Нефть - главное богатство
России

Выталкивание застывших нефтепродуктов из трубопроводов


Процесс охлаждения нефтепродукта состоит из двух периодов - охлаждение до температуры застывания и застывание нефтепродукта.

Продолжительность охлаждения нефтепродукта до температуры застывания в наземном трубопроводе определяется с достаточной для практических расчетов точностью по формуле

τ =(cγd/4)·(δии)· ln(tн-t0/tк-t0),

где δи- толщина тепловой изоляции, м.

λи – коэффициент теплопроводности изоляции, ккал/м ·ч· оС.

Продолжительность охлаждения нефтепродукта до температуры застывания в подземном трубопроводе может быть определена по следующей эмпирической формуле Аронса и Кутателадзе

τ=(zd2/a)·((H/d)-(λг/αd))2,32.

где z - коэффициент, зависящий от отношения (tн-t0/tк-t0), величина коэффициента z определяется по таблице, указанной ниже;

d - наружный диаметр трубопровода, м;

a - коэффициент температуропроводности грунта, м2/ч;

Н - глубина заложения трубопровода, м;

α - коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в атмосферу (величина его измеряется в пределах α = 8-15 ккал/м2 · ч · °С);

λг - коэффициент теплопроводности грунта, ккал/м·ч·°С.

Значение коэффициента z

(tн-t0/tк-t0)

 

(tн-t0/tк-t0)

 

1,0

1,45

6,8

0,5

1,6

1,2

8,2

0,4

2,5

1,0

10,0

0,3

3,6

0,8

13,5

0,2

4,5

0,7

20,0

0,1

5,5

0,6

 

 

Второй период охлаждения начинается с температуры застывания tз. Охлаждаясь ниже температуры застывания, нефтепродукт начинает затвердевать на стенках трубопровода, образуя корку. Образование корки происходит прежде всего на конечном участке трубопровода, где температура продукта ниже, а также на участках с наиболее высоким коэффициентом теплопроводности грунта.

График скрытой теплоты плавления нефтепродуктов представлен на изображении.

Значения скрытой теплоты плавления нефтепродуктов

Если произошло застывание в трубопроводе, то застывший нефтепродукт выталкивают насосами при помощи незастывающих жидкостей.

В целях сокращения продолжительности выталкивания, ого производят при максимальном напоре насосов, или не из всего трубопровода сразу, а последовательно из отдельных участков.

Нефтепродукты, обладающие начальным напряжением сдвига, движутся как твердое тело в центральной части потока, а на периферии потока текут ламинарно. При отсутствии начального напряжения сдвига нефтепродукты текут только ламинарно.

В большинстве случаев выталкиваний приходится встречаться со вторым случаем движения застывшего нефтепродукта.

В качестве толкающей жидкости следует применять маловязкие нефтепродукты (дизельное топливо, соляровое масло и т. п.), которые, смешиваясь с застывшим продуктом, уменьшают жидкостное трение.

Когда выталкивание жидкости даже при значительных давлениях осуществить не удается, прибегают к разогреву застывшего продукта в самом трубопроводе, который производят при помощи пара, вводимого в трубопровод по. мере возможности в различных точках.