СПОСОБ РАЗМЫВА И УДАЛЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИЗ СТАЛЬНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЬЮ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
METHOD FOR SCOURING AND REMOVING OF BOTTOM DEPOSITS FROM STEEL VERTICAL TANKS WITH OIL OR OIL PRODUCTS

Изобретение относится к эксплуатации резервуарных парков магистральных нефтепроводов, необходимых для приема нефти от добывающих предприятий, ее учета, обеспечения заданных для перекачки потребителю свойств нефти. В частности, изобретение относится к технологии очистки стальных вертикальных резервуаров от донных отложений.
На днищах резервуаров с течением времени при длительной эксплуатации накапливается осадок, сокращающий полезную емкость и затрудняющий эксплуатацию резервуаров. Осадок по площади распределяется неравномерно, наибольшая его толщина создается в участках, удаленных от приемо-раздаточных патрубков, что не позволяет точно замерять фактическое количество нефти в резервуаре. Со временем осадок уплотняется и в отдельных зонах трудно поддается размыву. Для надежной эксплуатации резервуаров их необходимо периодически очищать от накопившегося осадка.
Широкое распространение получили химико-механизированные способы очистки резервуаров с применением растворов моющих средств, способствующих повышению качества очистки, интенсивности процесса очистки, при незначительной степени применения ручного труда. Основными недостатками данной технологии, ограничивающими возможности ее практического применения, является необходимость использования специального реагента и дальнейшая очистка растворов моющих средств от нефтешламов (нефтеостатков). (См. RU2307976 от 10.10.2007).
Взрыво- и пожароопасность очищаемого резервуара зависит как от свойств моющего раствора, так и от свойств нефтеостатков, которые в процессе очистки активизируются и существенно изменяют состав газовой среды, что может привести к опасным концентрациям паров в воздухе. Поэтому целесообразно нефтеостатки разжижать самой нефтью и удалять вместе с ней, что осуществляется на практике, при размыве донных парафинистых осадков.
С применением нефти в качестве моющего средства исключается применение специальных химических реагентов и решается проблема регенерации промывочного раствора и утилизации нефтеостатков путем сбора их в системе транспорта нефти.
При применении нефти в качестве моющего средства в целях снижения пожаро- и взрывоопасности необходимо обеспечить насыщение углеводородов в резервуаре выше предела взрывоопасности и исключить нарушение концентрации за счет поступления (подсоса) воздуха. Известно, что при перемешивании остатков нефти в резервуаре выделяются углеводороды, равновесие газовой смеси смещается в сторону от пределов взрываемости, поэтому при промывке резервуара нефтью выделение углеводородов в газовое пространство гарантирует безопасность работ.
Применяемые в настоящее время способы очистки резервуаров связаны с промывкой, пропариванием и вентиляцией внутреннего пространства резервуара, а также вывозом твердого остатка (нефтешлама).
За последние годы в нашей стране широко применяются резервуары больших объемов с плавающими крышами. Диаметр резервуара более 60 м, а высота между днищем и плавающей крышей, находящейся во время очистки на опорных стойках в нижнем положении, лежит в пределах (1200-1800) мм. В пространстве между плавающей крышей и днищем находится большое количество конструкций: опорные стойки, система удаления атмосферных осадков с крыши, предупреждения выпадения осадка из нефти, система подогрева и другое оборудование - все они затрудняют очистку резервуара.
Одним из вариантов решения проблемы очистки резервуаров является предотвращение накопления осадков.
Наиболее рациональным из всех существующих методов по борьбе с накоплением донных осадков в резервуарах являются гидравлические системы размыва. Система состоит из группы веерных сопел, из которых струи нефти распространяются по днищу резервуара, смывают осадок, и затем взвешенный осадок вместе с нефтью откачивается из резервуара. Эта система позволяет исключить трудоемкие периодические зачистки резервуаров, сохранить и перевести в нефть осадок, представляющий собой ценный энергоресурс, увеличивает полезную емкость резервуара и устраняет загрязнение окружающий среды.
Вместо системы веерных кольцевых сопел может применяться также компактная струя с медленно вращающимся соплом, также обеспечивающая высокую эффективность перемешивания осадка с нефтью. (См. Гималетдинов Г.М., Саттарова Д.М. «СПОСОБЫ ОЧИСТКИ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НАКОПЛЕНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РЕЗЕРВУАРАХ». Нефтегазовое дело. Электронный научный журнал. Выпуск 1/2006, стр. http://www.ogbus.ru/2006_1.shtml).
Недостатком подобных систем является то, что со временем трубопроводы обвязки разрушаются, подвижные части сопел засоряются, снижая эффективность размыва донных отложений.
Для обеспечения длительной и безаварийной работы стационарных гидравлических систем размыва необходимо разработать оптимальные режимы их эксплуатации.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности размыва и удаления донных отложений из стальных вертикальных резервуаров с нефтью и/или нефтепродуктами при обеспечении длительной безаварийной работы стационарных гидравлических систем размыва.
