Выпуск:
2025. Том 11. № 3 (43)Об авторах:
Паранук Арамбий Асланович, кандидат технических наук, доцент кафедры газонефтетранспортных систем и оборудования нефтяной и газовой промышленности, Институт нефти, газа и энергетики, Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия; rambi.paranuk@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2443-683XАннотация:
В работе представлена математическая модель, позволяющая определять распределение температур в промысловых системах сбора природного газа различного технического назначения. Зачастую газосборные системы (коллекторы, шлейфы) имеют длину от 10 м до 500 м, а на крупных месторождениях их длина может достигать от 5 до 10 км. Поэтому возникает проблема определения и контроля температуры газосборного шлейфа в плоть до установки комплексной подготовки газа, а также поддержания промыслового шлейфа в безгидратном режиме эксплуатации. В этой связи рассматриваемая математическая модель учитывает тепловой пограничный слой и турбулентное ядро в потоке газа, которое возникает при подаче газа из скважины в промысловый газосборный коллектор. Эта модель включает в себя уравнения движения в форме Навье–Стокса, уравнение неразрывности, уравнение состояния реального газа, а также уравнение теплопроводности, учитывающее конвективный перенос тепла. В результате решения данной системы уравнений численно-аналитическим методом, получается выражение для определения температуры промыслового газосборного шлейфа. В работе приводится сравнение разработанной модели с известной формулой Шухова, в которой учитывается всего лишь один параметр — изменение температуры внутри полости газопровода от турбулентного ядра к внутренней стенке, которое возникает при движении природного газа от скважины до установки комплексной подготовки. В разработанной математической модели имеется два коэффициента: один отвечает за наличие турбулентного конвективного ядра (α), а другой — за тепловой пограничный слой (β).Ключевые слова:
Список литературы:
Бекиров Т. М. 1980. Промысловая и заводская обработка природных и нефтяных газов. М.: Недра. 293 с.
Бондарев Э. А., Васильев В. И., Воеводин А. Ф., Павлов Н. Н., Шадрина А. П. 1988. Термодинамика систем добычи и транспорта газа. М.: Наука. 270 с.
Бунякин А. В., Паранук А. А., Мамий С. А., Кешоков М. В. 2019. Моделирование тепловых характеристик промысловых шлейфов и проверка условия образования гидратов природного газа // Технологии нефти и газа. № 5 (124). С. 47–52. DOI: 10.32935/1815-2600-2019-124-5-47-52
Буц В. В. 2012. Математическое моделирование процесса ингибирования образования гидратов в газопроводах с оптимизацией расхода ингибитора: дис. … канд. техн. наук. Саратов. 153 с.
Быков И. Ю., Паранук А. А., Бунякин А. В. 2022. Математическое моделирование температурных условий гидратообразования в промысловых газосборных коллекторах Западно-Песцовой площади Уренгойского НГКМ // Инженерно-физический журнал. Том 95. № 1. С. 225–231.
Васильев О. Ф., Бондарев Э. А., Каниболотский М. А. Метляева Э. А. 1977. Обратные задачи стационарного неизотермического течения газа в трубах // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. № 1. С. 143–145.
Васильев О. Ф., Воеводин А. Ф. 1968. О газотермодинамическом расчете потоков в простых и сложных трубопроводах (постановка задачи) // Известия СО АН СССР. Технические науки. Вып. 3. № 13. С. 52–62.
Воеводин А. Ф. 1969. Газотермодинамический расчет потоков в простых и сложных трубопроводах // Известия СО АН СССР. Технические науки. Вып. 2. № 8. С. 45–55.
Галкин В. С., Русаков С. В. 2018. О статусе уравнений Навье–Стокса в газодинамике (обзор) // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. № 1. С. 156–173. DOI: 10.7868/S0568528118010164
Елизарова Т. Г., Хохлов А. А. 2007. Квазигазодинамические уравнения для течения газа с внешними источниками тепла // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. № 3. С. 10–13.
Исаченко И. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. 1969. Теплопередача. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Энергия. 438 с.
Кутателадзе С. С. 1970. Основы теории теплообмена. Изд. 4-е. Новосибирск: Наука. 659 с.
Лоцянский Л. Г. 1978. Механика жидкости и газа. 5-е изд., пер. М.: Наука. 736 с.
Михеев М. А. 1956. Основы теплопередачи. Изд. 3-е, перераб. М.-Л. Госэнергоиздат.
392 с.
Паранук А. А., Бунякин А. В. 2019. Совершенствование математической модели расчета образования гидратов в шлейфах газосборной сети // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. № 2 (118). С. 133–141. DOI: 10.17122/ntj-oil-2019-2-133-141
Паранук А. А. 2018. Совершенствование математической модели расчета процесса образования гидратов в газопроводе // Технологии нефти и газа. № 4 (117). С. 61–64.
Паточкина О. Л., Казаринов Ю. Г., Ткаченко В. И. 2016. Физическая модель зависимости числа Нуссельта от числа Рэлея // Журнал технической физики. Том 86. № 11. С. 23–29.
Самойлович Г. С. 1990. Гидрогазодинамика: учебник для вузов. М.: Машиностроение.
384 с.
Юдаев Б. Н. 1981. Теплопередача. М.: Высшая школа. 319 с.
