Введение к работе
Актуальность работы
Нефтяные месторождения в поздний период эксплуатации преимущественно разрабатываются искусственным поддержанием пластового давления путем закачки, зачастую неподготовленной воды в нефтяные пласты. Добыча нефти при этом сопровождается образованием солевых отложений в нефтепромысловом оборудовании, в виде баритов BaSO.», доломитов CaMg(C03)2, примесей песка и гнпса. Наиболее интенсивное образование солевых отложений происходит в добывающей или нагнетательной скважине, в месте приема насоса, а также насосно-компрессорных трубах (НКТ) и данеє в системах нефтесбора и поддержания пластового давления.
На трубных базах накапливается большое количество не выработавших стой ресурс НКТ, выведенных из эксплуатации из-за образования на внутренней поверхности солевых отложений, которые снижают пропускную способность труб и зачастую имеющих повышенную радиоактивность за счёт изотопов радия 226 и 228.
Наиболее трудоёмкой операцией при реновации НКТ, является очистка их внутренней поверхности от солевых отложений. Решению данной задачи посвящены исследования, проводимые МГТУ им. Баумана, ИПТЭР, ОГАУ, АрМИ, ОАО «Татнефть», УГНТУ. Результаты исследований по данному вопросу освешены в работах Новикова В.И., Томака В.И., Гумерова А.Г., Козлова Ю.С., Садовского А.П., Родионова В.П., Зубаирова СТ., Попова В.И. и др.
Несмотря, на убедительные достижения в данной области, существующие способы и средства технологического оснащения не позволяют организовать эффективную очистку НКТ от солевых отложений, в том числе с повышенным содержанием ПРН с обеспечением безопасного уровня радиоактивности продуктов очистки в условиях нефтепромыслов.
Поэтому актуальной является задача создания техники и технологии эффективной очистки НКТ от солевых отложений до требуемой степени чистоты, с обеспечением минимальных затрат в условиях нефтепромыслов, без
организации дополнительных мероприятий по транспортировке и очистке в специализированных цехах машиностроительных предприятий.
Цель работы
Создание техники и технологии очистки внутренней поверхности НКТ от
солевых отложений непосредственно на нефтепромыслах.
Для реализации поставленной цели сформулированы следующие задачи:
-
Анализ существующих технологических процессов и устройств очистки внутренних поверхностей нефтепромысловых труб.
-
Исследование факторов влияющих на производительность процесса термоабразивной очистки НКТ от солевых отложений.
-
Разработка конструкций термоабразивных аппаратов (ТАА) для очистки внутренних поверхностей НКТ от солевых отложений.
-
Создание модульной передвижной установки, методики расчёта процесса очистки и руководства по эксплуатации при механизированной очистке внутренних поверхностей НКТ от солевых отложений в условиях нефтепромыслов.
-
Оценка экономической эффективности от внедрения техники и технологии термоабразивной очистки НКТ от солевых отложений.
Научная новизна
-
Экспериментально определен интервал температуры устойчивого разложения солевых отложений, на примере Ромашкинского месторождения, находящийся в диапазоне 600..700С. Установлено оптимальное значение коэффициента избытка окислителя (воздуха) топливно-воздушной смеси в камере сгорания ТАА, находящееся в интервале 0,76..0,84, при котором обеспечивается максимальная температура очищающей смеси.
-
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена закономерность изменения времени очистки НКТ от температуры и угла воздействия потока очищающей смеси на солевые отложения.
-
Модельными экспериментами установлена зависимость массы солевых отложений от фактических значений толщины отложений, которая позволила определить значения коэффициента температурного воздействия очищающей
смеси с учётом оптимальных значений угла воздействия и длины потока на солевые отложения и рассчитывать минимальное время очистки внутренней поверхности НКТ с определением оптимальных режимов работы установки, обеспечивающая требуемую степень очистки.
4 Разработана новая экспериментальная модель ТАА обеспечивающая свободное движение внутри НКТ за счёт исполнения камеры сгорания с двумя степенями свободы, с возможностью поворота под углом к очищаемой поверхности, и формирование равномерного потока очищающей смеси при минимально допустимой длине камеры смешения равной 3..4 диаметрам внутреннего сечения.
Практическая значимость и реализация результатов работы
-
Разработана модульная передвижная установка по очистке внутренней поверхности НКТ (патент РФ № 61602), которая прошла успешные испытания и внедрена в НГДУ «Джалильнефть» ОАО «Татнефть».
-
Для практического применения модульной передвижной установки с использованием нового устройства для очистки внутренней поверхности НКТ от солевых отложений (патент № 2184002) разработано руководство по эксплуатации, которое также используется в учебном процессе и научных исследованиях в УГНТУ.
Апробация работы
Основные положення диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры технологии нефтяного аппаратостроения УГНТУ в 2005-2009 гг., VI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механнки-ХХ1 веку» (г. Братск, 2007 г.) и Всероссийской научно-методической конференции «Инновации и наукоемкие технологии в образовании и экономике» УФ ОГУ (г. Уфа, 2007, 2009 гг.).
Публикации
Основные результаты диссертационной работы изложены в 10 печатных работах, в том числе 7 статьях (1 - в издании, входящим в перечень ВАК РФ) и
3 патентах РФ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 85 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 9 таблиц, библиографический список из 103 наименований и приложения.
