Элементы теории вынужденного перемешивания нефтей в резервуарах

Для подготовки к транспортировке на нефтепромыслах смешивают легкие и тяжелые нефти с помощью струйных смесителей, представляющих собой устройства с инжектированием, которые устанавливаются в приемораздаточном патрубке внутри резервуара. В работе рассмотрена простейшая технологическая схема перемешивания. Представлены основные уравнения, описывающие процессы смешения легкой и тяжелой нефтей в смесителе, в котором поток легкой нефти является рабочим потоком, а поток исходной в резервуаре тяжелой нефти — инжектируемым потоком. Получено характеристическое уравнение смесителя. Представлена система уравнений, описывающая траекторию осевой линии струи, изменения состава нефти и средней скорости вдоль струи. Рассмотрен пример смесителя, используемого на практике в резервуаре типа РВС 2000. На основе характеристического уравнения по известным значениям перепада давления рабочего и инжектируемого потоков, а также по соотношению сечений рабочего сопла и выходного сечения камеры смешения найден коэффициент инжекции смесителя. Представлены расчетные графики характеристик турбулентной затопленной струи в нефтепромысловом резервуаре хранения нефти. Из графиков следует: 1) происходит полное выравнивание концентраций инжектируемой смеси нефти и тяжелой нефти, находящейся в резервуаре; 2) скорость струи снижается на расстоянии порядка нескольких метров до значения, превышающего минимальную промысловую скорость известную из практики ликвидации донных отложений. Основная роль смесителя при перемешивании нефтей заключается в том, что за счет инжекции тяжелой нефти из резервуара образуются принудительные циркуляционные потоки, исключающие образование застойных зон, выпадение в осадок твердых малоподвижных отложений.