Магистерская диссертация на тему "ТЮМГУ | Исследование изменения «живого» сечения нефтепровода"

Работа на тему: Исследование изменения «живого» сечения нефтепровода
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра фундаментальной математики и механики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ «ЖИВОГО» СЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОВОДА

01.04.01 «Математика»
Магистерская программа «Вычислительная механика»

Тюмень 2023 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1. ПАРАФИН. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАРАФИНА 6
1.2. АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ 12
1.3. МЕХАНИЗМ И ФАКТОРЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПАРАФИНА В НЕФТИ 15
1.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАСТЫВАНИЯ И КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НЕФТИ 18
1.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА СОДЕРЖАНИЯ ПАРАФИНА В НЕФТИ 23
1.6. ДВИЖЕНИЕ ПАРАФИНИСТОЙ НЕФТИ В НЕФТЕПРОВОДЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ НЕФТЕПРОВОДОВ 29
1.7. МЕТОДИКИ РАСЧЕТОВ ИЗМЕНЕНИЯ «ЖИВОГО» СЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОВОДОВ 33
1.8. МЕТОДЫ БОРЬБЫ И УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ НА СТЕНКЕ НЕФТЕПРОВОДОВ 42
ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 46
2.1. РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НЕФТИ ПО ДЛИНЕ ТРУБОПРОВОДА 46
2.1.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 46
2.1.2. НАЧАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ 46
2.1.3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПО ИЗМЕНЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ НЕФТИ ПО ДЛИНЕ ТРУБОПРОВОДА 48
2.1.4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ДЛИНЕ НЕФТЕПРОВОДА 53
2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ «ЖИВОГО» СЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОВОДА 54
2.2.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 54
2.2.2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ИЗМЕНЕНИЯ «ЖИВОГО» СЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОВОДА 55
2.2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ИЗМЕНЕНИЯ «ЖИВОГО» СЕЧЕНИЯ НЕФТЕПРОВОДА 63
2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОВОДА 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70

ВВЕДЕНИЕ
Современный мир не может существовать без нефти. При переработке нефтяного продукта помимо топлива для транспорта изготавливают корпуса для бытовой техники, полистирол, лаки и краски, парафин, растворители, фенол, который в дальнейшем является важным компонентом для создания аспирина. Даже в косметологии можно найти продукты переработки нефти.
Нефтяные компании при добыче «черного золота» имеют ряд существенных проблем, которые необходимо решать в окружающем обществе. Нефть классифицируется на легкую и тяжелую в зависимости от состава, плотности. Больше половины запасов нефти являются трудноизвлекаемыми, которые из-за своих физических и химических свойств не могут быть подняты с недр земли на поверхность общепринятыми методами. Именно это и является актуальным для нефтяников: как извлечь на поверхность трудноизвлекаемую, тяжелую нефть. Что необходимо предпринять компаниям для того, чтобы не допустить аварийной остановки трубопровода из-за роста давления, вызванным отложениями, приводящие к увеличению себестоимости углеводородного сырья при транспортировке по магистральным нефтепроводам. В связи с этим, необходимо разработать методику прогнозирования интенсивности накопления различных отложений на стенках трубопровода.
Также необходимо понимать, что нефть в своем составе имеет некоторое количество парафина, которое достигает от 0,2% до 30 % от массы. Парафин является незаменимой вещью в электротехнической, пищевой, парфюмерной, медицинской, бытовой области.
Но при транспортировке углеводородов парафины усугубляют работу нефтяной промышленности. Они откладываются на внутренней части стены скважин, насосно-компрессорных трубах, нефтеоборудованиях, что ведет к изменению проходного сечения нефтепровода. Из-за этого происходит закупоривание трубы, вследствие чего идут уменьшение количества перекачиваемых углеводородов и серьезные поломки нефтеоборудования. Не только парафин осаждается на стене трубопроводного транспорта, также может происходить выпадение церезинов, нефтяных смол и асфальтенов. Для устранения накопившихся отложений применяют в современном мире ряд профилактических мер: подогрев нефти при транспортировке; добавление реагентов, которые являются растворителями отложений; использование скребков\очистных устройств; промывка скважин горячей водой с химреагентами; смешивание нефти с разным количеством парафина и многое другое.
Россия входит в топ-рейтинг стран по наибольшей добыче углеводородов. Но с каждый годом доля трудноизвлекаемой нефти только растет, ее объем уже превышает 70% из всего объема запасов нефти. Это лишь доказывает, что тема транспортировки парафинистой нефти актуальна для нефтяной промышленности нашего государства.
