СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ КОРРОЗИИ Российский патент 1999 года по МПК F16L58/00 

Изобретение относится к области эксплуатации нефтепромысловых трубопроводов и может быть использовано для защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии, транспортирующих коррозионно-активную пластовую жидкость, а также для борьбы с отложениями солей и парафина.

Известен способ защиты трубопроводов от коррозии, включающий диспергирование нефти в коррозионно-активную среду (пластовую воду) (авт. св. 1677441 СССР, кл. F 16 L 58/00, 1991) с помощью устройства, обеспечивающего образование водонефтяной эмульсии, менее коррозионно-активной, чем пластовая вода.

Недостатком этого способа является небольшая протяженность защищаемого участка трубопровода (2,5 км) вследствие неустойчивости эмульсии, что недостаточно для нефтесборных коллекторов, протяженность которых достигает 30 км. Оснащение трубопроводов диспергаторами (эмульгаторами) через 2,5 км существенно усложняет применение способа, кроме того, растет гидравлическое сопротивление.

Известен способ защиты трубопроводов от коррозии, включающий обработку коррозионно-активной жидкости химическими добавками ингибиторами коррозии (Саакиян Л.С. и др. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии. - М.: Недра, 1982, с. 88-99).

Недостатком способа является высокая стоимость защиты, сложность реализации.

Известен также способ защиты трубопроводов от коррозии, включающий обработку коррозионно-активной жидкости в магнитном поле магнитоактиватора (Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках, 2-ое изд. - М.: Энергоиздат, 1985, с. 25-31).

Обеспечивая заметное снижение скорости коррозии, это техническое решение имеет ряд недостатков, основными из которых являются большие размеры и высокая материалоемкость магнитоактиваторов, обусловленная необходимостью обработки всего объема перекачиваемой жидкости. Кроме того, эффективность коррозионной защиты в слабых магнитных полях невысока, т.е. снижение скорости коррозии относительно невелико.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности коррозионной защиты трубопроводов, транспортирующих коррозионно-активные жидкости при уменьшении размеров, материалоемкости и унификации размеров магнитоактиватора.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем обработку коррозионно-активной жидкости в магнитном поле магнитоактиватора, через магнитоактиватор пропускают 10-100% общего количества жидкости, транспортируемой по защищаемому трубопроводу, а на выходе магнитоактиватора омагниченную жидкость смешивают с остальным объемом жидкости. При этом напряженность (H) магнитного поля в рабочем зазоре магнитоактиватора выбирают в пределах 400.. .640 кА/м, а количество переполюсовок (реверсов полярности п) - 3-5.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что при определенных параметрах магнитного поля магнитоактиватора (H=400-640 кА/м, n=3-5) достаточно обработать 10-100% общего объема жидкости.

Физика процесса. Магнитная обработка (МО) перекачиваемых жидких сред воздействует на весь комплекс свойств жидкости, изменяя равновесие диссоциации воды, что сопровождается уменьшением кислотности. Изменяется также степень гидратации растворенных примесей и ионов солей за счет поляризации молекул и ионов, что приводит к изменению растворимости примесей, уменьшению вязкости растворов, объемной кристаллизации примесей из растворов (например, солей жидкости и в случае с нефтедобычей асфальто-парафиновых отложений).

Образующиеся в результате МО метастабильные ассоциаты способны достраивать структуру за счет других растворенных молекул и ионов до электронейтральной. Образующиеся ассоциаты способны сохраняться в потоке жидкости свыше 24 ч.

Эффект воздействия МО зависит от параметров магнитного поля (напряженности, градиента напряженности, количества реверсов полярности) и состава перекачиваемых сред.

Использование мощных магнитных полей, например, создаваемых постоянными магнитами на основе редкоземельных металлов (неодим-железо-бор, самарий-кобальт) приводит к образованию более устойчивых и способных к самодостраиванию ассоциатов (гидратов).

Следует отметить, что при магнитной обработке минерализованных жидкостей (пластовых вод) уменьшение напряженности магнитного поля меньше 400 кА/м резко повышает скорость коррозии, а увеличение напряженности более 640 кА/м не уменьшает скорость коррозии.

На чертеже изображена схема реализации способа.

Схема реализации включает трубопровод 1, магнитоактиватор 2, устанавливаемый на байпасной линии 3. На основном трубопроводе и байпасной линии устанавливают задвижки 4 для изменения величины и направления обрабатываемого потока жидкости. Магнитоактиватор применяют с напряженностью магнитного поля в рабочем зазоре 400-640 кА/м и количеством переполюсовок 3-5.

Для правильного выбора соотношения потоков используют расходомер 5. Скорость коррозии измеряют известными методами, например коррозиметром, с помощью образцов-свидетелей и т.п.

В лабораторных условиях на реальных средах выполнены многочисленные опыты. При этом использовали подтоварную и сеноманскую воды основных месторождений подразделений ОАО "Томскнефть" и магнитоактиваторы, изготовленные на базе сплава неодим-железо-бор.

Результаты опытов приведены в табл. 1-3. Как вытекает из приведенных данных, оптимальный интервал доли омагниченной воды, при котором сохраняется минимальная скорость коррозии, 10-100%.

Следует отметить, что дебит перекачки по разным ниткам трубопровода может многократно различаться в зависимости от диаметра труб, дебита и количества добывающих скважин, приемистости нагнетательных скважин и т.п. С учетом ограничений по падению давления (гидравлическому сопротивлению трубопровода) при обработке всего объема перекачиваемой жидкости необходимо применение нескольких типоразмеров крупногабаритных магнитоактиваторов. Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить и унифицировать размеры магнитоактиватора для всех типов трубопроводов без снижения защитного эффекта МО путем изменения доли жидкости, прокачиваемой через МА. При резком уменьшении дебита можно обработать весь объем (100%), при увеличении дебита на порядок возможна обработка только 10% жидкости по вышеописанной схеме. Для конкретных трубопроводов доля обрабатываемой жидкости может быть выбрана в пределах 10-100 отн. % в зависимости от дебита и допустимого предела по падению давления в трубопроводе (гидравлическое сопротивление).

Уменьшение напряженности магнитного поля меньше 400 кА/м (табл. 2) приводит к резкому увеличению скорости коррозии, а увеличение напряженности больше 640 кА/м не изменяет (уменьшает) скорость коррозии.

Увеличение количества переполюсовок более 5 (табл. 3) не уменьшает скорость коррозии, а уменьшение переполюсовок меньше 3 резко увеличивает скорость коррозии.

Изобретение позволяет также уменьшить соле- и парафиноотложения в трубопроводах, тем самым получить дополнительный эффект.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность коррозионной защиты трубопроводов, транспортирующих коррозионно-активную (пластовую) жидкость.

Изобретение относится к области эксплуатации нефтепромысловых трубопроводов и может быть использовано для защиты внутренней поверхности трубопроводов, транспортирующих коррозионно-активную пластовую жидкость. Через магнитоактиватор пропускают не менее 10% общего объема жидкости, транспортируемой по защищаемому трубопроводу, а на выходе магнитоактиватора омагниченную жидкость смешивают с остальным объемом жидкости. Напряженность магнитного поля в рабочем зазоре магнитоактиватора выбирают в пределах 400-600 кА/м, а количество переполюсовок - 3-5. Задача изобретения - повышение коррозионной защиты трубопроводов за счет снижения скорости коррозии и уменьшения отложений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. Способ защиты трубопроводов от коррозии, включающий обработку коррозионно-активной жидкости в магнитном поле магнитоактиватора, отличающийся тем, что через магнитоактиватор пропускают не менее 10% общего количества жидкости, транспортируемой по защищаемому трубопроводу, а на выходе магнитоактиватора омагниченную жидкость смешивают с остальным объемом жидкости, причем изменяют полярность полюсов магнитов, а напряженность магнитного поля в рабочем зазоре магнитоактиватора выбирают в пределах 400 - 600 кА/м. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полярность полюсов магнитов изменяют не менее трех раз.