Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование температурных режимов работы надземных "горячих" нефтепроводов

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Обоснование температурных режимов работы надземных "горячих" нефтепроводов"



На правах рукописи

ТРАПЕЗНИКОВ Сергей Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАДЗЕМНЫХ «ГОРЯЧИХ»

НЕФТЕПРОВОДОВ (НА ПРИМЕРЕ ТРУБОПРОВОДА ЦПС «ЮЖНО-ШАПКИНСКОЕ» - ХАРЬЯГА)

Специальность 25.00.19 - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

2 О АПН 2011

4844624

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -доктор технических наук, доцент

Николаев Александр Константинович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Поляков Вадим Алексеевич, кандидат технических наук

Подавалов Илья Юрьевич

Ведущее предприятие - ООО «Балтнефтепровод».

Защита диссертации состоится 19 мая 2011 г. в 11 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.10 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 18 апреля 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Н.И.НИКОЛАЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время доля высоковязких и высокозастывающих нефтей в общем объеме ее добычи возрастает. Большая их часть транспортируется в районах, которые характеризуются не только суровыми климатическими условиями, но и наличием вечномерзлых грунтов, что обуславливает прокладку трубопроводов надземным способом.

Однако вопросы движения высоковязкой нефти по надземным трубопроводам изучены недостаточно широко. В таких трубопроводах особенно актуальным является учет изменения вязкости нефти по поперечному сечению, что влечет за собой искажение профиля скоростей и, как следствие, смещение теплового потока в трубе. Пренебрежение изменением температуры высоковязкой нефти по поперечному сечению приводит к ошибкам при расчете температурных режимов работы «горячих» нефтепроводов, а также к увеличению затрат на тепловую изоляцию.

Большой вклад в исследование вопросов, связанных с трубопроводным транспортом высоковязких и высокозастывающих нефтей, внесли JI.C. Абрамзон, В.М. Агапкин, P.A. Алиев, В.Е. Губин, В.Ф. Новоселов, П.И. Тугунов, В.И. Черникин, В.А. Юфин, B.C. Яблонский, В.А. Поляков, В.Л. Нельсон, С.М. Коли, A.A. Ароне, Ф. Карг, Ф. Джил, Р. Рассел и другие ученые.

Анализ материалов этих исследований показывает, что на эффективность транспорта большее влияние оказывает температурный режим транспортируемой нефти. Поэтому, расчету температурных режимов работы трубопроводов, перекачивающих высоковязкую нефть, в настоящее время уделяется большое внимание.

Существующие методы расчета нефтепроводов, основанные на использовании опытных данных в виде таблиц, номограмм и эмпирических формул, достоверны в определенном диапазоне конкретных измерений и не могут быть распространены для расчета транспортирования различных по своим свойствам нефтей, что вызывает необходимость проведения дополнительных теоретических и экспериментальных исследований температурных режимов их транспортирования с целью повышения эффективности трубопроводного транспорта.

Цель работы. Повышение эффективности эксплуатации надземных «горячих» нефтепроводов на основе оптимизации температурных режимов их работы с учетом неравномерности распределения теплового потока по периметру трубопровода.

Основные задачи исследований:

- исследовать реологические свойства нефти, обработать результаты исследований и получить зависимость для определения динамической вязкости;

- разработать физико-математическую модель процесса тепломассообмена с учетом гидродинамики потока и реологической модели исследуемой высоковязкой нефти для стационарного процесса в трубопроводе;

- установить зависимость для расчета коэффициента гидравлического сопротивления при движении высоковязкой нефти в условиях неизотермического режима течения;

- разработать методику расчета температурных режимов работы трубопровода при неизотермическом движении высоковязкой нефти.

Идея работы. Температурный режим работы надземных трубопроводов следует определять в зависимости от неравномерности распределения температуры нефти по сечению трубы. Эта неравномерность может быть учтена введением в математическую модель процесса теплообмена между потоком нефти и окружающей средой коэффициента, зависящего от радиуса трубопровода, смещения теплового потока нефти и ее скорости.

Научная новизна диссертационной работы:

- разработана физико-математическая модель процесса теплообмена высоковязкой нефти с учетом смещения динамической оси потока относительно геометрической оси трубы, позволяющая дать рекомендации по утеплению нефтепровода;

-установлены зависимости по определению коэффициента гидравлического сопротивления высоковязкой нефти для ламинарного режима течения и зоны гидравлически гладких труб турбулентного режима течения при неизотермическом движении.

Основные защищаемые положения:

1. Толщину тепловой изоляции нефтепровода следует определять в зависимости от неравномерности распределения температуры нефти по сечению трубы с учетом ее эффективной вязкости, плотности и скорости потока.

2. Величину коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом течении высоковязкой нефти следует определять как произведение соответствующего коэффициента при изотермическом течении и показателя, определяемого как отношение критерия Прандтля при средней температуре перекачиваемой нефти к критерию Прандтля при средних значениях температуры стенки трубы на заданном участке нефтепровода, и параметра, учитывающего неизотермичность движения нефти по длине трубопровода, что позволяет повысить точность расчета режимов транспортирования потока нефти.

Методика исследований. Для решении поставленных задач использовался комплексный метод исследований, включающий: анализ и обобщение данных по эксплуатации нефтепроводов в сложных природно-климатических условиях; теоретический анализ с использованием фундаментальных уравнений гидромеханики и тепломассообмена; математическое моделирование с использованием ПК; экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях.

Достоверность научных положений обоснована и подтверждена использованием современных методов проведения теоретических исследований, сходимостью расчетных и экспериментальных данных с применением регрессионного анализа.

Научные результаты выполненной работы заключаются в следующем:

-установлена аналитическая зависимость для определения скорости потока нефти в любой точке поперечного сечения с учетом смещенной динамической оси потока;

- установлена графическая зависимость для определения безразмерной температуры в любой точке поперечного сечения потока нефти с учетом распределения скорости;

- экспериментально установлена обобщенная реологическая кривая течения высоковязкой нефти;

-установлено критериальное уравнение для определения безразмерного коэффициента теплоотдачи Нуссельта в зоне гидравлически гладких труб;

-установлена зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом течении нефти по горизонтальному трубопроводу в зоне гидравлически гладких труб.

Практическая значимость работы:

- разработана методика расчета температурных режимов работы надземных нефтепроводов, работающих в условиях Севера;

-разработаны рекомендации по обеспечению температурных режимов работы надземных нефтепроводов.

Апробация работы. Основные положения и результаты докладывались и обсуждались на: 7-ой межрегиональной научно-практической конференции «Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения» (г. Воркута, 2009); Х-ой международной молодежной научной технической конференции «Севергеоэкотех -2009» (г. Ухта); региональной научно-технической конференции «Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов» (г. Ухта, 2009); международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт -2009» (г. Уфа); научном симпозиуме «Неделя горняка - 2010» (г. Москва).

