Способы снижения потерь нефти от испарения

Потери легких фракций нефти при хранении ее в резервуарах обусловлены нарушением фазового равновесия между газовой и жидкой фазами в резервуаре при изменении уровня нефти в нем. Когда нефть поступает в резервуар, то в соответствии с законом фазовых равновесий часть наиболее легких углеводородов переходит из жидкого состояния в газообразное, создавая определенное парциальное давление каждого компонента в газовой фазе. Если уровень нефти в резервуаре поддерживается постоянным, то между углеводородами, находящимися в газовой и жидкой фазах, наступает состояние динамического равновесия, т. е. переход углеводородов из жидкого состояния в газообразное прекращается.

При повышении уровня нефти в резервуаре углеводороды, на­ходящиеся в газовой фазе, выбрасываются через дыхательный клапан в атмосферу. При понижении уровня нефти в резервуар поступает воздух, парциальное давление углеводородов в газовой фазе снижается, и часть легких углеводородов вновь переходит из жидкого состояния в газообразное, т. е. идет процесс испарения нефти. Таким образом, при малых и больших дыханиях резервуара происходят потери нефти от испарения. Потери нефти будут меньше, если нефть подвергалась углубленной сепарации.

Способы снижения потерь нефти от испарения подразделяются на: 1) уменьшение амплитуды малых дыханий; 2) уменьшение амплитуды больших дыханий; 3) исключение объема газовой фазы в резервуаре.

Уменьшение амплитуды малых дыханий достигается покрытием поверхности резервуаров лучеотражательными красками. Применение лучеотражательных красок, обладающих малым коэффициентом поглощения лучей, изменяет температурный режим резервуаров, намного уменьшает амплитуду колебаний температуры нефти и га­зового пространства и сокращает потери нефти от малых дыханий.

Коэффициенты лучепоглощения стенок резервуаров, окрашенных в разные цвета, приведены ниже.

Белая меловая самовосстанавливающаяся краска 0,17

Новая алюминиевая краска... 0,33

Алюминиевая краска, подвергавшаяся длительному

воздействию атмосферы........ 0,65

Черная краска...................... 0,99

Окраска резервуаров белой самовосстанавливающейся краской снижает потери нефти от испарения при малых дыханиях на 40 – 50 % по сравнению с окраской алюминиевой краской.

Уменьшение амплитуды больших дыханий достигается применением газоуравнительной системы, которая работает следующим образом. Газовые пространства резервуаров сообщаются между собой системой тонкостенных трубопроводов. Газовоздушная смесь из газового пространства наполняемого резервуара перетекает в опорожняемый резервуар. На газовой линии устанавливают задвижки и огневые предохранители, обеспечивающие возможность отключения каждого резервуара от газоуравнительной системы и исключающие попадание огня в другие резервуары в случае пожара в одном из резервуаров.

Исключение объема газовой фазы в резервуаре достигается использованием резервуаров с плавающей крышей или применением плавающих покрытий. Если понтон или другое покрытие плавает непосредственно на поверхности нефти, занимая практически всю площадь поверхности, то тем самым исключается наличие газового пространства в резервуаре и не происходит испарения нефти.

ЛЕКЦИЯ 17. ОБСЛУЖИВАНИЕ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА

Операторы, обслуживающие резервуары и резервуарные парки, обязаны хорошо знать устройство и назначение каждого резервуара, схему расположения трубопроводов и назначение всех задвижек, чтобы безошибочно делать необходимые переключения.

При эксплуатации резервуаров наиболее ответственные операции – это наполнение и опорожнение.

Расход нефти при наполнении или опорожнении резервуара не должен превышать суммарной пропускной способности установленных на резервуаре дыхательных, а также предохранительных или вентиляционных патрубков. Скорость наполнения или опорожнения резервуаров с понтонами или плавающими крышами должна быть такой, чтобы скорость подъема (опускания) понтона (плавающей крыши) не превышала 3,5 м/ч. Если по измерениям уровня нефти в резервуаре или по другим данным обнаружено, что нормальное наполнение или опорожнение резервуара нарушено, то немедленно должны быть приняты меры к выяснению причины нарушения и к ее устранению. В необходимых случаях перекачка должна быть остановлена.

Открытие и закрытие резервуарных задвижек должно быть плавное. При наличии электроприводных задвижек с местным или дистанционным управлением должна быть предусмотрена сигнализация, указывающая положение запорного устройства задвижек.

Одновременные операции с задвижками во время перекачки по отключению действующего резервуара и включению нового резервуара запрещаются. Действующий резервуар должен быть выведен из перекачки только после того, как будут полностью закончены операции с задвижками по вводу в перекачку нового резервуара.

Одновременное автоматическое переключение задвижек в резервуарном парке допускается при условии защиты трубопроводов от повышения давления в случае неправильного переключения за­движек.

При наполнении резервуара необходимо строго следить за высотой уровня нефти, чтобы не допустить перелив нефти или подъем понтона выше верхнего крайнего положения. Уровень нефти должен быть установлен с учетом ее расширения от нагревания. Обычно нефтяные резервуары не заполняют до верха на 3 – 5 %. При опорожнении резервуаров, оборудованных подогревателями, необходимо следить, чтобы уровень жидкости над подогревателем был не менее 0,5 м, так как действующий оголенный подогреватель создает пожарную опасность.

В резервуарах могут наблюдаться течи в корпусе или днище, вызванные деформацией металла, некачественной сваркой или другими причинами. Поэтому при вступлении на дежурство старший по смене должен обеспечить обход резервуаров. При осмотре сварных резервуаров особое внимание должно быть уделено верти­кальным швам нижних поясов корпуса, швам приварки нижнего пояса к днищу (швам упорного уголка), швам окрайков днища и прилегающим участкам основного металла.

При появлении трещин в швах или основном металле днища дей­ствующий резервуар должен быть немедленно опорожнен и зачищен.

При появлении трещин в швах или основном металле стенки действующий резервуар должен быть опорожнен полностью или частично, в зависимости от способа его ремонта.

Визуальный осмотр поверхности понтона необходимо проводить ежемесячно, а плавающей крыши – ежедневно с верхней площадки резервуара. В верхнем положении понтон осматривают через световой люк, в нижнем положении – через люк-лаз в третьем поясе резервуара. При осмотре необходимо следить за плотностью прилегания затвора к стенке резервуара, к центральной стойке и к кожуху пробоотборника. При обнаружении на ковре понтона нефти ее необходимо удалить и выяснить причину неисправности. В случае нарушения герметичности ковра понтона или коробок резервуар должен быть опорожнен и выведен на ремонт.

При осмотре резервуарного оборудования необходимо следить за состоянием прокладочных колец и шарнира замерного люка, плавностью движения и плотностью посадки тарелок дыхательных клапанов, качеством и уровнем масла в гидравлических предохранительных клапанах, чистотой сетки этих клапанов, ходом хлопушки, наличием и исправностью диафрагмы пеносливной камеры, чистотой пакетов с гофрированными пластинами огневых предохранителей, положением приемного отвода сифонного крана (в нерабочем состоянии он должен быть в горизонтальном положении).

За осадкой основания каждого резервуара должно быть установлено систематическое наблюдение. У вновь сооруженных резервуаров в первые четыре года эксплуатации (до стабилизации осадки) необходимо ежегодно проводить нивелирование в абсолютных отметках окрайки днища или верха нижнего пояса не менее чем в восьми точках. В последующие годы, после стабилизации основания, следует систематически (не реже 1 раза в пять лет) проводить контрольное нивелирование. Для измерения осадки основания резервуара на территории резервуарного парка должен быть установлен глубинный репер, закладываемый ниже глубины промерзания грунта.

Резервуары необходимо периодически очищать от осадков парафина и механических примесей. Особенно интенсивное накопление осадков происходит в резервуарах, в которых хранится малосмолистая парафинистая нефть. Сроки зачистки должны быть определены в зависимости от вида нефти, но не реже 1 раза в два года. Зачистку резервуаров должен осуществлять специально обученный и подготовленный персонал, допущенный медицинской комиссией.

Каждый резервуар должен периодически подвергаться текущему, среднему и капитальному ремонту. Текущий ремонт резервуара вы­полняют не реже 1 раза в шесть месяцев без освобождения его от нефти. При этом проверяют техническое состояние корпуса, крыши резервуара и оборудования, расположенного снаружи. Замеченные неисправности устраняются также в процессе эксплуатации. Средний ремонт резервуаров проводят не реже 1 раза в два года, при этом полностью сливают нефть, зачищают и дегазируют его, но газовое пространство заполняют негорючими (дымовыми) газами.

Капитальный ремонт резервуара следует проводить по мере необходимости. Срок проведения капитального ремонта назначают на основании результатов проверок технического состояния, осмотров при текущих ремонтах резервуара и его оборудования, а также осмотров во время зачисток резервуара от загрязнений и нефтяных остатков. При капитальном ремонте выполняют все работы, предусмотренные средним ремонтом, а также заменяют дефектные листы корпуса, днища и крыши, исправляют положение резервуара (при неравномерной осадке), ремонтируют основание, исправляют или заменяют оборудование.

При написании курса лекций были использованы материалы некоммерческого фонда имени профессора А. В. Аксарина. Президент фонда доцент, канд. геолого- минералогических наук Волощук Г. М.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. Щуров, В. И. Технология и техника добычи нефти [Текст]: учебник для вузов / В. И. Щуров.– М.: Альянс, 2005.– 510 с.

2. Ибрагимов, Л. Х. Интенсификация добычи нефти [Текст] /

Л. Х. Ибрагимов, И. Т. Мищенко, Д. К. Челоянц.–М.: Наука, 2000.– 414 с.

3. Мищенко, И. Т. Скважинная добыча нефти [Текст]: учебное пособие для вузов / И. Т. Мищенко. – М.: Нефть и газ, 2003. – 816 с

Дополнительная литература.

4. Гиматудинов, Ш. К. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений [Текст] / Ш. К. Гиматудинов,

И. И. Дунюшкин, 3. М.Зайцев и др. – М.: Недра, 1988. – 302 с.

5. Мищенко, И. Т. Расчеты в добыче нефти [Текст] / И. Т. Мищенко. – М.: Недра, 1989. – 245 с.

5. Желтов, Ю. П. Разработка нефтяных месторождений [Текст] /

Ю. П. Желтов. – М.: Недра, 1998.

7. Справочная книга по добыче нефти [Текст] / под ред. докт. техн. наук Ш. К. Гиматудинова. – М.: Недра, 1974.

8. Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений [Текст]: учеб. для техникумов / А. И. Акульшин, В. С. Бойко и др. – М.: Недра, 1989.

9. Лутошкин, Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды [Текст]: учебник для вузов / Г. С. Лутошкин.– М.: Альянс, 2005.– 319 с.