شرکت پتروصنعت طلای سیاه با هدف انتقال تکنولوژی های نوین نفتی از کشورهای اروپایی به ایران در سال 1393 تاسیس گردید. این شرکت طیف کاملی از مواد افزودنی برای استفاده در خطوط لوله را دارا می باشد که از مهم ترین آنها مواد کاهش دهنده اصطکاک ([1]DRA) جهت استفاده در خطوط انتقال نفتخام و فرآورده می باشد.
این محصول که پلیمری از خانواده آلفا- الفین‌ها با وزن مولکولی بالا مي‌باشد، تأثیرات بسیار مطلوبی در کاهش هزینه‌های ساخت و عملیاتی در صنعت نفت داشته است و استفاده از DRA راه حلی مقرون به صرفه و سريع در ايجاد تغييرات جریانی و فشاری مورد نیاز در خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآورده محسوب مي‌شود. تزریق DRA در غلظت‌های بسيار پایین در حد [2]ppm در لوله‌هاي انتقال نفت خام و فرآورده، افت فشار ناشی از اصطکاک را کاهش میدهد. كاهش افت فشار اصطکاکی می‌تواند منجر به کاهش فشار خروجی[3] و به دنبال آن افزایش ظرفیت خط لوله گردد.
نتایج حاصل از تزریق محصول DRA :
1.تزریق ماده DRA به منظور کاهش فشار عملیاتی و یا حذف تعدادی از الکتروپمپها یا توربوپمپ ها در سیستم پمپاژ نفت
با تزریق DRA فشار عملیاتی پمپها و توربین‌ها کاهش می‌یابد. همچنین در بعضی موارد میتوان تعدادی از پمپها و یا بوستر پمپها[4] و یا حتی تلمبه‌خانه‌ی بین راهی را نیز خاموش نمود که نتیجه آن صرفه جویی قابل توجه در هزینه‌های تعمیرات و نگهداری سیستم پمپاژ نفت خام و فرآورده خواهد بود.
A) خاموش کردن الکترو پمپ ها در خط لوله 8 اینچ و 52 کیلومتر
میزان تزریق DRA(Lit/Hr) | تعداد الکتروموتورهای در مدار | فشار ابتدای خط لوله(psi) | دبی ( BPD) | |
| 0 | 3 | 430 | 21500 | قبل از تزریق DRA |
6 | 1 | 185 | 21500 | بعد از تزریق DRA |
B) خاموش کردن توربوپمپ و کاهش فشار کاری سایر توربین ها در خط لوله 18 اینچ و 152 کیلومتر
میزان تزریق DRA(Lit/Hr) | تعداد توربوپمپهای در مدار | فشار ابتدای خط لوله(psi) | دبی ( BPD) | |
| 0 | 3 | 660 | 105000 | قبل از تزریق DRA |
| 25 | 2 | 267 | 108000 | بعد از تزریق DRA |
شرایط توربوپمپ ها قبل و بعد از تزریق بصورت زیر ثبت گردید:
| شماره توربوپمپ | Rotational speeds of the gas producer rotor (NGP) | |
| قبل از تزریق DRA | بعداز تزریق DRA | |
| 1 | 92% | 78% |
| 2 | 86% | خاموش گردید |
| 3 | 83% | 75% |
C)حذف تلمبه خانه و افزایش ظرفیت انتقال فرآورده در خط لوله 12 اینچ و 60 کیلومتر
با تزریق DRA صرفه جویی بسیار قابل توجه در هزینه های ناشی از تامین، نگهداری و تعمیرات تلمبه خانه و همچنین هزینه های هنگفت تامین برق الکتروموتورها
میزان تزریق DRA(Lit/Hr) | تعداد تلمبه خانه | فشار ابتدای خط لوله(psi) | دبی ( BPD) | |
| 0 | 2 | 506 | 48320 | قبل از تزریق DRA |
| 10 | 1 | 500 | 53600 | بعد از تزریق DRA |
| قبل از تزریق DRA |  |
| بعد از تزریق DRA |  |
2.افزایش دبی در خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآورده
با تزریق DRA درون خطوط لوله میتوان کاهش افت فشار اصطکاکی ایجاد شده را به افزایش دبی سیال تبدیل نمود.
