ISSN: 1819-3293; 2415-3915

вхід
DOI: 10.31653/1819-3293-2021-1-27-52-62

25.11.2021

Регулирование плотности бурильной суспензии при её транспортировке судами класса Platform Supply Vessels

Карьянский Сергей Анатольевич, Марьянов Денис Николаевич

Анотація

Анотація – Розглянуто питання підтримки густини бурильної суспензії під час її транспортування з берега на бурову нафтовидобувну платформу суднами класу Platform Supply Vessels. Дослідження виконувалися на судні дедвейтом 5650 тонн, яке здійснювало 2 ... 2,5 денні переходи від порту до бурової платформи з можливим очікуванням безпосереднього підходу до платформи протягом 1 ... 1,5 днів. Транспортування бурильної суспензії здійснювалася в чотирьох одно розмірних танках, попарно розташованих з кожного борту судна. Встановлено, що за цей проміжок часу відбувається латентне розшарування бурильної суспензії по глибині вантажного танка, що викликає стратифікацію її густини. Вимірювання густини бурильної суспензії виконувалося на глибинах, відповідних 10-ти, 50-ти і 90 % загальної глибини танка. Стратифікацію густини бурильної суспензії запропоновано визначати як відносну зміну густини у верхній (на глибині 10%) і нижньої (на глибині 90%) частинах вантажного танка. Для вимірювання густини використовувався ареометр, що дозволяв виконувати вимірювання в діапазоні 650 ... 1630 кг/м3 з точністю ±1 кг/м3 при одночасному контролі температури. Вимірювання густини здійснювалися з проміжком часу 6 годин. Експериментально встановлено, що для бурильної суспензії з густиною 1295 кг/м3 за час її 48 годинного транспортування значення густини на зазначених глибинах становить 1163 і 1524 кг/м3 відповідно, при цьому стратифікація густини досягає 31 %. Запобігання стратифікації густини запропоновано забезпечити за рахунок створення примусової Х-подібної циркуляції бурильної суспензії між вантажними танками, що знаходяться рядом. Запропоновано регулювання і автоматична підтримка густини бурильної суспензії в діапазоні 2 ... 7 % за рахунок використання програмованих контролерів. При цьому при досягненні стратифікації густини величини 7 % за допомогою контролера забезпечується включення циркуляційних насосів і створення циркуляції бурильної суспензії між вантажними танками, що знаходяться рядом. Це підвищує однорідний стан бурильної суспензії і сприяє зниженню стратифікації густини по глибині вантажного танка. Процес додаткової циркуляції бурильної суспензії раціонально забезпечувати до моменту, коли стратифікація густини досягне значення 2 %. Виконання наведених умов забезпечує підтримання експлуатаційних властивостей бурильної суспензії і мінімізує споживання енергії, пов'язане з додатковою роботою циркуляційних насосів.

Annotation – The issues of maintaining the drilling fluid density during its transportation from shore to the oil drilling platform by the Platform Supply Vessels were considered. The research was carried out on the vessel of 5650 deadweight tons, which made 2 ... 2.5 day voyages from port to drilling platform with possible waiting for direct approach to the platform for 1 ... 1.5 days. The drilling fluid was transported in four tanks of equal-size, arranged in pairs on each side of the vessel. It was found that during this period of time there is a latent stratification of drilling fluid along the depth of cargo tank, causing stratification of its density. The density of the drilling fluid was measured at depths corresponding to 10, 50 and 90 % of the total tank depth. The drilling fluid density stratification is defined as the relative density change in the upper (at 10 % depth) and lower (at 90 % depth) parts of the cargo tank. The hydrometer was used to measure density, allowing measurements in the range of 650 ... 1630 kg/m3 with an accuracy of 1 kg/m3 while controlling the temperature. Density measurements were taken at 6-hour intervals. It has been experimentally proved that during the 48-hour transportation of the drilling fluid with the density of 1295 kg/m3, the density value at the indicated depths is 1163 and 1524 kg/m3 respectively, while the density stratification reaches 31 %. It is offered to prevent the density stratification by creating a forced X-shaped circulation of the drilling fluid between cargo tanks which stand side by side. It is offered to regulate and maintain automatically the drilling fluid density in the range of 2 ... 7 % by using programmable controllers. When the density stratification reaches 7 %, the controller switches on the circulation pumps and circulates the drilling fluid between tanks which stand side by side. This increases the drilling fluid uniformity and helps to reduce the density stratification along the depth of the cargo tank. The process of additional circulation of the drilling fluid is rationally ensured until the density stratification reaches a value of 2 %. Fulfilment of the above-mentioned conditions will ensure that the drilling fluid maintains its operational properties and the energy consumption associated with the additional operation of the circulation pumps is minimised.

Список літератури

  1. Karianskyi S.A., Maryanov D.M. Features of transportation of high-density technical liquids by marine specialized vessels // Materials of the International Conference “Scientific research of the SCO countries: synergy and integration”. – January 25, 2020. Part 2. Beijing, PRC. – P. 150 - 153.
  2. Марьянов Д.Н. Повышение эффективности функционирования специальных систем специализированных морских судов // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 4(73).
  3. Поповский Ю.М., Сагин С.В., Ханмамедов С.А., Гребенюк М.Н., Терегеря В.В. Влияние анизотропных жидкостей на работу узлов трения // Вестник машиностроения. – 1996. – № 6. – С. 7 – 11.
  4. Сагін С.В. Зниження енергетичних втрат в прецизійних парах паливної апаратури суднових дизелів // Суднові енергетичні установки: наук.-техн. зб. – 2018. – Вип. 38. – Одеса : НУ «ОМА». – С. 132 - 142.
  5. Сагин С.В., Заблоцкий Ю.В. Определение триботехнических характеристик поверхностей по степени упорядоченности пристенных слоёв углеводородных жидкостей // Проблеми техніки: наук.-виробн. журнал. – 2011. – № 3. – Одеса: Одеськ. нац. мор. ун-т. – С. 78 – 88.
  6. Карьянский С.А., Марьянов Д.Н. Поддержание реологических характеристик технических жидкостей при их длительной транспортировке // Матеріали II Міжнародної науково-практичної морської конференції кафедри СЕУ і ТЕ Одеського національного морського університету (MPP&O-2020 –Marine Power Plants and Operation), квітень 2020. – Одеса: Одеськ. нац. мор. ун-т. – С. 202 - 206.
  7. Сагин С.В. Определение диапазона стратификации вязкости смазочного материала в трибологических системах судовых дизелей // Вісник Одеськ. нац. мор. ун-ту : зб. наук. праць. – 2019. – Вип. 1(58). – С. 89 – 100.
  8. Карьянский С.А., Марьянов Д.Н. Обеспечение эксплуатационных характеристик высокоплотных технических жидкостей при их транспортировке морскими судами // Вісник Одеськ. нац. мор. ун-ту: зб. наук. праць. – 2020. – Вип. 1(61). – С. 97 – 105.
  9. Sagin S.V. Improving the performance parameters of systems fluids // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, Vienna-2018. – № 7-8 (July-August). – Р. 55 – 59.
  10. Поповский А.Ю., Сагин С.В. Комплексная оценка эксплуатационных характеристик смазочных углеводородных жидкостей // Автоматизация судовых технических средств : науч.-техн. сб. – 2014. – Вып. 20. – С. 74 – 83.
  11. Поповский А.Ю., Сагин С.В. Оценка эксплуатационных свойств смазочно-охлаждающих жидкостей судовых технических средств // Автоматизация судовых технических средств: науч.-техн. сб. – 2016. – Вып. 22. – С. 66 - 74.
  12. Горб С.И. Оптимизация главного двигателя на режиме экономического хода судна // Автоматизация судовых технических средств: науч.-техн. сб. – 2019. – Вып. 25. – Одесса: НУ «ОМА». – С. 17 - 34.
  13. Горб С.И., Никольский В.В., Хнюнин С.Г., Шапо В.Ф. Техническое обеспечение подготовки судовых инженеров по системам автоматизации с программируемыми контроллерами //Автоматизация судовых технических средств: науч.-техн. сб. – 2016. – Вып. 22. – Одесса: НУ «ОМА». – С. 39 - 46.
  14. Горб С.И., Никольский В.В., Хнюнин С.Г., Шапо В.Ф. Методическое обеспечение технологий автоматизации на базе программируемых контроллеров // Автоматизация судовых технических средств: науч.-техн. сб. – 2017. – Вып. 23. – Одесса: НУ «ОМА». – С. 30 - 35.
  15. Сагин С.В. Реология моторных масел при режимах пуска и реверса судовых малооборотных дизелей // Universum: Технические науки. – 2018. – Вып. 3(48). – С. 67 - 71.
  16. Сагин С.В. Определение диапазона стратификации вязкости смазочного материала в трибологических системах судовых дизелей // Вісник Одеськ. нац. мор. ун-ту: зб. наук. праць. – 2019. – Вип. 1(58). – С. 89 - 100.
  17. Zablotsky Yu.V., Sagin S.V. Enhancing Fuel Efficiency and Environmental Specifications of a Marine Diesel When using Fuel Additives // Indian Journal of Science and Technology. – 2016. – Vol. 9. – Iss. 46. – P. 353 - 362.

Ключові слова

Завантаження: 4

Перегляди: 378

Читати статтю Завантажити PDF