Последствия выпадения парафина

• увеличиваются гидравлические сопротивления, снижается пропускная способность трубопровода;

• изменяются реологические свойства нефти, вплоть до образования структуры во всём объёме нефти и потери текучести;

• микрокристаллы парафина, кристаллизуясь на границе раздела фаз вода-нефть, стабилизируют водонефтяную эмульсию. Впоследствии на стадии подготовки нефти для разрушения такой эмульсии потребуется повышенная температура и деэмульгаторы.

Способы борьбы с парафинизацией трубопроводов

а) предупреждение отложений парафина;

б) удаление отложений.

1. Применение высоконапорных систем сбора скважинной продукции.

2. Применение депрессорных добавок.

3. Термообработка нефти

4. Покрытие внутренней поверхности трубопровода полярными материалами, обладающими низкой адгезией к парафину и имеющих гладкую поверхность.

5. Применение холодильников – кристаллизаторов.

6. Применение подогревателей (устьевых, путевых)

7. Механическая очистка выкидных линий от парафиновых отложений с помощью резиновых шаров.

8. Тепловой способ очистки трубопроводов от парафиновых отложений.

Задача 4.1

При перекачке нефти вязкости ν , с расходом Q=7,85 по трубопроводу внутренним диаметром d=100 мм и абсолютно эквивалентной шероховатости Δ=0,2 мм постепенно на его стенках образовался слой парафина толщиной δ=5 мм.

Рассчитайте, во сколько раз изменятся потери напора на трение?

Решение:

Для расчёта потерь напора на трение используем формулу Дарси-Вейсбаха:

(4.1)

где - потеря напора на преодоление трения по длине трубопровода круглого сечения при любом установившемся режиме течения; λ – коэффициент гидравлического сопротивления, который зависит от числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенки трубопровода; L – длина трубопровода, м; d – внутренний диаметр, м; W – средняя скорость, м/с; g – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/ .

Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно найти отношение потерь напора на трение в запарафиненном трубопроводе к потерям в трубопроводе без отложений:

(4.2)

Произведём расчёт всех неизвестных величин:

1. Диаметр запарафиненного трубопровода:

(4.3)

2. Скорость потока жидкости в трубопроводе без отложений:

(4.4)

.

3. Скорость потока жидкости в запарафиненном трубопроводе:

.

4. Параметр Рейнольдса:

(4.5)

,

.

5. Определим режим течения

Re≤2320 – ламинарный; (4.6)

Re> 2800 – турбулентный, зона Блазиуса; (4.7)

2800 ≥ Re>2320–переходный режим. (4.8)

6. Если установлен ламинарный режим для обоих трубопроводов, то:

λ= , (4.9)

следовательно:

7. Если установлен турбулентный режим и зона Блазиуса для обоих трубопроводов, то:

8. Если установлены разные режимы в трубопроводах, то рассчитываем λ для каждого трубопровода и вычисляем потери напора:

а) для зоны Блазиуса

, (4.10)

б) для зоны смешанного трения:

(4.11)

9. Рассчитываем .

Т. к. в нашем случае значение параметров Рейнольдса для запарафиненнего и незапарафиненного трубопроводов больше 2800, то режим течения в обоих трубопроводах турбулентный, зона Блазиуса, значит:

Вывод: потери напора на трение в запарафиненном трубопроводе в 1,403 раза больше, чем в незапарафиненном.

Задание.

Согласно своему варианту из таблицы 4.1, произвести вычисления задачи 4.1.

Таблица 4.1 – Исходные данные к задаче 4.1

Исходные данные	Варианты
ν∙ ,	0,052	0,048	0,036	1,00	0,076	0,1422	0,1376	0,0835	3,25	16,4
Q,	8,45	9,15	10,00	7,85	6,85	5,495	4,71	8,64	7,85	8,15
d, мм
Δ, мм	0,010	0,015	0,012	0,20	0,200	0,150	0,020	0,140	0,15	0,20
δ, мм									5,5
Исходные данные	Варианты
ν∙ ,	0,05	0,04	0,04	1,0	0,08	0,2	0,24	0,08	3,00	13,4
Q,	8,4	9,15	10,20	7,85	6,85	5,40	4,70	8,4	7,9	8,1
d, мм
Δ, мм	0,010	0,015	0,011	0,20	0,200	0,150	0,020	0,140	0,150	0,200
δ, мм				4,5	4,1	6,2	5,4	6,1	5,0	7,2
Исходные данные	Варианты
ν∙ ,	0,07	0,06	0,08	1,8	0,09	0,32	0,22	0,12	2,4	14,0
Q,	8,45	9,15	10,00	7,85	6,85	5,495	4,71	8,64	7,85	8,15
d, мм
Δ, мм	0,010	0,02	0,02	0,2	0,2	0,2	0,04	0,2	0,2	0,22
δ, мм									5,5