Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка и экспериментательное исследование коаксиальных и аксиальных устройств для попутного электроподогрева газонефтепроводов и других объектов газонефтепромыслов

Диссертация: Разработка и экспериментательное исследование коаксиальных и аксиальных устройств для попутного электроподогрева газонефтепроводов и других объектов газонефтепромыслов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На основе полученных экспериментальных зависимостей для труб, применяемых на промысловых объектах нефтегазовой промышленности, разработаны методики инженерного расчета систем и устройств для подогрева в процессе трубопроводного транспорта болыпих объемов газа, нефти и пр. под высоким давлением, позво-воляющие обеспечить точность расчета таких систем и устройств в пределах 4%+5%. Экспериментально… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Перспективы развития обогрева газонефтепроводов и устройств для его осуществления
    • 1. 1. Состояние вопроса
  • 1. *2, Специфика технологических задач и области применения устройств
    • 1. 3. Научная разработка вопроса на сегодняшний день *
    • 1. 4. Цель и задачи исследования
  • 2. Разработка экспериментальных образцов устройств и стенда для их испытаний
  • 2. *1. Трубопроводный коаксиальный электроподогреватель
    • 2. 2. Трубчатые стальные электронагреватели
    • 2. 3. Аксиальные устройства для попутного электроподогрева напорных трубопроводов
    • 2. 4. Устройство для попутного электроподогрева низконапорных трубопроводов
    • 2. 5. Электрообогревающее устройство для очагового обогрева отдаленных объектов
    • 2. 6. Устройство для компенсирующего наружные теплопотери электрообогрева стальных резервуаров и других стальных конструкций
    • 2. 7. Стенд для проведения экспериментальных исследований
  • 3. Результаты экспериментальных исследований
    • 3. 1. Методика проведения экспериментов
    • 3. 2. Трубопроводный коаксиальный электроподогреватель
    • 3. 3. Трубчатые стальные электронагреватели
    • 3. 4. Аксиальные устройства для попутного электроподогрева напорных трубопроводов
    • 3. 5. Устройство для попутного электроподогрева низконапорных трубопроводов
    • 3. 6. Электрообогревающее устройство для очагового обогрева отдаленных объектов
    • 3. 7. Устройство для компенсирующего наружные теплопотери электрообогрева стальных резервуаров и других стальных конструкций
    • 3. 8. Оценка погрешностей
    • 3. 9. " Анализ' и некоторые обобщения результатов исследования
  • 4. Разработка методик расчета устройств и рекомендаций по их проектированию
    • 4. 1. Порядок и методика расчета трубопроводного коаксиального электроподогревателя
    • 4. 2. * Рекомендации по проектированию и методика расчета аксиального устройства для попутного электроподогрева напорных трубопроводов
    • 4. 3. Рекомендации по проектированию и методика расчета устройств для попутного электроподогрева низконапорных трубопроводов
    • 4. 4. Рекомендации по применению и расчету электрообогре-. вающего устройства для очагового обогрева отдаленных объектов
    • 4. 5. Рекомендации по применению и методика расчета устройств для электрообогрева стальных резервуаров и других стальных конструкций
    • 4. 6. Эксплуатация устройств в экстремальных условиях ,
  • 5. Экономическая эффективность применения исследованных устройств
  • Выводы и основные результаты работы

Разработка и экспериментательное исследование коаксиальных и аксиальных устройств для попутного электроподогрева газонефтепроводов и других объектов газонефтепромыслов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Развитие газовой цромышленности не сдерживается в настоящее время ни сырьевой базой, ни потребителями, а зависит в основном от наличия и надежности газотранспортных систем и оборудования.

Продвижение основных газонефтедобывающих районов страны на Север, освоение месторождений со сложным составом газа, поставили перед специалистами газовой и нефтяной цромышленности ряд новых технических задач.

