Мұнай құбырлары үшін жылу беру жүйелері суық аудандардағы қиын жағдайларда температураны тұрақтандыру арқылы жұмыстың үздіксіз жүруін қамтамасыз етеді. Құбырлар қою гидрокөміртектерді тасымалдаған кезде олар жол бойынша жылу жоғалтады, сондықтан -270°C төменгі температурада заттың құбыр бойымен қозғалуы қиындайды. 2023 жылғы «Ағын қамтамасыз ету» есебіне сәйкес, барлық күтпеген құбыр тоқтауларының шамамен үштен екісі материалдардың температура мәселелеріне байланысты қатаярып қалуынан болады. Бұл күнделікті операциялар үшін дұрыс жылу режимінің қаншалықты маңызды екенін көрсетеді. Температураны белгілі бір деңгейден жоғары ұстау парафинді бөлінуін және гидраттардың пайда болуын алдын алады, бұл өнеркәсіпке өткен жылы Ponemon зерттеуі бойынша жылына шамамен 740 миллион доллар шығын әкеледі.
Парафинді балқытатын температура шамамен 40 градус Цельсий немесе 104 Фаренгейт төмен болған кезде, парафин балқымасы кристалдана бастайды және құбырлардың жұмысына байланысты мәселелер туындайды. Ал гидраттар көбінесе гидрокөміртекті қоспалар шамамен 10 градус Цельсий немесе 50 Фаренгейт төменгі температураға дейін түскенде, әсіресе қысым жоғары болғанда, суық жағдайларда пайда болады. Ағынды тегіс ұстау үшін құбырлар бойына жылу беру жүйелері жиі орнатылады. Бұл жүйелер электр энергиясын немесе буды қолданып, түтіктердің ішінде қатты тұнба пайда болмайтындай етіп, температураны қауіпті деңгейден жоғары ұстайды. Минус 40 градус Цельсийге дейін температура төмендейтін Арктика аймағы арқылы өтетін құбырлар үшін операторлар құбырлардың жұмыс істеу қабілетін сақтау үшін метріне 30-дан 50 ваттқа дейінгі қуатты жылу қажет етеді. Өткен жылы «Journal of Petroleum Technology» журналында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, қорғаныс шараларын қолданбаған құбырлармен салыстырғанда, температураны дұрыс ұстау парафин жиналуына байланысты техникалық қызмет көрсетуге кететін шығындарды шамамен 42 пайызға дейін қысқартады.
Тиімді сорғылау операциялары үшін дұрыс тұтқырлық деңгейін алу ерекше маңызды, әсіресе қалыпты температурада 10 000 cP-ден жоғары көрсеткішке ие өте қою мұнай өнімдерімен жұмыс істеген кезде. Операторлар мұнайды 60-тан 80 градус Цельсийге дейін (шамамен 140-тан 176 Фаренгейтке дейін) қыздыру үшін жылу изоляциясын қолданғанда, тұтқырлық 80-90 пайызға дейін айтарлықтай төмендейді. Бұл инженерлік нормаларға сәйкес мұнайдың құбырлар бойымен әлдеқайда жақсы ағуына әкеледі. Өткен жылы Альберта мұнай құмдарындағы құбырларды зерттеген зерттеу қызықты нәтиже көрсетті. Тұтқырлықты реттеу үшін электрлік жылу изоляциясын қолданатын компаниялар дәстүрлі будың орнына шамамен 23 пайызға сорғылау үшін қажетті энергияны үнемдеген. Тағы бір артықшылық – құбырлар жүйесіне келетін кернеудің азаюы жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзартады. Коррозия тұрақты проблема болып табылатын аймақтарда бұл «Petroleum Engineering Journal» журналында жарияланған деректерге сәйкес инфрақұрылымның қызмет ету мерзімін 12-ден 15 жылға дейін ұзартуы мүмкін.
Электрлік жылу салу жүйелері температураны жақсы реттеуге мүмкіндік береді, әсіресе будың құбырларын орнату мағынасыз болатын алыстағы орындарда пайдалы. Бұл жүйелер сыртқы жағдайларға байланысты қуатын реттейтіндіктен, суық қыста энергияның шығынын азайтады және ПӘК-і шамамен 89-92 пайыз аралығында болады. Өткен жылы жылу өнімділігі туралы жарияланған зерттеулерге сәйкес, электрлік жылумен жабдықталған құбырлар Арктикалық аймақта будық технологияға сүйенетін құбырларға қарағанда парафин жиналумен байланысты шамамен 37% аз проблема көреді. Бұл қиын жағдайларда жұмыс істейтін техникалық қызмет көрсету тобы үшін нақты айырмашылық жасайды.
| Әдісі | Оптималды қолдану жағдайы | Пайдалы әсер коэффициентінің диапазоны | Техникалық қызмет көрсетуге қойылатын талаптар |
|---|---|---|---|
| Сыртқы салу | Төменгі тұтқырлықтағы мұнай құбырлары | 55–68% | Изоляция арқылы жылудың жоғалуы |
| Ішкі трассалау | Жоғары тазалықтағы химиялық желілер | 72–78% | Коррозияны бақылау |
| Қаптамалы жүйелер | Реактор шикізаты | 81–85% | Күрделі саңылаудан шығуды анықтау |
Булы трассалау қазіргі буландырғыш қуаты бар мұнай өңдеу зауыттарында кеңінен қолданылады, бірақ жергілікті деректер электр жүйелерімен салыстырғанда 2 км-ден астам құбырларда жылу жоғалту 23% жоғары екенін көрсетеді (Piping Engineering 2024).
Электр жүйелері бу жүйелерінен үш негізгі жағынан озып тұрады:
Электрлік жүйелер бастапқыда 35–40% жоғары инвестиция талап етсе де, операторлар мыналар арқылы 2–3 жыл ішінде пайда табады:
Бұл тепе-теңдік электрлік трассалауды циклдық тиімділікті маңызды мұнай инфрақұрылымында басымдық ретінде қарастыратын операторлар үшін идеалды етеді.
Қазіргі уақытта өзін-өзі реттейтін жылу кабельдері түтіктердің қажеттілігіне байланысты қуат деңгейін реттейтін өткізгіш полимерлік негіздерге ие. Сондықтан олар энергияны кетірмейді. Сыртқы температура төмендегенде, бұл кабельдер жоғары қарқынмен жұмыс істейді, ал ауа жылынған кезде жылу шығысын азайтады. Бұл сұйықтардың дұрыс ағуын қамтамасыз етеді және ескі, тұрақты ваттпен жұмыс істейтін жүйелерге қарағанда шамамен 20% энергия үнемдейді. Тағы бір үлкен артықшылығы – бұл технология жылу артық болып, жеке аймақтардың қызып кетуін болдырмауы мүмкін, яғни келешекте пайда болатын проблемалар азаяды. Парафин жиналатын түтікжолдар үшін компаниялар бұл жаңа технологияға ауысқаннан бері жөндеуге кететін шығындар шамамен үштен бір бөлігіне дейін азайғанын хабарлайды.
Ең соңғы технологиялар жылу беру компоненттерінің ішіне тікелей формаға түзетілетін құймалар мен шыны талшықты сенсорларды интеграциялауды қамтиды, бұл операторларға жүйенің ішінде нақты уақыт режимінде не болып жатқанын бақылау мүмкіндігін береді. Жақсы изоляциялық практикамен бірге пайдаланылған кезде, осы материалдар мұнай өңдеу зауыттары сияқты нысандарда жылу жоғалтуын шамамен 27 пайызға дейін азайтады. Бұл шынымен құнды етіп тұрғаны — салынған сенсорлар изоляциядағы ақауларды оларды әдеттегідей тексеру әдістерімен анықтауға болатыннан алтыдан сегізге дейінгі аптасына ертерек байқай алады. Мұндай ерте хабардар ету жөндеу бригадаларына мәселелерді үлкен проблемаларға айналмас бұрын шешу үшін уақыт береді, сондықтан жылу күрделі құбыр желілерінің бойынша біркелкі таралып отырады.
