В статье рассмотрен подход к повышению точности расчетов температуры нефти (стенки трубопровода) для протяженных участков (десятки километров и более) нефтепроводов, проложенных в сложных геолого-климатических условиях, в том числе в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. В основу методики расчета заложено уравнение теплового баланса системы трубопровод - окружающая среда. Основная сложность заключается в том, что параметры грунтов в основании трубопровода и условия взаимодействия в системе грунт - окружающая среда могут характеризоваться значительной временной и пространственной изменчивостью. Например, годовая амплитуда температуры грунта на глубине заложения оси трубопровода может достигать десятков градусов. В связи с этим полевые исследования, позволяющие определить фактические значения параметров с приемлемой точностью, требуют огромных материальных затрат. Поэтому в расчетах использованы аппроксимированные значения, что может приводить к возникновению значительных расхождений результатов расчетов и фактических значений. Повышение точности расчетов достигнуто с помощью калибровки расчетной модели по данным датчиков температуры нефти (стенки трубопровода). Калибровка расчетной модели выполнена для промежутков времени, в течение которых значения параметров вмещающей трубопровод среды (температура и теплопроводность грунтов, коэффициент теплообмена между грунтом и атмосферой) постоянны. В качестве управляющего параметра выбрана температура на глубине заложения оси трубопровода. Использование откалиброванной модели позволяет проводить расчеты фактической и прогнозной температуры нефти (стенки трубопровода) на весь период эксплуатации трубопровода с учетом изменения объемов прокачки и условий внешней среды (климат, состояние грунтов, вмещающих трубопровод, и др.). Предложенный способ дает возможность снизить погрешность расчетов и избежать дополнительных материальных затрат на круглогодичные исследование свойств грунтов, вмещающих трубопровод.
Список литературы
1. Совершенствование методов и средств прогнозных расчетов ореолов оттаивания, просадки и величины напряженно-деформированного состояния трубопроводов, проложенных в многолетнемерзлых грунтах / С.Г. Радионова, Ю.В. Лисин, Т.И. Кузнецов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 1 (21). – С. 39–43.
2. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. – М.: Недра, 1981. – 177 с.
3. Колосов Б.В. Исследование нагрева жидкости за счет трения при движении ее в трубопроводе // Нефтяное хозяйство – 1989. – № 10. – С. 51–52.
4. Ким Д.П., Рахматуллин Ш.И. О тепловом расчете магистральных нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. – 2006. – № 1. – С. 104–105.
5. Методический подход к созданию карт районирования по инженерно-геокриологическим признакам для оценки стоимости освоения территории при трубопроводном строительстве / А.А. Коротков, Л.В. Емельянова, В.З. Хилимонюк [и др.] // Инженерные изыскания. – 2017. – № 2. – С. 28–37.
6. Владова А.Ю., Коротков А.А., Федоренко Д.Ю. Интеллектуальное обеспечение метода выявления причин возникновения аномальных особенностей металлической оболочки техногенных объектов // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. – 2014. – № 1 (4). – С. 37–41.
