RU2523923C1

RU2523923C1 - Oil transportation in pipeline by reverse transfer

Info

Publication number: RU2523923C1
Application number: RU2012151999/06A
Authority: RU
Inventors: Леонид Маркович Беккер; Константин Юрьевич Штукатуров; Денис Константинович Элькис
Original assignee: Открытое акционерное общество Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть")
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-07-27
Also published as: RU2012151999A

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.

SUBSTANCE: process is intended for oil transfer, including highly paraffinic oil, ay low temperatures and can be used for prevention of oil freezing in large-diameter oil line at low rate transfer. Method comprises consecutive transfer of oil, first, in forward direction and, then, in reverse direction at oil heating at oil transfer stations. Oil in transferred in forward direction in volume (V₀+V) and in reverse direction in volume V, where V₀ is oil volume to be transferred in forward direction, V is reverse oil volume required for oil line section heating and making 1/2 to 2/3 pipeline section volume.

EFFECT: higher efficiency of oil efficiency at low-rate transfer.

6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам транспортировки нефти, в т.ч. высокопарафинистой, в условиях низких температур, и может быть использовано для предотвращения замерзания нефти в нефтепроводе большого диаметра при ее перекачке с низкой производительностью (до выхода нефтепровода на проектную мощность).The invention relates to the oil industry, and in particular to methods of transporting oil, including highly paraffin, at low temperatures, and can be used to prevent freezing of oil in a large diameter oil pipeline when pumping it with low productivity (until the oil pipeline reaches its design capacity).

При проектировании «горячего» нефтепровода необходимо обеспечить его бесперебойную работу в различном диапазоне производительностей перекачки (от минимального до максимального) по этапам (годам) развития. Диаметр нефтепровода определяют из условия обеспечения максимальной производительности и возможностей насосного оборудования на нефтеперекачивающих станциях. При минимальной производительности на начальных этапах развития трубопровода скорость течения нефти является низкой, что определяет интенсивное падение температуры по длине нефтепровода вплоть до температуры окружающей среды.When designing a “hot” oil pipeline, it is necessary to ensure its uninterrupted operation in a different range of pumping capacities (from minimum to maximum) by stages (years) of development. The diameter of the pipeline is determined from the condition of ensuring maximum productivity and capabilities of pumping equipment at oil pumping stations. With minimal productivity, at the initial stages of the development of the pipeline, the oil flow rate is low, which determines an intensive temperature drop along the length of the pipeline up to ambient temperature.

При перекачке нефтей с температурой застывания выше температуры окружающей среды необходимо обеспечить тепловой режим перекачки, при котором температура нефти в трубопроводе не должна опускаться ниже температуры застывания даже после остановки нефтепровода (в течение регламентного времени остановки). Поэтому для безопасной работы трубопровода, например, в условиях Крайнего Севера или при надземной прокладке трубопровода необходимо применять технологии перекачки, исключающие застывание нефти в трубопроводе.When pumping oils with a pour point above ambient temperature, it is necessary to ensure a thermal pumping regime, in which the temperature of the oil in the pipeline should not fall below the pour point even after the pipeline is stopped (during the scheduled shutdown time). Therefore, for safe operation of the pipeline, for example, in the conditions of the Far North or with overhead installation of the pipeline, it is necessary to apply pumping technologies that exclude oil freezing in the pipeline.

Для решения данной задачи обычно устанавливают путевые пункты подогрева трубопровода. Однако при низких производительностях перекачки необходимо устанавливать большое количество таких пунктов (через каждые 5-10 километров), что экономически нецелесообразно в условиях временной работы нефтепровода с низкой производительностью, до выхода на максимальный проектный режим работы.To solve this problem, usually set the waypoints for heating the pipeline. However, at low pumping capacities it is necessary to establish a large number of such points (every 5-10 kilometers), which is not economically feasible in the conditions of temporary operation of the oil pipeline with low productivity, until reaching the maximum design operating mode.

Кроме того, возможно также применение систем путевого электроподогрева трубопровода (см., например, патент Китая CN 2280205). Однако данная технология также является экономически не выгодной в условиях значительной протяженности нефтепровода.In addition, it is also possible to use systems of track electrical heating of the pipeline (see, for example, Chinese patent CN 2280205). However, this technology is also not economically viable in conditions of a significant length of the pipeline.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения по совокупности признаков является способ челночного прогрева трубопровода на участке между двумя нефтеперекачивающими станциями, снабженными пунктами подогрева (см. А.А.Коршак и др. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. - Спб.: Недра, 2008, с.355-358). Согласно способу греющую жидкость (в частности, нефть) закачивают сначала в прямом, а затем в обратном направлении. Данный способ может быть использован для подогрева участка нефтепровода при предварительной его наладке перед пуском, однако он не подходит для транспортировки нефти.The closest analogue of the claimed invention in terms of features is a method for shuttle heating of the pipeline between two oil pumping stations equipped with heating points (see A.A. Korshak et al. Design and operation of gas and oil pipelines. - St. Petersburg: Nedra, 2008, p.355 -358). According to the method, the heating fluid (in particular oil) is pumped first in the forward and then in the opposite direction. This method can be used to heat the section of the pipeline during its preliminary adjustment before starting, however, it is not suitable for transporting oil.

Задачей заявленного изобретения является создание способа транспортировки нефти при низких производительностях ее перекачки.The task of the claimed invention is to provide a method for transporting oil at low pumping rates.

Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении требуемого температурного режима транспортировки нефти при одновременном повышении экономичности транспортировки в условиях низкой производительности.The technical result of the claimed invention is to provide the required temperature regime of oil transportation while increasing the efficiency of transportation in low productivity conditions.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ транспортировки нефти на участке трубопровода между нефтеперекачивающими станциями включает последовательную перекачку нефти сначала в прямом, а затем в обратном направлении при подогреве нефти на нефтеперекачивающих станциях, при этом в прямом направлении нефть перекачивают в объеме (V₀+V), а в обратном направлении - в объеме V, где V₀ - объем нефти, который необходимо транспортировать в прямом направлении, V - возвратный объем нефти, необходимый для прогрева участка нефтепровода и составляющий от 1/2 до 2/3 объема участка трубопровода.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of transporting oil in the pipeline between the oil pumping stations involves sequential pumping of oil first in the forward and then in the opposite direction when heating oil at the oil pumping stations, while in the forward direction the oil is pumped in volume (V ₀ + V), and in the opposite direction - in volume V where V ₀ - the volume of oil that must be transported in the forward direction, V - the volume of the return oil required for warming nave portion and eprovoda of from 1/2 to 2/3 portion of the conduit volume.

Кроме того, указанный технический результат достигается за счет того, чтоIn addition, the specified technical result is achieved due to the fact that

- транспортированный объем V₀ и возвратный объем V нефти размещают в резервуарных парках соответствующих нефтеперекачивающих станций;- the transported volume V ₀ and the return volume V of oil is placed in the tank farms of the respective oil pumping stations;

- температура подогрева нефти на нефтеперекачивающих станциях составляет от 30°С до 55°С;- the temperature of oil heating at oil pumping stations is from 30 ° C to 55 ° C;

- производительность перекачки нефти в прямом и обратном направлениях выбирают из условий поддержания требуемой температуры перекачиваемой нефти с учетом теплообмена с окружающей средой;- the productivity of pumping oil in the forward and reverse directions is selected from the conditions for maintaining the required temperature of the pumped oil, taking into account heat exchange with the environment;

- в прямом и обратном направлении нефть перекачивают с одинаковой производительностью, при этом время перекачки в прямом направлении больше, чем в обратном;- in the forward and reverse direction, oil is pumped with the same capacity, while the pumping time in the forward direction is longer than in the opposite direction;

- время перекачки нефти в прямом и обратном направлении одинаково, при этом производительность перекачки в прямом направлении больше, чем в обратном.- the time for pumping oil in the forward and reverse directions is the same, while the productivity of pumping in the forward direction is greater than in the opposite direction.

