Way to reduce the operating costs of oil pumping through the use of drag reducing agents
Authors: Булыгин Алексей Леонидович , Голунов Никита Николаевич , Лурье Михаил Владимирович , Штанько Екатерина Олеговна 
Published: April 2022

Предлагается способ уменьшения суммарных затрат на оплату электроэнергии, расходуемой на перекачку нефти по магистральному трубопроводу. Суть данного способа состоит в снижении наибольшей составляющей этих затрат - расходов на оплату сетевой мощности (средней за месяц максимальной мощности, потребленной нефтепроводным предприятием в часы пиковой нагрузки). С этой целью исследуется возможность отказа от использования в период пиковой нагрузки наиболее энергоемких комбинаций работающих насосов с компенсацией выпадающей производительности путем введения в поток перекачиваемой нефти противотурбулентной присадки. Рассматривается вопрос выбора оптимального режима работы технологического участка магистрального трубопровода за счет варьирования комбинаций включенных и выключенных насосов. В качестве критерия оптимальности принимается минимум суммарных эксплуатационных затрат, определенных как денежные затраты на оплату потребляемых насосными агрегатами электроэнергии и мощности, а также на приобретение присадки. Формулируется и решается задача об экономической целесообразности применения ПТП для компенсации выпадающей производительности нефтепровода и, как следствие, отказа от использования наиболее энергоемких гидравлических режимов. Предлагается двухэтапный алгоритм оптимизации режима работы технологического участка магистрального трубопровода, учитывающий все особенности расчета суммарных затрат на электроэнергию в условиях двухставочного тарифа. Приводится пример расчета с использованием предлагаемого алгоритма.

A way to reduce the total cost of paying for electricity that is consumed for transporting oil through the main pipeline is proposed. The essence of this strategy is to reduce the cost of paying not so much for the total amount of consumed electricity, but for paying for its most expensive component - network power, i. e. the average monthly maximum power during peak hours, which are set by a specialized organization for each month and price zone. For this purpose, the possibility of refusing to use the most energy-intensive combinations of operating pumps with compensation of lost capacity by introducing a drag reducing agent (DRA) into the oil is investigated. The idea of choosing the optimal method of operating the technological section of the main oil pipeline by varying the possible combinations of operating and non-operating pumps is considered. At the same time, the minimum of total operating costs, consisting of the costs of the electric energy and power consumed by the pumping units, as well as the costs of purchasing the required amount of the additive, is accepted as an optimality criterion. The problem of the economic feasibility of using a DRA to compensate for the drop in the oil pipeline capacity and, thus, the failure from the use of the most energy-intensive hydraulic pumping modes, is formulated and solved. A two-stage algorithm for optimizing the operation of the oil pipeline technological section, taking into account all the features of calculating the total costs for electricity in the conditions of a two-rate power tariff, is proposed. An illustrative example of calculation using the proposed algorithm is given.