Библиографическое описание:

Шишко А. Л. Сравнительный анализ проектных решений транспорта многокомпонентного газа со Штокмановского ГКМ по подводному трубопроводу // Молодой ученый. — 2008. — №1. — С. 304-307.

Абстракт

В настоящем докладе представлены сравнительные данные проектных решений транспортировки многокомпонентного газа со Штокманоского ГКМ, которые выполнены несколькими проектными инструментами:

·                   Симулятором OLGA 2006

·                   Программами моделирования, базирующиеся на отечественных стандартах ОНТП

·                   Программами моделирования, базирующиеся на компьютерных базах системы Mathematica.

Показано, что для квазистационарных неизотермических течений многокомпонентного газа по подводному технологическому трубопроводу, все проектные решения дают примерно равнозначные значения технологических параметров транспортировки в заданном диапазоне давлений и температур. При этом погрешность проектных решений не превышает 3-5%% от средних проектных значений. Существенные различия в проектных решениях наблюдаются  только для нестационарных режимов работы  подводного трубопровода.

 

Введение

В настоящее время принято несколько схем проектирования подводных технологических трубопроводов, в том числе и со Штокмановского ГКМ, которые выполняются различными программными средствами и на различной методической базе, что в свою очередь ставит вопрос о сравнимости различных проектных решений, выполненных по различным методикам и на различной программной базе, и их пригодности для будущих работ по обустройству Штокмановского ГКМ.

К таким программно-методическим комплексам относится симулятор OLGA 2006 [1], который, по мнению их разработчиков, является самым мощным средством проектирования транспорта многокомпонентного продукта подводными трубопроводными системами, но который создан по принципу «черного ящика», когда математическая модель симулятора скрыта от технолога и проектанта.  Подобная скрытость модели создает некоторые трудности технологу при интерпретации получаемых проектных решений.

В отечественной практике проектирования технологических трубопроводов многокомпонентных газов приняты нормы ОНТП [2], которые по своей методической основе соответствуют классическим представлениям термобарического течения реального газа. Как известно [3,4], именно по нормам ОНТП были спроектировано большинство отечественных магистральных трубопроводов и эти нормы являются базисными при решении вопросов транспортировки газа подводными трубопроводами, включая и подводный трубопровод со Штокмановского ГКМ.

Кроме того, в последнее время были разработаны уточняющие методики термобарических течений многокомпонентных газов (см. например [5]), в которых учтены различные физические эффекты взаимосвязи физических полей давлений и температур, и которые были опущены в нормах ОНТП. Учет взаимосвязанности физических полей давлений и температур в подводных трубопроводах необходим всегда при решении вопросов защиты технологических трубопроводов от нежелательных явлений гидратообразования на внутренних стенках трубы, особенно при их выходе на береговые участки.

 

Методы проектирования и их результаты

Основной целью настоящей работы является сравнение проектных решений для подводного технологического трубопровода по транспорту многокомпонентного газа со Штокмановского ГКМ, которые получены тремя различными методами:

·                   На симуляторе OLGA 2006

·                   По нормам ОНТП

·                   По методике учета взаимосвязанности термобарических полей в подводном трубопроводе.

Как следует из проведенного сравнительного анализа проектных решений выполненных по всем трем методикам, наиболее близкие результаты друг к другу дают решения, полученные по методике учета взаимосвязанности термобарических полей в подводном трубопроводе и решения, полученные на симуляторе OLGA 2006. Это касается и условий гидратообразования в подводном трубопроводе. В тоже время, традиционные методы проектирования магистральных трубопроводов, базирующиеся на стандарте ОНТП, не дают ответа на вопрос месте гидратообразования в подводном трубопроводе со Штокмановского ГКМ, хотя сравнительные распределения давлений и температур близки к их проектным значениям.

Так, на рис.1,2 представлены сравнительные распределения давлений и температур в подводном трубопроводе (1020×23 мм), которые получены по нормам ОНТП и OLGA 2006.

 

 

 

 

 

 

 


Рис.1. Распределение давлений (по ОНТП и OLGA 2006)

 

 

 

 

 

 

 


Рис.2. Распределение температур (по ОНТП и OLGA 2006)

 

Из приведенных диаграмм следует, что проектные решения по двум различным методикам проектирования близки, за исключением выхода газа на прибрежные и береговые участки приема газа. 

Далее, на рис.3,4 представлены сравнительные распределения давлений и температур в подводном трубопроводе (1020×23 мм), которые получены по уточненным методикам, учитывающие взаимовлияние физических полей в трубопроводе и OLGA 2006.

 

 

 

 

 

 

 

 


Рис.3. Распределение давлений (по уточненной методике и OLGA 2006)

 

 

 

 

 

 

 


Рис.4. Распределение температур (по уточненной методике и OLGA 2006)

 

Наконец, на рис.5 представлено мгновенное распределение давления и температур (полученные в OLGA), при нестационарных процессах транспортировки газа. В среде OLGA смоделирован пробковый режим для трубопровода, представленный на графике ниже.

Рис.5. Распределение давлений и температур в пробковом режиме

Как видно из графика, скачки давления и температуры по профилю трассы указывают на наличие пробок

Данный режим изучается с целью снижения либо исключения  негативного воздействия пробок при эксплуатации газопроводов.

Заключение

В итоге, из сравнительного анализа трех проектных решений следует, что близость их параметров приводит к правильным проектным решениям только на начальной стадии проектирования (без учета явлений гидратообразования и без пробкового режима транспортировки), но для окончательных решений необходимо применение симулятора OLGA 2006 и усовершенствованной методики учитывающей связанность термобарических полей в подводном трубопроводе.

Литература

1.                  http://www.statoilhydro.com OLGA 2006

2.                  Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные трубопроводы. Ч. 1. ОНТП 51-1-85. Мингазпром. –М.: 1985. – 220 с.

3.                  В.Е. Губин. , В.В. Губин. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1982. -296 с.

4.                  А.Н. Папуша. Проектирование морского подводного трубопровода: расчет на прочность, изгиб и устойчивость морского трубопровода в среде Mathematica. Москва-Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”; Институт компьютерных исследований, 2006. – 238 с.

5.                  М.Г. Сухарев. ,А.М. Карасевич. Технологический расчет и обеспечение надежности газо- и нефтепроводов. М.: Нефть и газ, 2000. – 272 с.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle