Коломенское. Экспортный трубопровод. Оценка потока и обеспечение

точки на трубопроводе (16 cm x 34cm)
Колва-Мосюршор: каждые 12 м.
Мосюршор - Харьяга: 330m
Контакт метал-метал сохранился после изоляции, в результате чего оброзовались холодные точки
Эффект на участке Мосюршор–Харьяга - управляемый
Эффект на участке Колва-Мосюршор – существует потенциальный риск в зимний период. Необходимо специальная симуляция трубопровода (CFD)

переноса тепла в сложной геометрией
Моделировались два случая (только охлаждающуюся площадь и охлаждающая площадь с учетом охлаждения опоры ): Реальная ситуация находится где то между вумя этими случаями

Резюме по первой фазе – Анализ холодных точек

приходится 30 - 50% от общего числа потерь тепла
Температура в местах холодных точек Ниже температуры выпадения парафина (приводит к отложению парафина)

Резюме по первой фазе – Анализ холодных точек

1= полностью изолированный трубопровод
2= охлаждение площади (без учета охлаждение сваи)
3= контакт со сваей с учетом охлаждения сваи)

в холодных точках

Резюме по первой фазе – Анализ холодных точек

Влияние на общую пропускную способность:
Приходящая температура
Требования пунктов подгрева
Требования насосных
Эффект охлаждения
Локальные эфекты:
Отложение парафинов
Скрепирование

Эквивалентный цилиндр с такой же поверхностью для обеспечения такого же потока тепла

Wax Deposition Issues
d. Conclusions

же с учетом холодных точек
Устойчивое состояние
Температура
Прибываемая температура
Требования нагрева
Давление
Требования насосов
Режима течения
Переходное состояние
Температура
Время охлаждения
Образование парафина
Давление
Предел текучести= f(время)
Давление сдвига= f(время)

PIPESYS layout

OLGA layout

совпадения температур и давлений в полностью изолированном трубопроводе
Монофазные системы Pipesys моделирует правильно(результаты могут различаться в мульти-фазных системах, такие как система сбора)
Предварительные результаты фазы 1, оказались надежны.

20 тыс. барр. в день

45 тыс. барр. в день

температуры отложения парафина
Переход на турбулентный режим только при высоких расходах – Ламинарный режим начинается в области 10 тыс. баррелей в день
Чрезмерное падение давление на участке между ПНС (45 km) и ПСН Мосюршор

Изолированный

Прибытие, ПП

режим только при высоких расходах – Ламинарный режим начинается в области 10 тыс. баррелей в день
Чрезмерное падение давление на участке между ПНС (45 km) и ПСН Мосюршор

Устойчивое состояние- с учетом холодных точек

Холодные точки

Прибытие, ПП

если расход не ниже 10 тыс. баррелей в день.
10 тыс. баррелей день – область ламинарного режима
Нет ни каких расчетных проблем с падением давления

Изолированный

Прибытие, ПП

Устойчивое состояние– полностью изолированный трубопровод

если расход не ниже 10 тыс. баррелей в день.
5 и 10 тыс. баррелей день – область ламинарного режима
Нет ни каких расчетных проблем с падением давления

Холодные точки

Прибытие, ПП

Устойчивое состояние- с учетом холодных точек

давлениям с учетом холодных точек = Требования по давлениям изолированной трубы

Требуемый напор больше, чем
Имеющийся для подачи 45 kbpd
(~ 49 bar for ~120 m3/h)

ПНС 45 km – харак. насосов

?

печи на станцию

Максимальные требования по нагрева
Изолированный трубопровод = ПП №5 на участке Musyurshor- Kharyaga - (20kbpd) ~ 1.1 MW
Холодные точки = ПП на ПСН Musyurshor - (45kbpd) ~ 1.4 MW

Анализ не определил ограничения
по конструктивным особенностям пунктов подогрева

No limit in flowrate (Musyurshor Heater Station)

Трубопровод с холодными точками

Изолированный трубопровод

No limit in flowrate (Musyurshor Heater Station)

< H имеющийся
ПНС H требуемый > H имеющийся для прокачки 45 тыс. баррелей в день (~ 49 bar for ~120 m3/h)
Увелечение шероховатостей из-за отложений парафина (локально) – Влияние на дополнительные потери давлений для подач 15 / 30 kbpd
Пункты подогрева
Нет ограничений по конструктивным особенностям ПП
Максимальные требования нагрева
Изолированный трубопровод = ПП №5 на участке Musyurshor- Kharyaga - (20kbpd) ~ 1.1 MW
Холодные точки = ПП на ПСН Musyurshor - (45kbpd) ~ 1.4 MW
Устойчивость системы
Значительно уменьшилась: Существующие холодные точки уменьшили устойчивость по температуре системы трубопровода при малых расходах жидкости (Все должно быть в работе)

?

?

