При трубопроводном транспорте высоковязких и застывающих нефтей особую актуальность приобретает вопрос определения времени безопасной остановки, а также расчета пускового давления, необходимого для возобновления перекачки и вывода магистрального нефтепровода на рабочий режим. В процессе остановки нефтепровода подземной прокладки происходят остывание и кристаллизация парафинистой нефти. При этом изменяются ее реологические свойства: при понижении температуры возрастает вязкость и увеличивается напряжение сдвига. От продолжительности остановки перекачки зависят температура нефти и давление, необходимое для вывода нефтепровода на рабочий режим. Требуемое для пуска давление может оказаться выше допустимого значения для данного участка нефтепровода. В связи с этим необходимо следить за температурой нефти в процессе остановки.
Остывание нефти происходит неравномерно как по сечению, так и по длине нефтепровода. Давления пуска зависит от положения поверхности сдвига, которая может быть меньше радиуса нефтепровода. Для учета неравномерности температуры по сечению в данной статье решается задача сопряженного теплообмена между нефтепроводом и окружающим его грунтом. Рассмотрены случай использования сезоннодействующих охлаждающих устройств при подземной прокладке нефтепровода в многолетнемерзлых грунтах и их влияние на распределение температуры нефти в зависимости от продолжительности остановки. Представлены результаты численного исследования изменения температуры нефти с течением времени в условиях установки сезоннодействующих охлаждающих устройств и в их отсутствие. С использованием результатов проведенного исследования можно установить давление, необходимое для возобновления перекачки.
Список литературы
1. Дегтярев В.Н. Вопросы пуска нефтепровода с парафинистой нефтью после его остановки / Серия «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов». - М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - Вып. 17. - 61 с.
2. Черникин В.И. Перекачка вязких и застывающих нефтей. – Москва: Гостоптехиздат, 1958. – 163 с.
3. Мукук К.В. Элементы гидравлики релаксирующих аномальных систем / отв. ред. А.Х. Мирзаджанзаде. – Ташкент: Фан, 1980. - 115 с.
4. РД 39-3-80-78. Временное методическое руководство по гидравлическому расчету транспорта неньютоновских нефтей. – Уфа: ВНИИСПТнефть, 1978. – 103 с.
5. Применение моделей машинного обучения для интеллектуального управления эффективностью транспорта нефти / Д. А. Черенцов, А. У. Якупов, К. С. Воронин [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2021. – № 12. – С. 136-139. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2019-12-136-139
6. Предиктивное управление пусковым давлением магистрального нефтепровода / А. У. Якупов, Д. А. Черенцов, С. Ю. Торопов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2021. – № 6. – С. 125-133. – https://doi.org/10.31660/0445-0108-2021-6-125-133
7. Экспериментальное исследование полей температуры вблизи заглубленных трубопроводов / А.Б. Шабаров, П.Ю. Михайлов, М.Н. Вилков, [и др.] // Нефть и газ Западной Сибири. Материалы Междунар. науч.-технич. конф., посвященной 55-летию Тюменского государственного нефтегазового университета. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – Т. II. – С. 108–111.
8. Лыков А.В. Теория сушки. – Москва: Энергия, 1968. – 472 с.
9. Горелик Я.Б., Селезнев А.А. Об эффективности оребрения вертикальных двухфазных естественно-конвективных охлаждающих устройств для строительства на мерзлых грунтах // Криосфера Земли. – 2016. – Т. 20. – № 2. – С. 78-89.
10. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. – Москва: Мир, 1980. – 618 с.
11. Бахтизин Р.Н., Шутов А.А., Штукатуров К.Ю. Моделирование режимов работы трубопроводов с применением комплекса программ NIPAL 3.0 (Non Isothermal Pipeline for Abnormal Liquids) // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». – 2004. – № 1. – С. 7. – http://ogbus.ru/files/ogbus/authors/Bahtizin/Bahtizin_1.pdf
12. Вакулин А.А., Шабаров А.Б., Вакулин А.А. Остывание нефти при останове нефтепровода в промороженном грунте // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2021. – Т. 7. – № 4 (28). – С. 27–45. – https://doi.org/10.21684/2411-7978-2021-7-4-27-45
