|
Проектирование, строительство и эксплуатация |
104-108 |
Зависимость погрешности определения координаты утечки от параметров оснащенности трубопровода средствами измерения давления
А. М. Чионов a, С. А. Коршунов a
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-104-108
Аннотация: В настоящей статье рассматривается один из наиболее распространенных методов постоянного контроля, реализуемый алгоритмами систем обнаружения утечек – метод гидравлической локации. Задачами авторов являются исследование условий применимости метода, формирование научно обоснованных критериев принятия решения о возникновении утечки и критериев оценки адекватности результатов, полученных с использованием метода, при проведении натурных испытаний. Разработаны статистические критерии установления факта утечки в нефтепроводе для метода гидролокации, рассчитан доверительный интервал местоположения утечки. Впервые предложена аналитическая зависимость доверительного интервала местоположения утечки от потерь давления, вызванных утечкой. Для обоснования зависимости проведены серии вычислительных экспериментов. В результате составлен алгоритм определения точности локализации утечки в зависимости от параметров оснащенности трубопровода средствами измерения давления.
Ключевые слова: обнаружение утечек, координата утечки, алгоритмы принятия решений, оценка достаточности оснащенности, система контроля режимов, система обнаружения утечек, утечки нефти, потери давления
Для цитирования:
Чионов А. М., Коршунов С. А. Зависимость погрешности определения координаты утечки от параметров оснащенности трубопровода средствами измерения давления // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 104–108. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-104-108
Список литературы:↓
[1] Лурье М. В., Макаров П. С. Гидравлическая локация утечек нефтепродуктов на участке трубопровода // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 1998. № 12. С. 65–69.
[2] Мамонова Т. Е. Метод определения утечки из нефтепровода, основанный на разности во времени давления // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 323. № 1. С. 216–219.
[3] Сунагатуллин Р. З., Коршунов С. А., Дацов Ю. В. К вопросу технического и методологического сопровождения систем обнаружения утечек // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7. № 5. С. 42–50.
[4] Davis P. M., Spence M., Larive J-F. Performance of European cross-country oil pipelines. Statistical summary of reported spillages in 2014 and since 1971. Bruxelles : CONCAWE, 2016. 54 p.
[5] Чионов А. М., Коршунов С. А. Определение погрешности координаты при поиске утечки в нефтепроводе // «Математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем» : Труды 18-го Всероссийского научного семинара. Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2022. С. 429–436.
[6] Чионов А. М., Коршунов С. А. Стохастическая модель материального баланса для поиска утечек в нефтепроводах // Математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем : труды 18-го Всероссийского научного семинара. Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2022. С. 437–443.
[7] Гольянов А. А. Анализ методов обнаружения утечек на нефтепроводах // Транспорт и хранение нефтепродуктов. 2002. № 10. С. 5–14.
[8] Шестаков Р. А. К вопросу о методах обнаружения утечек и несанкционированных врезок на магистральных нефтепроводах // Труды РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина. 2014. № 3. С. 85–94.
[9] Pipeline leak detection expected to see muted growth through 2020 // Pipeline & Gas Journal. 2016. Vol. 243. No. 11. P. 68–70.
[10] Оценка достоверности определения координаты утечки в нефтепроводе / А. М. Чионов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9. № 4. С. 378–386.
[11] Трубопроводный транспорт нефти: учебник для вузов в 2-х т. Т. 1 / С. М. Вайншток [и др.]. М. : Недра-Бизнесцентр, 2004. 621 с.
[12] Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М. : Наука, 1969. 576 с.
[13] Леготкина Т. С., Хижняков Ю. Н. Метод определения места утечки нефти в нефтепроводе // Вестник ИжГТУ. 2014. № 1. С. 112–116.
[14] Соболь И. М. Метод Монте-Карло. М. : Наука, 1968. 64 с.
|
|
Сварка |
|
109-117 |
Исследование коррозионного поведения трубопровода с дефектом в зоне продольного сварного шва
И. Мартинс Гомес a, Т. Феррейра да Силва b
a Petróleo Brasileiro S.A. (Petrobras), 20031-912, Бразилия, Рио-де-Жанейро, Centro Rio de Janeiro, Av. Republica do Chile, 65
b Núcleo Engenharia Consultiva, 01419-002, Бразилия, Сан-Паулу, Jardim Paulista, Alameda Santos, 1357
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-109-117
Аннотация: Проблема обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов во многом является проблемой повышения их коррозионной стойкости и коррозионно-механической прочности. Несмотря на современные достижения в этой области, некоторые вопросы остаются открытыми. С позиций общей теории коррозионной усталости металлов сварные соединения являются одними из наиболее сложных объектов. При их эксплуатации возникают проблемы, связанные с неоднородностью свойств материала, сложностью структуры, наличием конструктивных и технологических концентраторов напряжений, остаточных напряжений и т. д. Целью работы является анализ коррозионного поведения стальной трубы API X65 с трещиной в зоне продольного сварного шва в нижней образующей. В рамках исследования проведены анализ химического состава и металлографический анализ в различных участках трубы, макроанализ сварного шва, макроанализ дефекта с использованием стереосъемки, анализ методом растровой электронной микроскопии, измерение микротвердости по Виккерсу, анализ химического и фазового состава продуктов коррозии, оценка строения дефектов с использованием внутритрубной диагностики и автоматизированного ультразвукового контроля. Предложены рекомендации по снижению рисков разрушения трубопровода с коррозионными повреждениями.
Ключевые слова: коррозионный дефект, коррозионная стойкость, коррозионно-механическая прочность, продольный сварной шов, дефекты сварного шва, зона термического влияния
Для цитирования:
Мартинс Гомес И., Феррейра да Силва Т. Исследование коррозионного поведения трубопровода с дефектом в зоне продольного сварного шва // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 109–117. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-109-117
Список литературы:↓
[1] Nofrizal N. The preferential weld corrosion steel pipeline under CO2 environment. Scientific Contributions Oil and Gas. 2019;42(1):15–28.
[2] Lee C.-М., Bond. S., Woollin P. Preferential weld corrosion: effects of weldment microstructure and composition. Paper presented at NACE Сorrosion Conference; 2005 April 3–7 Houston, Texas.
[3] Alawadhi K., Robinson M. J. Preferential weld corrosion of X65 pipeline steel in flowing brines containing carbon dioxide. Corrosion Engineering, Science and Technology. 2011;46(4):318–329.
[4] Ravi S., Balasubramanian V., Nemat-Nasser S. Influences of post-weld heat treatment on fatigue crack growth behavior of strength mismatched HSLA steel welds. Science and Technology of Welding & Joining. 2004;9(3):246–252.
[5] Abdulla A. Estimating erosion in oil and gas pipelines due to sand presence [independent thesis advanced level (degree of Master (two years))]. [Karlskrona]: Blekinge Institute of Technology; 2011. 103 p.
|
|
Ремонт трубопроводов |
|
118-125 |
Ремонт линейной части трубопроводов с помощью разрезных тройников
Д. А. Неганов a , Е. Е. Зорин a, Н. Г. Гончаров a , О. И. Колесников a
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-118-125
Аннотация:
Рассматриваются вопросы выборочного ремонта и усиления участков трубопроводов с патрубками, вантузами, несанкционированными врезками, заплатами и другими конструкциями, ремонт которых не предусмотрен действующей нормативной документацией. Для ремонта таких участков предлагается использовать разрезные тройники, которые монтируются на трубопровод сварными угловыми швами без остановки перекачки продукта. Контролировать качество таких швов трудно, при этом в случае возникновения дефекта их ремонт сваркой нежелателен, так как повторное наложение термического цикла сварки вызовет в металле структурные изменения, рост сварочных напряжений и деформаций, что в совокупности приведет к снижению несущей способности стенки трубопровода. Проведен отбор разрезных тройников по критериям прочности, герметичности и объему сварочных работ при монтаже. Для снижения остаточных сварочных напряжений в корневой части монтажных швов предложено увеличить длину тройника по магистрали, что, по расчетам, позволяет уменьшить напряжения в сварных соединениях разрезного тройника и увеличить ресурс ремонтного узла при циклическом нагружении почти на 20 %. Предложена технология монтажной сварки при отрицательных температурах (от –2 до –10 °С) включительно, снижающая вероятность образования холодных трещин в сварном шве. Приведены результаты циклических испытаний трубных катушек разного диаметра с приваренными разрезными тройниками, имеющими увеличенную длину по магистрали. Показано, что в широком диапазоне циклических нагрузок разработанная технология ремонта дефектов на действующих трубопроводах разрезными тройниками обеспечивает высокую надежность отремонтированного узла как минимум на протяжении 30 лет эксплуатации трубопровода.
Ключевые слова: разрезной тройник, тройник, тройниковое соединение, циклическая долговечность, термический цикл сварки, остаточные сварочные напряжения, сварочные деформации, сварной шов, сварка
Для цитирования:
Ремонт линейной части трубопроводов с помощью разрезных тройников / Д. А. Неганов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 118–125. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-118-125
Список литературы:↓
[1] Бут В. С., Великоиваненко Е. А., Олейник О. И. Особенности применения разрезных тройников при ремонте и реконструкции магистральных трубопроводов в условиях эксплуатации // Автоматическая сварка. 2009. № 9. С. 32–38.
[2] Бут В. С., Грецкий Ю. Я., Розгонюк В. В. Обгрунтування нового підходу до виконання зварювальних робіт на трубопроводах під тиском // Нафтяная і газовая промышленность. 2001. № 4. С. 33–39.
[3] Зорин Е. Е., Осташов А. В., Черникин А. В., Шибнев А. В. Ремонт и техническое обслуживание трубопроводов. М. : ЦП НТО НГ, 2001. 224 с.
