Науковий вісник НГУ

Розробка й оцінка комбінованих методів очищення парафінових відкладень у трубопроводах нафтогазової промисловості

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2026

Останнє оновлення: 27 лютого 2026

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1282

Authors:

В. О. Расцвєтаєв*, orcid.org/0000-0003-3120-4623, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Дж. Хаддад, orcid.org/0000-0003-3787-0010, Аль-Балка Прикладний університет, Факультет інженерних технологій, м. Амман, Йорданія, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. О. Азюковський, orcid.org/0000-0003-1901-4333, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

O. A. Пащенко, orcid.org/0000-0003-3296-996X, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

M. В. Бабенко, orcid.org/0000-0003-2309-0291, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д. O. Васильченко, orcid.org/0009-0005-1304-1826, Куп’янський ПМ, Східний ЛВУМГ, ТОВ «Оператор ГТС України», м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2026, (1): 050 - 057

https://doi.org/10.33271/nvngu/2026-1/050

Abstract:

Мета. Розробка й оцінка ефективності комбінованих механічних, хімічних і термічних методів очищення парафінових відкладень у протяжних трубопроводах круглого перерізу та бурових системах, ураховуючи специфіку нафтогазової галузі.

Методика. Застосовано комплексний підхід, що поєднує лабораторні експерименти, чисельне моделювання та, за можливості, польові випробування. У лабораторних умовах використовувалися моделі трубопроводів і бурових труб зі сталі, що імітували умови осадження парафінів за температур (20–60 °C) і тисків (10–50 МПа). Склад відкладень аналізувався за допомогою газової хроматографії й мас-спектрометрії. Ефективність методів очищення – механічного (скребки), хімічного (розчинники) і термічного (нагрівання) – оцінювалася за показниками видалення. Чисельне моделювання процесів осадження й очищення проводилося із використанням CFD (ANSYS Fluent), з урахуванням швидкості потоку, турбулентності та геометрії труб. Польові випробування, де це було можливо, підтверджували лабораторні результати на реальних трубопроводах і бурових установках.

Результати. Комбіновані методи досягли ефективності видалення до 90 %, причому гібридні підходи (хімічні розчинники з механічним очищенням) виявилися найефективнішими для нафт із високим вмістом парафінів у бурових трубах. Товщина відкладень (2–5 мм) залежала від температурних градієнтів, а критичні зони осадження виявлені в вигинах трубопроводів і входах бурових труб. Механічні методи були економічними (50–100 USD/м), але менш ефективними у трубах малого діаметра, тоді як термічні методи вимагали значних енерговитрат (20–50 МДж/м). Рекомендації включають гібридні протоколи очищення й моніторинг із використанням IoT.

Наукова новизна. Результати дослідження пропонують нову методологію, що інтегрує механічні, хімічні й термічні методи, адаптовані до трубопроводів круглого перерізу та бурових систем, з CFD-моделями для кількісного аналізу динаміки осадження. Нові дані про вплив геометрії труб і умов буріння оптимізують процеси очищення.

Практична значимість. Запропоновані методи знижують простої обладнання на 20 % і витрати на обслуговування на 15–25 %, а інтеграція IoT дозволяє прогнозувати характер відкладень. Рішення застосовні до різних типів нафт і бурових умов, сприяючи підвищенню ефективності й екологічної безпеки.

Ключові слова: парафінові відкладення, очищення трубопроводів, бурові системи, хімічні розчинники, IoT-моніторинг

References.