Личный вклад соискателя работы состоит в разработке физико-математической модели теплообмена между потоком высоковязкой нефти и стенками трубы; в установлении зависимостей для расчета коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от приведенного числа Рейнольдса для ламинарного режима течения и для зоны гидравлически гладких труб в условиях неизотермического движения нефти; в установлении критериального уравнения для определения безразмерного коэффициента теплоотдачи в зоне гидравлически гладких труб.

Реализация результатов работы. Результаты работы могут быть использованы при проектировании трубопроводов, перекачи-

вающих высоковязкую нефть в неизотермическом режиме, а также при изучении дисциплины «Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» студентами специальности 130501.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 8 статьях, в том числе 3 статьи, изданные в журналах, рекомендованных ВАК, получен 1 патент РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 133 наименований. Содержание диссертации изложено на 124 страницах печатного текста, сопровождается 29 рисунками и 13 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы и необходимость проведения теоретических и экспериментальных исследований процесса транспортирования высоковязкой нефти с целью повышения его эффективности.

В первой главе диссертации выполнен анализ опыта эксплуатации и методов тепловых расчетов нефтепроводов в сложных природно-климатических условиях и проанализированы методы расчета коэффициента гидравлического сопротивления при изотермическом и неизотермическом режимах, поставлена цель и определены задачи исследований.

Исследованиями тепловых режимов трубопроводного транспорта высоковязких жидкостей занимались многие ученые. Среди трудов, посвященных этому направлению, следует особо выделить работы Л.С. Абрамзона, Л.С. Лейбензона, B.C. Яблонского, В.И. Черникина, В.М. Агапкина, А.К. Галлямова, H.A. Гаррис, В.Е. Губина, В.Н. Дегтярева, Б.Л. Кривошеина,

A.Х. Мирзаджанзаде, В.Ф. Новоселова, Ю.А. Сковородникова, Б.А. Тонкошкурова, П.И. Тугунова, В.И. Харламенко, В.А. Юфина,

B.Л. Нельсон, С.М. Коли, A.A. Ароне, Ф. Карг, Ф. Джил, Р. Рассел и другие.

Наибольшую неопределенность в расчеты стационарного теплового режима нефтепроводов вносит погрешность определения коэффициента теплопередачи k. Авторы не учитывают реологиче-

ские свойства конкретной жидкости, и при каких условиях происходит ее транспортирование. Многие авторы с целью упрощения получения аналитического решения задачи при изучении вопросов конвективного теплообмена ограничиваются рассмотрением температурного поля в потоке, задавая в граничных условиях изменения, происходящие в окружающей среде.

В основном, в проанализированных исследованиях расчет теплообмена между нефтью и трубой выполняется с учетом усреднения скорости движения потока нефти, что искажает реальную картину тепломассообмена в сечении трубопровода, так как температура жидкости распределена неравномерно в этом сечении вследствие того, что значение динамической вязкости изменяется по поперечному сечению потока.

Течение реальных нефтей характеризуется индивидуальными особенностями, вызванными природой их минералогического состава, особенностями структурообразования и другими многочисленными факторами, что не позволяет применять известные теоретические, полуэмпирические или эмпирические реологические модели и вынуждает предлагать новые зависимости, учитывающие конкретные свойства исследуемой системы. В том случае, когда течение исследуемой системы описывается известной реологической моделью, то для вычисления реологических характеристик необходимо проведение экспериментальных исследований физико-химических свойств и снятие экспериментальных кривых течения конкретной жидкости.

Наиболее обоснованные рекомендации по определению коэффициента гидравлического сопротивления Л были даны И.И. Никурадзе. Большой вклад в это направление также внесли Т.М, Башта, М.В. Лурье, А.Д. Альтшуль, Б.Л. Шифринсон, Д.Г. Стоке, В.И. Черникин, Б.С. Филатов, Р.И. Шищенко, Кольбрук, Уайт и др.

При перекачке вязких нефтей в зимних условиях по трубопроводу их температура изменяется как по длине, так и по радиусу трубы. Снижение средней температуры жидкости по длине сопровождается увеличением ее вязкости. Изменение температуры жидкости по радиусу приводит к изменению вязкости жидкости и де-

формации профиля скоростей, т.е. движение нефти происходит в неизотермическом режиме. Зависимость для расчета коэффициента гидравлического сопротивления необходимо получить экспериментально. Такие исследования проводили A.A. Гухман, Н.В. Илюхин, E.H. Зидер, Г.Е. Тейт, А. Зоммерфельд, А.К. Николаев, М.А. Михеев, Б.С. Петухов и др.

Предложенные методы расчета коэффициента гидравлического сопротивления на основе различных реологических моделей требуют внесения соответствующих корректив, основанных на экспериментальных исследованиях реологических свойств конкретного типа высоковязкой нефти.

Вторая глава посвящена теоретическим исследованиям теплообмена при движении нефти при неизотермическом режиме.

Теоретические исследования процессов гидродинамики и теплообмена при течении аномальных жидкостей по трубам и каналам позволяют построить математическую модель стационарных режимов работы трубопроводов различных способов их прокладки при транспорте жидкостей с выраженной реологией.

Математическая модель процесса теплообмена потока высоковязкой нефти в трубопроводе с окружающей средой будет представлять собой в цилиндрической системе координат систему нелинейных дифференциальных уравнения теплопроводности, уравнений движения и неразрывности

(1)

d(pwt) t d(pwr) | 1 djpwj | w,

Д.- .. 3 Г ..

dz 8r г д<р r

+ P

w,

Г

= 0.

r

Пренебрегая изменением скорости вдоль координат г и ср, получим

\2 "

дТ Ян

щ-= —2.

дг рср

г\ д ( дТ\ 1 д2Т г— !+•

г дг

V

дг) г1 дер2

\

) Р°р < дг ,

<гдг{ дг

=

аг

0.

(2)

со следующими граничными и начальными условиями 7"|г_о = 7^,

г=0

= 0, £

дг гп

= 0, I =0,

дю.

г=г0

Г=Г„

дг

г=0

= 0, где

г=0

IV =0,202м/с ¿=68мм 55 70°С

71,5°С

£1 - _ безразмерный Я

параметр Био; г0 - радиус

0 0.2м/с ^=0,36 м/с 55 70°С

71 "С Г„=54°С

0 0,3м/с 1сф=0,49м/с 55 70°С

О 0.5м/с

Рис.1. Распределение температуры по вертикальному диаметру нефтепровода при Б = 68 мм

г «„=55,5 °с трубопровода, м; а, -внешний коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -К).

Распределение температуры в потоке нефти изучалось В,И. Черникиным и В.В. Губиным. На рис.1 приведены результаты исследований В.И. Черникина.