[4] Определение допустимых размеров сварных швов при установке тройников и муфт на действующих магистральных трубопроводах / В. И. Махненко [и др.] // Автоматическая сварка. 2003. № 8. С. 7–12.
[5] Мазель А. Г. Работоспособность сварных муфт для ремонта дефектов трубопроводов под давлением / А. Г. Мазель [и др.] // Строительство трубопроводов. 1996. № 1. С. 16–22.
[6] Zorin N. E., Zorin E. E. Repair of surface corrosion defects in pipelines by electric arc welding // Welding International. Woodhead Publishing Limited. 2017. Vol. 31. No. 1. P. 64–66.
[7] Шафиков Р. Р. Экспериментальное обоснование ремонта магистральных трубопроводов с использованием сварочных технологий без остановки перекачки газа // Территория нефтегаз. 2009. № 4. С. 48–51.
[8] Шафиков Р. Р. Ремонт магистральных газопроводов с использованием сварочных и родственных технологий без остановки перекачки газа // Территория нефтегаз. 2009. № 6. С. 80–83.
[9] Работоспособность трубопроводов. Часть 2. Сопротивляемость разрушению / Г. А. Ланчаков [и др.]. М. : Недра, 2001. 350 с.
[10] Гончаров Н. Г., Юшин А. А., Судник А. В. Разработка ремонтных конструкций для выборочного ремонта трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2017. Т. 7. № 4. С. 54–61.
[11] Якубек П. Монтаж тройников и фитингов «Т. Д. Вильямcон» на действующий трубопровод: материалы международной конференции «Сварочные и родственные технологии при строительстве, реконструкции и ремонте газонефтепроводов». Москва, 2007.
[12] Исследование влияния низких температур окружающей среды на технологию сварки и свойства сварных соединений магистральных трубопроводов / Н. Г. Гончаров [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2016. № 1. С. 62–67.
[13] Сварные муфты для ремонта трубопроводов / А. Г. Мазель [и др.] // Газовая промышленность. 1996. № 9–10. C. 55–57.
[14] Математическое моделирование язвенных дефектов в действующих нефте- и газопроводах и разработка численного метода оценки допустимых режимов дуговой заварки дефектов / В. И. Махненко [и др.] // Автоматическая сварка. 2001. № 11. С. 3–10.
[15] Зорин Е. Е., Степаненко А. И., Чежин С. П. Методика испытаний сварных соединений трубопроводов с учетом эксплуатационных условий // Заводская лаборатория. 1990. № 7. С. 68–71.
[16] Неганов Д. А., Зорин Е. Е., Зорин Н. Е. Оценка влияния поверхностных трещиноподобных концентраторов напряжений на работоспособность магистральных трубопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2021. Т. 11. № 1. С. 8–15.
[17] Milne I., Ainsworth R. A., Dowling A. R., Stewart A. T. Assessment of integrity of structures containing defects // CEGB Report R/H/R6, Revision 3, April 1986.
[18] Вольмир А. С. Устойчивость деформируемых систем. М. : Наука, 1967. 984 с.
|
|
126-132 |
Влияние продольного усилия на технологические параметры ремонта криволинейного трубопровода
В. М. Варшицкий a, Э. Н. Фигаров a, И. Б. Лебеденко a, О. А. Козырев a
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-126-132
Аннотация: Для проведения ремонта подземных магистральных нефтепроводов зачастую возникает необходимость подъема трубопровода, что предполагает перемещение заполненной трубы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Хотя выполнение ремонтных работ в большинстве случаев происходит в условиях остановки перекачки нефти, в сечении трубопровода, как правило, действует продольное усилие, обусловленное температурным перепадом и внутренним давлением столба перекачиваемого продукта из-за вертикального профиля. Известно, что практически всегда трубопровод имеет начальную кривизну оси, и в этом случае продольное усилие существенно влияет на технологические параметры ремонта. В статье приведено решение задачи определения технологических параметров ремонта криволинейного участка трубопровода с учетом продольного сжимающего усилия. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния поднимаемого при выполнении ремонта трубопровода в зависимости от радиуса кривизны основания, направления изгиба оси трубопровода, высоты подъема, температурного перепада. Полученное решение может быть использовано при разработке проекта ремонта подземного трубопровода для оценки протяженности участка вскрытия траншеи и определения усилия на крюк трубоукладчика.
Ключевые слова: ремонт трубопровода, кривизна трубопровода, изгиб трубопровода, радиус изгиба, кривизна оси, продольное усилие, напряженно-деформированное состояние
Для цитирования:
Влияние продольного усилия на технологические параметры ремонта криволинейного трубопровода / В. М. Варшицкий [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 126–132. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-126-132
Список литературы:↓
[1] Бородавкин П. П., Березин В. Л. Сооружение магистральных трубопроводов. М. : Недра, 1977. 408 с.
[2] Гумеров А. Г., Зубаиров А. Г., Векштейн М. Г., Капитальный ремонт подземных нефтепроводов. М. : Недра-Бизнесцентр, 1999. 525 с.
[3] Строительство магистральных трубопроводов: справочник / В. Г. Чирсков [и др.]. М. : Недра, 1991. 475 с.
[4] Айнбиндер А. Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость. Справочное пособие. М. : Недра, 1991. 288 с.
[5] Ремонт магистральных трубопроводов с ненормативными радиусами изгиба оси трубы / Р. М. Аскаров [и др.] // Деловой журнал Neftegaz.ru. 2019. № 12. C. 72–77.
[6] О фактических радиусах изгиба линейной части магистральных газопроводов / Р. М. Аскаров [и др.] // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2017. № 6. С. 28–33.
[7] Типовые расчеты при сооружении и ремонте нефтегазопроводов : учеб. пособие / Л. И. Быков [и др.]. СПб. : Недра, 2006. 824 с.
[8] Азметов Х. А., Шайбаков Б. Р. Определение технологических параметров капитального ремонта магистральных трубопроводов в условиях действия продольного сжимающего усилия в стенке труб // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. № 5. С. 95–103.
[9] Варшицкий В. М., Лебеденко И. Б., Фигаров Э. Н. Определение параметров ремонта трубопровода с начальной кривизной // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2021 Т. 11. № 1. С. 70–77.
[10] Варшицкий В. М., Лебеденко И. Б., Фигаров Э. Н. Методика определения технологических параметров ремонта трубопровода с ненормативной кривизной // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 10. № 1. С. 17–21.
[11] Adebanjo O., Simms N. Upheaval buckling of pipelines // The Journal of Pipeline Engineering. 2016. Vol. 15. Is. 3. P. 157–168.
[12] Варшицкий В. М. Совершенствование методологии расчетов нефтегазопроводов на продольную устойчивость // Нефть, газ, строительство. 2000. № 9. С. 9–22.
|
|
Энергетика и электрооборудование |
|
133-141 |
Перспективы применения сотовых элементов в узлах щелевых уплотнений роторов магистральных насосов
И. А. Флегентов a, Д. М. Старшинов a, Е. А. Рябцев a
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-133-141
Аннотация: Основным видом щелевых уплотнений роторов магистральных насосов для перекачки нефти и нефтепродуктов являются плоские щелевые уплотнения. Их применение позволяет обеспечить сокращение объемных потерь перекачиваемой среды из напорной области во всасывающую через зазор между ротором и статором – перетечек, которые являются одним из факторов снижения объемного КПД насоса при эксплуатации. В качестве щелевых уплотнений для магистральных насосов типа НМ наиболее распространены плоскощелевые и плоскощелевые ступенчатые уплотнения. Однако при их использовании величина объемных потерь остается ощутимой (для насосов большой мощности – до 1 % в полном КПД насоса), что требует соответствующих технических решений. Целью настоящей работы является совершенствование узла щелевого уплотнения для сокращения перетечек и, соответственно, повышения энергоэффективности магистрального насоса. Авторами проведено исследование с оценкой технической целесообразности применения сотовых уплотнений в узлах щелевых уплотнений роторов магистральных насосов. По результатам компьютерного моделирования течения в проточных частях зазоров установлено, что сотовые уплотнения обеспечивают снижение объемных потерь расхода в проточной части магистрального насоса и превышают характеристики применяемых в настоящее время плоских щелевых уплотнений. Разработаны требования к сотовым уплотнениям рабочих колес с учетом параметров эксплуатации магистральных насосов НМ.
Ключевые слова: перетечки, сотовые уплотнения, щелевые уплотнения, щелевой зазор, проточная часть, КПД насоса, объемный КПД, объемные потери, магистральный насос
Для цитирования:
Флегентов И. А., Старшинов Д. М., Рябцев Е. А. Перспективы применения сотовых элементов в узлах щелевых уплотнений роторов магистральных насосов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 133–141. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-133-141
Список литературы:↓
[1] Ломакин А. А. Центробежные и осевые насосы. М. : Машиностроение, 1966. 364 с.
[2] Лопастные насосы: справочник / В. А. Зимницкий [и др.]. Л. : Машиностроение, 1986. 334 с.
[3] Горбань Н. Н., Росляков Д. А., Шотер П. И. Повышение коэффициента полезного действия насосного оборудования за счет применения самоустанавливающихся уплотнительных колец // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2015. № 4. C. 100–105.
[4] Сосновский С. В., Селькин В. П. Исследование износа в щелевых уплотнениях центробежных нефтяных насосов // Трение и износ. 2012. № 4. С. 386–392.
[5] О расширении диапазона эффективной работы щелевых уплотнений в центробежных насосах / А. В. Ильинков [и др.] // Новости теплоснабжения. 2015. № 3.
[6] Прямоугольно-ячеистые уплотнения для паровых турбин / В. Г. Грибин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 3. С. 22–29.
