Представлен анализ влияния многофазного потока на колебания нефтегазосборного многофазного трубопровода. При больших расходах газа и жидкости в трубопроводе формируется пробковый режим потока, при котором в потоке чередуются участки с большим содержанием жидкости (пробки) и малым содержанием жидкости (пузыри). Пробка жидкости продвигается вперед потоком газа, и ее скорость может быть значительной, превышающей скорости смеси газа и жидкости. За счет высокой скорости движения пробок (до 25 м/с на рассматриваемом объекте) данный режим потока может оказывать существенное механическое влияние на трубопровод при прохождении П-образных компенсаторов температурного расширения. При прохождении пробки через компенсатор силы, действующие на повороты трубопровода (колена), оказываются несбалансированными, что может вызвать появление хотя и кратковременных, но значительных усилий, направленных на смещения трубопровода в поперечном направлении. При определенных условиях эти усилия могут значительно превышать силы трения, удерживающие трубопровод, и привести к смещениям трубопровода по опоре, повышению риска его механических повреждений (например, падения с опор). Важным фактором, влияющим на динамику движения пробок, является рельеф трубопровода – на участках набора высоты возможно образование «больших» пробок, которые могут продвигаться на большие расстояния.
В статье рассмотрена модель многофазного потока, учитывающая рельеф трубопровода. Проведен анализ влияния параметров потока на усилия, генерируемые потоком, на участках трубопровода. Предложена модель влияния потока на П-образные компенсаторы. Дано описание графических инструментов (карт влияния потока на устойчивость трубопровода) для оценки степени влияния потока на трубопровод. Приведены результаты сравнения модели с промысловыми замерами. Даны рекомендации по снижению негативного влияния потока на трубопровод и мониторингу режима потока в трубопроводе.
Список литературы
1. Povyishev K., Vershinin S., Vernikovskaya O. Specifics of Development, Infrastructure Construction and Production of Oil-Gas-Condensate Fields. Integrated Model Application Experience//SPE 187857. – 2017.
2. Интегрированный подход к разработке нефтяных оторочек Новопортовского нефтегазоконденсатного месторождения/Д.А. Сугаипов, Д.Ю. Баженов, С.С. Девятьяров [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 12. – С. 60–63.
3. Bratland O. Pipe Flow 2. Multiphase flow assurance. – 2013. – http://www.drbratland.com/
4. Hou D., Tijsseling A., Borkus Z. Dynamic Force on an Elbow Caused by a Traveling Liquid Slug//ASME Journal of Pressure Vessel Technology. – 2014. – V. 136. – No. 3. – P. 031302-1/11.
