К теории анализа герметичности емкости методом опрессовки

Об авторах:

Шагапов Владислав Шайхулагзамович, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт механики им. Р. Р. Мавлютова, Уфимский федеральный исследовательский центр РАН; shagapov@rambler.ru

Хусаинов Исмагильян Гарифьянович, доктор физико-математических наук, профессор, Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета; ivt30@mail.ru

Галиакбарова Эмилия Вильевна, кандидат физико-математических наук, доцент, Уфимский государственный нефтяной технический университет; emi.galiakbar@yandex.ru

Хакимова Зульфия Разифовна, аспирант, Физико-технический институт Башкирского государственного университета (г. Уфа); zulfya.hakimova@yandex.ru

Аннотация:

Исследуется процесс релаксации давления в емкости, имеющей поврежденный участок стенки, после опрессовки. Для проверки технического состояния объектов хранения нефтепродуктов применяются различные методы. Метод опрессовки является одним из методов диагностики, относящийся к методам неразрушающего контроля. Темп снижения давления служит характеристикой герметичности системы.
В данной работе рассмотрены случаи наземного и подземного расположения емкости. Метод опрессовки заключается в том, что внутри проверяемого сосуда создают избыточное давление и наблюдают за его релаксацией. За определенное время восстановления давления можно оценить наличие сквозного дефекта стенки сосуда. Для этого построены математические модели, учитывающие фильтрацию жидкости в зависимости от расположения емкости. Получены аналитические решения задач, а также формулы, описывающие зависимости времени релаксации давления в емкости от физических свойств жидкости и грунта, геометрических размеров емкости и поврежденного участка стенки. Отдельно рассматриваются случаи двумерной и трехмерной фильтрации жидкости для сквозного дефекта стенки подземной емкости. Представлены результаты численного расчета в зависимости от времени снижения и времени полураспада давления от площади поврежденного участка стенки. Выведено, что полученные решения позволяют оценить масштабы поврежденного участка методом опрессовки при известных значениях параметров емкости, жидкости и грунта.

Список литературы:

1. Галиакбаров В. Ф. Построение интеллектуальной системы обнаружения несанкционированных скачков давления в магистральных трубопроводах для поддержания промышленной и пожарной безопасности / В. Ф. Галиакбаров, В. Д. Ковшов, Э. В. Галиакбарова, З. М. Нагаева // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефтепродуктов. 2015. № 2. C. 188-195.

2. Галиакбарова Э. В. Волновые исследования нефтепродуктопроводов для обнаружения «утечек» / Э. В. Галиакбарова // Нефтегазовое дело. 2012. № 10. С. 44-49.

3. Дёч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z-преобразования / Г. Дёч. М.: Наука, 1971. 288 с.

4. Диткин В. А. Справочник по операционному исчислению / В. А. Диткин, А. П. Прудников. М.: Высшая школа, 1965. 466 с.

5. Ишмухаметова А. А. Определение качества перфорации скважины с помощью импульсов давления / А. А. Ишмухаметова, И. Г. Хусаинов //Труды Института механики Уфимского научного центра РАН. № 6. 2008. С. 89-94.

6. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел / Э. М. Карташов. М.: Высшая школа, 2001. 550 с.

7. Система контроля состояния трубопровода: пат. 2606719 Рос. Федерация: F17D05/00 / В. Ф. Галиакбаров, Э. В. Галиакбарова, В. Д. Ковшов, Ф. М. Аминев, З. Р. Хакимова. № 2015154274; заявл. 16.12.2015; опубл. 10.01.2017, Бюл. № 1.

8. Тихонов А. Н. Уравнения математической физики / А. Н. Тихонов, А. А. Самарский. М.: Наука, 1972. 535 с.

9. Хафизов Р. М. Динамика восстановления давления в «вакуумированной» скважине / Р. М. Хафизов, И. Г. Хусаинов, В. Ш. Шагапов // Прикладная математика и механика. 2009. Том 73. № 4. С. 615-621.

10. Хафизов Р. М. Релаксация давления в полости, окруженной пористой и проницаемой породой, при ее опрессовке введением газа / Р. М. Хафизов, И. Г. Хусаинов, В. Ш. Шагапов // Прикладная механика и техническая физика. 2006. Tом 47. № 1. С. 109-118.

11. Хусаинов И. Г. Динамика релаксации давления в полости с плоско-параллельными стенками после ее опрессовки / И. Г. Хусаинов // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 5. С. 794-805.

12. Хусаинов И. Г. Исследование параметров пласта методом опрессовки / И. Г. Хусаинов, Г. Я. Хусаинова // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. С. 705-713.

13. Шагапов В. Ш. К теории акустического сканирования трубопроводов с поврежденными участками / В. Ш. Шагапов, Э. В. Галиакбарова, З. Р. Хакимова // Труды Института механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН. 2016. Том 11. № 2. С. 263-271.

14. Шагапов В. Ш. Релаксация давления в полости, окруженной пористой и проницаемой горной породой / В. Ш. Шагапов, Г. Я. Хусаинова, И. Г. Хусаинов, Р. М. Хафизов // Физика горения и взрыва. 2002. Том 38. № 3. С. 106-112.