Механизмы образования кавитационной зоны на внутренней поверхности трубопровода

Перекачка высокопарафинистых нефтей по магистральным нефтепроводам, и транспортировка их в цистернах, в танкерах затруднена, так как при температурах окружающей среды они обладают аномальной вязкостью и статическим напряжением сдвига, а также склонны к формированию асфальтосмолопарафинистых отложений (АСПО) на внутренней поверхности труб, резервуаров, цистерн и другого оборудования. Между тем, доказано, что именно различия в составе твердых углеводородов в основном и предопределяют особенности формирования парафиновых отложений. Большой интерес представляют результаты экспериментального исследования изменения вязкости нефти с применением кавитации. Наши исследования показывают, что кавитация может происходить не только в насосах, гидротурбинах, но и зависит от физико-химических и реологических свойств смесей высокопарафинистых, асфальтосмолистых, высокозастывающих нефтей. Такие нефти образуют кавитационные зоны в трубопроводном транспорте в процессе эксплуатации нефтепроводов.

Кавитационные зоны образуют АСПО отложения на внутренней поверхности трубы. Рабочая часть гидродинамической трубы служит для получения высоких скоростей потока. Кавитация возникает как на испытуемом образце, помещенном в эту часть трубы, так и на стенках самой трубы. Существенным преимуществом данного метода по сравнению с другими является то обстоятельство, что здесь мы имеем дело с истинной гидродинамической кавитацией. Проведенные нами экспериментальные исследования показали, что при кавитации улучшаются реологические свойства Азербайджанской нефти. В результате кавитации в нефти происходит процесс микрокрекинга. Для подтверждения процесса микрокрегинга, с нашей стороны, проведена перегонка нефти при атмосферных условиях, в результате чего получены более светлые фракции. Увеличение йодного числа в этих фракциях доказывают тот факт, что при кавитации в нефти происходит процесс микрокрегинга. Несмотря на улучшение реологических свойств нефти при микрокрекинге, в процессе кавитации увеличивается вероятность возникновения аварийной ситуации в нефтепроводньпс системах. Из этого следует, что на основании кавитациониых процессов можно установить общую закономерность регулирования физико-химических свойств нефтей и использовать в технологии трубопроводного транспорта высокопарафинистьпс нефтей, путем улучшения реологических свойств перекачиваемой нефти.

 

Нуруллаев В.Х., Гахраманов Ф.С., Усубалиев Б.Т.

Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России