Способ определения объема и интервала отложений в трубопроводе Российский патент 2020 года по МПК F17D3/00 G01N23/00 E21B47/03 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обнаружениях солеотложений в нефтепромысловом трубопроводе.

Известен способ определения объема отложений в трубопроводе (патент RU № 2601348, Е21В 47/003, опубл. 10.11.2016 в Бюл. № 31), заключающийся в организации движения по трубопроводу разделителя жидкостей, способного адаптироваться к сужениям в трубопроводе, причем после введения разделителя в начальный участок трубопровода закачку жидкости ведут с постоянным расходом и в постоянном временном режиме фиксируют давление в начале и в конце трубопровода по размещенным в этих точках манометрам (датчикам давления), о распределении отложений по длине трубопровода судят по скачкам давления в ту или иную сторону по манометру в начальной точке трубопровода, а объем отложений считают по формуле:

где:
V_отл - объем отложений на внутренней поверхности трубопровода;
ℓ - длина трубопровода между двумя манометрами (датчиками давления);
D - внутренний диаметр чистого трубопровода;
Q - расход жидкости по трубопроводу, поддерживается постоянной величиной во время оценки объема отложений;
t₁ - хронологическое время первого увеличения давления в зоне манометра, установленного в начале трубопровода по причине прохождения разделителя жидкостей;
t₂ - хронологическое время повышения давления в зоне манометра, установленного в конце трубопровода по причине прохождения разделителя жидкостей.

Недостатком данного способа является то, что участок рассматривается целиком и трудно выделить участки с наибольшими отложениями.

Известен также способ эксплуатации нефтепромыслового трубопровода (патент RU № 2490430, Е21В 43/00, опубл. 20.08.2013 в Бюл. № 23), включающий определение качественного и количественного состава попутно добываемой воды на устье скважины или на выходе из групповой замерной установки, расчет концентрации смешения солей, содержащихся в водах, поступающих в скважину из различных источников с учетом периодичности работы одной или группы скважин в сборном трубопроводе или в групповой замерной установке, расчет окончания реакции образования твердых солей в месте замера, образующихся при смешении разных вод, определение скорости потока жидкости по трубопроводу, определение места отложения солей, вынесение заключения о работоспособности оборудования, изменение режима работы одной или группы скважин для достижения значения концентрации смешения солей сульфата бария в месте замера по результатам расчета не более 0,1 г/л, при этом скорость потока жидкости по трубопроводу определяют по формуле:

Uд=Q_ж/(1440·S_ГЗУ·t),

где Uд - скорость потока жидкости по трубопроводу, м/мин;

Q_ж - суммарный дебит по жидкости, м³/мес;
S_ГЗУ - площадь сечения сборного коллектора групповой замерной установки, м²;
t - средневзвешенное по объему добываемой воды количество дней работы скважин за месяц.

Недостатком этого способа является, что точные показатели определяются только в месте замера.

Наиболее близким является способ определения объема отложений в трубопроводе (патент RU № 2445545, F17D 3/00, опубл. 20.03.2012 в Бюл. № 8), заключающийся в заполнении трубопровода жидкостью с заданными свойствами и определении ее характеристик, отличающийся тем, что трубопровод заполняют однородной жидкостью без газа и организуют движение такой жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, переносным прибором определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, а объем отложений в трубопроводе определяют по формуле:

где V_отл - объем отложений в трубопроводе, м³;

l - длина трубопровода, м;
D - внутренний диаметр чистого трубопровода, м;
Q - постоянный расход по трубопроводу, м³/с;
n - количество точек измерения скорости движения жидкости по трубопроводу;
υ_i - скорость движения потока жидкости в i-й точке измерения, м/с.

Общими недостатками всех способов является то, что они проводят измерения только одним способом – изменением скорости, давления и/или расхода, что приводит к большим погрешностям в интервалах расположения наиболее осложненных отложениями участком.

Технической задачей предполагаемого изобретения является определение точного расположения интервалов и величины отложений за счет дублирования измерений при помощи рентгенографии и дозиметрического контроля.

Техническая задача решается способом определения объема и интервала отложений в трубопроводе, включающим организацию движения, жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в выбранных точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу изменение давления с определением участков с максимальным объем отложений в трубопроводе.

Новым является то, что на участках с наименьшим давлением производят радиографический контроль при помощи рентгенографии, до участка трубопровода свободного от отложения солей, после радиографического контроля проводят дозиметрический контроль на этом же участке.