[7] Матвеев Ю. В., Беляев М. К., Тараканова А. И. Эффективность внедрения сотовых уплотнений на турбоагрегатах // Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. 2018. Ч. 1. С. 131–133.
[8] Шиль Ю. Тенденции развития питательных насосов // Вестник ЮУрГУ. Cерия: машиностроение. 2005. № 2. С. 32–46.
[9] Исследование течения в сотовом уплотнении / В. Т. Перевезенцев [и др.] // Совершенствование транспортных машин. Сборник научных трудов. Под ред. В. В. Рогалева, В. И. Воробьева. Брянск, 2019. С. 20–28.
[10] Research on leakage performance and dynamic characteristics of a novel labyrinth seal with staggered helical teeth structure / W. Zhou [et al.] // Alexandria Engineering Journal. 2021. Vol. 60. Is. 3. P. 3177–3187.
[11] Numerical and experimental study of nose for lox floating ring seal in turbopump / J.-H. Bae [et al.] // Aerospace. 2022. Vol. 9. No. 11. P. 667.
[12] Булаев В. Т., Перевезенцев С. В. К методике оптимизации сотовых уплотнений турбомашин // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2002. № 2. С. 45–50.
[13] Повышение эффективности щелевых уплотнений в центробежных насосах на основе гидродинамических эффектов отрывных течений / А. В. Ильинков [и др.]. 2013. № 4. С. 46–49.
[14] Морозов В. А., Монастырская Е. В. Технологии и материалы для пайки сотовых уплотнений // Гагаринские чтения – 2019. Сборник тезисов докладов 46-й Международной молодежной научной конференции. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет). 2019. С. 822–823.
[15] Иванов В. В., Тагильцев С. В. Сравнительный анализ технологий изготовления сотовых уплотнений // Газотурбинные технологии. 2019. № 6. С. 26–29.
|
|
142-151 |
Разработка математической модели винтовых насосных агрегатов, адаптированной под расчетно-вычислительные комплексы
В. Н. Сивашова a, В. В. Казаков b, Н. К. Украдыженко c, В. А. Швечков c, В. В. Южанин c
a АО «Гипротрубопровод», Центр проектирования систем автоматизации и связи (филиал), 117186, Россия, Москва, ул. Вавилова, 24, корп. 1
b АО «Транснефть – Север», 169300, Россия, Ухта, проспект А. И. Зерюнова, д. 2/1
c Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина), 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-142-151
Аннотация: Статья посвящена моделированию гидравлических процессов при перекачке сверхвязких нефтей с применением винтовых насосов. Объектом исследования является двухвинтовой насос, входящий в состав агрегата винтового насосного объемного НВГ260-88ВОТ4, эксплуатируемого АО «Транснефть – Север». Cформулирована проблема отсутствия нормативных документов, определяющих порядок технологических расчетов перекачки сверхвязких нефтей с использованием двухвинтовых насосов, пригодных для реализации в АРМ технолога и других программных комплексах, применяемых в АО «Транснефть – Север». Проведен сравнительный анализ методик расчета теоретической подачи насоса, определена действительная подача, установлено влияние реологических свойств жидкости на энергетические характеристики насоса. На основе исследований по рассматриваемой проблематике и принципов теории подобия разработана унифицированная математическая модель двухвинтового насоса, позволяющая производить расчет гидравлических и энергетических характеристик его работы. Предложены аналитические зависимости энергетических характеристик, функции пересчета этих характеристик с одних эксплуатационных параметров на другие. Проведена апробация и адаптация математической модели к фактическим эксплуатационным характеристикам двухвинтового насоса. Результатом является методика расчета двухвинтовых насосов, пригодная для выполнения технологических расчетов и использования в программно-вычислительных комплексах расчетов режимов работы магистральных нефтепроводов.
Ключевые слова: двухвинтовой насос, винтовой насос, насосный агрегат, гидравлическая модель, математическое моделирование
Для цитирования:
Разработка математической модели винтовых насосных агрегатов, адаптированной под расчетно-вычислительные комплексы / В. Н. Сивашова [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 142–151. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-142-151
Список литературы:↓
[1] Оноприюк В., Голиков Д. Горячая нефть Яреги // Трубопроводный транспорт нефти. 2017. № 1. С. 42–45.
[2] Колпаков Л. Г. Эксплуатация магистральных насосных агрегатов : учеб. пособие. Уфа, 1988. 116 с.
[3] Жмудь А. Е. Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением: конструкция, теория, расчет, изготовление. Москва–Ленинград: Ленинградское отделение Машгиз, 1948. 100 с.
[4] Триандафилов А. Ф., Ефимова С. Г. Гидравлика и гидравлические машины. Сыктывкар : Сыктывкарский лесной институт, 2012. 212 с.
[5] Зиякаев Г. Р. Гидромашины и компрессоры: учебное пособие. Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2016. 142 с.
[6] Женовак Н. Г. Судовые винтовые негерметичные насосы. Л. : Судостроение, 1972. 144 с.
