Экспериментальное исследование условий выноса жидкостных скоплений из внутренней полости газопровода

• Автор: Потапенко, Егор Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ГАЗОПРОВОДА ОТ ЖИДКОСТНЫХ СКОПЛЕНИЙ
1.1 Современные технологии трубопроводного транспорта газа
1.2 Очистка внутренней полости газопровода от жидкостных скоплений как составная часть общей проблемы поддержания пропускной способности газопровода
1.3 Сравнительный анализ различных технологий очистки внутренней полости газопровода от жидкостных скоплений
1.4 Анализ патентной информации в области создания средств очистки и диагностики внутренней полости газопроводов
1.5 Критический анализ теоретических исследований по удалению газожидкостных скоплений из внутренней полости газопровода
1.6 Цели и задачи исследований, изложенных в диссертации
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫНОСА ЖИДКОСТНОГО СКОПЛЕНИЯ ИЗ ПОНИЖЕННЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДА
2.1 Исходные предпосылки для постановки и проведения эксперимента.
2.2 Планирование инженерного эксперимента
2.3 Описание экспериментальной установки
2.4 Методика выполнения экспериментов
2.5 Результаты экспериментов
ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ВЫНОСУ ЖИДКОСТНЫХ СКОПЛЕНИЙ ИЗ ПОНИЖЕННОГО УЧАСТКА ГАЗОПРОВОДА
3.1 Анализ размерностей и построение зависимости для расчета критической скорости выноса жидкости из пониженных участков газопровода
3.2 Методика регрессионного анализа
3.3 Определение коэффициентов регрессии
3.4 Проверка адекватности уравнения регрессии
3.5 Оценка влияния плотности, вязкости жидкости и угла наклона трубопровода на критическое значение скорости выноса жидкости
3.6 Оценка влияния объема жидкостного скопления и угла наклона нисходящего участка трубопровода на критическое значение скорости
выноса
ГЛАВА 4. ПУТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ГАЗОПРОВОДОВ-ОТВОДОВ
4.1 Общая характеристика газопроводов-отводов как элемента газотранспортной системы
4.2 Региональные схемы подачи газа потребителям
4.3 Создание высокоскоростных течений газа в газопроводах-отводах
4.4 Методика расчета скорости газового потока, необходимой для удаления жидкости из внутренней полости трубопровода
4.5 Примеры расчета выносных скоростей для трубопроводов предгорных
и горных районов Северного Кавказа
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
ВВЕДЕНИЕ

Газовая промышленность является базовой отраслью народнохозяйственного комплекса России. В современных условиях она играет важную роль в поддержании жизнедеятельности населения страны. Природный газ -это одна из важнейших составляющих топливно-энергетических ресурсов, так как на его долю приходится более половины топливного баланса страны. Использование «голубого топлива» позволяет решать крупные хозяйственные и социально-экономические задачи, обеспечивающие научно-технический прогресс, как в нашей стране, так и за рубежом. По прогнозам ученых, нынешний 21 век будет веком метана, что подтверждается актуальностью развития газотранспортной системы (ГТС). В России ГТС является одним из важных элементов единой системы газоснабжения (ЕСГ) страны.
Единая система газоснабжения страны сформировалась в течение 30 лет (50-80-е годы прошлого столетия) в границах Советского государства, сейчас она динамично развивается в условиях рыночной экономики, обеспечивает бесперебойную подачу природного газа потребителям не только России, но ближнего и дальнего зарубежья. При этом динамично растет протяженность и производительность газопроводов. Прокладка трубопроводов осуществляется в сложных геолого-географических условиях, например, в зонах вечной мерзлоты, пустыни и горных условиях. Особо высокими темпами ведется строительство трубопроводов на больших морских глубинах. Все это диктует необходимость исследования и разработки методов снижения затрат на транспорт газа, а также повышения надежности функционирования всех элементов газотранспортной системы и, в первую очередь, линейной части, т.е. собственно трубопроводов.
Транспортируемый по газопроводам природный газ, как правило, в своем составе содержит мелкие жидкостные включения. Они представляют собой распыленные частицы воды, газового конденсата, масел и других углеводородов. Причины их появления различны: это некачественная

1. Условие, определяющее вынос жидкостного скопления из пониженного участка трубопровода: если выполняется условие:
Лг Ргпр
/Г • р (б) вша < 4 ’

р{$) г/-7г2-р3(8) то жидкость будет вынесена из трубопровода. В противном случае:
Лг Ргпр 4 п2-р2{8)

р{$) т]-л2-рЪ(з)
и жидкость полностью выноситься не будет, образуя под потоком текущего газа неподвижной слой.
Здесь:
Р(£) = Ра+Гж(2а~г о-б^тог)

где Ргпр - приведенное число Фруда; /./• - коэффициент гидравлического сопротивления газа при наличии скопления жидкости на восходящих участках е _ уж
трассы; ь ~ - безразмерный параметр, равный отношению объемного веса

жидкости к газу; р = —и—~ - безразмерный параметр, который прямо пропор-
У ж ‘ Р-