ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА УСТЬЕВОГО НАГРЕВА НЕФТИ

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, подогревателям нефти, применяемым в технологическом процессе добычи нефти.
Одной из проблем процесса добычи нефти является осаждение на внутренних поверхностях трубопровода парафина, который сужает проходное сечение трубопровода, снижая объемы добычи нефти из скважины. Для решения проблемы создаются различные установки устьевого нагрева нефти.
Известен «Подогреватель нефти» (патент РФ на изобретение №2380611 RU, 2010 г.), используемый для нагрева нефти при промысловой подготовке. Подогреватель нефти выполнен в виде горизонтально расположенного корпуса, заполненного промежуточным теплоносителем. К верхней части корпуса приварен расширитель, снабженный штуцером для заливки теплоносителя и дыхательным клапаном. Топочная камера размещена в нижней части корпуса и имеет U-образную форму. На одном из фланцев топочной камеры установлено горелочное устройство, а на другом - труба для отвода дымовых газов. Над топочной камерой расположен продуктовый змеевик. Нефть из промысловой сети через штуцер для заливки теплоносителя поступает в продуктовый змеевик подогревателя, нагревается от промежуточного теплоносителя, после чего выводится из подогревателя. Топливо сжигается в топочной камере подогревателя, отдавая тепло промежуточному теплоносителю. Охлажденные продукты сгорания при помощи дымовой трубы выводятся из топочной камеры подогревателя в атмосферу. Блок нагрева предназначен для передачи тепла от продуктов сгорания нагреваемому продукту.
Недостатком является то, что топочная камера размещена внутри корпуса, заполненного промежуточным теплоносителем, в процессе эксплуатации при сгорании топлива (природный или попутный газ) происходят тепловые деформации топочной камеры (прогары, свищи), приводящие к малому эксплуатационному ресурсу подогревателя нефти.
Известен «Нагреватель устьевой УН-0,2МЗ» (Сайт Интернет-http://nefteservis.ru/equipment/36-nagrevatel-ustevoy-un02m3.html, 18.06.2012 г.). Нагреватель предназначен для нагрева нефти на устье скважины, представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд, с эллиптическими днищами, смонтированный на санях сварной конструкции. В сосуде размещены топка и перфорированные коллектора подвода и отвода нефти. Газовоздушная смесь, сгорая в камере сгорания горелочного устройства, выделяет тепло, которое через стенку топки передается нефти, находящейся в нагревателе. Нефть через коллектор входа нефти поступает в нагреватель, где нагревается до заданной температуры, нагретая нефть через коллектор выхода нефти отводится из подогревателя в технологический трубопровод.
Недостатком является то, что топка размещена внутри корпуса, в котором теплоносителем является нефть, в процессе эксплуатации при сгорании топлива (природный или попутный газ) происходят тепловые деформации топки (прогары, свищи), приводящие к малому эксплуатационному ресурсу подогревателя нефти, а так же к высокой пожароопасности нагревателя устьевого.
Известен агрегат АДПМ (прототип: сайт Интернет http://nefteservis.ru/equipment/14-oborudovanie-dlva-deparafinizacii.html, 2012 г.), применяемый на нефтепромыслах и предназначенный для депарафинизации нефтяных скважин горячей нефтью при температуре окружающего воздуха от - 45°C до +50°C. Агрегат АДПМ включает в себя следующие основные части: смонтированный на шасси нагреватель (котел), нагнетательный насос, вентилятор высокого давления, трансмиссию, запорную и регулирующую арматуру, технологические и вспомогательные трубопроводы, электрооборудование и контрольно-измерительные приборы. Котел в свою очередь состоит из "змеевиков" горизонтально крученной трубы (в виде спирали) по которым циркулирует нефть. Змеевики делятся на "внутренние", "наружные", "донные" и "потолочные". В центре змеевиков располагается "горелочное устройство" с помощью которого и происходит нагрев нефти до температуры 150 градусов Цельсия. Горелочное устройство различается на "двухсопловое" и "трехсопловое"(то есть с двумя и тремя соплами для пламени). Поверх змеевиков располагаются два кожуха. Все оборудование размещено на платформе, которая прикреплена к раме автомобиля. Агрегат АДПМ устанавливается на следующие шасси: КрАЗ-65101, УРАЛ-43203, УРАЛ-5557. Привод механизмов агрегата осуществляется от тягового двигателя автомобиля, через коробку отбора мощности. Нефть нагревается до установленной температуры за 15-20 минут с момента пуска. Через всасывающий рукав, подключенный к автоцистерне или промысловой емкости, нефть забирается плунжерным насосом высокого давления агрегата АДПМ и прокачивается до необходимой температуры. Затем нагретая нефть через вспомогательные трубопроводы нагнетается в скважину, где расплавляет имеющиеся отложения парафина. Управление и контроль за работой агрегата АДПМ осуществляется из кабины водителя.
