Экспериментальное исследование передачи энергии сверхвысокочастотного электромагнитного поля посредством погружного излучателя в нефтяную среду
https://doi.org/10.31660/0445-0108-2021-3-120-129
Аннотация
Подведение теплоты в нефтяные среды, перекачиваемые системами трубопроводного транспорта, является одной из ключевых проблем нефтяной отрасли. В статье описан способ подведения теплоты в нефтесодержащие среды посредством энергии электромагнитного поля. Экспериментально показана возможность освобождения контактирующих с нефтешламом поверхностей под действием электромагнитных полей. Описаны конструкция и параметры биконического рупорного излучателя СВЧ электромагнитного поля, работающего на частоте 2 450 МГц. Описаны способ генерации энергии и передача ее в излучатель посредством коаксиального кабеля. Представлены результаты испытания излучателя в нефти, помещенной в оптически прозрачный и радионепроницаемый двухстеночный бак. Конструкция стенда позволяет безопасно для наблюдателя исследовать тепловой процесс при помощи тепловизора. Установка позволила нагреть 7 литров нефти на 15 °С за 12 минут.
Об авторах
А. Ф. Секачёв
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Секачёв Андрей Федорович, старший преподаватель
Омск
В. В. Шалай
Омский государственный технический университет
Россия
Россия
Шалай Виктор Владимирович, доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, заведующий кафедрой нефтегазового дела, стандартизации и метрологии, президент Омского государственного технического университета
Омск
Ю. Д. Земенков
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Земенков Юрий Дмитриевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой транспорта углеводородных ресурсов
Тюмень
А. Ф. Фицнер
АО «РН-Няганьнефтегаз»
Россия
Россия
Фицнер Артём Фёдорович, ведущий специалист
Нягань
А. Е. Яковлев
Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть»
Россия
Россия
Яковлев Алексей Евгеньевич, инженер
Тюмень
Список литературы
1. Effect of frequency on ultrasound-assisted centrifugal dewatering of petroleum sludge / F. Mao, X. Han, Q. Huang [et al.]. – DOI 10.1080/07373937.2016.1144611. – Direct text // Drying Technology. – 2016. – Vol. 34, Issue 16. – P. 1948–1956.
2. Effects of ultrasound on oily sludge deoiling / N. Xu, W. Wang, P. Han, X. Lu. – DOI 10.1016/j.jhazmat.2009.06.091. – Direct text // Journal of Hazardous Materials. – 2009. – Vol. 171, Issue 1–3. – P. 914–917.
3. Treatment of Daqing oily sludge by thermochemical cleaning method / M. Duan, X. Wang, S. Fang [et al.]. – DOI 10.1016/j.colsurfa.2018.06.046. – Direct text // Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects. – 2018. – Vol. 554. – P. 272–278.
4. Integrated interrogation of causes of membrane fouling in a pilot-scale anoxic-oxic membrane bioreactor treating oil refinery wastewater / O. K. Abass, F. Fang, M. Zhuo, K. Zhang. – DOI 10.1016/j.scitotenv.2018.06.049. – Direct text // Science of The Total Environment. – 2018. – Vol. 642. – P. 77–89.
5. Oil recovery from tank bottom sludge using rhamnolipids / C. Liu, Y. Zhang, S. Sun [et al.]. – DOI 10.1016/j.petrol.2018.06.031. – Direct text // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2018. – Vol. 170. – P. 14–20.
6. Taheri-Shakib, J. Experimental investigation of comparing electromagnetic and conventional heating effects on the unconventional oil (heavy oil) properties : Based on heating time and upgrading / J. Taheri-Shakib, A. Shekarifard, H. Naderi. – DOI 10.1016/j.fuel.2018.04.141. – Direct text // Fuel. – 2018. – Vol. 228. – P. 243–253.
7. Ковалева, Л. А. Об эффективности утилизации нефтяных шламов высокочастотным электромагнитным полем / Л. А. Ковалева, Р. З. Миннигалимов, Р. Р. Зиннатуллин. – Текст : электронный // Нефтегазовое дело : электронный научный журнал. – 2008. – № 1. – URL: http://ogbus.ru/article/view/ob-effektivnosti-utilizacii-neftyanyx-shlamov-vysokochastotnym-elektromagnitnym-polem.
8. Электрофизика нефтегазовых систем / Ф. Л. Саяхов, Л. А. Ковалева, А. Д. Галимбеков, А. М. Хайдар. – Текст : непосредственный. – Уфа : Башкирский государственный университет, 2003. – 190 с.
9. Разработка СВЧ модуля для разжижения нефтешлама / А. Ф. Секачев, В. П. Кисмерешкин, А. Е. Яковлев [и др.]. – Текст : непосредственный // Трубопроводный транспорт углеводородов : материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Омск, 28–29 сентября 2017 года. – Омск : Омский государственный технический университет, 2017. – С. 125–128.
10. Абдуллина, В. А. Расплавление твердых отложений в трубопроводах движущимся источником электромагнитного поля / В. А. Абдуллина, М. А. Фатыхов. – Текст : электронный // Нефтегазовое дело : электронный научный журнал. – 2012. – № 6. – С. 60–68. – URL: http://ogbus.ru/article/view/rasplavlenie-tverdyx-otlozhenij-v-truboprovodax-dvizhushhimsya-istochnikom-elektromagnitnogo-polya.
11. Нагрев и плавление асфальтопарафиновых пробок в оборудовании нефтяных скважин при периодическом режиме работы высокочастотного источника электромагнитного излучения / В. А. Балакирев, Г. В. Сотников, Ю. В. Ткач, Т. Ю. Яценко. – Текст : непосредственный // Прикладная механика и техническая физика. – 2001. – Т. 42. – № 4 (248). – С. 136–144.
12. ВЧ метод устранения парафиновых пробок в оборудовании нефтяных скважин и нефтепроводах / В. А. Балакирев, Г. В. Сотников, Ю. В. Ткач, Т. Ю. Яценко. – Текст : непосредственный // Электромагнитные явления. – 1998. – Т. 4. – С. 552–560.
13. Regulation of the rheological properties of paraffin-base crudes with a high-frequency electromagnetic field / R. N. Shiryaeva, F. L. Sayakhov, F. K. Kudasheva [et al.]. – DOI 10.1023/A:1014262610098. – Direct text // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. – 2001. – Vol. 37, Issue 6. – P. 407–409.
14. Морозов, Н. Н. Разработка СВЧ-технологии защиты трубопровода от закупорок при транспортировке вязких жидкостей / Н. Н. Морозов. – Текст : непосредственный // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. – 2013. – Т. 16. – № 1. – С. 135–136.
15. Ковалева, Л. А. К исследованию влияния температуры обработки на конечную вязкость нефтяных сред / Л. А. Ковалева, Р. Р. Зиннатуллин, Р. Р. Шайхисламов. – Текст : непосредственный // Теплофизика высоких температур. – 2010. – Т. 48, № 5. – С. 796–798.
16. Влияние СВЧ-воздействия на изменение вязкости высоковязких тяжелых нефтей / А. Ю. Леонтьев, О. Ю. Полетаева, Э. Р. Бабаев, П. Ш. Мамедова. – Текст : непосредственный // Нефтегазохимия. – 2018. – № 2. – С. 25–27.
17. Рачевский, Б. С. Высоковязкая тяжелая нефть — альтернатива традиционной нефти / Б. С. Рачевский, Цао Бо. – Текст : непосредственный // Транспорт на альтернативном топливе. – 2015. – № 6 (48). – С. 40–45.
18. Применение СВЧ- и ИК-излучения для повышения эффективности слива тяжелых нефтей / Е. К. Галанов, Е. К. Яковенко, М. К. Филатов, Ю. А. Кытин. – Текст : непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2006. – № 2 (7). – С. 118–123.
19. Методы и средства управления и контроля процессами СВЧ нагрева в нефтяной отрасли / Г. А. Морозов, В. И. Анфиногентов, О. Г. Морозов [и др.]. – Текст : непосредственный // 26-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо'2016) : материалы конференции в 13 томах, Севастополь, 04–10 сентября 2016 года. – Севастополь : Севастопольский государственный университет, 2016. – С. 59–69.
20. Юдина, В. О. Применение СВЧ энергии для нагрева жидкости в потоке / В. О. Юдина, Ю. С. Архангельский. – Текст : непосредственный // Вопросы электротехнологии. – 2019. – № 1 (22). – С. 22–34.
21. Архангельский, Ю. С. Проектирование методической СВЧ электротермической установки для нагрева жидкости в потоке при ламинарном течении / Ю. С. Архангельский, В. О. Юдина. – Текст : непосредственный // Вопросы электротехнологии. – 2019. – № 2 (23). – С. 5–12.
22. Лабораторные исследования нагрева высоковязких нефтей в трубопроводах высокочастотным электромагнитным полем / Л. А. Ковалева, Р. Р. Зиннатуллин, М. Д. Валеев [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 2. – С. 82–85. – DOI 10.24887/0028-2448-2019-2-82-85.
Рецензия
Для цитирования:
Секачёв А.Ф., Шалай В.В., Земенков Ю.Д., Фицнер А.Ф., Яковлев А.Е. Экспериментальное исследование передачи энергии сверхвысокочастотного электромагнитного поля посредством погружного излучателя в нефтяную среду. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2021;(3):120-129. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2021-3-120-129
For citation:
Sekachev A.F., Shalai V.V., Zemenkov Yu.D., Fitzner A.F., Yakovlev A.E. Experimental study of the transmission of energy of a microwave electromagnetic field into the oil environment employing a submersible emitter. Oil and Gas Studies. 2021;(3):120-129. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/0445-0108-2021-3-120-129
Просмотров:
356
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 