гидродинамическая прочистка проводится специальной машиной, которая подает воду под высоким давлением

Лёгкость реализации – вот основное достоинство данного метода. Здесь не потребуются никакие особенные знания того, как прочистить трубы. Шланг с выбранной насадкой просто вставляется в систему, после чего включается подача воды. Струи бьют по стенкам трубопроводного элемента в противоположных направлениях и смывают даже окаменевший мусор.

Гидрохимическая технология. Данный способ основан на применении химических смесей. Их перечень утверждён органами санэпиднадзора, а состав базируется на щелочных и кислотных растворах реагентов. Действие таких средств направлено, преимущественно, на удаление накипи и ржавчины. Наибольшее распространение сегодня получили едкий натр, ортофосфорная кислота. Впрочем, в арсенале фирм соответствующего профиля присутствуют и другие подобные композитные неорганические и органические виды кислот, с помощью которых очистка различных труб производится весьма эффективно.

Очистка труб магистральных газопроводов

Данная процедура производится:

до ввода системы подачи газа в эксплуатацию;
периодически во время эксплуатации.

Прочистка труб

Прочистка газовых линий производится сразу после укладки труб, чтобы удалить случайно попавшие внутрь любые посторонние предметы и мусор

Чистка газопроводных труб необходима для того, чтобы транспортируемая субстанция не изменяла свои физико-химические свойства, а сама магистраль работала надёжно с заданной производительностью. Цель проведения такого мероприятия – удаление из полости трубопровода грата, окалины, случайно попавшей грязи, кусков льда, снега, воды и посторонних предметов.

Чтобы почистить газопроводную магистраль, современные компании соответствующего профиля используют в основном два метода:

Промывка с пропуском поршней очистки. Такая технология применяется, когда намечается проводить испытание системы транспортировки газа гидравлическим способом;
Продувка с пропуском поршней очистки. Практикуется данная технология в отношении газопроводов, укладываемых с частичным заглублением, наземно и надземно. Очистные поршни при этом пропускают по участкам магистрали, длина которых меньше расстояния между парой соседних отключающих устройств.

Полости надземных трубопроводов подвергают этой процедуре после того, как трубы будут уложены на опоры и закреплены, наземных – после укладки с финишным обвалованием, подземных – после прокладки в канаве и засыпки.

Продувка магистральных газопроводов, проложенных наземно на опорах, осуществляется одновременно с пропуском устройств очистки под давлением сжатого газа или воздуха (протяжённость участка не превышает 10 км, скорость перемещения – не больше 10 км/час). Окончательно очистка газопроводных труб выполняется той же продувкой путём создания в магистрали скоростных потоков тех же субстанций. Очистные поршни при этом не пропускаются. По такой же методике осуществляется продувка трубопроводов с диаметром, не превышающим 219 миллиметров.

Обратите внимание! Требования технологии в последнем случае формулируются так: длина участка трубопровода не должна быть больше 5 километров.

Для очистки магистральных газопроводов в местах их перехода через значительные по размерам водные преграды используется промывка. Проводится эта процедура с целью предварительного гидравлического испытания в процессе заполнения трубопроводов водой. Другой вариант – до испытания переходов осуществляется продувка.

Прочистка труб

Продувка газопровода — сложный и серьезный процесс, особенности которого зависят от расположения труб, их протяженности и диаметра

Немного цифр. Камеры запуска и приёма очистного поршня имеют диаметр, как правило, больший, нежели газопровод. Так, например, если значение этого показателя трубопровода равно 1420 миллиметров, сечение камеры составляет 1620 миллиметров. Камеры объёмом 100 кубометров работают в температурном диапазоне 20 ۫С ≤ Т۫ ≤ 80 ۫С при рабочем давлении Р = 75 кг/см2 (7,4 мПа).

Принцип работы системы очистки газопроводов

Стартовым этапом данной процедуры является запуск поршня. Делается это следующим образом. Машиной, по рельсам или на тележке к камере подвозится очистной поршень. Затем с камеры снимается крышка, и этот поршень вводят во внутреннюю полость, после чего немного проталкивают. Потом крышку закрывают и в камеру по трубопроводу подводят под давлением газ. Поршень начинает продвигаться по магистрали до следующей станции, где его принимают. Крышка камеры приёма в этот момент герметично закрыта. После того, как очистное устройство попадёт в камеру, немедленно закрываются краны. Чтоб извлечь поршень, необходимо сбросить давление в системе. Выполняется это путём открытия свечного крана.

Очистка труб нефтепровода

Внутри труб системы перекачки нефтепродуктов образуются накопления различных механических примесей – смолистых веществ, асфальтенов, церезинов, песка, окалины, ржавчины. Все они не только снижают качество транспортируемого вещества, но и вызывают износ фланцевых соединений, забивают запорную арматуру и изнашивают сами трубы. Но наибольшие неприятности взывают отложения парафина. Дело в том, что они способны настолько перекрыть просвет магистрали, что перекачка нефтепродуктов может полностью прекратиться.