изменений фа, показал 10% потерь тепла)
Наибольшее охлаждения на переходах через реки (малое влияние на температуру)
При подачах после15 kbpd, жидкость охлаждается до критической точки приблизительно за 2 дня

Профиль охлаждения

Изолированный

длина

km, или между ПНС-45 km и ПСН Musyurshor, допустимый напор достигается через 3-3.5 days

Имеющийся напор

Профиль охлаждения

Изолированный

Давление рестарта

Время остановки, дни

напор достигается через 3-4 дня

Имеющийся напор

Профиль охлаждения

Изолированный

Давление рестарта

Время остановки, дни

точки (непосредственно в месте холодных точек) – приблизительно через 1 час

Холодные точки

температура

длина

15 000 барр. в день

Критическая точка

через реки (не является черезмерным)
Жидкость охлаждается ниже критической точки через ~ 2 дня
Имеющийся напор не будет достаточен для рестарта через 3-4 дня
Холодные точки
It is uncertain how axial heat transfer is taken into account
Жидкость охлаждается ниже критической точки через ~1 час в местах холодных точках.

же поверхностью для обеспечения такого же потока тепла

Q

Толщина отложения парафина

дни

дни

Без напряжения сдвига
Напряжение сдвига = 1
Напряжение сдвига = 2

Температура потока

Температура потока

Локальные эффекты связанные с холодными точками

)
Стандартное практическое правило показывает – управляемость периодического пуска скребка
Поставщик скребка должен обеспечить работоспособность скребка (наличие большого количество изгибов) и уточнить практическое правило к поставляемому скребку

Основной риск связан с отлипанием крупных парафиновых отложений весной/летом

Объем парафина через 45 км

Без напряжения сдвига
Напряжение сдвига = 1
Напряжение сдвига = 2

Практическое правило для определения частоты пуска скребка

Локальные эффекты связанные с холодными точками

иной ситуации)
a. Problems in Pumps
b. Problems in Heat Stations

20 тыс. бар. в день:
Температура среды находится в зоне выпадения парафина, когда не работает один из ПП (в примере ПП № 1)

Пункты подогрева не работают

Kolvinskoye

BPS

Heater H#2

Heater H#1

Трубопровод с прокачкой 15 тыс. бар. в день (УПН Колва - ПНС)

Газ
Критическая точка
Температ. выпадения парафина
Нормальное рабочее состояние
Отказ работы одного ПП

32 тыс. баррелей в день:
Температура жидкости в точки выпадения на ПНС, когда два ПП не работают (ПП #1 и #2 и т.д.)

Пункты подогрева не работают

Kolvinskoye

BPS

Heater H#2

Heater H#1

Газ
Критическая точка
Температ. выпадения парафина
Нормальное рабочее состояние
Отказ одного ПП
Отказ двух ПП

Трубопровод с прокачкой 32 тыс. бар. в день (УПН Колва - ПНС)

ПП № 5 не будет работать, если прокачка по трубопроводу будет > 25 тыс.бар. в день
Необходимо иметь резерв по печам на ПП (прокачка по трубе ниже 20 тыс.бар. в день)

Пункты подогрева не работают

Musyurshor

Kharyaga

Heater H# 7

Газ
Критическая точка
Температ. выпадения парафина
Нормальное рабочее состояние
Отказ работы ПП

Трубопровод с прокачкой 15 тыс. бар. в день (Мосюршор – Харьяга)

Q < 27 kbpd, падение давления между Kolvinskoye и Musyurshor не большое , тем самым нет надобности эксплуатировать насосы на ПНС
Если откажут насосы на ПНС#45 km, и нет в наличие запчастей, решением может быть снижение расхода жидкости до 27 тыс. баррелей в день
Kolvinskoye / Musyurshor / Kharyaga
Резерв по насосам
При выходе из строя более одного насоса, подача упадет до 24 тыс. баррелей в сутки, т.к. это максимальный расход приходящийся на один насос – и это при этом не создаст рисков по прокачки.

Pump Station Failure

– ПСН Харьяга ≈ 4620 m3
Максимальный объем прокачки по трубопроводу ПСН Мосюршор – ПСН Харьяга (при существ. условиях)
При фиксированном давление на входе 63 bar и давление на выходе 10 bar, максимальный расход в среднем будет равен 67-68 тыс. баррелей в день.
Расчеты зависят от свойств жидкости

Дополнительные расчеты

по присланным пробам в Мадрид
Общие свойства (плотность / вязкость / % парафина / реология)
Поведение свойств парафина (WAT / PP / Deposition studies)
Другие свойства, оказывающие влияние на течение (асфальтены…)
Эффекты от применения химии
Пересчитать характеристики флюидов, с учетом выбранных ингибиторов, депрессорных присадок и т.д.
Анализ свойств смешиваемых нефтей
Влияние свойств нефти Харьягинской группы месторождения на Колвинскую нефть, эффективность использование ингибиторов и депрессоров.

Колва – ПСН Мосюршор

Предложения для будущих проектов