Автор: Шишко Андрей Леонтьевич

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №1 (1) декабрь 2008 г.

Статья просмотрена: 39 раз

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.

Основные термины (генерируются автоматически): проектных решений, проектных решений, подводном трубопроводе, подводном трубопроводе, Штокмановского ГКМ, сравнительные распределения давлений, Штокмановского ГКМ, сравнительные распределения давлений, многокомпонентного газа, физических полей давлений, многокомпонентного газа, термобарических полей, процессом компримирования газа, физических полей давлений, проектных решений транспортировки, проектных решений транспорта, взаимосвязанности термобарических полей, транспортировки газа, поддержки принятия решений, технологических трубопроводов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос