Основные технологии перекачки высоковязких и застывающих нефтей.
Если температуры застывания нефти равны или выше среднемесячных минимальных температур окружающей трубопровод среды, то такая нефть считается высоковязкой и застывающей в рассматриваемых условиях перекачки.
При трубопроводном транспорте таких нефтей для обеспечения заданной пропускной способности и избежания застывания нефти при остановке перекачки необходимо использовать специальные технологии перекачки.
По способу воздействия на перекачиваемую жидкость и структуру потока такие технологии можно разделить на две основные группы.
К первой группе относятся технологии, не изменяющие реологические свойства перекачиваемых нефтей:
создание с помощью механических устройств (насадок, спиралей и т.д.) пристенного внутреннего слоя из маловязкой жидкости (нефти, нефтепродуктов, воды с добавлением поверхностно-активных веществ (ПАВ) и без них);
уменьшение шероховатости внутренней поверхности трубопровода или изменение его геометрии (трубы с внутренним покрытием, телескопические трубопроводы);
последовательная перекачка партий нефти и воды;
транспортировка нефтяных систем в капсулах или контейнерах (в потоке маловязкой жидкости — нефти, нефтепродукта, сжиженного газа и т.д.) либо в потоке газа (природного, воздуха и т.д.).
Вторую группу составляют технологии, связанные с изменением реологических свойств нефти (вязкости, предельного напряжения сдвига и др.).
В свою очередь технологии перекачки высокозастывающих нефтей, основанные на изменении реологических характеристик транспортируемой жидкости, можно разделить на физические, физико-химические и химические.
К физическим методам относятся следующие:
предварительное изотермическое разрушение структуры нефти (например, прокачиванием ее через диафрагму);
повышение температуры потока нефти в печах или теплообменниках, расположенных в отдельных пунктах трассы трубопровода, с использованием для этого различных видов топлива (перекачиваемый продукт, утилизация тепла промышленных производств и т.д.);
применение трубопроводов-спутников, расположенных снаружи или внутри трубы, с использованием различных теплоносителей (горячая вода, пар и т.д.) и схем движения нефти и теплоносителя (параллельно друг другу или на встречу друг другу);
использование внешнего или внутреннего электрообогрева трубопровода с тепловой изоляцией или без нее (гибкие ленты, кабели, импендансный и индукционный способы и т.д.) для разогрева всего объема жидкости или только пристенного слоя.
Физико-химические методы можно разделить на следующие типы:
перекачка в виде эмульсий нефти в воде с использованием стабилизирующих ПАВ и без них;
разбавление перекачиваемой нефти маловязкими нефтями и другими углеводородными разбавителями (нефтепродукты, газовый конденсат и т.д.);
термообработка путем нагрева нефти до определенной температуры с последующим ее охлаждением с заданным режимом до температуры перекачки; обработка депрессорной присадкой (стимулятором потока) всего объема нефти или только пристенного слоя потока.
К химическим методам относятся депарафинизация и деасфальтизация нефти и ее термодеструкция.
В историческом аспекте первоначально был разработан способ транспорта нефти в нагретом состоянии, а затем предложены такие технологии, как гидротранспорт высокозастывающих нефтей, применение углеводородных разбавителей и термообработка. Позднее появились предложения по использованию при перекачке депрессоров — химических соединений, улучшающих реологические свойства (предельное и статическое напряжения сдвига) парафинистых нефтей.