Одной из таких задач является обеспечение надежной работы внутрипромыслового трубоцроводного транспорта. Образование гидрат ноледяных пробок в газопроводах сырого газа на мощных северных газовых промыслах, интенсивное отложение парафинов в промысловых коммуникациях на месторождениях высокопарафинистой нефти, большие затруднения при эксплуатации водозаборных сооружений цромыслов в районах вечной мерзлоты, водоводов и водостоковвсе это поставило на повестку дня необходимость разработки простых, дешевых и надежных устройств для попутного подогрева трубопроводов и других объектов газонефтепромыслов, устройств, способных небольшим количеством дополнительной энергии, сообщенной извне, автоматически компенсировать наружные теплопотери, обеспечить надежную эксплуатацию систем промыслового трубоцроводного транспорта и оборудования.

Решению некоторых из этих задач, а именно, разработке и экспериментальному исследованию устройств, позволяющих попутно подогреть в трубоцроводе большие объемы агрессивного газа под высоким давлением, осуществить безищратный транспорт с*фого газа без ингибирования, автоматически поддерживать температуру воды в промысловом водоводе на оптимальном уровне, не допускающем замерзания, и т. п. и посвящена настоящая работа.

В диссертации рассмотрены перспективы развития обогрева га- 5 зонефтепроводов и устройств для его осуществления.

Впервые на специально созданном стенде и по специально разработанной методике эксперимента исследованы режимы работы обогревающих устройств с использованием корпуса обогреваемого трубопровода в качестве нагревательного элемента. Впервые экспериментально определены рабочие коэффициенты и получены графические зависимости основных параметров устройств очагового и непрерывного попутного подогрева для различных вариантов исполненияопределены целесообразные диапазоны их практического использования. Отработаны режимы автоматического управления устройствами и проведена длительная наработка в режимах поддержания заданных температур трубопровода.

На основе полученных экспериментальных зависимостей разработаны методики инженерного расчета систем и устройств для подогрева в процессе трубопроводного транспорта больших объемов газа под высоким давлением и пр, даны рекомендации по их проектированию.

Экспериментально исследовано влияние положения внутреннего проводника устройств аксиального типа на их рабочие параметрыдоказана независимость рабочих параметров от положения внутреннего проводника в диапазоне практически важных (от 30 до 110 Вт/м) для таких устройств удельных тепловых нагрузок. По материалам работы опубликовано II статей и получено 2 авторских свидетельства.

Результаты работы внедрены в цроектнуго практику. Автор защищает результаты экспериментальных исследований и методики инженерного расчета исследованных устройств.- 6.

вывода И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

I" Проведенные на специально созданном стенде эксперимент тальные исследования позволили определить рабочие коэффициенты и получить графические зависимости основных параметров устройств очагового и непрерывного попутного подогрева для различных вариантов исполненияопределить целесообразные диапазоны их практического использования.

2, Эксперименты показали, что в устройствах аксиального типа доля мощности, выделяемая в виде тепла непосредственно в стальном трубопроводе при использовании его в качестве охватывающего проводника, изменяется в широких пределах от 85% до 43 $ (для труб из стали 20 Ду от 32 до 300 мм), уменьшаясь с увеличением диаметра трубопровода^.

3. Стендовые исследования влияния аксиальности доказали, что рабочие параметры устройств аксиального типа не зависят от положения внутреннего проводника в диапазоне практически важных (от 30 до, НО Вт/м) для таких устройств удельных тепловых нагрузок^.

4- Эксперименты позволили установить, что в устройствах аксиального типа тепловыделение, активное сопротивление и коэффициент мощности резко растут в области больших токовых нагрузок, Анализ результатов исследований показал, что экстремумы и перегибы на кривых рабочих параметров вызваны противоречивым влиянием в области слабых магнитных полей непостоянства магнитной проницаемости среднеуглеродистых сталей и гистерезисных явлений на активное сопротивление и коэффициент мощности устройст:

5* На основе полученных экспериментальных зависимостей для труб, применяемых на промысловых объектах нефтегазовой промышленности, разработаны методики инженерного расчета систем и устройств для подогрева в процессе трубопроводного транспорта болыпих объемов газа, нефти и пр. под высоким давлением, позво-воляющие обеспечить точность расчета таких систем и устройств в пределах 4%+5%.

