В статье рассмотрены вопросы повышения точности гидравлического расчета нефте- и нефтепродуктопроводов. Приведен краткий исторический обзор зависимостей для определения коэффициента гидравлического сопротивления, полученных в результате промышленных испытаний действующих трубопроводов. Показано, что для большинства эксплуатируемых трубопроводов существующие методы гидравлического расчета не позволяют добиться совпадения фактических и расчетных коэффициентов гидравлического сопротивления с требуемой точностью. Это связано с неопределенностью в оценке состояния внутренней поверхности трубопровода и наличии дополнительных гидравлических сопротивлений, вызванных скоплениями воды и воздуха в точках изгиба профиля трассы. Проведен сравнительный анализ наиболее распространенных теоретических зависимостей для расчета коэффициента гидравлического сопротивления в зоне смешанного трения турбулентного режима с приведенными в литературе результатами полупромышленных и лабораторных испытаний трубопроводов. Установлено, что при использовании относительной шероховатости стенки трубы, адаптированной к фактическим условиям перекачки, эксплуатационные расчеты можно выполнять с требуемой точностью практически по любой из формул классической гидравлики. Вместе с тем на основании литературных данных сделан вывод, что фактическая относительная шероховатость в формулах для гидравлического расчета не столь важна, как правильно найденные эмпирические коэффициенты. Следовательно, для конкретных технологических участков действующих нефте- и нефтепродуктопроводов необходимость в использовании такого параметра, как относительная шероховатость, отсутствует. Для повышения точности расчетов конкретных технологических участков действующих нефте- и нефтепродуктопроводов предложено не использовать заведомо неопределенную величину относительной шероховатости, а аппроксимировать данные промышленных испытаний эмпирическими зависимостями, коэффициенты которых будут интегрально учитывать все имеющиеся гидравлические сопротивления. В качестве примера для двух технологических участков действующего нефтепровода выполнена аппроксимация экспериментальных данных зависимостями коэффициента гидравлического сопротивления от числа Рейнольдса. Показано, что предпочтительна аппроксимация в виде полинома, степень которого должна быть обоснована в каждом конкретном случае.
Список литературы
1. Кутуков С.Е., Гольянов А.И., Четверткова О.В. Становление трубной гидравлики: ретроспектива исследований гидравлических сопротивлений в трубах // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 7. – С. 128–133.
2. Кутуков С.Е., Гольянов А.И., Четверткова О.В. Гидродинамика нефтяных потоков: перспектива исследований гидравлических сопротивлений нефтепроводов // Нефтяное хозяйство. – 2019. – № 8. – С. 136–140.
3. Оценка гидравлической эффективности нефтепроводов по данным мониторинга технологических режимов эксплуатации / П.А. Ревель-Муроз [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 1. – С. 34–45.
4. Жолобов В.В. Численный метод идентифтикации гидравлической модели линейной части трубопровода // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – № 6. – С. 640–651.
5. Коршак А.А., Нечваль А.М. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2016. – 540 с.
6. Стародуб Б.Я. О наблюдениях за перекачкой нефти по Закавказскому керосинопроводу // Нефтяное и сланцевое хозяйство. – 1925. – № 1. – С. 20–27.
7. Лейбензон Л.С. О применении формул типа Ланга в нефтепроводном деле // Нефтяное хозяйство. – 1926. – № 6. – С. 789–793.
8. Булгаков А.В. Описание проекта и методы расчета нефтепровода Баку-Батуми // Нефтяное хозяйство. – 1925. – № 10. – С. 500–511; № 12. – С. 659–674.
9. Кащеев А.А. Из практики работы туапсинского нефтепровода// Нефтяное хозяйство. – 1930. – № 7. – С. 80–95.
10. Савельев Г.П. Экспериментальное исследование коэффициента гидравлического сопротивления нефтепродуктопровода Куйбышев-Брянск// Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1983. – № 10. – С. 4–6.
11. Морозова Н.В. Обоснование новых методов гидравлического расчета нефте- и нефтепродуктопроводов: дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2010. – 125 с.
12. Дегтярев В.Н. О применимости классических формул для гидравлического расчета нефтепроводов большого диаметра// Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1983. – № 5. – С. 1–2.
13. Байков И.Р., Жданова Т.Г., Гареев Э.А. Моделирование технологических процессов трубопроводного транспорта нефти и газа. – Уфа: Изд-во Уфимского нефтяного института, 1994. – 128 с.
14. Быков К.В. Повышение эффективности эксплуатации магистральных нефтепроводов с регулированием частоты вращения насосных агрегатов: дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2014. – 138 с.
