Экспериментальное исследование динамических возмущений давления в цилиндрических трубах, заполненных жидкостью

Об авторах:

Уликанов Рим Рамазанович, заведующий лабораторией математического моделирования и разработки программного обеспечения, НИИ Транснефть, Москва, Россия
ulikanovrr@niitnn.transneft.ru, https://orcid.org/0009-0000-2581-1182

Киреев Виктор Николаевич , научный сотрудник Института механики им. Р. Р. Мавлютова Уфимского научного центра РАН, доцент, кандидат физико-математических наук

Ковалева Лиана Ароновна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой прикладной физики, Физико-технический институт, Башкирский государственный университет (г. Уфа); liana-kovaleva@yandex.ru

Аннотация:

Диагностика состояния магистральных трубопроводов является важной задачей обеспечения безопасной эксплуатации объектов топливно-энер­гетического комплекса.
Многие технологические процессы, в том числе аварийные, вызывают возмущение потока перекачиваемой жидкости, вследствие чего возникают распространяющиеся по трубопроводу динамические возмущения. С помощью приборов измерения давления фиксируются параметры волны, анализируя которые возможно определить местоположение источника и причину, вызывающую данное возмущение.
В данной работе исследованы динамические возмущения давления, распространяющиеся по трубопроводу лабораторной установки «Стенд с изменяемым профилем для исследования нестационарных процессов, возникающих в мультифазных углеводородных потоках», созданной в «НИИ Транснефть».
Динамические возмущения сформированы за счет отбора части перекачиваемой жидкости в резервуар. Полученные в ходе эксперимента данные с датчиков давления и расхода обрабатывались по предложенной авторами оригинальной методике с целью определения местоположения источника возмущения. Также проведена серия экспериментов для оценки точности локализации источника возмущения в зависимости от величины амплитуды волны давления.

Список литературы:

Абдрахманов Н. Х., Галлямов М. А., Саляхутдинов В. В., Худайбердин Р. Р., Абдрахманова К. Н., Басырова А. Р. 2017. Анализ систем обнаружения утечек на магистральных нефтепродуктопроводах // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. № 3 (109). С. 154–164.

Барабанов С. А., Гликман Б. Ф. 2009. Коэффициент затухания акустической волны, распространяющейся в турбулентном потоке протяженного трубопровода // Акустический журнал. Том 55. № 2. С. 171–179.

Бондарь Д. В., Жолобов В. В., Надежкин О. С. 2021. Метод определения параметров утечек в трубопроводах на основе гидродинамических моделей // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. Том 11. № 5. С. 515–527. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2021-11-5-515-527

Галиакбарова Э. В., Галиакбаров В. Ф. 2012. Импульсное сканирование нефтепроводов для обнаружения утечек // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. № 3 (89). С. 162–168.

Гольянов А. А. 2002. Анализ методов обнаружения утечек на нефтепроводах // Транспорт и хранение нефтепродуктов. № 10. С. 5–14.

Жуковский Н. Е. 1899. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах // Бюллетени Политехнического общества, состоящего при Императорском Техническом училище. Том 9. № 5. С. 255–290.

Золотов И. О., Лосенков А. С., Стрельникова С. А. 2011. Особенности построения гидравлических моделей трубопровода с переменной толщиной стенки // Нефтегазовое дело. № 5. С. 54–65.

Кораблев Е. Н., Ягудина Л. В., Влацкая И. В., Клейменов А. В. 2012. Современные методы и автоматизированные системы предупреждения и обнаружения незаконных врезок в продуктопроводы // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. № 1 (87). С. 88–95.

Красильников В. А., Крылов В. В. 1984. Введение в физическую акустику. М.: Наука. 400 с.

Кумар Б. К. 2011. Обзор традиционных методов обнаружения утечек нефти в трубопроводах // Вестник Казахстанcкой национальной академии естественных наук. № 4. С. 9–12.

Лурье М. В. 2012. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. М.: РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. 456 с.

Лурье М. В., Мастобаев Б. Н., Ревель-Муроз П. А., Сощенко А. Е. 2018. Проектирование и эксплуатация нефтепроводов. М.: Недра. 586 с.

Низамутдинов Р. И., Проскуряков Р. М. 2015. Анализ современных отечественных и зарубежных методов обнаружения утечек на нефтепроводах // Естественные и технические науки. № 12 (90). С. 128–130.

Смирнов Д. Н., Зубов Л. Б. 1975. Гидравлический удар в напорных водоводах. М.: Стройиздат. 125 с.

Султанов Р. Г., Ишмуратов Т. А., Каримов Л. З., Надршин А. С., Летунов И. А., Галеева А. Д. 2016. О некоторых вопросах диагностики состояния трубопроводов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. № 2 (104). С. 140–150.

Уликанов Р. Р., Киреев В. Н., Ковалева Л. А. 2023а. Анализ фронта волны давления для определения местоположения утечки жидкости в трубопроводе // Вестник Башкирского университета. Том 28. № 1. С. 4–9. https://doi.org/10.33184/bulletin-bsu-2023.1.1

Уликанов Р. Р., Киреев В. Н., Ковалева Л. А. 2023б. Моделирование процесса распространения возмущения в трубопроводе, вызванного утечкой перекачиваемой жидкости // Процессы в геосредах. № 3 (37). С. 2101–2106.

Чарный И. А. 1975. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. М.: Недра. 296 с.

Чужинов С. Н., Фридлянд Я. М., Лукманов М. Р., Семин С. Л., Гольянов А. И., Фастовец Д. Н., Миронов М. С., Хайбрахманов И. Р. 2019. Стенд для исследования течения жидкости в трубопроводе: пат. 2678712 РФ / патентообладатели Транснефть, Транснефть-Урал, НИИ Транснефть. № 2018111739; заявл. 02.04.2018; опубл. 31.01.2019, Бюл. № 4.

API 1130. 2002. Computational Pipeline Monitoring for Liquid Pipelines. 2^nd ed. American Petroleum Institute.