В результате научных исследований выяснилось, что располагаются эти отложения вдоль нефтепровода неравномерно. На начальном участке магистрали температура выше, соответственно накопления парафина там незначительны. Когда температура трубопровода по причине его контакта с почвой уменьшается, минеральный воск начинает интенсивно откладываться на стенках трубопровода. Затем толщина его слоя уменьшается.

Прочистка труб

Внутри нефтепроводов скапливаются отложения самых разных веществ, входящих состав нефти, поэтому периодическая чистка труб необходима

Обусловлено данное явление двумя факторами:

основная масса парафина отложилась на предыдущем участке;
нефть уже продвигается с постоянной температурой, совпадающей с этим показателем грунта.

Чтобы пропускная способность нефтепровода не уменьшалась, следует проводить профилактические мероприятия. Это позволит сэкономить немалую сумму денег, поскольку очистка трубопроводов перекачки нефтепродуктов от отложений – недешёвое мероприятие.

На заметку! Перечень профилактических мер достаточно обширен: начиная от ежегодной зачистки резервуаров от оставшейся в них смеси углеводородов, и заканчивая введением в высокопарфинистую нефть специальных присадок, повышающих её текучесть.

Но рано или поздно очистка магистральных труб нефтепровода всё-таки потребуется. Для этого разработано несколько способов. Вместе с тем, сегодня наибольшее распространение получила механическая очистка. Рассмотрим её несколько подробнее.

Основан этот метод на использовании специальных скребков. Их чистящими элементами являются проволочные щётки, ножи и всевозможные диски. Разные конструкции отличаются по проходимости, износостойкости и по эффективности удаления отложений. Первое из этих свойств характеризует способность скребка миновать имеющиеся внутри трубопровода различные препятствия – фланцы, подкладные кольца, переходы, задвижки и т.д.

Износостойкость определяется эффективной длиной очистки магистрали нефтепровода. Например, при регулярной прочистке инженерной коммуникации такого типа металлические скребки могут походить без чрезмерного износа до 100 км.

Для безостановочного перемещения этих элементов требуется скорость потока не меньше 1,2 м/с и определённое давление. Поэтому дежурному персоналу надлежит строго контролировать режим перекачки. Также необходимо следить за тем, как скребок перемещается по длине трубопровода. С этой целью применяется переносной звукоуловитель, в конструкцию которого входят микрофон, усилитель и наушники.

Хорошая проходимость присуща шарообразным резиновым разделителям типа СН. Такой скребок изготавливается из износоустойчивой резины, имеет пластиковые и металлические резцы закругленной формы, которые запрессованы во внешнюю оболочку этого приспособления. Рабочая жидкость закачивается через расположенный на нём клапан под давлением. Благодаря его воздействию внешний диаметр скребка увеличивается, из-за чего резцы начинают выступать над поверхностью. Их расположение выбирается так, чтобы скребок, пребывая в полости трубопровода в любом положении, очищал всю его внутреннюю поверхность. Используются также шары из резины, оплетённые металлической цепью.

На периодичность использования скребков оказывают влияние и экономические соображения. Парафиновые отложения вызывают снижение пропускной способности нефтепровода, из-за чего возрастают убытки. Причём, увеличиваются они в двух случаях:

с ростом интервала пропуска очистительных приспособлений;
с уменьшением значения данного показателя. Данный вариант предполагает увеличение затрат на приобретение скребков.

Совет! Исходя из этого, периодичность пропуска очистительных элементов следует выбирать так, чтобы сумма затрат на проведение очистки и убытков от чрезмерного запарафинивания нефтепровода была минимальной.

Прочистка труб атомных электростанций

Эту процедуру необходимо проводить по отношению к напорным маслопроводам, сливным патрубкам и сливным коллекторам турбоагрегатов АЭС. Чтобы качество работ соответствовало ГОСТу, они должны выполняться:

установками с производительностью, колеблющейся в диапазоне 1200 ≤ Р ≤ 20000 литр/мин:
с напором, достигающим отметки 60 бар.

В результате проведения очистки трубопроводов и коллекторов АЭС должен быть получен 4-6 класс чистоты (по ГОСТ 17216). Тогда надёжность турбин повысится в два-три раза и, кроме того будет увеличен срок службы турбоагрегатов. При этом реальные значения данных показателей во многом зависят от чистоты маслохозяйств паротурбинных установок, включающих в себя следующие системы:

смазывания подшипников турбогенератора и турбины;
защиты и регулирования турбины;
уплотнения вала турбогенератора;
смазывания насосов, питающих паротурбинные установки;
приёма, хранения, а также регенерации масла.

Экономичность и долговечность всех деталей трубопровода напрямую определяются состоянием его внутренней поверхности. Примитивные методы борьбы устраняют лишь малую долю загрязнений, оставляя внутри инженерной коммуникации их большую часть. Отдав предпочтение устаревшим технологиям очистки, исполнитель рискует столкнуться с полной закупоркой магистрали.

Источник