Зниження енергетичних втрат під час транспортування бурильних суспензій суднами класу Platform Supply Vessel

Автор(и)

  • Денис Миколайович Мар'янов Національний університет «Одеська морська академія», Україна https://orcid.org/0000-0002-1355-5844

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256473

Ключові слова:

судно класу Platform Supply Vessel, система транспортування, густина суспензії бурильної, седиментаційна стійкість, енергетичні втрати

Анотація

Об'єктом дослідження є процес транспортування бурильної суспензії суднами класу Platform Supply Vessels. Предметом дослідження є енергетичні втрати під час перекачування бурильної суспензії з борту судна класу Platform Supply Vessels на нафтовидобувну платформу. Дослідження виконувалися на судні дедвейтом 3840 тонн. Експериментально встановлено, що для бурильної суспензії з початковою густиною 1272 кг/м3 для транспортування протягом 6–48 год відбуваються наступні зміни реологічних характеристик:

– на поверхні вантажного танка утворюється шар із густиною 1235–962 кг/м3;

– у донній частині танка утворюється шар із густиною 1283–1422 кг/м3;

– седиментаційна стійкість знижується на 3,89–47,82 %.

Запропоновано варіант модернізації системи транспортування бурильної суспензії шляхом встановлення додаткових циркуляційних насосів, що забезпечують примусову циркуляцію бурильної суспензії між вантажними танками. Додаткова циркуляція бурильної суспензії з початковою густиною 1272 кг/м3 для транспортування протягом 6–48 год забезпечує підтримання реологічних характеристик в наступному діапазоні:

– густина на поверхні вантажного танка 1270–1232 кг/м3;

– густина у донній частині танка 1288–1338 кг/м3;

– зниження седиментаційної стійкості 1,42–7,92 %.

Аналогічні результати встановлені для бурильної суспензії з початковою густиною 1323 кг/м3 та 1188 кг/м3.

Для зниження енергетичних втрат запропоновано процес вивантаження бурильної суспензії на нафтовидобувну платформу виконувати під час завершення технологічного процесу розвантаження судна. При цьому за рахунок зменшення осадки та збільшення висоти надводного борту судна зменшуються статична складова напору та гідравлічні втрати вантажного насоса.

Комплекс проведених досліджень для бурильних суспензій з різною початковою густиною (1272 кг/м3, 1188 кг/м3, 1323 кг/м3) підтвердив, що під час використання додаткової Х-подібної циркуляції бурильної суспензії:

– відносна продуктивність вантажних насосів збільшується від 37–57 % до 88–96 %;

– час викачування бурильної суспензії з борту судна на нафтовидобувну платформу знижується з 7,1–8,5 до 3,3–3,8 годин.

Наведені результати підтверджують доцільність використання додаткової Х-подібної циркуляції бурильної суспензії для зниження енергетичних втрат під час її транспортування суднами класу Platform Supply Vessel.

Біографія автора

Денис Миколайович Мар'янов, Національний університет «Одеська морська академія»

Аспірант

Кафедра суднових енергетичних установок

Посилання

  1. Aditya, N. D., Sandhya, K. G., Harikumar, R., Balakrishnan Nair, T. M. (2020). Development of small vessel advisory and forecast services system for safe navigation and operations at sea. Journal of Operational Oceanography, 15 (1), 52–67. doi: http://doi.org/10.1080/1755876x.2020.1846267
  2. Von Schuckmann, K., Le Traon, P.-Y., Smith, N., Pascual, A., Djavidnia, S., Gattuso, J.-P. et. al. (2021). Copernicus Marine Service Ocean State Report, Issue 5. Journal of Operational Oceanography, 14 (sup1), 1–185. doi: http://doi.org/10.1080/1755876x.2021.1946240
  3. Fagerholt, K. (2000). Optimal policies for maintaining a supply service in the Norwegian Sea. Omega, 28 (3), 269–275. doi: http://doi.org/10.1016/s0305-0483(99)00054-7
  4. Barretto, M. R. P., Cruz, R. E., Mendes, A. B., Seixas, M. P., Brinati, M. A. (2013). A Decision Support System for Allocating General Cargo in Platform Supply Vessels. OTC Brasil. Rio de Janeiro: Offshore Technology Conference, 24433. doi: http://doi.org/10.4043/24433-ms
  5. Dvoynikov, M. V. (2017). Research on technical and technological parameters of inclined drilling. Journal of Mining Institute, 223, 86–92. doi: http://doi.org/10.18454/PMI.2017.1.86
  6. Karianskyi, S. A., Maryanov, D. M. (2020). Features of transportation of high-density technical liquids by marine specialized vessels. Scientific research of the SCO countries: synergy and integration. Beijing, 2, 150–153. doi: http://doi.org/10.34660/INF.2020.24.53688
  7. Maryanov, D. (2021). Development of a method for maintaining the performance of drilling fluids during transportation by Platform Supply Vessel. Technology Audit and Production Reserves, 5 (2 (61)), 15–20. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.239437
  8. Maryanov, D. M. (2021). Maintaining the efficiency of drilling fluids when they are transported by platform supply vessel class offshore vessels. The Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 22–28. doi: http://doi.org/10.29013/ajt-21-7.8-22-28
  9. Sagin, S., Madey, V., Stoliaryk, T. (2021). Analysis of mechanical energy losses in marine diesels. Technology Audit and Production Reserves, 5 (2 (61)), 26–32. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.239698
  10. Popovskii, Yu. M., Sagin, S. V., Khanmamedov, S. A., Grebenyuk, M. N., Teregerya, V. V. (1996). Designing, calculation, testing and reliability of machines: influence of anisotropic fluids on the operation of frictional components. Russian Engineering Research, 16 (9), 1–7.
  11. Cherniak, L., Varshavets, P., Dorogan, N. (2017). Development of a mineral binding material with elevated content of red mud. Technology Audit and Production Reserves, 3 (3 (35)), 22–28. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.105609
  12. Sagin, S. V. (2018). Improving the performance parameters of systems fluids. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 55–59.
  13. Javadian, S., Sadrpoor, S. M. (2020). Demulsification of water in oil emulsion by surface modified SiO2 nanoparticle. Journal of Petroleum Science and Engineering, 184, 106547. doi: http://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106547
  14. Liu, L., Zhang, Y., Lv, F., Yang, B., Meng, X. (2015). Effects of red mud on rheological, crystalline, and mechanical properties of red mud/PBAT composites. Polymer Composites, 37 (7), 2001–2007. doi: http://doi.org/10.1002/pc.23378
  15. Lipin, A. A., Kharlamov, Y. P., Timonin, V. V. (2013). Circulation system of a pneumatic drill with central drilling mud removal. Journal of Mining Science, 49 (2), 248–253. doi: http://doi.org/10.1134/s1062739149020068
  16. Li, X., Zhang, J., Tang, X., Mao, G., Wang, P. (2020). Study on wellbore temperature of riserless mud recovery system by CFD approach and numerical calculation. Petroleum, 6 (2), 163–169. doi: http://doi.org/10.1016/j.petlm.2019.06.006
  17. Sagin, S. V., Solodovnikov, V. G. (2017). Estimation of Operational Properties of Lubricant Coolant Liquids by Optical Methods. International Journal of Applied Engineering Research, 12 (19), 8380–8391.
  18. Baba Hamed, S., Belhadri, M. (2009). Rheological properties of biopolymers drilling fluids. Journal of Petroleum Science and Engineering, 67 (3-4), 84–90. doi: http://doi.org/10.1016/j.petrol.2009.04.001
  19. Madey, V. V. (2021). Usage of biodiesel in marine diesel engines. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 18–21. doi: http://doi.org/10.29013/ajt-21-7.8-18-21
  20. Sagin, S. V., Solodovnikov, V. G. (2015). Cavitation Treatment of High-Viscosity Marine Fuels for Medium-Speed Diesel Engines. Modern Applied Science, 9 (5), 269–278. doi: http://doi.org/10.5539/mas.v9n5p269