Суық ауа-райы кезінде мұнай қоюлығы туралы деректерді және ауа-райы болжамдарын ескере отырып, өзін-өзі реттейтін ақылды IoT кабельдеріне ауысқаннан кейін 900 мильдік Солтүстік Крекинг Құбырында энергияны пайдалану 31% төмендеді. Бұл жаңа кабельдер мұнайдың қоюлығы туралы сезімтал ақпараттарға сәйкес өзгеріп отырады. Кейбір уақытта болатын өте суық ауа-райы кезінде бұл жүйе шыңдағы энергия қажеттілігін жартыға жуық, яғни шамамен 41% төмендетті. Бес жылдық масштабта қарағанда, бұл жоба барлығы 12 000 метрикалық тонна CO2 шығарындысын жойды. Бұл әр жылы 2600 кәдімгі бензинді автомобильді жолдан алып тастауға тең. Осы барлық уақыт бойы құбыр арқылы мұнайдың тегіс ағып жатқанын ескерсек, бұл нәтиже өте елеулі.
Бүгінгі күнде мұнай құбырының жылумен қамтамасыз ету жүйелері алыс қашықтықтағы құбырлар бойынша температураны дәл сақтау үшін алыстан бақылау құрылғыларын ақылды басқару жүйелерімен біріктіреді. Құбыр бойына әртүрлі нүктелерге орнатылған сымсыз сенсорлар өздерінің көрсеткіштерін басқару орындарына жібереді, онда операторлар қажетті жағдайда жылу беру бөліктерін реттей алады. Енді қызметкерлерді қауіпті немесе алыс аймақтарға тұрақты тексеру мақсатында жіберудің қажеті жоқ. Сонымен қатар, жүйенің бөліктері лазымсыз суып немесе ыстық болып қалған кезде энергия шығыны азаяды. Компаниялар температура мәселелеріне байланысты күтпеген тоқтап қалулардың алдын ала отырып, ақша үнемдейді және жұмыстарды тегіс жүргізіп отырады.
Аналитикалық платформалар тұтқырлық пен ағын жылдамдығы деректерін өңдеу арқылы жылу берудің шығыс мәнін динамикалық түрде оптимизациялайды. Машиналық оқыту алгоритмдері ауыр мұнай құбырларында парафин түзілуінің шектік деңгейлерін болжайды және температура критикалық деңгейден төмен түскенге дейін автоматты түрде жылытуды арттырады. Бұл ынталандырушы стратегия жыл сайынғы ағын қамсыздандыруға байланысты 2,3 миллиард доллар зияннан сақтайды (Flow Assurance Institute, 2024).
Жылулық датчиктері интернетке қосылған кезде олар жылыту кабельдеріндегі ақауларды олар тереңдемей тұрып-ақ анықтай алады. Бұл датчиктер изоляцияның бүлінуі немесе белгілі бір аймақтардың тым қызып кетуі сияқты мәселелерді уақытында сезінеді. Жүйе менеджерлері осы датчиктердің көрсеткен деректерін өткен уақыттағы бұзылу тарихымен салыстырып талдай отырып, жоспарлы техникалық қызмет кезінде қашан жөндеу жасау керектігін дәлме-дәл біле алады, ал бұл күтпеген тоқтап қалулармен күресуге қарағанда әлдеқайда тиімді. Мұндай алдын ала шараларға көшкен компаниялар жалпы алғанда жабдықтардың істен шығуын шамамен 35 пайызға дейін азайтқан. Сонымен қатар, олардың жөндеу шығындары да төмендеді — саланың есеп берулеріне сәйкес үш жылдан кейін жөндеуге жұмсалатын қаражат 18 пайызға кеміді. Температура көрсеткіштерін мұқият бақылау арқылы мұндай нәтижеге жету — нашар емес.
Ақылды басқару құрылғылары тиімділікті арттырса да, байланыстырылған жүйелер әлсіздіктерді енгізеді. 2023 жылғы зерттеу энергетикалық компаниялардың 42%-ы өнеркәсіптік IoT құрылғыларына шабуыл жасалғанын көрсетті. Жылу беру желілерін қақтығып алу немесе диверсиядан қорғау үшін қатаң шифрлау, нөлдік сенімділік архитектурасы мен ауа саңылауы бар резервтік басқару қазір міндетті.
