Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов 3 курс / UP_KrausYuA_PEMNP

5.4.6 Группа методов, направленных на изменение характеристик лч

Ступенчатое регулирование харрактеристик ЛЧ – это вынужденная мера необходимая для отсечения отдельных участков с целью проведения на них ремонтных работ, при этом гидравлическая характеристикаа трубопровода становиться более крутой, что приводит к уменьшению производительности МН. Отключение отдельных участков ведёт к ступенчатому изменению производительности МН, которую можно определиьт решая систему (5.71).

Для плавного регулирования харакеристик в поток вводятся высокомолекулярные вещества – проивотурбулентные присадки.

Применение противотурбулентных присадок – эффективный метод уменьшения гидравлического сопротивления за счет гашения турбулентных пульсаций. Явление гашения турбулентности в результате введения в поток малых добавок растворов высокомолекулярных веществ (полимеров) объясняется тем, что длинные цепи молекул полимеров вытягиваются вдоль потока и препятствуют развитию поперечных колебаний. Этот эффек по имени его открывателя называется эффектом Томса.

Результаты лабораторных экспериментов и промышленных испытаний показали следующее [30]:

высокомолекулярные присадки уменьшают гидравлическое сопротивление только при развитом турбулентном течении, так как эффект их применения основан на гашении турбулентных пульсаций;
положительный эффект снижения гидравлического сопротивления растёт по мере увеличения числа Рейнольдса (увеличивается турбулентность) и молярной массы присадки (увеличивается длина молекул и следовательно увеличивается энергия которую присадка может аккумулировать в виде обратимых упругих дифформаций);
имеется оптимальное значение концентрации присадки, при котором эффект уменьшения гидравлического сопротивления максимален;
после прохождения через промышленные насосы в результате разрушения длинных цепей макромолекуд положительное действие присадки полностью прекращается;
при введении жидкости в присадки, порявляющие неньютоновские свойства, их реологические параметры ухудшаются, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и пусковых давлений.

Математически действие присадки можно описать при помощи универсального закона сопротивления [9, 30]

, (5.87)

где А(θ) – числовой коэффициент, зависящий от концентрации θ (г/т) присадки в транспортируемой нефти. При отсутствии присадки, то есть при θ=0, А(θ)=28.

В результате обработки нефти противотурбулентной присадкой величина коэффициента A(θ) увеличивается. Зависимость A(θ) от концентрации присадки θ (в г/т) является эмпирической и задается либо таблично, либо в виде функции

, (5.88)

где A₀, K₀ – эмпирические коэффициенты (см. табл. 5.6) [2, 27, 30].

Таблица 5.6

Наименование присадки	Фирма/страна	A₀	K₀
CDR-102	Dupon–Conoco/ США	1,48	1,24
NECCAD-547	Neste/Финляндия	0,407	1,29

Для того, чтобы увеличить производительность перекачки до плановой, необходимо, чтобы на части длины трубопровода коэффициент гидравлического сопротивления λ_п был уменьшен. Найдем его требуемую величину. Для этого запишем уравнение баланса напоров (3.46):

При перекачке нефти без присадки уравнение баланса напоров имеет вид (5.47), а его решение относительно расхода (5.57). При перекачки нефти нефти с противотурбулентной присадкой уранение баланса напоров будет иметь вид:

.(5.89)

где l_П – длина перегона, на котором осуществляется перекачка нефти с присадкой;

λ₀ – коэффициент гидравлического сопротивления при пееркачке нефти с расходом Q₀.

Решается аналогично

. (5.90)

Зададимся числом , равном отнеошению расходов после и до ввода присадки

. (5.91)

Подставим (5.57) и (5.90) в (5.91), после несложных преобразований получим

, (5.92)

где и.

Тогда выражая из (5.92) гидравлические потери получим

. (5.93)

Требуемая величина коэффициента A(θ) при известном значении λ_п определяется из уравнения (5.87) следующим образом

. (5.94)

По известной величине A(θ) из уравнения (5.88) можно найти искомую концентрацию присадки θ, обеспечивающую выполнение заданного объема перекачки. Если гидравлический режим течения соответствует квадратичному трению, то выражение (5.93) можно упростить с учётом того, что λ’=λ.

Содержание