[7] Ukradyzhenko N., Shvechkov V., Yuzhanin V. Research of operating modes for pumping high-viscosity oil with twin screw pumps // Abstract Book of the 12th International Youth Scientific and Practical Congress “Oil and Gas Horizons”. Moscow: Publishing Center of the National State University of Oil and Gas “Gubkin University”, 2020. 34 p.
[8] Балденко Д. Ф., Балденко Ф. Д., Гноевых А. Н. Одновинтовые гидравлические машины: в 2 т. Т. 1. Одновинтовые насосы. М. : ИРЦ Газпром, 2005. 488 с.
[9] Балденко Д. Ф., Бидман М. Г., Калишевский В. Л. Винтовые насосы. М. : Машиностроение, 1982. 224 с.
[10] Башта Т. М. Расчеты и конструкции самолетных гидравлических устройств. М. : Оборонгиз, 1961. 475 с.
[11] Садыков А. Ф. Повышение эффективности системы сбора и транспорта продукции нефтяных скважин на основе разработки и применения многофазных насос-компрессоров : дис. ... канд. техн. наук. Казань : ТатНИПИнефть, 2003. 232 c.
[12] Ахияртдинов Э. М. Исследование работы двухвинтовых насосов при транспорте продукции нефтяных скважин по трубопроводам : дис. ... канд. техн. наук. Уфа : ИПТЭР, 2002. 127 с.
[13] Богуславский М. Г. Таблицы перевода единиц измерений. М. : Государственное издательство стандартов, 1963. 117 с.
[14] Боровин Г. К., Костюк А. В. Математическое моделирование мультифазного двухвинтового насоса // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2008. № 18. 20 с.
|
|
Материалы и оборудование |
|
152-161 |
Результаты исследования способов промывки трубопоршневых поверочных установок
И. В. Буянов a, О. В. Аралов a, Н. В. Бережанский a, Н. И. Колбанёв a, А. М. Короленок b, Р. А. Шестаков b
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
b Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина) , 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 65
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-152-161
Аннотация: Поверка трубопоршневых поверочных установок (ТПУ), применяемых для поверки и контроля метрологических характеристик преобразователей расхода в составе систем измерений количества и показателей качества нефти, предусматривает их предварительную промывку с целью удаления нефти, нефтепродуктов и асфальтосмолопарафиновых отложений. Анализ литературных источников свидетельствует о недостаточной изученности темы очистки внутренней поверхности ТПУ, при этом она являются значимой для решения вопросов обеспечения достоверности учетных операций с нефтью и нефтепродуктами. В этой связи проведены исследования по оценке способов промывки и определению моющих средств отечественного производства, позволяющих обеспечить эффективную и безопасную очистку внутренней поверхности ТПУ. В рамках работы проанализирован структурно-групповой состав образцов асфальтосмолопарафиновых отложений. Выполнены лабораторные испытания двенадцати образцов моющих средств для оценки их моющей способности и коррозионной активности. Проведены стендовые испытания, моделирующие различные условия при промывке ТПУ на реальных объектах магистральных трубопроводов. Определено, что достигаемая степень очистки с использованием образцов моющих средств составила от 57,19 до 79,45 %. Испытанные моющие средства не оказывают коррозионного влияния на внутреннюю поверхность ТПУ и резинотехнические изделия, используемые в конструкции ТПУ. Соответственно, все они могут применяться в производстве, при этом их наибольшая эффективность обеспечивается при условии максимальной температуры моющего раствора.
Ключевые слова: трубопоршневая установка, промывка, водная промывка, моющее средство, асфальтосмолопарафиновые отложения, турбинный преобразователь расхода, достоверность измерений
Для цитирования:
Результаты исследования способов промывки трубопоршневых поверочных установок / И. В. Буянов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 152–161. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-152-161
Список литературы:↓
[1] Современное состояние ведения учетных операций с нефтью и нефтепродуктами с применением измерительных систем в России / О. В. Аралов [и др]. М. : Недра, 2019. 246 с.
[2] Черненков В. П., Ионов В. С. Исследование метрологических характеристик расходомерных устройств при помощи поверочной установки ДВГТУ-ЭСКО // Вологдинские чтения. 2008. № 70. С. 93.
[3] Аттестация эталонов единиц массового и объемного расходов жидкости / А. Р. Тухватуллин [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2012. T. 15. № 18. С. 245–246.
[4] Исследование метрологических характеристик ультразвукового счетчика газа на эталонных расходоизмерительных установках / И. А. Исаев [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 18. С. 239–244.
[5] Проблемы метрологического обеспечения нефтяного комплекса России / С. М. Горюнова [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 11. С. 263–266.
[6] Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества веществ. Справочник. Книга 2. СПб. : Политехника, 2002. 412 с.
[7] Webster J. G. The measurement, instrumentation and sensors handbook. Boca Raton : CRC Press, 1999. 2588 p.
