СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ УЧАСТКА ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ПРОТИВОТУРБУЛЕНТНОЙ ПРИСАДКИ
METHOD FOR EXPERIMENTAL DETERMINATION OF BOUNDARIES OF SECTION OF EFFECTIVE OPERATION OF TURBULENT VISCOSITY REDUCING ADDITIVE

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкости и может быть использовано при перекачке углеводородных жидкостей по трубопроводам с насосными станциями с использованием противотурбулентных присадок.
ак
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, 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.
пр
пр
Из опыта также известно, что в процессе движения по трубопроводу растворенная в перекачиваемой жидкости присадка теряет свою эффективность. Длина участка эффективной работы присадки L 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.
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.
0
1
0
2
ак
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 t начала ввода присадки до момента t начала снижения разности давлений на концах линейного участка трубопровода и интервал времени от момента t начала ввода присадки до момента t прекращения снижения разности давлений на концах линейного участка трубопровода, расстояние L начальной границы эффективной работы присадки от места ее впрыска определяют по выражению:
ак
1
0
L=v(t-t),
2
где v - скорость жидкости в трубопроводе, а расстояние L конечной границы эффективной работы присадки от места ее впрыска определяют по выражению:
2
2
0
L=v(t-t).
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.
1
0
2
2
На практике после момента начала впрыска противотурбулентной присадки в течение некоторого времени (t-t) 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 t, после которого перепад давлений сохраняется на уровне, который он имел в момент t.
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.
1
0
1
0
ак
1
0
2
2
2
0
2
ак
Запаздывание падения перепада давления (t-t) связано с бездействием присадки до ее активизации. Поэтому, если умножить скорость жидкости в трубе v на время (t-t), то получим длину участка активации присадки L=v(t-t). Прекращение падения перепада давлений в момент времени t означает, что присадка, проходящая через границу L=v(t-t), от места впрыска перестала работать (потеряла эффективность). Отсюда следует, что длина участка эффективной работы присадки равна разности L-L.
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.
0
1
1
2
2
ак
2
Было установлено, что от момента времени t=0 до момента времени t=2 час изменения гидравлических потерь практически не происходит, затем от момента t=2 чac до t=22 чac наблюдается монотонное снижение гидравлических потерь и от t=22 час до 29 часа снижение гидравлических потерь не происходит. Следовательно, границы участка эффективной работы присадки L=6 км/час · 2 час = 12 км и L=6 км/час · 22 часа = 132 км.
При этом длина участка эффективной работы присадки равна
2
aк
2
1
L-L=v(t-t)=6 км/чac 20 час = 120 км.