Гидродинамический анализ влияния наличия самотечных участков в трубопроводе на аналитический метод обнаружения утечек

Автор: Иван Александрович Писаренко

Соавторы: Диева Нина Николаевна, Разбегина Елена Георгиевна

Организация: РГУ Нефти и газа им. И.М.Губкина

Рис. 1. График функции для трубопровода.

Качественное управление процессом эксплуатации магистральных нефтепроводов требует постоянного мониторинга множества параметров для решения самых разных задач, начиная от неэффективного расхода энергии и заканчивая экологическими катастрофами. Одной из особенностей эксплуатации трубопроводов является работа в режимах существенной недогрузки. Сложный рельеф расположения трубопровода в сочетании с нестационарностью работы трубопровода (запуски, остановки, переходные/аварийные режимы) только усугубляют ситуацию, внося дополнительные сложности в управление потоком. Это особенно критично для транспортировки нестабильных многофазных сред, таких, например, как нефть с высоким содержанием газа или высокопарафинистые нефти. В условиях недогруженной эксплуатации давления в линии достигают условий перехода через линию равновесия, формируются самотечные участки и зоны многофазного потока с неравномерным распределением фаз в сечении трубы.

Из методов обнаружения утечек на трубопроводе хорошо себя зарекомендовал метод фиксации и анализа волн давления, позволяющий оперативно определять местоположения утечки. В настоящей работе на примере реального участка нефтепровода смоделирована ситуация возникновения утечки в присутствии самотечного участка (Рис. 1.). Начальные условия для решения задачи по определению местоположения утечки жидкости при известном ∆P(x) взяты следующие:

·         длина участка реального трубопровода – 49.31 км;

·         вязкость перекачиваемого продукта – 60 сСт;

·         Плотность перекачиваемого продукта – 860 кг/м3;

·         Диаметр трубы – 0.8 м.

Из полученных в работе результатов сделан вывод, что наличие самотечного участка выступает в роли демпфера и искажает волны давления, тем самым осложняется процедура поиска утечки в трубопроводе. В связи с этим возникает необходимость дополнения существующей математической модели течения жидкости по самотечному участку трубопровода при его разгерметизации.

1. Уликанов Р.Р. Исследование динамических возмущений давления в магистральных трубопроводах методами структурно-волнового анализа // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.

2. Земенков Ю.Д., Курушина Е.В. [и др.] Управление энергоэффективностью: моделирование режимов течения углеводородного сырья в трубопроводах: Монография – Тюмень: издательство «Вектор Бук», 2016. – 333 с.