Обработка результатов этих экспериментов позволила получить зависимость для описания профиля скорости потока высоковязкой нефти в следующем виде

70°С

Г„=55,5 °С

и=66°С

гу. =

ф

( 1\ 1Л

'о у

К,

(3)

где мг - средняя по сечению скорость, м/с.

Коэффициента АГ был определен методом множителей Ла-гранжа (рис.2). Поэтому профиль скоростей описывается следующей формулой

=

г2-г2 го '

А + 2/г<г эт (р '

(4)

где А, F - эмпирические коэффициенты, равные А = (г£-Ь2)(<12-Ь2)/с1ъ+2Ьг/с1, ¥ = Ыг1-Ъг-2йг)12йг; Ъ - смещение динамической оси потока относительно геометрической оси нефтепровода, м\ <1 = . Откуда коэффициент АТ равен

(5)

Рис.2. Профиль скорости с учетом смещения динамической оси потока

Так как коэффициент К учитывает смещение динамической оси потока высоковязкой нефти относительно геометрической оси трубопровода, то решение системы нелинейных дифференциальных уравнений сводится к решению одного дифференциального уравнения теплопроводности, представленного в безразмерном виде в цилиндрической системе координат

у ^ г2 дг ( г2 я зД зя) г2я дер2)

2

рср г0 V дЯ;

где а =--коэффициент температуропроводности нефти, м /с;

Р°р

Лн - теплопроводность нефти, Вт/(мК); р - плотность нефти,

, Т-Т кг/м , ср - изобарная теплоемкость нефти, Дж/(кг-К); 0 =-2—

безразмерная температура; Т0 - начальная температура нефти, К; Тс

- температура окружающей среды, К; Т - температура нефти в трубопроводе, К; ——-—— - безразмерная координата вдоль оси

2 Ре г0

нефтепровода; г - координата вдоль оси нефтепровода, м; г0 - ра-

2>ус/,Г0

диус нефтепровода, м; Ре =----число Пекле; м/ - средняя

а

г

скорость потока нефти, м/с; Я =--безразмерный радиус нефте-

го

провода; г - координата вдоль радиуса нефтепровода, м; Ж = ——

м?

ср

- безразмерная скорость нефти; \\>г - скорость нефти вдоль оси неф-

тепровода, м/с; ¡л = /л0еАТ - вязкость нефти в зависимости от температуры, Па-с; /Лц, А - эмпирические коэффициенты; К - коэффициент, учитывающий смещение динамической оси потока. Начальные и граничные условия имеют вид:

_Ч . д©

SR

я=о

dR

= 0; w\r=\ =0

_п. dW dR

= 0- (7)

д=о

Решение уравнения осуществляется численно методом конечных элементов в Matlab при помощи приложения PDE Toolbox (рис.3).

Рис.3. Распределение теплового потока высоковязкой нефти по сечению трубы

Из графика видно, что тепловой поток по сечению нефтепровода смещен вверх относительно геометрической оси трубопровода, что свидетельствует о смещении динамической оси потока нефти.

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления при движении высоковязкой нефти Южно-Шапкинского месторождения были проведены предварительные исследования ее реологических свойств. Результаты экспериментов показали, что движение этой нефти описывается законом Балкли-Гершеля. В этом случае для всей зоны ламинарного потока коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле

Я =

64

Re

(8)

* Яе

где Яе =-тг; Яе - критерий Рейнольдса; И -критерий Иль-

1 + — N

юшина; N - число, определяемое экспериментально.

Подставляя значение Яе* в уравнение (8), получим

Яе I N

(9)

Для зоны гидравлически гладких труб коэффициент гидравлического сопротивления при изотермическом режиме определяется по формуле

Х = а

г 8 Яе Л

И+2(1 + ^9 + И ) )

(Ю)

где а , Ъ* - коэффициенты, определяемые экспериментально.

В третьей главе приведены методики экспериментальных исследований реологических характеристик нефти, температурных и гидравлических режимов в лабораторных и производственных условиях.

В работе выполнено планирование экспериментов на основе методики М.М. Протодьяконова и Р.И. Тедера.

Для измерения реологических характеристик нефти использовался ротационный вискозиметр Шгео1ез1 КЖ.1. Экспериментальные данные обрабатывались с помощью метода наименьших квадратов. Эти кривые описываются уравнением Балкли-Гершеля (рис.4)

т = т0+к'-г"\ (И)

где г0 - начальное напряжение сдвига, Па; к' - коэффициент, зависящий от консистентности системы, Пас; п' - показатель степени, изменяющийся от ряда факторов.

В результате обработки экспериментальных данных была получена зависимость для определения динамической вязкости нефти

// = 0,0835<Гад739Г.

(12)

На рис.5 представлена обобщенная реологическая кривая высоковязкой нефти. Анализ графика (рис.5) показывает, что: для значений напряжения сдвига т0 < г < г, - зона ламинарного режима; при тх < г < г2 - переходная зона; для напряжений сдвига больших г2 течение жидкости будет проходить в турбулентном режиме.

При движении нефти основными параметрами, влияющими на коэффициент гидравлического сопротивления, являются: скорость движения потока жидкости м>ср ; внутренний диаметр трубопровода (Л; начальное напряжение сдвига г0; вязкость нефти /л .

На промышленном нефтепроводе проводились замеры потерь напора в изотермическом и неизотермическом режимах движения нефти. При движении нефти в изотермическом режиме коэффициент гидравлического сопротивления для зоны гидравлически гладких труб рассчитывался по формуле (10).

г,Па

г,Па 40 20 0 i

i

..............{.............. ......idl....... ..............i..........

■!—■—i—*—; ^ri-^ClIi__-

Т2 Т\

ГО 2 0

—-■<■

}

0 100 200 300 400 500 г,с1 0 Г\ Уг 60 80 100 Г,С'1

Рис.5. Обобщенная реологическая кривая высоковязкой нефти

Рис.4. Реологические кривые высоковязкой нефти при различных значениях температуры

Обработка опытных данных позволила получить зависимость (9) для расчёта коэффициента гидравлического сопротивления

при ламинарном режиме (N = 9,52), а для неизотермического течения нефти в следующем виде

где а = 0,04 Ше~°'05; Ь* = 2,23#<Г0'35; /и = 0,13; Не - число Хед-

стрема; Тн, Тк - температуры нефти в начале и в конце трубопровода соответственно.

При выполнении экспериментов по исследованию процесса теплообмена от потока нефти к трубе определялся безразмерный коэффициент теплоотдачи Нуссельта (Ыи ). Экспериментальные данные были обработаны в виде критериальной зависимости

где Prf - число Прандтля потока нефти; Prw - число Прандтля

нефти у стенки трубопровода; С, п - экспериментально полученные коэффициенты.

В окончательном виде формула (13) имеет вид

Сравнение результатов расчета по этой формуле с экспериментальными данными показало погрешность не более 5%. Данная формула рекомендуется для расчета теплоотдачи при движении нефти по трубопроводу для чисел Рейнольдса, изменяющихся в пределах 2320... 15450.

Результаты экспериментов, проведенных на промышленном нефтепроводе, представлены на рис.6, на котором видно, что в верхних зонах трубы температура стенки равна +42,7°С, +44,7°С. В нижних зонах трубы температура стенки ниже, чем на верхней обра-

(14)

(15)

зугощей, и равна +39,9°С, +40,5°С. Полученные температуры представляют средние показания из проведенных замеров.

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что отличие локальных значений температур в верхних и нижних зонах потока нефти можно объяснить превышением сил вязкости у дна трубы.

Рис.б. Изменение локальных значений температуры по периметру горизонтальной трубы (1 - труба; 2 - точки замера температуры): а - на 18 км трассы; б - на 13 км

В четвертой главе на основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика расчета температурных режимов работы надземных нефтепроводов.

Температурный расчет нефтепровода производится после выполнения гидравлического расчета, который включает в себя: определение скорости потока, начального напряжения сдвига и динамической вязкости (12), расчет значения числа Ильюшина, определение коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от режима течения высоковязкой нефти по одной из предложенных автором зависимости (8, 13), удельных потерь напора, а также полного необходимого для трубопроводной системы напора. Значение температуры потока в любой точке поперечного сечения нефтепровода определяем по графику (рис.3). Значение средней температуры нефти по длине определяется по формуле В.Г. Шухова. Для определения критерия Шухова и входящего в него коэффициента теплопередачи необходимо определить коэффициент внутренней теплоотдачи, который находится в зависимости от безразмерного коэффициента теплоотдачи Нуссельта, определяемого по формуле (15).

Вследствие неравномерности теплового потока по сечению нефтепровода, толщина тепловой изоляции также является переменной. Поэтому, по известным значениям температуры нефти по периметру трубопровода можно определить толщину изоляции в той же точке отдельно.

Для компенсации температурных напряжений в трубопроводе была разработана конструкция компенсатора (патент 1Ш 2406913 С2).

В этой же главе был выполнен технико-экономический расчет различных вариантов утепления нефтепровода по разработанной методике. Вариант с применением переменной по периметру трубы толщиной теплоизоляции позволяет снизить затраты на 10 %.

В заключении приводятся общие выводы и рекомендации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что реологическая кривая течения нефти Юж-но-Шапкинского месторождения соответствует модели Балкли-Гершеля. Ламинарный режим ее движения наблюдался при скоростях сдвига 0...20 с' (значения напряжения сдвига лежат в интервале 4..,10 Па), а неньютоновские свойства проявляются при температуре жидкости ниже 20 °С. Получена формула для определения динамической вязкости в зависимости от температуры.

2. Разработана физико-математическая модель процесса теплообмена высоковязкой нефти с учетом смещения динамической оси потока относительно геометрической оси трубопровода на основе уравнения теплопроводности Фурье-Кирхгофа. В этой модели смещение учитывается коэффициентом К, который описывается формулой (5).

3. Установлены новые зависимости для расчета коэффициента гидравлического сопротивления при ламинарном режиме движения нефти и для зоны гидравлически гладких труб в условиях неизотермического течения. Для ламинарного режима величина коэффициента гидравлического сопротивления представлена как функция числа Ильюшина и параметра ТУ, определяемого экспериментально, а эмпирические коэффициенты, входящие в формулу для расчета коэффициента гидравлического сопротивления в зоне гладких труб,

являются функциями числа Не. Для турбулентного режима коэффициент Л рассчитывается с учетом изменения температуры нефти как по длине трубопровода, так и по его сечению. Также установлена зависимость для определения критерия Нуссельта для зоны гладких труб, погрешность расчета по которой ниже, чем по классической формуле М.А. Михеева.

4. С использованием полученных зависимостей разработана методика расчета температурных режимов работы надземных трубопроводов, на основании которой было предложено наносить на нефтепровод тепловую изоляцию переменной по периметру толщины. Технико-экономический расчет показал, что этот вариант утепления трубопровода экономически предпочтительней, чем нанесение на него тепловой изоляции постоянной толщины.

Основные положения и научные результаты опубликованы в 8 работах:

1. Трапезников С.Ю. Исследование реологических зависимостей неныотоновских нефтей // Севергеоэкотех - 2009: материалы конференции. - Ухта: УГТУ, 2009. - Ч. 4. - С. 197-200.

2. Трапезников С.Ю. Моделирование теплового режима работы магистрального нефтепровода с учетом неравномерного распределения отложения парафинов на стенках трубы / С.Ю. Трапезников, В.И. Маларев, А.К. Николаев И ГИАБ. - М.: МГГУ, 2010. - № 12. - С. 144-148.

3. Трапезников С.Ю. Исследование теплообмена высоковязкой нефти в надземном трубопроводе / С.Ю. Трапезников, К. А. Лушкин И ГИАБ. - М.: МГГУ, 2011. - № 3. - С. 176-180.

4. Трапезников С.Ю. Моделирование реологических свойств высокопарафинистой нефти / С.Ю. Трапезников, В.И. Маларев, А.К. Николаев И Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов. - Ухта: УГТУ, 2009. - Т.4. - С. 216-218.

5. Трапезников С.Ю. Исследования коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом режиме работы трубопровода / С.Ю. Трапезников, В.И. Маларев, А.К. Николаев II Трубопроводный транспорт-2010. - Уфа: УГНТУ, 2010. - С. 125-126.

6. Трапезников С.Ю. Расчет температурных режимов работы надземных нефтепроводов // Записки Горного института. - СПб.: СПГГИ(ТУ), 2011.-Т.189.-С. 187-190.

7. Трапезников С.Ю. Неньютоновские жидкости: исследование реологических зависимостей нефтей северных месторождений /С.Ю. Трапезников, А.В. Колонских // Проблемы разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и битумов: материалы конференции. - Ухта: УГТУ, 2009. - Т.4 - С. 197-202.

8. Патент - ки 2406913 С2, Р16Ь51/02. Компенсатор для трубопроводов / Тарасов Ю.Д., Николаев А.К., Михайлов А.Ю., Трапезников С.Ю.; СПГГИ. - №2008153002/06; Заяв. 10.07.2010; Опубл. 20.12.2010, бюл.№35.

РИЦ СПГГИ. 12.04.2011. 3.160. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Трапезников, Сергей Юрьевич

Введение.

1. Анализ состояния изученности вопроса.

1.1. Особенности эксплуатации нефтепроводов в сложных природно-климатических условиях.

1.2. Анализ методов теплового расчета нефтепроводов.

1.3. Реологические модели высоковязкой нефти.

1.4. Исследование коэффициента гидравлического сопротивления.

1.5. Цель и задачи исследования.

2. Теоретические исследования процесса тепломассообмена при движении нефти в неизотермическом режиме.

2.1. Математическая модель процесса теплообмена потока нефти в трубопроводе.

2.2. Определение коэффициента гидравлического сопротивления при движении высоковязкой нефти.

2.3. Исследование влияния неизотермичности теплового потока на коэффициент гидравлического сопротивления при движении нефти.

3. Экспериментальные исследования процесса транспортирования нефти.

3.1. Исследование реологических свойств нефти.

3.1.1. Методика экспериментальных исследований реологических свойств нефти.

3.1.2. Результаты исследования реологических свойств высоковязкой нефти

3.2. Исследование коэффициента теплоотдачи и коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом течении.

3.2.1. Методика исследования коэффициента теплоотдачи и коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом течении.

3.2.2. Результаты исследований коэффициента гидравлического сопротивления.

3.2.3. Результаты исследования коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом режиме.

3.2.4. Результаты исследований коэффициента теплоотдачи.

Выводы по главе.

4. Рекомендации по выбору и обеспечению температурных режимов работы надземных нефтепроводов высоковязкой нефти.

4.1. Методика расчета температурных режимов работы нефтепровода.

4.2. Рекомендации по использованию компенсаторов для надземных нефтепроводов.

4.3. Расчет экономической эффективности выполненных исследований.

Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование температурных режимов работы надземных "горячих" нефтепроводов"

В настоящее время доля высоковязких и высокозастывающих нефтей в общем объеме ее добычи возрастает. Большая их часть транспортируется в районах, которые характеризуются не только суровыми климатическими условиями, но и наличием вечномерзлых грунтов, что обуславливает прокладку трубопроводов надземным способом.

Увеличение спроса на нефть в современном мире требует постоянного совершенствования технологических процессов, аппаратов и транспортных систем, применяемых при ее перекачке. Повышение производительности и улучшение качества транспортируемой продукции положительно сказывается на экономическом состоянии как отдельно взятого предприятия, так и страны в целом.

Анализ климатических условий районов, в которых расположены месторождения нефти, показывает, что большая их часть расположена в зонах с рез-коперемеными температурами окружающей среды. В связи с этим возникают сложные задачи проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводных линий, транспортирующих высоковязкую нефть, и в таких условиях для нефти движение при неизотермическом режиме. Она изменяет свои реологические свойства, переходя от ньютоновской жидкости при высоких значениях температуры транспортируемого потока к неньютоновской [84, 85]. В России и за рубежом до сих пор не создано достаточно строгой теории движения высоковязких нефтей, имеющей общепризнанное физическое и математическое обоснования. Несовершенство теоретических решений, а также невозможность применения их в инженерных расчетах приводит к тому, что для практических целей приходится пользоваться исключительно эмпирическими зависимостями для определения коэффициента гидравлического сопротивления, безразмерного коэффициента теплоотдачи Нуссельта, которые с той или иной степенью точности позволяют определять для заданных конкретных условий основные параметры транспортирования нефти. Однако, поскольку условия ее транспорта чрезвычайно разнообразны, для которых предлагаются различные расчетные формулы, в большинстве случаев не представляется возможным определить нужные параметры перекачки с достаточной для практики точностью.

На основании вышеуказанного можно сделать вывод о необходимости дальнейшего развития теории на базе экспериментальных исследований закономерностей движения высоковязких нефтей.

Экономическая эффективность трубопроводного транспорта определяется энергоемкостью процесса и надежностью оборудования, которые зависят от скорости транспортирования нефти, ее начальной и конечной температур, удельных потерь напора, учета свойств конкретной нефти. Большой вклад в исследование вопросов, связанных с трубопроводным транспортом высоковязких и высокозастывающих нефтей, внесли JT.C. Абрамзон, В.М. Агапкин, P.A. Алиев, В.Е. Губин, В.Ф. Новоселов, П.И. Тугунов, В.И. Черникин, В.А. Юфин, B.C. Яблонский, B.JI. Нельсон, С.М. Коли, A.A. Ароне, М.И. Поляк, Ф. Карг, Ф. Джил, Р. Рассел и другие ученые [47, 98].

Анализ материалов этих исследований, показывает, что на эффективность транспорта оказывает влияние температурный режим транспортируемой нефти. В связи с этим, вопросу выбора температурных режимов работы трубопроводов, перекачивающих высоковязкую нефть в настоящее время уделяется большое внимание.

Однако, вопросы движения высоковязкой нефти по надземным трубопроводам изучены недостаточно широко. В таких трубопроводах особенно актуальным-является учет изменения вязкости нефти по поперечному сечению, что влечет за собой искажение профиля скоростей и, как следствие, смещение теплового потока в трубе. Пренебрежение изменением температуры высоковязкой нефти по поперечному сечению приводит к существенным ошибкам при расчете температурных режимов работы «горячих» нефтепроводов, а также к увеличению затрат на тепловую изоляцию.

Цель работы

Повышение эффективности эксплуатации надземных «горячих» нефтепроводов на основе оптимизации температурных режимов их работы с учетом неравномерности распределения теплового потока по периметру трубопровода.

Идея работы

Температурный режим работы надземных трубопроводов следует определять в зависимости от неравномерности распределения температуры нефти по сечению трубы. Эта неравномерность может быть учтена введением в математическую модель процесса теплообмена между потоком нефти и окружающей средой коэффициента, зависящего от радиуса трубопровода, смещения теплового потока нефти и ее скорости.

Научные положения, выносимые на защиту

1) Толщину тепловой изоляции нефтепровода следует определять в зависимости от неравномерности распределения температуры нефти по сечению трубы с учетом ее эффективной вязкости, плотности и скорости потока;

2) Величина коэффициента гидравлического сопротивления при неизотермическом течении высоковязкой нефти определяется произведением соответствующего коэффициента при изотермическом течении, показателя, определяемого как отношение критерия Прандтля при температуре потока нефти к критерию Прандтля при средних значениях температуры стенки трубы на заданном участке нефтепровода, и параметра, учитывающего неизотермичность движения нефти по длине трубопровода, что позволяет повысить точность расчета режимов транспортирования потока нефти.

Заключение Диссертация по теме "Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ", Трапезников, Сергей Юрьевич

Основные выводы и рекомендации

1. Установлено, что реологическая кривая течения нефти Южно-Шапкинского месторождения соответствует модели Балкли-Гершеля. Ламинарный режим ее движения наблюдался при скоростях сдвига 0.20 с"1 (значения напряжения сдвига лежат в интервале 4.10 Па), а неньютоновские свойства проявляются при температуре жидкости ниже 20 °С. Получена формула для определения динамической вязкости в зависимости от температуры.

2. Разработана физико-математическая модель процесса теплообмена высоковязкой нефти с учетом смещения динамической оси потока относительно геометрической оси трубопровода, на основе уравнения теплопроводности Фурье-Кирхгофа. В этой модели смещение учитывается коэффициентом К, который описывается формулой (2.16).