Именно поэтому цель моей работы: исследование интенсивности накапливания отложений парафина на стенках трубопровода во времени и изменения «живого» сечения нефтепровода.
Для успешной реализации цели данной работы, необходимо выполнить ряд определенных задач:
1) найти и проанализировать литературные источники на тему транспортировки высокопарафинистой нефти по трубопроводам;
2) разобрать существующие методы расчетов на изменение проходного сечения трубопровода;
3) составить методику расчета на определение интенсивности накапливания парафиновых отложений на стенке трубопровода;
4) определить местоположение выпадения парафина на участке трубопровода от куста скважин до установки подготовки нефти;
5) просчитать изменение «живого» сечения нефтепровода и построить монограмму зависимости толщины отложений от времени при различном содержании парафина в нефти;
6) определить период очистки от парафиновых отложений нефтепровода.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Barrel Black: [сайт]. Москва, 2023.
2. Petrodigest.ru: [сайт]. Москва, 2015.
3. Арменский Е. А. Исследование интенсивности отложения парафина в трубах / Е. А. Арменский // Транспортировка нефти и газа в условия Севера. Тюмень, 1976. №56. С. 3-5.
4. Арменский Е. А. К вопросу изменения «живого» сечения нефтепро- водов / Е. А. Арменский // Транспортировка нефти и газа в условиях Севера. Тюмень, 1996. № 56. С. 10-35.
5. Березовский Д.А., Самойлов А.С., Башардуст М.Д. Анализ работы скважин, осложнённых формированием асфальто-смоло-парафиновых отложений на примере Матросовского месторождения, и разработка рекомендаций по применению методов борьбы с АСПО. // Наука. Техника. Технологии (политехнический ве7стник), 2017. Т. №3. С. 124-141.
6. Буймов К.С. Анализ методов борьбы с афсальтосмолопарафиновыми отложениями на месторождениях Западной Сибири: специальность 21.03.01 Нефтегазовое дело: бакалаврская работа / К.С. Буймов, Университет // Томск, 2020. 101 с.
7. Гайнулина К.Р. Предотвращение образования отложений парафинов в системе промыслового транспорта нефти на месторождении N (Томская область): специальность 21.04.01 Нефтегазовое дело: магистерская диссертация
/ К.Р. Гайнулина, Университет // Томск, 2021. 114 с.
8. Говоруха А.А. Исследование влияния парафина на застывание нефтяных дисперсных: специальность 21.04.01 Нефтегазовое дело: бакалаврская работа
/ А.А. Говоруха, Университет // Томск, 2011. 95 с.
9. Егоров А. В., Николаев В. Ф., Султанова Р. Б. Упрощенный метод
«холодного стержня» для оценки ингибирующего действия реагентов, применяемых при профилакте и удалении парафиноотложений с мателлических
поверхностей при добыче и транспорте нефти // Neftegaz.RU: [сайт]. Санкт- Петербург, 2022.
10. ГОСТ 18995.5-73. Продукты химические органические. Метод определения температуры кристаллизации. Москва: Стандартинформ, 1974. 7 с.
11. ГОСТ 20287-91. Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания. Москва: Стандартинформ, 2006. 84 с.
12. ГОСТ 32569-2013. Трубопроводы технологические стальные. Требо- вания к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах. Москва: Стандартинформ, 2015. 137 с.
13. Дитц А.В. Особенности добычи нефти с высоким содержанием пара- финов в условиях Пякяхинского месторождения (Заполярье) / А. В. Дитц // Инженерная практика. Москва, 2018. № 4. С. 55-60.
14. Долгалев М.С. Технология транспортировки высокопарафинистых неф-тей с применением депрессорных присадок: специальность 21.03.01 Нефтегазовое дело: бакалаврская работа / М.С. Долгалев, Университет // Томск, 2018. 100 с.
15. Еврохим: [сайт]. Санкт-Петербург, 2005.
16. Занина Д.Г. Получение гелевого состава для очистки трубопроводов от отложений нефтепродуктов: специальность 18.03.02 Энерго- и ресурсо- сберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии: бакалаврская работа / Д.Г. Занина, Университет // Тольятти, 2017. 64 с.
17. Зубарев В. Г. Исследование интенсивности запарафинивания трубопро- вода / В. Г. Зубарев // Транспортировка нефти и газа в условиях Севера. Тюмень, 1976. № 56. С. 36-39.
18. Зубарев В. Г. Влияние растворимости парафина в нефти на объем парафиновых отложений / В. Г. Зубарев, А.П. Неволин // Транспортировка нефти и газа в условиях Севера. Тюмень, 1976. № 56. С. 40-44.
19. Иванова И.К. Физико-химические подходы к выбору эффективных растворителей асфальтосмолопарафиновых отложений: специальность 02.00.13 Нефтехимия: дис. докт. хим. наук. / И.К. Иванова, Университет // Якутск, 2019. 266 с.
20. Иванова Л.В., Буров Е.А., Кошелев В.Н. Асфальтосмолопарафиновые отложения в процессах добычи, транспорта и хранения // Нефтегазовое дело. Уфа, 2011. № 1. С. 268-284.
21. Келланд А.М. Промысловая химия в нефтегазовой отрасли. Санкт- Петербург: Профессия, 2015. Т.2. 606 с.
22. Кислицын А. А. Исследование теплофизических процессов при фильтрации парафинистой нефти к горизонтальной скважине / А. А. Кислицын, С. В. Кузнецов, А. В. Поднебесных, В. О. Поляков // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. Тюмень, 2017. Т.3. № 4. С. 24-40.
23. Кислицын А.А. Экспериментальное и теоретическое исследование микрокристаллизации парафинов в нефти / А.А. Кислицын, А.А. Федорец, Е.В. Портнягина, С.В. Кузнецов, А.В. Поднебесных // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. Тюмень, 2015. Т.1. № 3. С. 14-23.
24. Кузьмин А.А. Алгоритмизация процесса вычисления толщины парафи- новых отложений по длине трубопровода в зависимости от времени процесса трубопровода / А. А. Кузьмин // Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. Санкт-Петербург, 2020. № 1. С. 94-100.
25. Мазепа Б.П. Парафинизация нефтесборных систем и промыслового оборудования. Москва: Недра, 1986. 183 с.
26. Мулявин С.Ф. Проектирование разработки нефтяных и газовых месторождений: учебное пособие. Тюмень: Сибирский научно-
исследовательский институт нефтяной промышленности (ОАО СибНИИНП), 2009. 204 с.
27. Назаренко А.В. Способы борьбы с парафиновыми отложениями при трубопроводном транспорте нефти // материалы VI ежегодной научно- практической конференции Северо-Кавказского федерального университета. Ставрополь, 2018. С.236-240.
28. Нелюбов Д.В. Исследование реологических и низкотемпературных свойств модельных растворов твердых компонентов нефти / Д.В. Нелюбов, Л.П. Семихина, А.А. Федорец // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. Тюмень, 2015. Т.1. №2 (2). С. 38-49.
29. Нефтяники, нефть и газ: [сайт]. Москва, 2008.
30. Нефтянка: [сайт]. Москва, 2015.
31. Патент №181217 Российская Федерация, МПК G01N 11/08 (2006.01). Устройство для исследования динамики выпадения парафинов: №2017137278: заявл. 2017.10.24: опубл. 2018.07.06 / И.И. Хасбиуллин, Р.Ф. Мингазетдинов, Г.В. Несын, Ф.С. Зверев, М.И. Валиев, А. Ю. Ляпин; заявитель Публичное акционерное общество «Транснефть». 7 с.
32. Патент №2087680 Российская Федерация, МПК E21B 43/00 (2006.01). Способ добычи высокопарафинистой нефти: № 94023640/03: заявл. 1994.06.21: опубл. 1997.08.20 / А.Г. Гумеров, В.Г. Карамышев, Р.С. Гумеров, Р.И. Валеев, Ф.Я. Исламов; заявитель Институт проблем транспорта энергоресурсов. 3 с.
33. Патент №2098754 Российская Федерация, МПК G01В 17/02 (2006.01). Способ измерения толщины слоя отложений на внутренних стенках водопроводных труб: №94042611/28: заявл. 1994.11.30: опубл. 1997.12.10 / В.Г. Саиткулов, Д.Л. Бурлаков; заявитель Казанский государственный технический университет им.А.Н. Туполева. 6 с.
34. Патент №22495408 Российская Федерация, МПК G01N 25/02 (2006.01), G01K 11/00 (2006.01). Способ определения температуры кристаллизации парафинов в нефти: №2012110446/28: заявл. 2012.03.19: опубл. 2013.10.10 / А.Ю. Михалев, Ю.П. Михалев, Р.В. Агиней, А.Н. Волков, В.Л. Онацкий; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ». 6 с.