Заявленный способ реверсивной (челночной) перекачки нефти, основанный на поочередном изменении направления перекачки, позволяет с одной стороны обеспечить требуемую температуру нефти в трубопроводе при низких производительностях перекачки, а с другой стороны снизить расходы на подогрев нефти, а также сократить требуемые объемы резервуарных парков, необходимые для создания объемов для вытеснения нефти в прямом и обратном направлениях.The claimed method of reverse (shuttle) oil pumping, based on alternately changing the direction of pumping, allows on the one hand to provide the required temperature of the oil in the pipeline at low pumping rates, and on the other hand to reduce the cost of heating the oil, as well as reduce the required volume of tank farms needed to create volumes for oil displacement in the forward and reverse directions.

При этом авторами изобретения было установлено, что реверсивная перекачка нефти объемом менее 1/2 от объема участка трубопровода не будет обеспечивать требуемой температуры перекачиваемой нефти, а при перекачке объема более 3/4 от объема участка трубопровода резко увеличатся расходы на транспортировку нефти, связанные с увеличением объемов перекачки и объемов резервуарных парков для размещения нефти.At the same time, the inventors found that reverse pumping of oil with a volume of less than 1/2 of the volume of the pipeline section will not provide the required temperature of the pumped oil, and when pumping the volume of more than 3/4 of the volume of the pipeline section, the cost of oil transportation will increase dramatically pumping volumes and tank farm volumes for oil distribution.

Сущность заявленного способа поясняется фиг.1.The essence of the claimed method is illustrated in figure 1.

Транспортировку нефти осуществляют между двумя нефтеперекачивающими станциями (НПС) 1 и 2, снабженными, соответственно, пунктами подогрева нефти 3 и 4 и резервуарными парками 5 и 6.Oil is transported between two oil pumping stations (NPS) 1 and 2, equipped, respectively, with oil heating points 3 and 4 and tank farms 5 and 6.

Транспортируемая нефть подогревается соответственно в пунктах подогрева 3 и 4, расположенных на НПС 1 и 2. Температура подогрева нефти в зависимости от условий транспортировки определяется теплогидравлическим расчетом и может составлять от 30°С до 55°С.The transported oil is heated in the heating points 3 and 4, respectively, located at the pump stations 1 and 2. The temperature of the oil heating, depending on the transportation conditions, is determined by thermohydraulic calculation and can range from 30 ° C to 55 ° C.

На первом этапе (фиг.1,а) нефть перекачивают в прямом направлении (от НПС 1 к НПС 2) в объеме, складывающимся из объема V₀, который необходимо транспортировать в НПС 2, и возвратного объема V для прогрева нефтепровода (объем перекачиваемой нефти в прямом направлении=V+V₀). Объем V составляет от 1/2 до 2/3 объема трубопровода на участке между НПС. Транспортированный объем нефти V₀ размещают в резервуарном парке 6 НПС 2 откуда он может быть перекачен к следующей по ходу движения НПС.At the first stage (Fig. 1, a), oil is pumped in the forward direction (from NPS 1 to NPS 2) in a volume consisting of the volume V ₀ , which must be transported to NPS 2, and the return volume V for heating the pipeline (the volume of pumped oil in the forward direction = V + V ₀ ). Volume V is from 1/2 to 2/3 of the volume of the pipeline in the area between the NPS. The transported volume of oil V _{0 is} placed in the tank farm 6 of the NPS 2 from where it can be pumped to the next along the NPS.

На втором этапе (фиг.1,б) возвратный объем V нефти перекачивают обратно к НПС 1, тем самым обеспечивая прогрев трубопровода. При этом возвратный объем V размещают в резервуарном парке 5 НПС 1 для следующего цикла.In the second stage (figure 1, b) the return volume V of oil is pumped back to the OPS 1, thereby ensuring the heating of the pipeline. In this case, the return volume V is placed in the tank farm 5 of the NPS 1 for the next cycle.

Указанный процесс повторяется циклически, обеспечивая тем самым транспортировку нефти от НПС 1 к НПС 2 в объеме V₀ за каждый цикл, при прогреве трубопровода.This process is repeated cyclically, thereby ensuring the transportation of oil from PS 1 to PS 2 in a volume of V ₀ for each cycle, when the pipeline is heated.