a)افزایش دبی نفت درخط لوله 24 اینچ و 150 کیلومتر
میزان تزریق DRA(Lit/Hr) | فشار انتهای خط لوله(psi) | فشار ابتدای خط لوله(psi) | دبی ( BPD) | |
| 0 | 60 | 230 | 105800 | قبل از تزریق DRA |
| 28 | 60 | 180 | 179000 | بعد از تزریق DRA |
3.حفظ ایمنی و جلوگیری از فرسایش زودرس خطوط لوله
با تزریق DRA درون خطوط لوله کاهش افت فشار اصطکاکی و درنتیجه کاهش فشار خروجی خط لوله مشاهده می شود.
a)کاهش فشار خروجی درخط لوله 8 اینچ و 97 کیلومتر
میزان تزریق (DRA(Lit/Hr | فشار انتهای خط لوله(psi) | فشار ابتدای خط لوله(psi) | دبی ( BPD) | |
| 0 | 30 | 1050 | 16800 | قبل از تزریق DRA |
| 6 | 30 | 675 | 18000 | بعد از تزریق DRA |
4.افزایش بهره‌برداری از چاه‌های نفتی از طریق تزریق DRA درخطوط لوله سرچاهی
در اثر تزریق DRA، امکان بهره‌برداری از چاه‌های نفتی کم فشار و در بعضی مواقع افزایش بهره‌برداری از چاه‌های موجود صورت می‌پذیرد.
a)افزایش میزان تولید نفت از چاه های کم فشار از طریق تزریق DRA درخط لوله 6 اینچ و 27 کیلومتر
میزان تزریق DRA(Lit/Hr) | تعداد چاههایی که قادر به تولید میباشند | فشار ابتدای خط لوله(psi) | GOR SCF/STB | دبی ( BPD) | ||
| 0 | 2 | 1390 | 1600 | 14000 | قبل از تزریق DRA | |
| 20 | 3 | 1190 | 1600 | 20000 | بعد از تزریق DRA | |
- طراحی منعطف خط لوله با توجه به محدودیتها و نیازها
در طراحي و ساخت خطوط لوله انتقال نفتخام و فرآورده، تزریق DRA منجر به كاهش افت فشار اصطکاکی و در نتیجه کاهش فشار خروجی خط لوله شده که از این موضوع میتوان در طراحی مسیرهای انتقال استفاده نمود. در نظر گرفتن كاهش فشار خروجی در طراحی منجر به کاهش قطر و ضخامت لوله‌هاي انتقال می‌گردد. به‌علاوه نياز به استفاده از پمپها و توربين‌ها كاسته شده که اين امر موجب كاهش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و مصرف انرژي مي‌گردد.
جدول زیر نمونهای از طراحی خط لولهای را نشان میدهد که میتوان با استفاده از ماده DRA تغییراتی را در طراحی آن ایجاد نمود و با توجه به هزینه ها، محدودیتها و ظرفیت مورد نیاز برای انتقال سیال ، غلظت های مختلفی از ماده DRA را مورد استفاده قرار داد.
طراحی خط لوله با استفاده از DRA
800 کیلومتر خط لوله بصورت 5 قسمت 160 کیلومتری لوله بدون درز گرید B، ویسکوزیته نفت cSt 5 ، نفت خام با API 35 ظرفیت خط لوله 250،000 بشکه در روز | |||||||
| قطر لوله (inches) | ضخامت دیواره (inches) | [5]MAOP (psi) | تعداد تلمبه خانه ها | طول هر قسمت خط لوله(Km) | میزان تزریق DRA | متغیرهای طراحی | ردیف |
| 24 | 0.375 | 788 | 5 | 160 | 0 | طراحی پایه | 1 |
| 24 | 0.312 | 656 | 5 | 160 | 9 | کاهش ضخامت دیواره | 2 |
| 24 | 0.281 | 591 | 5 | 160 | 15 | کاهش ضخامت دیواره | 3 |
| 22 | 0.375 | 859 | 5 | 160 | 20 | کاهش قطر خط لوله | 4 |
| 20 | 0.375 | 945 | 5 | 160 | 50 | کاهش قطر خط لوله | 5 |
| 24 | 0.375 | 788 | 3 | 267 | 22 | کاهش تعداد تلمبه خانه ها | 6 |
[1] Drag Reducing Agent
[2] parts per million
[3]Discharge Pressure
[4] Booster Pump
[5] Maximum Allowable Operating Pressure
منابع:
1-مقاله مجله اکتشاف و تولید نفت و گاز تزریق ماده ExtraFlow DRA در خطوط لوله دو فازی به منظور کاهش فشار یا افزایش ظرفیت خط لوله
2-مقاله مجله اکتشاف و تولید نفت و گاز ماده کاهش دهنده اصطکاک (DRA1 ) جهت استفاده در خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآورده