Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ УЧАСТКА ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНОЙ ПРИСАДКИ

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкости и может быть использовано при перекачке углеводородных жидкостей по трубопроводам с насосными станциями с использованием противотурбулентных присадок.

Из опыта известно, что, будучи введенной в трубопровод, противотурбулентная присадка начинает работать не сразу, а по истечении некоторого времени (времени растворения в перекачиваемой жидкости). Это время может составлять несколько десятков минут. Если учесть, что скорость течения в трубопроводах может составлять несколько метров в секунду, то длина начального участка, где присадка еще не начинает работать, назовем ее «длиной активации присадки» L_ак, составляет несколько километров. Длина активации - это важная характеристика присадки, которую в настоящее время можно определить только при натурных испытаниях. Действительно, если длина трубы меньше длины активации, то присадка в этой трубе не будет работать.

Из опыта также известно, что в процессе движения по трубопроводу растворенная в перекачиваемой жидкости присадка теряет свою эффективность. Длина участка эффективной работы присадки L_пр составляет 100-200 километров. За участком эффективной работы эффективность присадки резко падает. Длина эффективной работы присадки также является важной характеристикой присадки, определяемой только при натурных испытаниях. Действительно, в трубопроводах, длина которых в несколько раз превышает длину активной работы присадки, эффективность присадки будет во столько же раз ниже эффективности, измеренной на трубе длиной меньше L_пр.

Из сказанного выше следует, что в ряде практических приложений для успешного применения противотурбулентной присадки, кроме определяемой также опытным путем характеристики эффективности присадки, следует определять такие характеристики, как длина активации присадки и длина эффективной работы.

В существующих публикациях отсутствует информация о способах определения этих двух характеристик. По этой причине излагаемое здесь предполагаемое изобретение не имеет аналогов.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности определения границ участка эффективной работы противотурбулентной присадки.

Технический результат достигается способом определения границ участка эффективной работы противотурбулентной присадки, заключающимся в том, что от момента начала ввода присадки в тестируемый линейный участок трубопровода расход перекачиваемой жидкости любым из известных способов поддерживают постоянным и непрерывно проводят измерение разности давлений на концах тестируемого линейного участка, измеряют интервал времени от момента t₀ начала ввода присадки до момента t₁ начала снижения разности давлений на концах линейного участка трубопровода и интервал времени от момента t₀ начала ввода присадки до момента t₂ прекращения снижения разности давлений на концах линейного участка трубопровода, расстояние L_ак начальной границы эффективной работы присадки от места ее впрыска определяют по выражению:

L_ак=v(t₁-t₀),

где v - скорость жидкости в трубопроводе, а расстояние L₂ конечной границы эффективной работы присадки от места ее впрыска определяют по выражению:

L₂=v(t₂-t₀).

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

На практике после момента начала впрыска противотурбулентной присадки в течение некоторого времени (t₁-t₀) разность давлений между началом и концом тестируемого линейного участка трубопровода, в который впрыскивается присадка, сохраняется постоянной. Затем разность давлений начинает понижаться и линейно снижается по времени до некоторого момента t₂, после которого перепад давлений сохраняется на уровне, который он имел в момент t₂.

Перепад давления на участке трубы складывается из гравитационного перепада давления, равного разности высотных отметок концов участка, умноженной на плотность жидкости и ускорение свободного падения, и гидравлических потерь давления, которые зависят от расхода жидкости и наличия в жидкости противотурбулентной присадки. В том случае, когда расход жидкости, плотность жидкости, ускорение свободного падения и все остальное остаются постоянными, а в трубу вводится противотурбулентная присадка, которая, как известно, снижает гидравлические потери, то естественно снижение перепада давления приписать действию противотурбулентной присадки.

Запаздывание падения перепада давления (t₁-t₀) связано с бездействием присадки до ее активизации. Поэтому, если умножить скорость жидкости в трубе v на время (t₁-t₀), то получим длину участка активации присадки L_ак=v(t₁-t₀). Прекращение падения перепада давлений в момент времени t₂ означает, что присадка, проходящая через границу L₂=v(t₂-t₀), от места впрыска перестала работать (потеряла эффективность). Отсюда следует, что длина участка эффективной работы присадки равна разности L₂-L_ак.

Были проведены эксперименты по определению процентного снижения гидравлических потерь на 130 километровом линейном участке нефтепровода в зависимости от времени при заполнении противотурбулентной присадкой фирмы Baker с концентрацией 33 ppm.

Было установлено, что от момента времени t₀=0 до момента времени t₁=2 час изменения гидравлических потерь практически не происходит, затем от момента t₁=2 чac до t₂=22 чac наблюдается монотонное снижение гидравлических потерь и от t₂=22 час до 29 часа снижение гидравлических потерь не происходит. Следовательно, границы участка эффективной работы присадки L_ак=6 км/час · 2 час = 12 км и L₂=6 км/час · 22 часа = 132 км.

При этом длина участка эффективной работы присадки равна

L₂-L_aк=v(t₂-t₁)=6 км/чac 20 час = 120 км.