Материал: 2143

Как уже говорилось, последовательная перекачка позволяет организовать доставку нефти различных сортов от места добычи до потребителя с помощью одного и того же магистрального трубопровода, причем не перемешивая различные нефти друг с другом и, таким образом, сохраняя качество каждой. Конечно, при этом в зонах контакта последовательно движущихся партий происход т определенное смешение вытесняемой и вытесняющих

подвижных перегородок, двигаясь вместе с потоком нефти в трубе, разделяли бы перекачиваемые жидкости. Выяснилось, однако, что эта достаточно простая идея оказалась мало эффективна при промышленной реализации. Разделители отстают от потока нефти и быстро выходят из зоны контакта последовательно движущихся партий. Последовательная перекачка нефтей прямым контактированием более проста с технологической точки зрения и

транспортируемых нефтей вся смесь может быть разложена (т.е. добавлена) по исходным нефтям с сохранением качества каждой из них. Однако интенсивность смесеобразования и объем образующейся смеси зависят от режима транспортировки, соблюдения технологического регламента перекачек, знания физических причин, приводящих к смесеобразованию, а также от понимания основных закономерностей этого процесса.

91

Какие же причины и физические процессы, происходящие при последовательном вытеснении одной нефти другой, приводят к образованию и медленному, но постоянному возрастанию объема

жидкости в трубопроводе. Если бы контактирующие нефти

диффуз я одной нефти в другую, конечно, не в счет – она слишком

мала, чтобыболеебыть заметной. Дело в другом, нефти не являются

твердыми телами, вытеснение одной из них другой происходит

трубопровода оно замедлено. Каждое мгновение клин позади идущей нефти как ы внедряется в нефть, идущую впереди, причем тем интенсивней, чем более вытянутДвдоль оси профиль осредненных скоростей. Происходит, как говорят, конвекция (или конвективная диффузия) примеси одной нефти в другую за счет и вместе с перемещающимися друг относительно друга слоями жидкости.

Однако неравномерность распределения в сечении трубопровода осредненных скоростей жидкости не Иявляется единственной причиной, ответственной за смесеобразование нефтей в зоне их контактирования. Другим, не менее важным фактором смесеобразования, является так называемая турбулентная диффузия.

Как правило, нефти перекачивают в турбулентном режиме, при котором частицы жидкости движутся в трубе не параллельно ее стенкам, а совершают хаотические турбулентные движения, наподобие тому, как это можно видеть в дымовых струях, вырывающихся из труб. В турбулентных потоках существует интенсивное перемешивание различных частиц по сечению трубы за счет пульсаций скорости и указанных хаотических движений отдельных частиц. Поэтому турбулентная диффузия, а именно так

92

называют этот процесс, перемешивает клин вытесняющей, как и остатки вытесняемой нефти, по сечению трубопровода, обеспечивая их более или менее однородное распределение в каждом сечении.

Тем не менее, важно отметить, что концентрация каждой нефти в сечении трубопровода, хотя и близка к постоянному значению, но Свсе же не равна ему – для вытесняющей нефти она всегда больше на оси трубы, чем у ее стенок, а для вытесняемой – она всегда меньше на оси трубы, чем у ее стенок. Благодаря этому в сечениях трубопровода про сходит массообмен, обеспечивающий постоянный

нефтирост объема смеси.

Так м образом, процесс смешения вытесняемой и вытесняющей нефтей про сход т по следующей схеме: клин позади идущей внедряется в нефть, идущую впереди, а процессы турбулентной диффуз бАразмеш вают внедрившуюся примесь по сечению трубы. При этом за счет того, что концентрация вытесняющей нефти на оси трубы больше, чем у ее стенок, происходит постоянный перенос вытесняющей нефти вперед, в область, занятую вытесняемой нефтью. И, нао орот, по той же причине происходит обратный

перенос вытесняемой нефти назад, в область вытесняющей [2].

Эти два процесса неотделимы друг от друга. Они действуют постоянно и одновременно на протяжении всего времени вытеснения, определяя интенсивность продольного перемешивания, объем и длину возникающей смесиД.

Из сказанного следует, что смесеобразование в зоне контактирования нефтей происходит вследствие двух основных причин: неравномерности распределения скоростей жидкости по сечению трубопровода и турбулентного перемешивания. Отсюда ясно, что чем профиль осредненных скоростейИжидкости в сечении нефтепровода более плоский, чем интенсивней в сечении перемешиваются ее частицы, тем более полно идет процесс вытеснения и тем меньше образуется смеси.

Чем выше скорость перекачки, тем профиль скоростей более плоский и, следовательно, вытеснение одной нефти другой идет более полно. Кроме того, турбулентное перемешивание в сечении трубопровода при больших скоростях идет намного интенсивней, чем при малых, что способствует большему выравниванию концентрации каждой нефти в сечении трубы и, значит, уменьшению смеси.

Таким образом, одним из главных факторов, определяющих интенсивность смесеобразования, является скорость, с которой

93

ведется перекачка нефти. В этом смысле турбулентный режим перекачки намного лучше ламинарного (где профиль скоростей вытянут вдоль оси трубы). В данном случае при перекачке нефтей с низкими скоростями смеси образуется намного больше, чем при

4. Какие способы прогрева системы трубопровода применяются при заполнении трубопровода нефтью?

94

7. СИСТЕМА АВТОМАТИКИ УПРАВЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫМИ НЕФТЕПРОВОДАМИ

7.1. Основные требования к системе автоматизации объектов

Система автоматически должна обеспечивать автономное поддержание заданного режима и его изменение по командам

Система автоматизации магистральной насосной должна

обеспечивать:

подпорными насосными агрегатамиД;автоматическое регулирование давления;

централизацию контроля и управления магистральной и

подпорной насосной;

автоматическую защиту магистральной и подпорной насосной;

автоматическую защиту и управление магистральными и И

автоматизацию вспомогательных систем;

автоматическое пожаротушение.

К основным функциям системы автоматизации НПС относятся функции защиты, управления и контроля.

Общестанционные защиты должны отключать оборудование НПС по параметрам:

минимальное давление на приеме НПС;

максимальное давление в коллекторе НПС до узла регулирования давления;

95