Истечение нефти через сквозное отверстие в поверхности трубопровода, C. 104-107

UDK: 622.692.4.01

DOI: 10.24887/0028-2448-2017-2-104-107

Ключевые слова: нефтепровод, авария, утечка, отверстие, переходный процесс, упругий запас, зеркало жидкости, разрыв столба, объем утечки, расчет

Авт.: А.С. Дидковская, М.В. Лурье (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина)

Рассмотрены основные аспекты процесса истечения жидкости (нефти или нефтепродукта) через сквозное отверстие в поверхности трубопровода. В общем случае эта задача до сих пор не была решена. В классической теории неустановившихся течений слабо сжимаемой жидкости в трубопроводе, восходящей своими истоками к известной работе Н.Е. Жуковского «О гидравлическом ударе в водопроводных трубах» (1899), предполагается, что трубопровод полностью заполнен жидкостью, поэтому волна разгрузки распространяется от места разгерметизации трубопровода в обе стороны. Однако такое допущение в большинстве практических случаев неверно. Профиль нефтепроводов, как правило, обладает большим перепадом высот, поэтому давление в распространяющейся волне может снижаться до упругости насыщенных паров жидкости, что ведет к образованию в трубопроводе парогазовых полостей. Такие полости являются непреодолимыми препятствиями для прохождения волн давления, поэтому нестационарный процесс в трубопроводе развивается по иному сценарию нежели тот, который определят классическая теория. В статье отмечено, что истечение жидкости через сквозное отверстие имеет нестационарный характер и сопровождается образованием в трубопроводе пустот, т.е. разрывов непрерывности столба жидкости, вследствие снижения давления жидкости в некоторых сечениях трубопровода до значения упругости ее насыщенных паров. В процессе истечения участки трубопровода, на которых жидкость движется полным сечением, перемежаются участками трубопровода, на которых жидкость движется самотеком под действием силы тяжести. Таким образом, полноценное решение задачи об истечении жидкости через отверстие возможно лишь на основе обобщенной теории нестационарных процессов, учитывающей возможность образования пустот и самотечных участков. Приводены основные уравнения этой теории. Приведены примеры расчетов.