Шындығында, теңіз ішіндегі құбырлардың жерүсті баламаларымен салыстырғанда жылуын сақтау үшін шамамен 23 пайызға артық энергия қажет болады. Бұл соңғы жылы Energy Engineering Journal журналының табыстарына сәйкес, су астындағы қатаң температуралар мен теңіздің алыс жерлерінде жабдықты ұстаудың барлық логистикалық қиындықтарына байланысты болады. Әртүрлі құбырлардың жылу оқшаулау сапасын, тұтынатын электр энергиясының көлемін және жөндеу жиілігін салыстырған кезде, кейбір стандарттық көрсеткіштердің болуы операторларға жақсартуға болатын жерлерді анықтауға көмектеседі. Арктика аймағында жұмыс істейтін кейбір алдыңғы қатарлы компаниялар құбырлардағы жылуды басқару үшін шөл орталығында қолданылатын тәжірибелерге сүйене отырып, энергия тұтынуды шамамен 18 пайызға дейін азайтты. Олар негізінен ыстық климатта қолданылатын сәтті тәсілдерді суық ауа-райы жағдайларына бейімдеді.
Құбырлардың пайдалы әрекет коэффициентіне арналған соңғы зерттеулер электрлік жылу беру жүйелерімен бірге қолданылған кезде жақсы оқшаулау термиялық шығындарды 25-тен 30 пайызға дейін төмендетуі мүмкін екенін көрсетті. Аэрогельді орамалар мен вакуумды оқшауланған тақталар сияқты жаңа материалдар шыны талшықтан жасалған дәстүрлі оқшаулаудан жылуды шамамен 2,5 есе жақсы ұстайды. Мұның мұнай өндіру операциялары үшін маңызы қандай? Өндірісшілер аса қуатты, метріне 15-20 кВт қуатты, көп орын алатын және көп энергия тұтынатын моделдерді пайдаланбастан, метріне 8-12 киловатт аралығындағы кішігірім жылыту кабельдерін пайдалана отырып, қою мұнайды қажетті тұтқырлық деңгейінде ұстай алады.
Шамамен 15 жылдық кезеңді қарастырғанда, электрлік жылу беру жүйелері бастапқы тұтастай алғанда өндіру үшін көбірек энергияны қажет етсе де, бұрынғы будың жүйелеріне қарағанда шамамен 40 пайыз кем көміртегі қалдырады. Бұны көптеген салалардан жасалған соңғы зерттеулер де растайды. Мысалы, сланец мұнай өндіру процестерінде дәстүрлі газбен жұмыс істейтін будың әдістерінің орнына күн энергиясымен жақсы жұмыс істейтін жүйелерді қолдану көміртегі шығарындыларын шамамен екі үштен бір бөлігіне дейін азайтады. Барлау объектілерінің басшылары жылыту жүйелерін жаңарту туралы шешім қабылдаған кезде біртіндеп мұндай көрсеткіштерге сүйеніп жатыр. Нәтижеде, тікелей емес шығарындыларды жақсырақ технологиялар арқылы азайту бизнес үшін қолайлы болып қана қоймай, сонымен бірге тізбектік жеткізу бойынша кеңінен таралған экологиялық мақсаттарға қол жеткізуге көмектеседі.
Аньхуэй Huanrui қыздыру өндірісі Шаруашылық компаниясы өндірістік және тұрмыстық мақсатта өзін-өзі реттейтін және тұрақты қуатты қыздыру кабельдерін ұсынады. Біздің сертификатталған шешімдеріміз суықтан сенімді қорғау мен температураны сақтауды қамтамасыз етеді. Дүниежүзілік клиенттерге сенімді. Бізбен бүгін хабарласыңыз.
© 2025 ж. Anhui Huanrui Heating Manufacturing Co.,Ltd, барлық құқық қорғалған Жекелік саясат
EN