35. Патент №2366811 Российская Федерация, МПК E21B 43/22 (2006.01). Способ добычи высокопарафинистых нефтей: № 2007141358/03: заявл. 2007.11.07: опубл. 2009.09.10 / С.Ф. Ищеряков, А.А. Вахрушев, И.Л. Наровлянский, В.А. Праведный; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Нефтемаш Проект». 6 с.
36. Патент №2677073 Российская Федерация, МПК G01N 11/08 (2006.01). Стенд для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами: №2017137019: заявл. 2017.10.20: опубл. 2019.01.15
/ Р.Ф. Мингазетдинов, В.В. Бортник, Р.Р. Исламов, А.В. Авдей, М.В. Суховей, Р.З. Сунугатуллин; заявитель Публичное акционерное общество «Транснефть». 6 с.
37. Переверзев А.Н., Богданов Н.Ф., Рощин Ю.Н. Производство пара- финов. Москва: Химия, 1973. 224 с.
38. Российский учебник: [сайт]. Москва, 2023.
39. Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С. Карманный справочник нефтепереработчика: издание второе, испр. и доп. Москва: ОАО
«ЦНИИТЭнефтехим», 2004. 168 с.
40. Сарсенбаев Х.А. Экспериментальный исследовательский стенд по изучению внутрискважинных процессов по отложению АСПО // Записки Горного института. Санкт-Петербург, 2006. Т.167, часть 1. С. 35-37.
41. Семихина Л.П. Влияние температуры на способность водных растворов реагентов отмывать нефть с поверхности твердого тела / Л.П. Семихина, С.В. Штыков, Е.А. Карелин, А.М. Пашнина // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. Тюмень, 2015. Т.1. № 3. С. 39-51.
42. СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы: дата введения 2013- 07-01. Москва: Госстрой, ФАУ «ФЦС», 2013. 81 с.
43. СП 131. 13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99* (с Изменениями N 1,2): дата введения 2013-01-01. Москва: Минрегион России, 2012. 113 с.
44. Стручков И.А. Обоснование технологии предотвращения образования асфальтосмолопарафиновых отложений в скважинах с использованием поверхностно-активных веществ: специальность 25.00.17 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений: дис. канд. техн. наук. / И.А. Стручков, Университет // Санкт-Петербург, 2017. 144 с.
45. Тех.Приборы.Ру: [сайт]. Москва, 2023.
46. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Учебное пособие для ВУЗов / П.И. Тугунов, В.Ф. Новосёлов, А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. Уфа: ООО «Дизайн-ПолиграфСервис», 2002. 658 с.
47. Трубопроводный транспорт нефти. Учебник для ВУЗов в 2 томах
/ Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А Коршак [и др.]. Москва: ООО «Недра- Бизнесцентр», 2002. Т. 1. 407 с.
48. Хадкевич О.В. Влияние асфальтосмолопарафиновых отлоежний на технологию добычи нефти на «Ф» нефтяном месторождении (Томская область): специальность 21.03.01 Нефтегазовое дело: бакалаврская работа / О.В. Хадкевич, Университет // Томск, 2018. 92 с.
49. Химия нефти и газа: учеб. пособие для вузов / А.И. Богомолов, А.А. Гайле, В.В. Громова [и др.] / под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. Санкт- Петербург: Химия, 1995. 448 с.
50. Цой А. А. Способы очистки внутренней полости нефтепроводов с участками разного диаметра: специальность 21.03.01 Нефтегазовое дело: бакалаврская работа / А.А. Цой, Университет // Томск, 2016. 80 с.
51. Чухарева Н.В. Расчет изменения гидравлических параметров транс- порта нефти в результате отложения парафинов на внутренней стенке трубопроводов: методические указания к выполнению практических работ по курсу «Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции». Томск: Национально исследовательский Томский политехнический университет, 11 с.
52. Шабаров А.Б. Гидрогазодинамика: учебное пособие для студентов вузов. / А. Б. Шабаров; рец.: А. А. Кислицын, В. Г. Свиридов. Тюменский государственный университет. Тюмень, 2013. 460 с.
53. Эксплуатация магистральных нефтепроводов: Учебное пособие, 2-ое издание / Ю.Д. Земенкова, В.Н. Антипьев, Н.А. Малюшин [и др.]. Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2001. 610 с.
54. Элград: [сайт]. Томск, 2004.
55. Эпак-Сервис: [сайт]. Омск, 2010.
56. Юдин Е.В. Технологическая установка для депарафинизации нефти термическим методом в процессе нефтеподготовки: специальность 15.03.02 Технологические машины: бакалаврская работа / Е.В. Юдин, Университет // Красноярск, 2016. 82 с.