ЛАПТЕВ АНАТОЛИЙ БОРИСОВИЧ

МЕТОДЫ И АГРЕГАТЫ ДЛЯ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОДОНЕФТЯНЫХ СРЕД

Специальность 05.02.13 – «Машины, агрегаты и процессы»

(Нефтегазовая отрасль машиностроение

в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Уфа-2007

Работа выполнена на кафедре «Материаловедение и защита от коррозии» Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Бугай Дмитрий Ефимович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зубаиров С.Г.

доктор технических наук

Малышев В.Н..

доктор технических наук

Кушнаренко В.М..

Ведущая организация НПО «Нефтегазтехнология»

Защита состоится 14 марта 2008 года в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ).

Автореферат разослан «____» ____________ 2007 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Эксплуатация нефтяных и газоконденсатных месторождений сопровождается большим количеством осложнений, таких как коррозия трубопроводов, отложения на внутренней поверхности промысловых трубопроводов неорганических солей и асфальтено-смолистых веществ; образование высоковязких эмульсий и пр.

Отложения приводят к значительному уменьшению проходного сечения трубопроводов, что влечет за собой рост внутреннего давления и, соответственно, увеличение механических напряжений в металле; коррозия уменьшает толщину стенки трубы. В этих условиях межремонтный период работы промысловых трубопроводов существенно уменьшается.

На территории Российской Федерации находится в эксплуатации около 350 тыс. км промысловых нефтепроводов, на которых ежегодно регистрируется до 20 тыс. случаев порывов, свищей и других видов отказов, что приводит к значительным потерям нефти и загрязнению земель. Особую опасность при этом представляют случаи взрыва попутного нефтяного газа и связанные с ними возгорания разлившейся нефти.

Основным методом предотвращения осложнений в нефтяной промышленности является применение специальных химических реагентов. По мере истощения месторождений, закачке в пласт воды и попадании с ней несвойственных природе пласта химических соединений, возрастают требования к реагентам и их количеству. Разработка новых, более эффективных и дорогостоящих реагентов ведет к существенному увеличению себестоимости добываемой продукции.

На протяжении ряда лет исследовалась возможность применения не только химических реагентов, но и физических методов воздействия на отложение неорганических солей (Классен В.И., Очков В.Ф., Тебенихин Е.Ф. и др.), на коррозионную активность промысловых сред (Абдуллин И.Г., Ефремов А.П., Муктабаров Ф.К., Навалихин Г.П., Саакиян Л.С., Худяков М.А., Шайдаков В.В. и др.), на водонефтяные эмульсии и асфальтено-смолистые отложения (АСПО) (Бахтизин Р.Н., Валеев М.Д., Голубев М.В., Инюшин Н.В. Лесин В.И., Мирзаджанзаде А.Х. и др.).

Несмотря на достижения по магнитной обработке промысловых сред, существуют проблемы, обусловленные недостаточной стабильностью результатов. Тем не менее, выяснение принципов воздействия и обоснование применимости магнитного поля для предупреждения указанных осложнений представляются актуальными.

В диссертации на основе экспериментального и теоретического изучения механизмов и причин образования осложнений представлено теоретическое обоснование методов расчета и конструирования агрегатов и машин для осуществления процесса магнитогидродинамической обработки (МГДО) промысловых сред и методология снижения отложений солей на внутренней поверхности промыслового оборудования, снижения его коррозии, повышения скорости разрушения водонефтяных эмульсий путем изготовления и использования агрегатов МГДО. Приведены результаты лабораторных и опытно-промышленных испытаний разработанных агрегатов и устройств.

Цель работы

Разработка методов МГДО для уменьшения и предотвращения осложнений при добыче и транспортировке нефти, расчет, изготовление и апробация агрегатов для их осуществления.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1 Анализ промысловых данных по авариям и ремонтам трубопроводов и скважинного оборудования месторождений нефти вследствие образования эмульсий, коррозии, отложения солей и АСПО.

2 Разработка лабораторных методик и агрегатов для исследования влияния МГДО водонефтяных сред различного состава на характер кристаллизации малорастворимых солей, на водородный показатель промысловой среды, на асфальтены, на структуру транспортируемой по трубопроводу водонефтяной эмульсии в зависимости от скорости течения и химического состава, а также параметров постоянного магнитного поля.

3 Разработка научно обоснованных методов расчета агрегатов МГДО для потоков электролитов, позволяющих перераспределять ионы в объеме и снижать процессы солеотложения и коррозии при добыче нефти.

4 Исследование влияния состава и свойств АСПО, механических примесей и поверхностно-активных веществ, минерального состава среды, а также особенностей молекулярного строения асфальтенов на характер формирования АСПО на внутренней поверхности труб и оборудования, и на устойчивость водонефтяных эмульсий.