Производительность перекачки нефти в прямом и обратном направлениях выбирают из условий поддержания требуемой температуры перекачиваемой нефти с учетом теплообмена с окружающей средой.The productivity of pumping oil in the forward and reverse directions is selected from the conditions for maintaining the required temperature of the pumped oil, taking into account heat transfer with the environment.

При этом для перемещения требуемого объема нефти используют два варианта режимов перекачки:At the same time, two options of pumping modes are used to move the required volume of oil:

1) В прямом и обратном направлении нефть перекачивают с одинаковой производительностью, при этом время перекачки в прямом направлении устанавливают большим, чем в обратном.1) In the forward and reverse directions, oil is pumped with the same capacity, while the pumping time in the forward direction is set longer than in the opposite direction.

2) Время перекачки нефти в прямом и обратном направлении выбирают одинаковым, при этом производительность перекачки в прямом направлении устанавливают больше, чем в обратном.2) The time for pumping oil in the forward and reverse direction is chosen the same, while the productivity of pumping in the forward direction is set more than in the opposite direction.

Таким образом, применение заявленного способа транспортировки нефти на начальных этапах развития нефтепровода позволяет избежать дополнительных затрат на подогрев нефти традиционными способами, что значительно удешевляет строительство и эксплуатацию «горячего» нефтепровода.Thus, the application of the claimed method of oil transportation at the initial stages of the development of the pipeline avoids the additional cost of heating oil by traditional methods, which significantly reduces the cost of building and operating a “hot” pipeline.

Claims

1. Способ транспортировки нефти на участке трубопровода между нефтеперекачивающими станциями, включающий последовательную перекачку нефти сначала в прямом, а затем в обратном направлении при подогреве нефти на нефтеперекачивающих станциях, при этом в прямом направлении нефть перекачивают в объеме (V₀+V), а в обратном направлении - в объеме V, где V₀ - объем нефти, который необходимо транспортировать в прямом направлении, V - возвратный объем нефти, необходимый для прогрева участка нефтепровода и составляющий от 1/2 до 2/3 объема участка трубопровода.1. A method of transporting oil in a section of a pipeline between oil pumping stations, comprising sequential pumping of oil first in the forward and then backward directions when heating oil at the oil pumping stations, while in the forward direction the oil is pumped in volume (V ₀ + V), and opposite direction - in volume V where V ₀ - the volume of oil that must be transported in the forward direction, V - the volume of the return oil required for heating the pipeline section and which constitutes from 1/2 to 2/3 of the volume portion Pipelines water.

2. Способ по п.1, в котором транспортированный объем V₀ и возвратный объем V нефти размещают в резервуарных парках соответствующих нефтеперекачивающих станций.2. The method according to claim 1, in which the transported volume V ₀ and the return volume V of oil is placed in the tank farms of the respective oil pumping stations.

3. Способ по п.1, в котором нефть на нефтеперекачивающих станциях подогревают до температуры от 30°С до 55°С.3. The method according to claim 1, in which the oil at oil pumping stations is heated to a temperature of from 30 ° C to 55 ° C.

4. Способ по п.1, в котором в прямом и обратном направлении нефть перекачивают с производительностью, выбираемой из условий поддержания требуемой температуры перекачиваемой нефти с учетом теплообмена с окружающей средой.4. The method according to claim 1, in which in the forward and reverse direction, the oil is pumped with a capacity selected from the conditions for maintaining the required temperature of the pumped oil, taking into account heat exchange with the environment.

5. Способ по п.1, в котором в прямом и обратном направлении нефть перекачивают с одинаковой производительностью, при этом время перекачки в прямом направлении больше, чем в обратном.5. The method according to claim 1, in which the forward and reverse oil is pumped with the same capacity, while the pumping time in the forward direction is longer than in the opposite.

6. Способ по п.1, в котором в прямом и обратном направлении нефть перекачивают в течение одинакового времени при производительности перекачки в прямом направлении большей, чем в обратном. 6. The method according to claim 1, in which in the forward and reverse direction, oil is pumped for the same time with a pumping capacity in the forward direction greater than in the opposite.