6. Разработаны на уровне изобретений два новых коаксиальных устройства для попутного электроподогрева трубопроводов, оригинальность которых защищена авторскими свидетельствами,.

7. Проведенные экспериментальные исследования и разработанная методика инженерного расчета явились научной основой дня проектирования системы обогрева технологических трубопроводов Ямбургского газового месторождения, пенопровода пожаротушения Оренбургского газоперерабатывающего завода, системы обогрева противопожарного водовода Казымской газокомпрессорной станции, системы подогрева внешгощадочных трубопроводов Среднеботуобинс-кого газового месторождения Якутии, системы подогрева технологических трубопроводов Уренгойской газокомпрессорной станции и системы подогрева азота на объекте спецтехники. Общий экономический эффектболее 2 млн, руб, из которых на долю диссертанта цриходится около 200 тыс. руб,.

8, Длительная опытная эксплуатация устройств в режиме автоматического управления показала возможность их использования на промысловых трубопроводах (в том числе, водоводах) для поддержания заданных оптимальных температур трубопроводного транспорта (например, исключающих замерзание)^.

9, До результатам проведенной работы выпущены «Рекомендации по применению, проектированию и расчету коаксиальных и аксиальных устройств для попутного электроподогрева трубопроводов и других объектов» (№ гос, регистрации 81 071 058), на основе которых ведется промышленное внедрение разработанных устройств.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.П., 1Утман М.Б., Малышев С .А., Свенчанский А. Д., Смоленский Л. А. Низкотемпературный электронагрев — Москва, Энергия, 1968.
  2. В.А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей. -Ленинград, Энергия, 1971.
  3. А.с.101.973 (СССР). Электронагреватель для грунта. -Т.Ф.Бпа~ iynnco, Ю.Т.Бпа1ушко. ~ Опубл. в Б.И. 1955, № II.
  4. А.с.117.598 (СССР). Ковш для подогрева металлов с црименени-ем электрического тока. Т. Ф. Бпагушко, Ю. Т. Елагушко. Опуб. в Б.И. 1959, № 2.
  5. А.с.518.601 (СССР). Трубоцроводный электроподогреватель. А. В. Соннинский, Г. А. Дмитриева, Л. С. Рудакова, Л. В. Горлова, А.М.С1фотин. Опубл. в Б.И. 1976, № 23.
  6. А.с.540.102 (СССР). Электронагреватель. А. В. Соннинский,
  7. A.M.Сиротин, Г. А. Дмитриева, Л. С. Рудакова, Л. В. Горлова. Опубл. в Б.И. 1976, № 47.
  8. В.К. Электромагнитные цроцессы в металлах. Часть 2. -ОНТИ, 1936.
  9. Н.Ф. и др. Ликвидация гидратных пробок в стволах газовых скважин. Газовая промышленность, 1967, J? 3.
  10. Л.А. Электрические цепи со сталью. Москва, Энергия, 1948.
  11. A.B., Мухачев Г. Н., Щукин В. К. Термодинамика и теплопередача. Москва, Высшая школа, 1964.
  12. С.М. Электрический и тепловой расчет кабеля. М.-Л., Энергия, I960.
  13. И.Ё. Теплофизические свойства жидкостей и газов. -Москва, «Наука», 1972.-169
  14. И.Ф. и др. Ликвидация гидратных цробок в стволах газовых скважин. Газовая цромышленность, 1967, № 3.
  15. B.C. Исследования динамики температурных полей вокруг подземного газопровода. Газовая промышленность, 1971, № И.
  16. А.Н., Мазуркевич В. Н., Бобко H.H. Исследования ферромагнитных нагревателей спутников для трубоцроводного транспорта. — В сборнике: Научные и црикладные проблемы энергетики, выпуск 4, Минск, Высшая школа, 1977.
  17. .А. Обогрев трубопроводов надземного положения при помощи кабеля-нагревателя. Колыма, 1970, $ 9.
  18. ГОСТ 1956–70. Жилы токоцроводящие медные круглые кабельных изделий с резиновой или пластмассовой изоляцией.18. 1^жов А. И. Совместный сбор и транспорт нефти и газа. -Москва, Недра, 1973.
  19. В.Е. Слив и налив нефтей и нефтепродуктов. Москва, Недра, 1972.
  20. .В., Лутошкин Г. С., Бухгалтер Э. Б. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в районах Крайнего Севера. Москва, Недра, 1969.
  21. Г. П. Электрообогрев технического оборудования в газовой цромышленности. Транспорт и хранение газа. Реф. сборник ВНИИЭГАЗПРОМА, 1981, вып.9.
  22. A.B., Кулешов С. М. Электротермия. М.-Л., Энергия, 1961.
  23. A.B. О магнитной цроницаемости при индукционном нагреве. Электричество, 1951, $ 5.
  24. В.В., Куренных Л. К. О сравнении кривых намагничивания электротехнической стали, снятых в постоянных и переменных полях. Электричество, 1962, № 4.- 170
  25. B.B. Магнитные свойства электротехнической стали. М.-Л., Энергия, 1962.
  26. A.M., Кукеков Г. А. Тепловые расчеты электрических аппаратов. Л., Энергия, 1967.
  27. Иванов^Змоленский A.B., Абрамкин Ю. В. Оценка влияния поверхностного- эффекта на потери от вихревых токов и на гистерезис цри учете комплексной магнитной цроницаемости. -Электротехника, 1973, № 10.
  28. И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.-Л., Энергия, I960.
  29. Инструкция по предуцревденшо и борьбе с гидратообразовани-ем в скважинах и цромысловых коммуникациях на месторождениях Крайнего Севера. Москва, Мингазцром, 1971.
  30. М.Г. Поверхностный эффект в неравномерно нагретом ферромагнитном цилиндре. Электричество, 1967, $ 8.
  31. P.C., Лихт М. К. Влияние температурной зависимости проводимости на электромагнитное поле и расцределение температуры в цроводнике. Известия АН СССР, Энергетика и транспорт, 1969, В 3.
  32. С.С., Боршанский В. М. Сцравочник по теплопередаче. -Москва, Энергия, 1959.
  33. В.Н. Исследование электрического обогрева трубопроводов (применительно к мазутопроводам электрических станций). Диссертация кандидата технических наук. — Минск- 1975.
  34. Ю.Ф., Саркисьянц Г. А. Предупреждение образования гидратов цри добыче и транспорте газов. Москва, Недра, 1966.
  35. Г. Е., Сергеев А. И., Шейнман А. Б. Экспериментальное изучение электроподогрева призабойной зоны скважин. Нефтехимия, I960, № 12.- 171
  36. M.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Москва, Энергия, 1973.
  37. К.Ф. Электроподогрев трубопроводов для вязких цродук-тов. У международной нефтяной конгресс, том Гостоптех-издат, 1961.