Способ реализуется в следующей последовательности.

Нефтепровод разбивают на равные по протяженности участки. На границах этих участков производят вскрытие нефтепровода. На вскрытых участках нефтепровода проводят толщинометрию метала для монтажа точек коррозионного контроля (ТКК), так как для размещения ТКК нужна определённая толщина стенок труб, заложенная в паспорте применяемого устройства. После положительного заключения толщинометрии производят монтаж холодной врезкой ТКК. На врезанных точках ТКК производится замер давления при помощи манометров при прокачке нефти. Это позволяет определить какой из участков трубопровода с повышенным солеотложением (отложения солей снижают пропускную способность трубопровода, тем самым повышая давление). На участках с наименьшим давлением производят радиографический контроль при помощи рентгенографии. Снимки радиографическим контролем производят до участка трубопровода свободного от отложения солей. Чтобы подтвердить толщину отложений солей проводят дозиметрический контроль, что подтверждается высоким радиационным фоном.

Пример конкретного выполнения.

В НГДУ «Альметьевнефть» эксплуатируют нефтепроводы, средний возраст которых составляет 27 лет. На сегодняшний день существует острая проблема эксплуатации нефтепроводов осложненных отложениями сульфата бария (BaSO₄). Нефтепровод разбили на равные по протяженности участки длиной 500 м. На границах этих участков произвели вскрытие нефтепровода проведением земляных работ. На вскрытых участках нефтепровода проводят толщинометрию метала для монтажа ТКК. После положительного заключения толщинометрии производят монтаж холодной врезкой ТКК. На врезанных точках ТКК производится замер давления при помощи манометров при прокачке нефти. Это позволяет с точностью до 500 м определить какой из участков трубопровода с солеотложением (отложения солей снижают пропускную способность трубопровода, тем самым повышая давление). На участках с наименьшим давлением производят радиографический контроль при помощи рентгенографии (так как BaSO₄ является рентгеноконтрастным веществом, то на снимках будет видна засвеченная часть внутренней части трубопровода с отложениями). Снимки радиографическим контролем производят до участка трубопровода свободного от отложения солей. Дополнительно провели дозиметрический контроль, который полностью подтвердил наличие и толщину отложений BaSO_4, благодаря наличию высокого радиационного фона. Что позволяет увеличить точность измерений по длине до ±0,1 м, а по толщине до 1 мм.

Участки нефтепровода, в которых проходное сечение было сужено более чем на 90%, вырезали и заменили на новые трубы, остальные обнаруженные участки с сужением от 50% до 90% – химически и механически прочистили. В результате пропускная способность трубопровода была восстановлена до начальной величины, а затраты на исследования и ремонт снизились на 60 %

Предлагаемый способ определения объема и интервала отложений в трубопроводе позволяет определить точное расположение интервалов и величины отложений за счет дублирования измерений при помощи рентгенографии и дозиметрического контроля с минимальными затратами, отсутствием сложных расчетом и визуального подтверждения отложения солей на внутренних стенках нефтепровода.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обнаружениях солеотложений в нефтепромысловом трубопроводе. Способ определения объема и интервала отложений в трубопроводе включает организацию движения жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в выбранных точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, изменение давления с определением участков с максимальным объемом отложений в трубопроводе. На участках с наименьшим давлением производят радиографический контроль при помощи рентгенографии, до участка трубопровода, свободного от отложения солей. После радиографического контроля проводят дозиметрический контроль на этом же участке. Предлагаемый способ определения объема и интервала отложений в трубопроводе позволяет определить точное расположение интервалов и величины отложений за счет дублирования измерений при помощи рентгенографии и дозиметрического контроля с минимальными затратами, отсутствием сложных расчетов и визуального подтверждения отложения солей на внутренних стенках нефтепровода.

Способ определения объема и интервала отложений в трубопроводе, включающий организацию движения жидкости по трубопроводу с постоянным и известным расходом, одновременно с этим в выбранных точках, равномерно расположенных по длине трубопровода, определяют скорость движения этой жидкости по трубопроводу, изменение давления с определением участков с максимальным объемом отложений в трубопроводе, отличающийся тем, что на участках с наименьшим давлением производят радиографический контроль при помощи рентгенографии, до участка трубопровода, свободного от отложения солей, после радиографического контроля проводят дозиметрический контроль на этом же участке.