1. Shetty, R., Tyagi, M., & Sharma, J. (2024). Study of Sand Transport in a Horizontal Pipeline Using Validated Computational Fluid Dynamics Simulations with Experimental Fiber-Optic Distributed Acoustic Sensing Data. SPE Journal, 1-16. https://doi.org/10.2118/223953-pa

2. Bondarenko, V., Salieiev, I., Kovalevska, I., Chervatiuk, V., Malashkevych, D., Shyshov, M., & Chernyak, V. (2023). A new concept for complex mining of mineral raw material resources from DTEK coal mines based on sustainable development and ESG ­strategy. Mining of Mineral Deposits, 17(1), 1-16. https://doi.org/10.33271/mining17.01.001

3. Tran, T. V., Hoang, H. M., Tran, N. H., Giang, T. H., & Pham, K. N. (2015). The Production Data Management Platform for Reservoir Management and Optimisation: A case study. All Days. https://doi.org/10.2118/176282-ms

4. Vynnykov, Yu., Kharchenko, M., Manhura, S., Aniskin, A., & Manhura, A. (2023). Degradation of the internal well equipment steel under continuous service in the corrosive and aggressive environments. Mining of Mineral Deposits, 17(1), 84-92. https://doi.org/10.33271/mining17.01.084

5. Gulieva, N. K., Mustafaev, I. I., Sabzaliev, A. A., & Garibov, R. G. (2018). Composition and properties of deposits formed on the internal surface of oil pipelines. Journal of Applied Spectroscopy, 85(1), 103-108. https://doi.org/10.1007/s10812-018-0619-3

6. Sudakov, A., Dreus, A., Ratov, B., Sudakova, O., Khomenko, O., Dziuba, S., …, & Ayazbay, M. (2020). Substantiation of thermomechanical technology parameters of absorbing levels isolation of the boreholes. News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 2(440), 63-71. https://doi.org/10.32014/2020.2518-170X.32

7. Yu, H. (2019). Study on ecological impacts and countermeasures of long-distance oil and gas pipeline project construction. AIP Confe­rence Proceedings. https://doi.org/10.1063/1.5089067

8. Yin, H., Liu, C., Wu, W., Song, K., Dan, Y., & Cheng, G. (2021). An integrated framework for criticality evaluation of oil & gas pipelines based on fuzzy logic inference and machine learning. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 96, 104264. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2021.104264

9. Nguyen, L. Q., Le, T. T. T., Nguyen, T. G., & Tran, D. T. (2023). Prediction of underground mining-induced subsidence: Artificial neural network based approach. Mining of Mineral Deposits, 17(4), 45-52. https://doi.org/10.33271/mining17.04.045

10.      Vynnykov, Y., Kharchenko, M., Manhura, S., Aniskin, A., & Manhura, A. (2024). Neural network analysis of safe life of the oil and gas industrial structures. Mining of Mineral Deposits, 18(1), 37-44. https://doi.org/10.33271/mining18.01.037

11.      Pashchenko, O. A., Borodina, N. A., Yavorska, O. O., ­Ishkov, V. V., & Cherniaiev, O. V. (2024). Application of polymer flooding to increase oil recovery. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 1415(1), 012054. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1415/1/012054

12.      Semenenko, Ye., Medvedieva, O., Medianyk, V., Bluyss, B., & Khaminich, O. (2023). Research into the pressureless flow in hydrotechnical systems at mining enterprises. Mining of Mineral Deposits, 17(1), 28-34. https://doi.org/10.33271/mining17.01.028

13.      Muratova, S., Pashchenko, O., Khomenko, V., & Zhailiev, A. (2025). Application of machine learning for wellbore stability assessment. Engineering for Rural Development, 24. https://doi.org/10.22616/erdev.2025.24.tf109

14.      Pashchenko, O., Kamyshatskyi, O., Omirzakova, E., & Ratova, S. (2025). Development and optimization of hard alloy compositions for rock destruction. Engineering for Rural Development (Vol. 24). 24 ^th International Scientific Conference Engineering for Rural Development. https://doi.org/10.22616/erdev.2025.24.tf110

15.      Biletskyi, V., Oliinyk, T., Pysmennyi, S., Skliar, L., Fedorenko, S., & Chukharev, S. (2024). Experimental studies of the joint process “hydrotransport – oil agglomeration of coal”. Mining of Mineral Deposits, 18(4), 71-79. https://doi.org/10.33271/mining18.04.071

16.      Gan, M. (2023). Corrosion control (III): corrosion inhibitors. Engineering materials, (pp. 111-130). https://doi.org/10.1007/978-981-99-2392-2_7

