Проблемы, связанные с парафинизацией трубопровода очень часто возникают при добыче и транспортировке нефти на многих месторождениях, что обусловлено физико-химическими свойствами добываемой нефти. Задача становится особенно сложной, когда транспортировке подлежит «тяжелая нефть» в связи с ее большой вязкостью, высокой плотностью и сложным молекулярным составом. Из-за физических характеристик жидкости и снижения пропускной способности трубопровода возможность транспортировки по трубопроводам затрудняется, а иногда становится и вовсе невозможной.

Стандартными методами борьбы с парафинизацией трубопровода являются:

• покрытие внутренней поверхности трубопровода высоко полярными материалами,
  
• введение в поток нефти поверхностно активных веществ, препятствующих отложению парафина на стенках,
  
• добавление в нефть разбавителей парафина.
  

Добавление в нефть разбавителей парафина для снижения вязкости и плотности нефти через равные участки является популярным решением, однако нужно учитывать, что это влияет на химический состав нефтяной эмульсии и может привести к нежелательным последствиям при ее дальнейшей переработке.

Для решения данной проблемы на месторождениях по добыче нефтяной эмульсии с высокими вязкостью и плотностью, компания ООО «ПКФ» СЕТАЛЬ» предлагает не совсем стандартное, но эффективное решение, которое хорошо зарекомендовало себя на устье одной из скважин Восточно-Фурмановской группы месторождений, расположенном в Пестравском районе Самарской области.

В устье скважины был установлен взрывозащищенный электрический проточный подогреватель во взрывозащищенном исполнении EEx"d"IICT3 мощностью 60 кВт, представляющий собой сосуд из нержавеющей стали, с помещенной в него связкой U - образных нагревательных элементов. На корпусе (сосуде) подогревателя имеются входной и выходной патрубки. Поступая во входной патрубок, нефтяная эмульсия нагревается за счет прямого контакта с нагревательными элементами и на выходе имеет температуру, необходимую для ее дальнейшей транспортировки (около 55°С). Данный подогреватель обеспечивает стабильный режим нагрева газоводонефтяной эмульсии с 2012 года.

Расчет данного подогревателя был произведен на основании предоставленных специалистами заказчика данных о физико-химических свойствах нагреваемой нефтяной эмульсии, дебита скважины и требуемой температуры нагреваемой среды на выходе из подогревателя. Важным параметром при расчетах является рабочее давление и температура окружающей среды. На основании представленных заказчиком данных был произведен теплотехнический расчет оборудования (мощность, габаритные размеры, количество и удельная мощность нагревательных элементов и т.д.).

В комплект поставки электрического подогревателя нефтяной эмульсии входит шкаф управления уличного исполнения, позволяющий плавно регулировать мощность подогревателя в зависимости от расхода. На лицевой панели шкафа располагаются органы управления, терморегуляторы, отображающие фактическую температуру нагреваемой среды на выходе из подогревателя, температуру нагревательных элементов и температуру сосуда. С помощью данных терморегуляторов также даются установки по температуре нагреваемой среды, аварийные показатели температуры нагревательных элементов и температуры сосуда. Связь с АСУТП может быть осуществлена с помощью протокола RS-485 Modbus RTU. Проверено - если сертфикация в Москве все же понадобится, то аналогичные препараты без проблем ее прошли, так что не стоит волноваться.

Регулирование мощности происходит с помощью термопары, установленной в межТЭНовом пространстве, рядом с выходным патрубком. Сигнал с термопары, с помощью преобразователя 4…20 мА поступает в шкаф управления и, в случае несоответствия фактического и установленного значения температуры, щит управления автоматически с помощью тиристорного регулятора, плавно увеличивает мощность подогревателя для обеспечения требуемой температуры нагреваемой среды.

Следует отметить, что применение тиристорного типа регулирования, в отличии от контакторного (вкл./выкл.) обеспечивает более плавный выход на заданный уровень температуры, более точное регулирование (+/- 1°C) и отсутствие токовых бросков, что несомненно увеличивает срок службы подогревателя. Относительным недостатком плавного регулирования в отличии от двухпозиционного можно отнести только более высокую стоимость, что компенсируется большей надежностью работы так как расход нефтяной эмульсии, поступающей из скважины в подогреватель, как правило, нестабилен. В случае двухпозиционного регулирования мы просто не сможем добиться точного значения заданной температуры на выходе из устьевого подогревателя.

Принимая во внимание, что нефтяная эмульсия, поступающая из скважины в подогреватель является агрессивной средой, особое внимание следует уделить материалам, используемым для изготовления устьевых подогревателей. Нагревательные элементы, контактирующие с нефтяной эмульсией, выполнены либо из нержавеющей стали AISI316L, обеспечивающей повышенную устойчивость к коррозии за счет добавления молибдена, либо из сплава INCOLOY 800, который, благодаря высокому содержанию никеля, обеспечивает высокоэффективную сопротивляемость к контактной коррозии под давлением. Данный сплав достаточно широко применяется в нефтехимической промышленности при разработке и производстве высокотемпературного оборудования.

Резюмируя, можно отметить, что применение взрывозащищенных электрических подогревателей для подогрева нефти и различных нефтяных эмульсий на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производствах является эффективным решением по предотвращению парафинизации трубопроводов и поддержанию необходимой температуры для ее транспортировки.