Недостатком агрегата АДПМ является то, что он работает только с заранее добытой и очищенной от парафинов и воды нефтью, доставляемую в автоцисцернах, которую агрегат нагревает и закачивает в участок трубопровода от скважины до пункта сбора нефти. В указанном участке трубопровода нагретая очищенная нефть прогревает закачанную из скважины нефть, расплавляя и растворяя парафин, который позволяет увеличить объем добычи нефти, так как не препятствует сужению проходного сечения трубопровода. Весь данный процесс, учитывая малый объем автоцисцерны, каждое новое подсоединение автоцисцерны к агрегату АДПМ, каждый нагрев доставляемой очищенной нефти и каждое ее закачивание из агрегата АДПМ в трубопровод, является прерывным, сложным, длительным по времени и дорогостоящим. Кроме того, перед закачиванием нагретой очищенной нефти в прогреваемый участок трубопровода должен быть остановлен процесс добычи нефти из скважины, что, в свою очередь, ведет к значительному снижению объема добычи нефти.
Техническим результатом полезной модели является повышение объема добычи нефти без остановки процесса добычи нефти из скважины и без прерывания подачи добываемой нефти в трубопровод от скважины до пункта сбора за счет упрощения процесса устьевого нагрева нефти и сокращения времени нагрева.
Технический результат достигается тем, что передвижная установка устьевого нагрева нефти содержит смонтированный на шасси нагреватель, в которой согласно полезной модели, шасси выполнено в виде двухосного прицепа-фургона, на котором так же смонтирован цельносварной пластинчатый теплообменник, кроме того нагреватель выполнен в виде котла пульсирующего горения и связан трубопроводами с цельносварным пластинчатым теплообменником.
Именно наличие двухосного прицепа-фургона обеспечивает устойчивость установки при весо-габаритных характеристиках размещаемого оборудования во время транспортных переездов и эксплуатации. Прицеп фургон обеспечивает защиту от неблагоприятных внешних погодных условий и непрерывность эксплуатации установки независимо от погодных условий, что приводит к повышению объема добычи нефти. Цельносварной пластинчатый теплообменник позволяет использовать большое пластовое давление добываемой из скважины нефти вместо закачиваемой очищеной нефти (по прототипу), что исключает необходимость применения очищенной нефти и обеспечивает непрерывность процесса прогревания нефти, при этом не происходит отложения парафинов на внутренних стенках трубопровода, не уменьшается проходное сечение трубопровода, что приводит к повышению объема добычи нефти. Выполнение нагревателя в виде котла пульсирующего горения основано на периодическом объемном бесфакельномсжигании топлива, позволяющем получение высокой температуры нагрева, обеспечивающей быстрое растворение и расплавление парафинов в цельносварном пластинчатом теплообменнике, через который проходит под большим пластовым давлением добываемая из скважины нефть.
На фигуре 1 показана передвижная установка устьевого нагрева нефти (общий вид). На фигуре 2 - структурная схема подключения нагревателя и цельносварного пластинчатого теплообменника.
Передвижная установка устьевого нагрева нефти содержит установленный на шасси 7 нагреватель 1, выполненный в виде котла пульсирующего горения. Шасси 7 выполнено в виде двухосного прицепа-фургона, на котором так же установлен цельносварной пластинчатый теплообменник 3. Кроме того на фигуре 1 изображены: 2 - нагревающая среда, 4 - вход нагреваемой нефти со скважины, 5 - выход нагретой нефти со скважины, 6 - охлажденная среда, 8 - трубопроводы, 9 - КИПиА (контрольно-измерительные приборы и автоматика).
Передвижная установка устьевого нагрева нефти работает следующим образом.
Нагреватель 1, установленный на шасси 7 совместно с цельносварным пластинчатым теплообменником 3, имеет внутренний объем промежуточного теплоносителя нагревающей среды 2 (например - 150 литров), которая нагревается до рабочего состояния в нагревателе 1 и проходит через трубопроводы 8, запорную арматуру и КИПиА 9, попадает в цельносварной пластинчатый теплообменник 3, где доводит проточную нефтяную эмульсию (вход 4, выход 5) до требуемой температуры, после чего промежуточный теплоноситель - охлажденная среда 6 - возвращается в нагреватель 1.