[8] Instrument engineers’ handbook. Vol. 1. Process measurement and analysis / ed. by B. G. Liptak. Boca Raton : CRC Press, 2003. 1860 p.
[9] Lanasa P. J., Upp E. L. Fluid flow measurement. A practical guide to accurate flow measurement. Butterworth-Heinemann, 2014. 282 p.
[10] Baker R. C. Flow measurement handbook. Industrial designs, operating principles, performance and applications. Cambridge University Press, 2016. 790 p.
[11] Попова Т. Ю. Порядок проведения промывки и дезинфекции трубопроводов и сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения // Вологдинские чтения. 2012. № 80. С. 106–107.
[12] Федоров А. А., Кабанов Н. В. Разработка технологии и оборудования для промывки трубопроводов гидро- и топливных систем самолета с использованием ультразвука // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 4–4. С. 880–886.
[13] Зарипова Л. М. Оборудование для пульсированной промывки парафиноотложений нефтесборных трубопроводов и скважинного оборудования // «Нефть и газ Западной Сибири» : материалы Всероссийской научно-технической конференции. 2007. Т. 1. С. 46–47.
[14] Давиденко А. А., Кметь Е. А. Совершенствование технологии и средств механизации для промывки дренажных трубопроводов // «Наука и молодежь» : сборник научных трудов. Новочеркасск, 2017. С. 85–87.
[15] Тимофеев Ф. В., Кузнецов А. А. Математическая модель лабораторного контроля качества нефти и нефтепродуктов // «Трубопроводный транспорт – 2017» : тезисы докладов XII Международной учебно-научно-практической конференции. 2017. С. 193–195.
[16] Bizhan K. G., Mohammad R. D., Hossein P. Prediction of kinematic viscosity of petroleum fractions using artificial neural networks // Iranian Journal of Oil & Gas Science and Technology. 2014. Vol. 3. No. 2. P. 51–65.
[17] Мурзакаев Ф. Г., Максимов Г. Г. Химизация нефтегазодобывающей промышленности и охрана окружающей среды. Уфа : Башкирское книжное издательство, 1989. 179 с.
|
|
162-173 |
Особенности применения оборудования для разработки подводных траншей в условиях скальных грунтов
В. А. Груздев a, Г. В. Мосолов a
a ООО «НИИ Транснефть», 117186, Россия, Москва, Севастопольский проспект, 47а
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-162-173
Аннотация: Проведенный анализ нормативной и методической литературы показал отсутствие в источниках нормативно-технической информации критериев применения современного оборудования для разработки скальных грунтов. В этой связи функциональные возможности такого оборудования зачастую не учитываются при проектировании объектов строительства и реконструкции подводных переходов трубопроводов, что, в свою очередь, приводит к увеличению сроков проведения строительных работ при наличии в створе подводной траншеи скальных грунтов. С целью восполнения этого пробела выполнено исследование рынка современного оборудования для разработки скальных грунтов, а именно проанализированы специфика и особенности применения различных видов навесного оборудования экскаваторов для проведения работ под водой. Впервые предпринята попытка обобщить и классифицировать данное оборудование, проанализировать эффективность и определить критерии его применения в зависимости от типа и характеристик скальных грунтов.
Ключевые слова: подводный переход, подводная траншея, скальный грунт, экскаватор, экскаваторные работы, навесное оборудование, гидромолот, виброрыхлитель, фреза
Для цитирования:
Груздев В. А., Мосолов Г. В. Особенности применения оборудования для разработки подводных траншей в условиях скальных грунтов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 162–173. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-162-173
Список литературы:↓
[1] Бородавкин П. П., Березин В. Л., Шадрин О. Б. Подводные трубопроводы. М. : Недра, 1979. 415 с.
[2] Левин С. И. Проектирование и строительство подводных трубопроводов. М. : Гостоптехиздат, 1960. 334 с.
[3] Капитальный ремонт подземных нефтепроводов / А. Г. Гумеров [и др.]. М. : Недра-Бизнесцентр, 1999. 525 с.
[4] Шаммазов А. М., Мугаллимов Ф. М., Нефедова Н. Ф. Подводные переходы магистральных нефтепроводов. М. : Недра-Бизнесцентр, 2000. 237 с.
[5] Сооружение подводных переходов магистральных трубопроводов : курс лекций / В. А. Иванов [и др]. Тюмень, 2003. 217 с.
[6] Сальников А. В., Зорин В. П., Агиней Р. В. Методы строительства подводных переходов газонефтепроводов на реках Печорского бассейна : учеб. пособие. Ухта : УГТУ, 2008. 108 c.
[7] Типовые расчеты при сооружении и ремонте нефтегазопроводов : учеб. пособие / Л. И. Быков [и др.]. СПб. : Недра, 2006. 824 с.
[8] Трубопроводный транспорт нефти / Г. Г. Васильев [и др.]. М. : Недра-Бизнесцентр, 2002. 408 с.
