ПРИМЕНЕНИЕ МОБИЛЬНЫХ АЗОТНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ИЗ ПОЛОСТИ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА

THE USE OF MOBILE NITROGEN PLANTS TO DISPLACE OIL FROM THE MAIN PIPELINE

Airat Valiev

Student, Department of Pipeline Transport, FSBEI HE Samara State Technical University, Russia, Samara

Аннотация. В статье проведен сравнительный анализ наиболее актуальных отечественных установок производства азота в полевых условиях, выявлены их преимущества и недостатки.

Abstract. The article presents a comparative analysis of the most relevant domestic nitrogen production plants in the field, their advantages and disadvantages are revealed.

Ключевые слова: мобильная азотная установка, мембранная технология, вытеснение нефти

Keywords: mobile nitrogen plant, membrane technology, oil displacement

Система магистральных нефтепроводов (МН) – сложный эксплуатационный объект, который нуждается в постоянном контроле и обслуживании. Для обеспечения безопасной эксплуатации необходимо своевременно осуществлять ремонт дефектов трубы с предварительной откачкой транспортируемой среды.

Одним из способов откачки нефти является вытеснение с применением инертной газовой смеси. Согласно [1] наиболее оптимальным для этих целей является использование азота, который в полевых условиях производят на специальных мобильных мембранных азотных установках, этот способ с недавнего времени активно применятся на предприятиях нефтегазового транспортного сектора.

Мобильные азотные установки с мембранными фильтрами сегодня изготавливают зарубежные и отечественные компании. Подобные станции имеют различные технические характеристики, уровень безопасности, надежность.

При этом, нефтетранспортирующие предприятия выдвигают высокие требования к оборудованию в области безопасности, экологичности.

На основании вышеизложенного, поиск оптимального конструктивного решения среди предлагаемых, является актуальной и практически важной задачей.

В результате исследования определено, что из всего многообразия оборудования, производящего азот с помощью мембранных фильтров, наиболее перспективными являются установки:

- азотные установки «Оптим» ООО «ЧКЗ»;

- ТГА-25/20 С90 ПГ «Тегас».

Принцип действия ТГА-25/20 С90 [2] основан на разности парциальных давлений по обе стороны мембраны, именно является движущей силой процесса проникания газов сквозь мембранный фильтр. Газовая смесь, предварительно сжатая компрессором, через фильтрационные элементы поступает в мембранный газораспределительный блок, где легкопроникающие компоненты газовой смеси проходят через пористую оболочку мембраны и попадают в межмембранное пространство, а затем отводятся в атмосферу. Оставшиеся труднопроникающие газы (азот) проходят по всей мембране и поступают в вытесняемый трубопровод. Азотная станция состоит из следующих основных блоков: система воздухоподготовки, система сжатия воздуха (компрессор, привод компрессора), блок азотно-кислородной фильтрации, автоматика станции, кузов станции. Основными преимуществами установки являются:

• возможность управления процессом разделения с помощью регулирования давления и расхода газа;
• высокая проходимость;
• мобильность;
• всепогодность, работа при температурах от -60 до +45°C;
• сокращение времени проведения нефтесервисных операций;
• полная автономность;
• быстрое развёртывание;
• свободное перемещение по дорогам общего пользования;
• надежность и качество продукции;
• повышенный межсервисный интервал;
• эргономичность и удобство в работе;
• высокая энергоэффективность.

«Оптим» ООО «ЧКЗ»  [3] так же является установкой мембранного типа. Принцип действия схож с описанным выше. Состав установки: теплообменник системы Eco Tec Converter, модуль-катализатор с подогревателем, блоки управления, электроклапанов, отбора и анализа проб азота, дисплеи и датчики, фильтрационный блок, мембранный модуль. К основным преимуществам устройства можно отнести:

• автоматическое регулирование чистоты азота с возможностью настройки в широком диапазоне;
• возможность дистанционного управления и контроля;
• отсутствие специальных требований к качеству воздуха;
• низкие эксплуатационные затраты и простота в обслуживании;
• высокая надежность;
• большой ресурс мембранного модуля.

Результаты сравнительного анализа вышеназванных азотных установок для вытеснения нефти из полости трубопровода представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнительный анализ азотных установок

Исходя из данных таблицы можно сделать вывод о сравнительно одинаковой эффективности описанных мобильных азотных установок, основанных на мембранной технологии производства азота. Однако срок службы мембранных картриджей у установки ТГА-25/20 С90 ПГ «Тегас» несколько больше, что позволяет снизить экономические затраты на их замене. Помимо того, ТГА-25/20 С90 ПГ «Тегас» более адаптирована для использования в полевых условиях.