3. Установлены новые зависимости для расчета коэффициента гидравлического сопротивления при ламинарном режиме движения нефти и для зоны гидравлически гладких труб в условиях неизотермического течения. Для ламинарного режима величина коэффициента гидравлического сопротивления представлена как функция числа Ильюшина и параметра Ы, определяемого экспериментально, а эмпирические коэффициенты, входящие в формулу для расчета коэффициента гидравлического сопротивления в зоне гладких труб являются функциями числа Не. Для турбулентного режима коэффициент Л рассчитывается с учетом изменения температуры нефти как по длине трубопровода, так и по его сечению. Также установлена зависимость для определения критерия Нуссельта для зоны гладких труб, погрешность расчета по которой ниже, чем по классической формуле М.А. Михеева.

4. С использованием полученных зависимостей разработана методика расчета температурных режимов работы надземных трубопроводов, на основании которой было предложено наносить на нефтепровод тепловую изоляцию переменной по периметру трубы толщины. Технико-экономический расчет пот казал, что этот вариант утепления трубопровода экономически предпочтительней, чем нанесение на него тепловой изоляции постоянной толщины.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Трапезников, Сергей Юрьевич, Санкт-Петербург

1. А брам зон Л. С., Галлямов М.А., Степанюгин В,И. Экспериментальное исследование пускового режима «горячего» мазутопровода // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1968. - №3. - С. 16-19.

2. Агаггкин В.М. Переходные режимы работы надземных теплоизолированных нефтепроводов при изменении начальной температуры подогрева нефти // Изв. вузов. Нефть и газ. 1975. - № 8. - С. 75-79.

3. Агаггкин В.М., Кривошеий Б.Л., Юфин В.А. Тепловой и гидравлический расчеты трубопроводов для нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1981. - 256 с.

4. Адлер ЮЛ., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 139 с.5 .Алиев В. А., Белоусов В.Д., Немудрое А.Г. Трубопроводный транспорт нефти и газа. М.: Недра, 1988. - 368 с.

5. Алътшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1982.224 с.

6. Алътшуль А.Д., Калицун В.И., Майрановский Ф.Г., Палъгунов П.П. Примеры расчета по гидравлике. М.: Стройиздат, 1977. - 255 с.

7. Андерсленд О.Б., Андерсон Д.М. Геотехнические вопросы освоения Севера. М.: Недра, 1983. - 551 с.

8. Бабалян Г.А. Физико-химические процессы в добыче нефти. М.: Недра, 1974.-199 с.

9. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М.: Машиностроение, 1971.-672 с.1.. Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов АЖ Ротационные приборы. Измерение вязкости физико-механических характеристик материалов. М: Машиностроение, 1968. - 272 с.

10. Белоусов В Д. Приближенные расчеты при переходном режиме работы горячего нефтепровода // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. -1974. 12.-С. 19-23.

11. БибикЕ.Е. Реология дисперсных систем. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981.-172 с.

12. Бородавкин П.П. Подземные магистральные трубопроводы. М: Недра, 1982.-245 с.

13. Бородин С.А. Эконометрика. Учебное пособие для ВУЗов. Мн.: Новое знание, 2004. - 408 с.

14. Брайнес Я.М. Подобие и моделирование в химической и нефтехимической технологии. М.: Гостоптехиздат, 1961. - 220 с.

15. Вайншток С.М. Трубопроводный транспорт нефти. М.: ООО "Не-дра-Бизнесцентр", 2002. - Т.1 - 407 с.

16. ВалеевА.Р. Тепловые режимы трубопроводов. Вопрос учета нагрева нефти и газа в трубопроводах// Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2009. http://www.ogbus.ru/authors/Valeev/Valeevl.pdf.

17. Встландер C.B. Лекции по гидроаэромеханике. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978.-296 с.

18. Варенцов В.П. Труды совещаний по вязкости жидкостей и коллоидных растворов // Изд. АН СССР. -1941.-1.-197.

19. Василенко В.В. Термическое сопротивление грунта в зоне прокладки канальных теплотрасс // Изв. Ростов, гос. строит, ун-та. 1998. - №3. - С. 214215.

20. Вязунов Е.В., Дымшиц Л.А. Определение полного коэффициента теплопередачи по результатам эксплуатации магистрального трубопровода // Нефтяное хозяйство. 1976. - №12. - С. 59-60.

21. Гамзаев Х.М. Некоторые задачи трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2007. http://www.ogbus.ru/authors/Hamzayev/Hamzayevl.pdf.

22. Гаррис H.A., Гаррис Ю.О., ГлушковА.А. Построение динамической характеристики магистрального трубопровода (модель вязкопластичной жидкости) // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2004. http ://www. ogbus .ru/authors/Gams/Garns4 .pdf.

23. Грей До/с.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей). М.: Недра, 1985. - 509 с.

24. Губин В.Е., Губин В.В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1982. - 296 с.

25. Губин В.Е., Скрипников Ю.В. Турбулентное течение вязкопластич-ной жидкости в круглой трубе // Сбор, подготовка и транспорт нефти и нефтепродуктов (ВНИИСПТнефть). 1973. - №9. - С. 305-314.

26. Гусейнзаде М.А., Юфин В.А. Неустановившееся движение нефти и газа в магистральных трубопроводах. М.: Недра, 1981. - 232 с.

27. Девликамов В.В., Хабибуллин З.А. Структурно-механические свойства нефтей некоторых месторождений Башкирии // Нефтяное хозяйство. 1968. -№Ю.-С. 38-41.

28. Диденко B.C., Дегтярев В.Н Исследование условий пуска нефтепровода с застывшей нефтью // Нефтяное хозяйство. 1977. - №3. - С. 44-47.

29. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: "Финансы и статистика", 1986. - 368 с.

30. Дубина М.М., Красовицкий Б.А., Лозовский A.C. Тепловое и механическое взаимодействие инженерных сооружений с мерзлыми грунтами. -Новосибирск: Наука, 1977. 144 с.

31. ДульневГ.Н. Коэффициенты переноса в неоднородных средах. Л.: Изд-во ЛИТМО, 1980. - 63 с.

32. Зорич В.А. Математический анализ. М.: Наука, 1981. - 544 с.

33. Иванцов О.М. Надежность и безопасность магистральных трубопроводов России // Трубопроводный транспорт нефти. 1997. - №10. - С.26-31.

34. Ишмухаметов И.Т., Исаев С.Л., Лурье М.В., Макаров С.П. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. М.: Нефть и газ, 1999. - 300 с.

35. Казакевич М.И., Любин А.Е. Проектирование металлических конструкций надземных промышленных трубопроводов. К.: Будивэльнык, 1989. -160 с.

36. Канторович Л.В., Крылов В.И. Приближенные методы высшего анализа. Л.: Физматгиз, 1962. - 708 с.