  21. Sagin, S. V., Semenov, O. V. (2016). Motor Oil Viscosity Stratification in Friction Units of Marine Diesel Motors. American Journal of Applied Sciences, 13 (2), 200–208. doi: http://doi.org/10.3844/ajassp.2016.200.208
  22. Zablotsky, Yu. V., Sagin, S. V. (2016). Maintaining Boundary and Hydrodynamic Lubrication Modes in Operating High-pressure Fuel Injection Pumps of Marine Diesel Engines. Indian Journal of Science and Technology, 9 (20), 208–216. doi: http://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i20/94490
  23. Sagin, S. V. (2020). Determination of the optimal recovery time of the rheological characteristics of marine diesel engine lubricating oils. Process Management and Scientific Developments. Birmingham, 4, 195–202. doi: http://doi.org/10.34660/INF.2020.4.52991
  24. Wanderley Neto, A. O., da Silva, V. L., Rodrigues, D. V., Ribeiro, L. S., Nunes da Silva, D. N., de Oliveira Freitas, J. C. (2020). A novel oil-in-water microemulsion as a cementation flushing fluid for removing non-aqueous filter cake. Journal of Petroleum Science and Engineering, 184, 106536. doi: http://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106536
  25. Sagin, S. V., Stoliaryk, T. O. (2021). Comparative assessment of marine diesel engine oils. The Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 29–35. doi: http://doi.org/10.29013/ajt-21-7.8-29-35
  26. Zablotsky, Yu. V., Sagin, S. V. (2016). Enhancing Fuel Efficiency and Environmental Specifications of a Marine Diesel When using Fuel Additives. Indian Journal of Science and Technology, 9 (46), 353–362. doi: http://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i46/107516
  27. Zablotsky, Y. V. (2019). The use of chemical fuel processing to improve the economic and environmental performance of marine internal combustion engines. Scientific research of the SCO countries: synergy and integration. Beijing: PRC, 1, 131–138. doi: http://doi.org/10.34660/INF.2019.15.36257
  28. Akimova, O., Kravchenko, A. (2018). Development of the methodology of the choice of the route of work of platform supply vessels in the shelf of the seas. Technology Audit and Production Reserves, 5 (2 (43)), 30–35. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.146322
  29. Sagin, A. S., Zablotskyi, Y. V. (2021). Reliability maintenance of fuel equipment on marine and inland navigation vessels. The Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 14–17. doi: http://doi.org/10.29013/ajt-21-7.8-14-17
  30. Maryanov, D. (2022). Control and regulation of the density of technical fluids during their transportation by sea specialized vessels. Technology Audit and Production Reserves, 1 (2 (63)), 19–25. doi: http://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.252336
  31. Sagin, S. V. (2019). Decrease in mechanical losses in high-pressure fuel equipment of marine diesel engines. Scientific research of the SCO countries: synergy and integration. Beijing: PRC, 139–145. Doi: http://doi.org/10.34660/INF.2019.15.36258
  32. Kuropyatnyk, O. A., Sagin, S. V. (2019). Exhaust Gas Recirculation as a Major Technique Designed to Reduce NOх Emissions from Marine Diesel Engines. Naše more, 66 (1), 1–9.
  33. Sagin, S. V., Kuropyatnyk, O. A., Zablotskyi, Yu. V., Gaichenia, O. V. (2022). Supplying of Marine Diesel Engine Ecological Parameters. Naše more, 69 (1), 53–61. doi: http://doi.org/10.17818/nm/2022/1.7
  34. Sagin, S. V., Kuropyatnyk, O. A. (2021). Using exhaust gas bypass for achieving the environmental performance of marine diesel engines. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 7-8, 36-43. doi: http://doi.org/10.29013/ajt-21-7.8-36-43
  35. Sagin, S. V., Kuropyatnyk, O. A. (2018). The Use of Exhaust Gas Recirculation for Ensuring the Environmental Performance of Marine Diesel Engines. Naše more, 65 (2), 78–86. doi: http://doi.org/10.17818/nm/2018/2.3
  36. Sagin, S. V., Semenov, О. V. (2016). Marine Slow-Speed Diesel Engine Diagnosis with View to Cylinder Oil Specification. American Journal of Applied Sciences, 13 (5), 618–627. doi: http://doi.org/10.3844/ajassp.2016.618.627

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Мар’янов, Д. М. (2022). Зниження енергетичних втрат під час транспортування бурильних суспензій суднами класу Platform Supply Vessel. Technology Audit and Production Reserves, 2(1(64), 42–50. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256473

Номер

Том 2 № 1(64) (2022): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Технології та системи енергопостачання: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Denys Maryanov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.