Вытеснение различных газов из газопроводов при их строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, консервации и ликвидации является рутинной операцией. Для обеспечения полного удаления исходного газа следует предотвращать возникновение стратификации. При вытеснении азота, воздуха, газовоздушной смеси или природного газа на площадочных объектах магистральных газопроводов вероятность возникновения стратификации повышается из-за сложной конфигурации трубопроводов, разнообразия диаметров труб и их соединения с технологическим оборудованием различной конструкции. В статье рассмотрена проблема выбора способа определения минимально допустимой скорости вытесняющего газа W_{выт г, мин}, которая предотвращает стратификацию при вытеснении газа другим газом из труб малого диаметра (до 120 мм для случая, когда вытесняющий газ – природный газ, а вытесняемый – воздух).
Цель работы заключается в установлении экспериментальным путем наиболее точного способа определения W_{выт г, мин} для вытеснения газа из труб малого диаметра. Проанализированы известные из мировой практики подходы, в основе которых – обеспечение турбулентного режима потока вытесняющего газа, а также данные экспериментальных исследований. Обращается внимание на то, что в настоящее время отсутствует общепринятый подход к назначению W_{выт г, мин} для труб малого диаметра. Отмечается необходимость проведения экспериментального исследования процесса. Описаны разработанный экспериментальный стенд и технология проведения эксперимента. Приведены схемы продольного и поперечного распределения концентраций вытесняющего и вытесняемого газа в трубе при различных режимах стратификации. В качестве способа определения минимально допустимой скорости углекислого газа или азота при вытеснении воздуха авторы предлагают использовать значения, полученные по результатам проведенных экспериментов. В процессе исследования установлена нерациональность применения существующих способов определения минимально допустимой скорости природного газа при вытеснении воздуха, а также необходимость в проведении дополнительных экспериментов по определению W_{выт г, мин} природного газа.
Полученные результаты представляют практический интерес с точки зрения нормативного регулирования мероприятий, предотвращающих стратификацию при взаимном вытеснении газов из газопровода.

ГАЗОПРОВОД, СТРАТИФИКАЦИЯ, ВЫТЕСНЕНИЕ, ЭКСПЕРИМЕНТ, ПРОДУВКА, ЗАПОЛНЕНИЕ, КОНСЕРВАЦИЯ, ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, АЗОТ, УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ

С.А. Лукин, ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Санкт-Петербург, Россия), ФГАОУ ВО «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина» (Москва, Россия)

Д.И. Ширяпов, к.т.н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

А.С. Алихашкин, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

Ю.А. Маянц, к.т.н., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»

В.В. Васильковский, к.т.н., ФГАОУ ВО «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»