37. Карасик В.М., Асауленко Ю.К., Витошкин Ю.К. Интенсификация гидротранспорта продуктов и отходов обогащения горно-обогатительных комбинатов. К.: Наукова думка, 1976. — 156 с.

38. Клементьев А. Ф. Устойчивость магистральных трубопроводов в сложных условиях. М.: Недра, 1985. - 113 с.

39. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физмат-лит, 2006. — 816 с.

40. Константинов A.A. Труды совещаний по вязкости жидкостей и коллоидных растворов // Изд-во АН СССР. 1941. -№1. - С. 211.

41. Коршак A.A. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. Специальные методы перекачки: Конспект лекций. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997.- 196 с.

42. Коршак A.A. Специальные методы перекачки. Уфа: ООО "Дизайн-ПолиграфСервис", 2001. - 208 с.

43. Коршак A.A., Муфтахов Е.М. Технологический расчет магистрального нефтепровода: Учебное пособие. Уфа: ООО "ДизайнПолиграфСервис", 2005. -98 с.

44. КошелевA.A., МатвийчукД.С., Редько А.Ф. Исследование теплообмена для повышения надежности нефтепровода в вечномерзлых грунтах // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1974. - № 12. - С. З-б.

45. Красовщкий Б.А. Применение метода последовательных приближений к задаче о протаивании мерзлого грунта вокруг газовой скважины // Изв. вузов. Сер. нефть и газ. 1971. -№ 6. - С. 37-41.

46. Кривошеий Б.Л., Агапкин В.М. Нестационарные тепловые потери подземных трубопроводов // ИФЖ. 1977. - № 2. - С. 339-346.

47. Кузнецов Ю.Н., Белоусов В.П. Сопряженный нестационарный конвективный теплообмен при турбулентном течении в трубах // Теплообмен. М.: Наука, 1975 - С. 28-37.

48. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. - 296 с.

49. Ламб Г. Гидродинамика. М.-Л.: ОГИЗ, 1947. - 929 с.

50. Лейбензон Л. С. Гидравлика: руководство для нефтяных втузов, техникумов и работников нефтяной промышленности. М.-Л.: ГНТ Изд-во, 1934. -223 с.

51. Лурье М.В. Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов и газа: Учеб. Пособие для вузов. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003.-349 с.

52. Лурье М.В. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: Учебное пособие. М.: ФГУП Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. - 336 с.

53. Лыков A.B. Сопряженные задачи конвективного теплообмена // Проблема тепломассопереноса. Минск: Наука и техника, 1976. - С. 83-99.

54. Лыков A.B. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1978. - 560с.

55. Мавлютов М.Р. Определение реологических свойств глинистых суспензий // Изв. вузов. Сер. Нефть и газ. 1958. - №2- С. 271-274.

56. Маметклычев X., Мурадов А., Ширдоюанов Н. Особенности теплового режима «горячих» трубопроводов при перекачке парафиновых нефтей // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1969. - № 3. - С. 12-15.

57. Маяцкий Г.А. Теплообмен при турбулентном движении жидкости в случае значительного перепада температур // Известия высших учебных заведений. Энергетика. 1958. - №5. - С. 213-217.

58. Маяцкий Г,А., Новичкова О.Г. Формула для расчета коэффициента сопротивления при неизотермическом движении жидкости в трубах // Известия высших учебных заведений. Энергетика. 1959. - №10. - С. 101-108.

59. Михеев М.А. Основы теплопередачи. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1956.397 с.

60. Михеев М.А., МихееваИ.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973.-320 с.

61. Насыров A.M. Способы борьбы с отложениями парафина. М.: ВНИИОЭНГ, 1991.-44 с.

62. Нечвалъ A.M. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. -Уфа: ООО "ДизайнПолиграфСервис", 2001.- 168 с.

63. Николаев А.К. Обоснование рациональных параметров и режимов работы систем напорного гидротранспорта горных предприятий в сложных природно-климатических условиях: дис. д-ра тех. наук. СПб, 2004. - 303 с.

64. Николаев А.К. Исследование тепловых процессов в пульповодах // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Гидротранс-порт-81". -М.: 1981.

65. Николаев Н.И., Цыгелънюк Е.Ю. Буровые промывочные жидкости и тампонажные смеси: методические указания к лабораторным работам. СПб.: СПГГИ, 2000 - 32 с.

66. Новоселов В.В., Гаррис H.A., Тугунов П.И. Особенности теплообмена подземного неизотермического трубопровода при высоком уровне грунтовых вод // Транспорт и хранение нефти. ВНИИОЭНГ, 1988. - №4. - С. 6-10.

67. Огибсиюв П.M,, Мирзадэтанзадв А.Х. Нестационарные движения вязко-пластичных сред. М.: Изд-во МГУ, 1970. - 254 с.

68. Олдер Б., Фернбах С„ Ротенберг Н. Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. - 384 с.

69. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. JI.: Химия, 1987. - 576 с.

70. Патанкар C.B. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах. М.: Издательство МЭИ, 2003. -312 с.

71. Петров И.П., Спиридонов В.В. Надземная прокладка трубопроводов. -М.: Недра, 1965.-220 с.

72. Петухов B.C. Опытное изучение процессов теплопередачи. M.-JL: ГЭИ, 1952. - 343 с.

73. Петухов B.C. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967. - 412 с.

74. Печенегов Ю.Я., Денисов В.А. Влияние неизотермичности потока капельной жидкости на гидравлическое сопротивление при ламинарном течении в трубе // Вестник ТГТУ, 2008. №3. - С. 657-659.

75. Порхаев Г.В. Пособие по теплотехническим расчетам санитарно-технических сетей, прокладываемых в вечномерзлых грунтах. М.: Стройиз-дат, 1971. -432 с.

76. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: Недра, 1970. - 76 с.

77. РаузХ. Механика жидкости. М.: Стройиздат, 1967. - 300 с.83 .РейнерМ. Вязкостные свойства пластических дисперсных систем и эффект пристенного скольжения // Изд. АН СССР,1976. С.141-144,

78. Рейнер М. Деформация и течение. Введение в реологию. М,: Гостоп-техиздат, 1963. - 382 с.

79. Рейнер M Реология. М.: Наука, 1965. - 224 с.г

80. Рогачев М.К., Кондрашева Н.К. Реология нефти и нефтепродуктов: Учеб. Пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000. - 89 с.

81. Рогачев M.IC, Харин А.Ю., Харина С.Б. Реология углеводородов. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004. 68 с.

82. Романов В.А., Николаев А.К. Оценка теплоотдачи при вынужденной конвекции в трубопроводе с несимметричным профилем скорости // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы горной теплофизики". Л.: Изд-во ЛГИ, 1981. - С. 123-128.