17.      Banerjee, S., Kumar, S., Mandal, A., & Naiya, T. K. (2017). Design of novel chemical solvent for treatment of waxy crude. International Journal of Oil Gas and Coal Technology, 15(4), 363. https://doi.org/10.1504/ijogct.2017.084831

18.      Ratov, B., Borash, A., Biletskiy, M., Khomenko, V., Koroviaka, Y., Gusmanova, A., …, & Matуash, O. (2023). Identifying the operating features of a device for creating implosion impact on the water bearing formation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1(125)), 35-44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.287447

19.      Pan, S., Xu, N., Li, Z., Niu, P., Guo, Y., & Liang, Y. (2024). Oil-Gas multiphase flow surrogate model embedded with mechanism formulas. Volume 3: Operations, Monitoring, and Maintenance; Materials and Joining. https://doi.org/10.1115/ipc2024-133744

20.      Dasari, A., Goshika, B. K., Majumder, S. K., & Mandal, T. K. (2015). Viscous oil-water flow through an inclined pipeline: experimentation and prediction of flow patterns. Multiphase Science and Technology, 27(1), 1-26. https://doi.org/10.1615/multscientechn.v27.i1.10

21.      Iqbal, H., Tesfamariam, S., Haider, H., & Sadiq, R. (2016). Inspection and maintenance of oil & gas pipelines: a review of policies. Structure and Infrastructure Engineering, 13(6), 794-815. https://doi.org/10.1080/15732479.2016.1187632

22.      Li, S., & Wang, S. (2019). Virtual Isomorphism Oil Pipeline Transportation Energy Efficiency Management Platform. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 242, 022050. https://doi.org/10.1088/1755-1315/242/2/022050

23.      Ratov, B., Pavlychenko, A., Kirin, R., Pashchenko, O., Khomenko, V., Tileuberdi, N., …, & Muratova, S. (2025). Using Machine learning to model mechanical processes in mining: theory, practice, and legal considerations. Engineered Science. https://doi.org/10.30919/es1419

24.      Zaichenko, S., & Bielokha, H. (2024). Methods and means of cleaning main gas and oil pipelines. Studies in systems, decision and control, (pp. 267-285). https://doi.org/10.1007/978-3-031-68372-5_14

25.      Li, H., & Ruan, Y. (2021). Establishment of simulation model of water injection pipeline cleaning technology and evaluation of cleaning effect. 2021 3 ^rd International Conference on Intelligent Control, Measurement and Signal Processing and Intelligent Oil Field (ICMSP), 450-453. https://doi.org/10.1109/icmsp53480.2021.9513418

26.      Kirin, R., Yevstihnieiev, A., Vyprytskyi, A., & Sieriebriak, S. (2023). Legal aspects of mining in Ukraine: European integration vector. Mining of Mineral Deposits, 17(2), 44-52. https://doi.org/10.33271/mining17.02.044

27.      Muratova, S., Ratov, B., Khomenko, V., Pashchenko, O., & Kamyshatskyi, O. (2025). Improvement of the methodology for measuring plastic viscosity and dynamic shear stress of drilling fluids. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 1491(1), 012026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1491/1/012026

28.      Gao, S. (2024). Research and Application of Online Electromagnetic Heating System with Internal Penetration in Oil Pipeline at Well Site. Journal of Physics Conference Series, 2834(1), 012114. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2834/1/012114

29.      Bolonnyi, V., Maksymovych, O., Sudakov, A., & Grudz, V. (2025). Ecological and energy safety of transportation of carbon and low-carbon energy carriers. VI International Conference “Essays of Mining Science and Practice” (RMGET 2024), IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 1491(2025), 012056. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1491/1/012056

30.      Ratov, B. T., Fedorov, B. V., Syzdykov, A. Kh., Zakenov, S. T., & Sudakov, A. K. (2021). The main directions of modernization of rock-destroying tools for drilling solid mineral resources. 21 ^st International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2021. Section Exploration & Mining, 503-514. https://doi.org/10.5593/sgem2021/l.l/s03.062

• < Попередня
• Наступна >