image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 5 2019

№ 5 2019

Транспорт и хранение нефти и газа

01.05.2019 10:00 Моделирование условий генерирования жидкостных пробок профилем рельефного трубопровода
При разработке нефтяных месторождений Западной Сибири на последней стадии эксплуатации, характеризующихся высокой обводненностью и, как следствие, высокой поверхностной температурой добываемых флюидов, на этапах предварительной подготовки нефти применяется режим горячей промысловой сепарации попутного газа. Газ после сепарации является тяжелым из‑за высокого содержания жидких углеводородов. При транспортировке такого газа по трубопроводам, проложенным по холмистой местности, в результате постепенного остывания транспортируемого продукта происходит образование жидкостных (конденсатных) пробок. Главным образом этот процесс происходит на V-образных участках трубопровода, в которых гравитационные силы доминируют над силами взаимодействия на границе фаз, способствующими движению жидкостной пробки по восходящему участку трубы. При определенных расходах жидкости и газа застойные зоны жидкости на V-образных участках трубопровода могут терять устойчивость и генерировать режимы течения в виде образования периодических жидкостных пробок. Следствием возникновения этих режимов при транспортировке газоконденсатной смеси могут быть вибрация, перемещение труб относительно эстакады и даже разрушение элементов трубопровода. В работе проведен анализ известных полуэмпирических методик, позволяющих прогнозировать структуру течения газожидкостной смеси на V-образных участках трубопровода. Представлена разработка механистических критериев для прогнозирования условий генерирования режима жидкостных пробок на рельефных участках трубопровода (hilly-terrain), основанная на решении задачи устойчивости Кельвина – Гельмгольца для области тангенциального разрыва скоростей на границе двух контактирующих жидкостей. По результатам расчетов получен критерий устойчивости, определяющий условие перехода к пробковому режиму течения на восходящем участке рельефного трубопровода. Сопоставление расчетной и экспериментальной границ потери устойчивости волнового течения в узком сечении V-образного участка трубы продемонстрировало наличие допустимой в инженерных расчетах погрешности, что позволяет рекомендовать авторскую методику к применению в целях обеспечения безаварийной эксплуатации рельефных трубопроводов.
Ключевые слова: транспортировка попутного газа, рельефный участок трубопровода, генерирование жидкостных пробок, неустойчивость Кельвина – Гельмгольца.
Ссылка для цитирования: Пашали А.А. Моделирование условий генерирования жидкостных пробок профилем рельефного трубопровода // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019. № 5. C. 68–74.




← Назад к списку


im - научные статьи.