3
Для решения поставленной задачи предложен способ размыва и удаления донных отложений из стальных вертикальных резервуаров с нефтью и/или нефтепродуктами при помощи стационарной системы размыва, включающей трубную разводку, снабженную размывающими соплами, предусматривающий заполнение резервуара нефтью до уровня, обеспечивающего безопасную работу системы размыва, и размыв донных отложений путем подачи нефти через сопла системы с откачкой из резервуара размытых донных отложений в смеси с нефтью. При этом минимальное значение уровня нефти перед началом заполнения резервуара через систему размыва, обеспечивающего безопасную работу системы, устанавливают в диапазоне 2-3 м, а расход закачки нефти через систему задают не менее 200 м/ч.
Размыв и удаление донных отложений проводят перед выводом резервуара из эксплуатации.
В первом варианте осуществления заявленного способа откачку из резервуара размытых донных отложений в смеси с нефтью проводят одновременно с заполнением резервуара нефтью через систему размыва.
Откачку из резервуара производят зачистным насосом до минимально возможного технологического уровня.
В другом варианте осуществления заявленной технологии операции заполнения резервуара нефтью до уровня, обеспечивающего безопасную работу системы размыва, размыв донных отложений путем подачи нефти через сопла системы размыва и откачку из резервуара выполняют раздельно и последовательно.
Выбор минимального значения уровня нефти, обеспечивающего безопасную работу системы размыва, выбирают в зависимости от типа и размера резервуара.
Так минимальное значение уровня нефти, обеспечивающего безопасную работу системы, для стального вертикального резервуара со стационарной крышей устанавливают на уровне 2 м.
А для стального вертикального резервуара с плавающей крышей или в плавающим понтоном минимальное значение уровня нефти, обеспечивающего безопасную работу системы размыва, устанавливают на уровне не менее 3 м.
Откачку из резервуара с плавающей крышей производят со скоростью ее перемещения не более 3,5 м/ч.
Для обеспечения качественного размыва донных отложений минимальная продолжительность размыва при уровне осадка в резервуаре до 0,1 м составляет 3,5-5 ч в зависимости от объема резервуара.
При уровне осадка в резервуаре до 0,5 м минимальная продолжительность размыва осадка составляет 7-16 ч в зависимости от объема резервуара.
При уровне осадка в резервуаре до 1,0 м минимальная продолжительность размыва осадка составляет 25-54 ч в зависимости от объема резервуара.
При уровне осадка в резервуаре более 1,0 м минимальная продолжительность размыва осадка составляет 30-60 ч.
Пример 1.
Перед выводом резервуара из эксплуатации размыв донных отложений в резервуаре производили с использованием стационарной системы, состоящей из трубной разводки и размывающих сопел раздельным способом.
Технологические операции по размыву и удалению из резервуара донных отложений осуществляются в следующей последовательности: заполнение резервуара нефтью до уровня, обеспечивающего безопасную работу оборудования, согласно таблице 1. При этом для стального резервуара с плавающей крышей или с плавающим понтоном значение уровня нефти, обеспечивающего безопасную работу системы размыва, составило 3 м. Если уровень нефти в резервуаре менее 3 м, то возникает риск повреждения вспомогательного оборудования, расположенного под плавающей крышей или понтоном.
Размыв донных отложений осуществляли путем подачи нефти через систему размыва с последующей откачкой размытых донных отложений в смеси с нефтью.
3
3
Продолжительность размыва выбирали в зависимости от толщины донных отложений. Параметры системы размыва приведены в таблице 1. Так, для резервуара объемом 5000 м при уровне донных отложений 0,1 м продолжительность размыва составила 5 ч. А для резервуара объемом 50000 м при уровне донных отложений более 1 м продолжительность размыва составила 35 ч.
Размыв резервуара осуществляли до обеспечения нормативного уровня донных отложений (замер производили через замерный люк). Размыв резервуара был завершен за сутки до вывода резервуара из эксплуатации.
В данном примере показан вариант заявленной технологии с последовательным осуществлением операций заполнения нефтью резервуара через систему размыва, донные отложения приводятся во взвешенное состояние и удаляются из резервуара путем откачки нефти из резервуара. Разрыв по времени между операциями заполнения и откачки не превышает 2 ч для исключения формирования нового осадка донных отложений.
Уровень нефти перед началом размыва резервуара через стационарную систему приведен в таблице 1.
Откачка нефти из резервуара производится зачистным насосом через трубопроводы до минимально возможного технологического уровня нефти. Для резервуаров, оснащенных понтоном (плавающей крышей), откачка нефти должна производиться со скоростью движения понтона (плавающей крыши) не более 3,5 м/ч.
Через 2 ч после выполнения технологической операции по откачке нефти из резервуара проводится замер уровня донных отложений, не менее чем в трех точках, замерной рулеткой с лотом через замерный люк и световые люки в стационарной и плавающей крыше. Для резервуаров типа РВСП замер производится в одной точке через замерный люк.
Пример 2.
Способ размыва донных отложений провели по варианту одновременного проведения операций заполнения резервуара через систему размыва и откачки через трубопроводы системы. В этом случае приведение во взвешенное состояние и удаление донных отложений происходит одновременно. Параметры работы системы размыва соответствовали табл.1.