Расчет давления страгивания вязкопластичной нефти в горячем подземном трубопроводе

UDK: 622.692.4:532.542.4:536.24.001.24
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-7-131-135
Ключевые слова: застывшая нефть, реологическая модель, режим вытеснения, неопределенность, распространение давления, время страгивания
Авт.: В.В. Жолобов (ООО «НИИ Транснефть»), д.ф.-м.н., В.Ю. Морецкий (ООО «НИИ Транснефть»), Р.Ф. Талипов (ООО «НИИ Транснефть»), к.ф.-м.н.

Для безопасной эксплуатации магистрального трубопровода при транспортировке нефти с неньютоновской реологией необходимо обеспечивать возможность запуска временно остановленного трубопровода. В связи с этим актуальной является задача прогнозного определения давления страгивания застывшей нефти. Неопределенность данной расчетной величины зависит от исходных параметров, заданных интервалами значений. Использование аналогии между вычислительными экспериментами и косвенными измерениями в теоретической метрологии позволило применить стандартную процедуру выражения неопределенности к величине давления страгивания. Расчеты показывают, что температура нефти, являясь исходной информацией на заключительном этапе расчета, вносит наибольший вклад в неопределенность, суммарная величина которой может достигать 70 % и более. Способ сравнительной оценки различных модификаций расчетных моделей для конкретной искомой величины путем сопоставления стандартной неопределенности является эффективным формализованным инструментом, который носит универсальный характер. Выполнена модификация известной модели страгивания с учетом неравномерности распределения параметров нефти в радиальном направлении. С учетом известных экспериментальных данных принята схема вытеснения застывшей нефти неполным сечением и предложена процедура определения радиуса этого сечения. При этом возможно (с учетом полученной формулы пересчета) применение результатов инженерных расчетов согласно подходу, использующему усредненную в поперечном сечении температуру нефти в каждой точке трубопровода. Отмечена перспективность применения математической модели течения среды на основе комбинированной реологической модели вязкоупругого тела Кельвина – Фойгта и вязкопластичной модели Бингама.

1. Жолобов В.В., Морецкий В.Ю., Талипов Р.Ф. К вопросу определения давления на начальном этапе запуска остановленного «горячего» нефтепровода //Трубопроводный транспорт углеводородов: материалы IV Всероссийской научно-практической конференции, Омск, 30 октября 2020 г. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2020. – С. 86–89.

2. Лурье М.В., Чупракова Н.П. Нестационарные режимы работы «горячего» нефтепровода с учетом теплового поля окружающего грунта // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11. – № 3. – С. 276 – 283. – https://doi.org/10.28999/2541-9595-2021-11-3-276-283

3. Руководство по выражению неопределенности измерения. /Перевод с английского под ред. В.А. Слаева. – СПб.: ВНИИМ, 1999.

4. Губин В.Е., Губин В.В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. – М., Недра, 1982. – 296 с.

5. Математическое моделирование застывающей парафиновой нефти при транспортировке по трубам / В.К. Тян, В.Н. Дегтярев, П.В. Тян, А.В. Пименов // Изв. Самарского научного центра РАН. – 2009. – Т. 11. – № 5(2). – С. 358–361.

6. Некучаев В.О., Ляпин А.Ю., Михеев М.М. Методика и результаты исследования статического напряжения сдвига парафинистых нефтей Тимано-Печорской провинции с помощью реометра с контролируемой скоростью сдвига//SOCAR Proceedings. – 2018. – № 4. – С. 18–25.

7. Лыков А.В. Теория теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1967. – 600 с.

8. Черникин В.И. Перекачка вязких и застывающих нефтей. – М.: Гостоптехиздат, 1958. – 164 с.

9. Сулейманов В.А. Оценка времени безопасной остановки нефтепровода, по которому перекачивается высокозастывающая нефть // Вести газовой науки. – 2018. – № 2 (34). – С. 36–43.

10. Методика определения пускового давления для нефтепроводов, транспортирующих парафиновые нефти. – Самара: ОАО «Гипровостокнефть», 1988. – 30 с.– https://files.stroynf.ru/Data2/1/4293836/4293836514.pdf.

11. Овчинников М.Н. Интерпретация результатов исследований пластов методом фильтрационных волн давления. – Казань: ЗАО «Новое знание», 2003. – 84 с.

12. Абрамзон Л.С. О возможных механизмах распространения давления в трубопроводах с застывшей нефтью // Нефтяное хозяйство. – 1968. – № 9. – С. – 12–14.

13. Афиногентов А.А., Дегтярев В.Н., Пименов А.В. Математическая модель распространения давления в трубопроводе с застывающей нефтью // Нефтяное хозяйство. – 2015. – № 6. – С. 96–99.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.