83. Романов В.А., Николаев А.К. Инженерная оценка температурного режима взвесенесущего потока в трубе // Физические процессы горного производства. Всесоюзн. межвузовский сборник. Л.: Изд-во ЛГИ, 1981- №9. -С. 231-237.

84. Сафонов Ю.К. Оценка влияния пристенного эффекта на вязкость содовых суспензий // Труды ВНИИ. -1970. №56. - С. 57-61.

85. Сафонов Ю.К. Реологическая модель концентрированных суспензий // Сб. трудов ВНИИБ. 1977. - С. 116-119.

86. Сгташ А.П. Добыча и транспорт нефти и газа. Часть И. М.: Недра, 1980.-264 с.

87. Силин И.А., Витошкин Ю.К., КарасикВ.М. Распределение консин-стенции по глубине взвесенесущего потока // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия, 1971. - №9.

88. Смолдырев А.Е. Гидравлическое транспортирование высококонцентрированных гидросмесей. Л.: Наука, 1989. - 187 с.

89. Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. М.: Недра, 1980. - 162с.

90. Спиридонов В.В., Гарагуля Л. С., Семенов Л.П. Методика исследования взаимодействия трубопроводов с окружающей средой на опытных участках трубопроводов. М.: ВНИИСТ, 1973. - 214 с.

91. Сыртланов Р.Ш. Расчет и исследования тепла трения в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов: дис. к-та техн. наук. Уфа, 1980. -180 с.

92. Тарг СМ. основные задачи теории ламинарных течений. M.-JL: Гос. изд-во техн. теорет. лит., 1951. - 420 с.

93. Токарев Ю.Н. Метод расчета неустановившегося теплообмена трубопровода // Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности: Сер. "Сооружение линейной части трубопроводов". М.: Информнефтегазст-рой. - 1983. - № 2. - С. 8-9.

94. Трапезников С.Ю. Расчет температурных режимов работы надземных нефтепроводов // Записки Горного института. СПб.: СПГГИ(ТУ), 2011. -Т. 189. - С. 187-190.

95. Трапезников С.Ю., Пушкин К.А. Исследование теплообмена высоковязкой нефти в надземном трубопроводе // ГИАБ. М.: МГГУ, 2011. - № 3. - С. 176-180.

96. Трапезников С.Ю., Маларев В.И., Николаев А.К. Моделирование теплового режима работы магистрального нефтепровода с учетом неравномерного распределения отложения парафинов на стенках трубы // ГИАБ. М.: МГГУ, 2010. -№ 12.-С. 144-148.

97. Тугунов Г1.И. Нестационарные режимы перекачки нефтей и нефтепродуктов. М.: Недра, 1984. - 224 с.

98. Тугунов Г1.И. Неустановившиеся режимы работы горячих магистральных трубопроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1971.-245 с.

99. Тугунов 77.И., Гаррис H.A., Гималетдинов Г.М. Влияние сезонного изменения влажности на работу «горячего» магистрального трубопровода // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1981. -№10. - С. 3-5.

100. Тугунов П.И., Новоселов В. Ф. Транспортирование вязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам. -М.: Недра, 1973. 88 с.

101. Тугунов П.И., Новоселов В. Ф., Абузова Ф.Ф. Транспорт и хранение нефти и газа. М.: Недра, 1975. - 248 с.

102. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Коршак А.А., Шаммазов A.M. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. Уфа: ООО "ДизайнПолиграфСервис", 2002. - 658 с.

103. Ушаков С.С., Борисенко Т.М. Экономика транспорта топлива и энергии. -М.: Энергия, 1980. 191 с.

104. Фонарев З.И. Электроподогрев трубопроводов, резервуаров и технологического оборудования в нефтяной промышленности. Д.: Недра, 1984. — 148 с,

105. Фукс Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 328 с,

106. Черникин В.И. Перекачка вязких и застывающих нефтей. М.: ГОС-ТОПТЕХИЗДАТ, 1958. 164 с.

107. Шшценко Р.И., Есъман Б.И., Кондратенко П.И. Гидравлика промывочных жидкостей. М.: Недра, 1976. - 294 с.

108. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии. М.: КолосС, 2003.-312 с.

109. Штукатуров К.Ю. Моделирование режимов работы трубопровода, перекачивающего высоковязкие нефти // Методы. Алгоритмы. Программы, 2004.-№1(5).-С. 54-60.

110. Шулъман 3., Берковский Б.М. Пограничный слой неньютоновских жидкостей. Минск: Наука и техника, 1966. - 239 с.

111. ЮкинА.Ф. Управление тепловыми режимами транспорта вязких и застывающих нефтей и нефтепродуктов: дис. д-ра тех. наук. Уфа, 2004. - 324 с.

112. Яблонский B.C. Краткий курс технической гидромеханики. М.: Физматиздат, 1961, - 356 с.

113. Ястребов Л.П, Инженерные коммуникации на вечномерзлых грунтах. М.: Стройиздат, 1972. - 342 с.

114. Метдика расчета эксплуатационных режимов теплоизолированных мазутопроводов. Уфа: УНИ, 1979. - 163 с.

115. ГОСТ 30732-2006. Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. М,: Стандартинформ, 2007.-49 с.

116. РД 53-39.4-113-01. Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов. М.: ОАО "Гипротрубопровод", 2002. - 126 с.

117. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998. 28 с.

118. Патент RU 2406913 С2, F16L51/02. Компенсатор для трубопроводов / Тарасов Ю.Д., Николаев А.К., Михаилов А.Ю., Трапезников С.Ю.; СПГГИ. -№2008153002/06; Заяв. 10.07.2010; Опубл. 20.12.2010. Бюл.№35.

119. Cheng D. Cone-and-Plate Viscosimetry Explicit Formulae Shear Stress and Shear Rate and the Determination of Inelastic Thixotropic Properties // Brit. J. Appl.Phys. 1966. -V. 17. -№2. - P. 253-263.

120. Davenport T.C., Conti V.I. Heat Transfer Problems Encountered in The Handlind of Waxy Crude Oils in Large Pipelines // J. of the institute of petroleum. -1971.-№555.-P. 147-164.

121. Eisenschitz R. Kolloid.-Z., 1933.-№64.-P. 184-192.

122. HagasiN., TnougeK. Transient heat transfer through a thin circular pipe due to unsteady flow in the pipe // J. of heat transfer. 1965. - Vol. 87. - Series C. -№ 4. - P. 101-110.

123. Hangs F.E. More insulated, heated oil pipelines are prospect // Oil & Gas J. - 1966. - Vol. 64. - № 40. - P. 117-122.

124. Johnson J J. Multi-product pipelines for heated fuel oils 11 J. of the institute of petroleum. 1966. - Vol. 52. - № 516. - P. 360-381.

125. SiderE.N., TateG.E. Jnd. Eng. Chem. 1936. - Vol. 8. - № 12. - P. 342-350.