  38. Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных телах. -Ленинград, Энергия, 1949.
  39. Л.Р., Калантаров П. Л. Теоретические основы электротехники. М.-Л., Энергия, 1959.
  40. Л.Р., Зайцев И. А. Опытное исследование поверхностного эффекта в трубчатых стальных шинах. Электричество, 1950, fe 2.
  41. Л.Р. и др. О методе точного измерения активного сопротивления проводов сложной формы сечения. Электричество, 1969, № 9.
  42. Л.Р. Поверхностный эффект в ферромагнитных проводах и магнитных цепях. Электричество, 1950, ib I.
  43. Д.Ф., Гримсмен Д. У. Обогрев арктических трубопроводов. Инженер-нефтяник, 1971, $ 7.
  44. Патент 343 483 (ССОР). Устройство для подогрева трубопроводов. Андо Macao (Япония). Опубл. в Б.И. 1972, № 20.
  45. K.M. Теоретические основы электротехники. Часть Ш. Москва, Энергия, 1969.
  46. Правила устройств электроустановок промышленных предприятий. М.'-Л., Энергия, 1971.
  47. З.Я. Обогрев трубопроводов, аппаратов и арматуры на газопроводах гибкими электронагревателями. Транспорт и хранение газа. Реф. сборник ВНИЙЭгазцрома, 1981, вып.8.
  48. А.И. Железные шины распределительных устройств. -Минск, Белгосиздат, 1947.
  49. А.И. Динамическая кривая намагничивания и комплексная магнитная проницаемость стали. В сборнике ЕЛИ, выпуск 46, Минск, 1954.
  50. А.И. Определение поверхностного эффекта в стальных трубах. Известия ВУЗов СССР — Энергетика, 1972, ih 9.
  51. А.И., Герасимович А. Н., Румянцев Ю. Г., Мазуркевич В. Н. Определение магнитной проницаемости конструкционных сталей.-Известия ВУЗов СССР Энергетика, 1974, ih 3.
  52. А. И. Герасимович А.Н., Румянцев Ю. Г., Мазуркевич В. Н. Оцределение мощности потерь в конструкционных сталях цри намагничивании переменным током. Известия ВУЗов СССР -Энергетика, 1974, № 4.
  53. А.И., Герасишвич А. Н., Румянцев.Ю.Г., Мазуркевич В. Н. Расчет мощности потерь на вихревые токи и гистерезис в конструкционных сталях. Известия ВУЗов СССР — Энергетика, 1974, В II.
  54. А.И. Сопротивление массивных проводников цри переменном токе. В сборнике БПИ, выпуск 61, Минск, 1957.
  55. А.И., Румянцев Ю. Г., Герасимович А. Н., Мазуркевич В. Н. Электрический нагрев трубопроводов. Известия ВУЗов СССР -Энергетика, 1973, № 2.
  56. A.B. Трубопроводный транспорт жидкой серы. Газовая цромышленность, 1978, № 5, с.27−30.
  57. A.B. Электрообогреваемые цродуктоцроводы. Газовая цромышленность, 1978, № 12, с.22−25.
  58. A.B. Обогревающий элемент. Газовая цромышленность, 1979, № II, с.41−43.
  59. A.B. Трубоцроводный коаксиальный электрообогреватель. Газовая цромышленность, 1980, № 8, с.50"-53.
  60. A.B., Сиротин A.M., Васильев Ю. Н. Попутный электроподогрев трубоцроводов. Газовая промышленность, 1981, № 4, с.54−57.
  61. A.B. Местный электроподогрев участков газопровода. В кн.: Совершенствование техники и технологии промысловой и заводской обработки газа и конденсата на месторождениях со сложным составом газа. Москва, 1980, с.15−22.
  62. A.B., Устройство для электроподогрева стальных резервуаров. Транспорт и хранение нефти и нефтецродуктов, 1981, № 5, с.30−34.
  63. A.B., Сиротин A.M., Васильев Ю. Н. Попутный электрообогрев низконапорных продуктопроводов. Газовая цромыш-ленность, 1981, $ 12.
  64. A.B. Устройство для попутного электрообогрева теплоизолированных водоводов. Транспорт и хранение нефти и нефтецродуктов, 1981, № 7, с.24−27.
  65. A.B. Трубчатый стальной электронагреватель для трубоцроводов и для скважин. В кн.: Новое оборудование и технология цроцессов подготовки и переработки газа и конденсата. Москва, ВНИИГАЗ, 1981, с.127−135.
  66. В.И., Демко Т. Т. Добыча, сбор и внутрипромысловый транспорт высокопарафинистых нефтей на месторождениях Южного Мангышлака. Москва, ВНЙИОЭНГ, 1973.
  67. Г. T., Лысов H.E. Основы тепловых расчетов электрической аппаратуры. -М.-Л., ОНГИ ЖТП СССР, 1935.
  68. П.И., Новоселов В. Ф. Транспортирование вязких нейк-тей и нефтепродуктов по трубоцроводам. Москва, Недра, 1973.
  69. З.И., Богданов A.A., Коняев В. Г. Эксплуатация и монтаж нагревательных лент. Транспорт и зфанение нефти и углеводородного сырья, 1969, № 1.
  70. C.B. Практические расчеты тепловой изоляции цромыш-ленного оборудования и трубопроводов. М.-Л., Энергия, 1964.
  71. В.А., Дегтярев Б. В., бухгалтер Э.Б. Теплоизоляция шлейфов для обеспечения безгидратного сбора газа на сверхмощных цромыслах Севера. Э. И. Мингазпрома, 1969, № 15.
  72. В.И. Перекачка вязких и застывающих нефтей. -Москва, ГОСТоптехиздат, 1958.
  73. Чернышев Е.Т.: Чернышева Н. Г., Чучурина E.H. Магнитные измерения на постоянном и переменном токе. Москва, Стандарт-гиз, 1962.
  74. А.Б., Сергеев А. И., Малофеев Г. Е. Электротепяовая обработка цризабойной зоны нефтяных скважин. Москва, Гостоп-техиздат, 1962.
  75. В.А. и др. Применение скин-эффекта для обогрева нефтив узле учета. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1981, № 5.1. ШпУо. ££есЫс //еи^ у ^-Уфа/т С/>етс-а?ж,
  76. С /ЯАаеЬ. ££ееЫс ф-Ца^г-ЯжДряо*я // ££СТ ^¿-са£1. РР9. Шт (о. ?0* Ме Раралме имга^. № апоГщ ль?, г /т/.РпЖ. Ftectг¿-c¦ Реа^ пМ1. Сипа*
  77. Рилл/р/ы/. /?tfc/u, ТЪ/iu.г.Мыагв. /u/st/jPS
  78. Pu?si4 ?y/e??e/7. Asrtfi?, /Т/сШ^ Jû-/оАажг / S? cr/?a/r) SS. /??? VZ
  79. Г fa? e/r?^c/h?f/ /№'?>?0-" {в#0)
  80. V??2*l?C/lt?/77(f ZiSZ Au/77??r/?et?t/7 /¿-ei'nû-/гел шс/
  81. Ge^е/гМfice/7, arte /?//?fa, //Уаляаfa/va fja/?aef. /?7 /-еЗгиаъ /РеР.renl/r^eztez fucf^ez a/r??/fej?e/?ae>t bj/ra/rw/r?. AMU- /7/алщ yufo/iuwa, /fa/rcr?#wcr ffa/M/r).fbfo/ucfuff г /a? S3/ fsfib).
  82. Vo>Zzlc/?f?/^ ?efe/ze/r с/ег ??fez/fa'cfe/r ru/r ficruffife/r.1. Аж/û-, /ffa?a??, fju/aerj.2
  83. Pmafe ce efauf/eye c/e crm/??au'??/?? efe /йш/^/^91 Ые/î-tâ- Pm m ffzcMCCUAe).
  84. Pzueecfe efe efe cm#f?4?zt??m efeet e/e f?/?/mx e/rye/zefcrs/t efe fa cfafe^z ???/ /?r???/f/7 efeсгтш? а ///e/ ?fe /mee. CfUt? cû-^û-è-aà-W/г /jfyraq).
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?