[9] Строительство переходов магистральных трубопроводов через естественные и искусственные препятствия / З. З. Шарафутдинов [и др.]. Новосибирск : Сибирская издательская фирма «Наука», 2013. 339 с.
[10] Справочник по строительству подводных трубопроводов / В. Я. Канаев [и др.]. М. : Подводтрубопроводстрой, 2000. 204 с.
|
|
Развитие отрасли |
|
174-183 |
Становление технологии последовательной перекачки разносортных нефтепродуктов по одному трубопроводу
А. В. Токаренко а, Р. Р. Ташбулатов b, c, Б. Н. Мастобаев b, О. А. Макаренко b
a АО «СОГАЗ», 107078, Россия, Москва, проспект Академика Сахарова, 10
b Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ), 450062, Россия, Уфа, ул. Космонавтов, 1
c Научно-технический центр трубопроводного транспорта ООО «НИИ Транснефть» (НТЦ ООО «НИИ Транснефть»), 450055, Уфа, Россия, проспект Октября, 144/3
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-174-183
Аннотация: Представлен исторический обзор становления технологии последовательной перекачки различающихся по качеству нефтепродуктов. Приведены предпосылки появления технологии, описаны первые экспериментальные исследования в этой области на трубопроводах в России и США. Показаны противоречивые результаты опытов по определению количества смеси, образующейся при последовательной перекачке разносортных нефтепродуктов методом прямого контактирования. Указано, что неоднозначные практические данные не позволяли достоверно оценивать и прогнозировать объем смеси и ее протяженность, для решения этих задач в сложившихся условиях необходимым являлось теоретическое обоснование процесса смесеобразования на границе контакта двух сред. Показано развитие теории последовательной перекачки: от упрощенной модели механического смешения жидкостей, предложенной в 1938 году В. С. Яблонским, до конвективно-диффузионной теории смешения, сформулированной в 1954 году Тейлором и ставшей основополагающей для дальнейших исследований. Отмечено, что активное внедрение последовательной перекачки в производство началось с конца 1940-х годов. В настоящее время это широко распространенная и используемая на крупнейших трубопроводах мира технология транспортирования, совершенствование которой в части теории и учета практических аспектов эксплуатации трубопроводов активно продолжается сегодня.
Ключевые слова: последовательная перекачка, последовательная перекачка нефтепродуктов, транспортировка нефтепродуктов, зона смешения, объем смеси, конвективная диффузия, формула Тейлора
Для цитирования:
Становление технологии последовательной перекачки разносортных нефтепродуктов по одному трубопроводу / А. В. Токаренко [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 174–183. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-174-183
Список литературы:↓
[1] Саханов А. Н., Кащеев А. А. К вопросу о перекачке парафинистых нефтей и мазутов по трубопроводам // Нефтяное хозяйство. 1926. Январь. C. 175–180.
[2] Кащеев А. А. Перекачка парафинистого мазута с подогревом по Петровскому нефтепроводу // Нефтяное хозяйство. 1930. № 9. C. 251–263.
[3] Birge Е. А. Early pipeline batching // Oil and Gas Journal. 1947. Vol. 46. No. 20. 269 p.
[4] Whiteshot C. A. The oil-well driller: a history of the world’s greatest enterprise, the oil industry. 1905. 895 p.
[5] Four crudes through gasoline line without mixing // The Oil Weekly. 1930. Vol. 59. No. 7. P. 30–31.
[6] Reed P. Plantation pipe line system adopts efficient // Oil and Gas Journal. 1942. Vol. 40. No. 50. P. 68–69.
[7] Яблонский В. С., Ветр Г. И. Сооружение и эксплуатация нефтепроводов. Москва; Ленинград : Гостоптехиздат, 1948. 384 с.
[8] Frank H. Station operation and equipment on WEP products line // Petroleum Engineer. 1944. Vol. 15. No. 6. P. 190–198.
[9] Operation of a modern gasoline pipe line system // Oil and Gas. 1935. Vol. 34. No. 23. P. 117–119.
[10] Иголкин А. А. Советский нефтяной экспорт в годы предвоенных пятилеток // Нефтяное хозяйство. 2006. № 9. C. 139–141.
[11] Кащеев А. А. Смешение нефтепродуктов при последовательной перекачке их по трубам // Нефтяное хозяйство. 1933. № 9. С. 50–54.
[12] Кащеев А. А. Смешение нефтепродуктов при последовательной перекачке их по трубам // Нефтяное хозяйство. 1934. № 1. С. 56–59.
[13] Измайлов М. Ш., Шамурзаев А. А. Последовательная перекачка светлых нефтепродуктов с водяной пробкой // Нефтяная промышленность СССР. 1940. № 6. C. 92–95.
[14] Кащеев А. А. По поводу статьи М. Ш. Измайлова и А. А. Шамурзаева // Нефтяная промышленность СССР. 1940. 95 с.
[15] Евдошенко Ю. В. Ладожский нефтепродуктопровод: что рассказали архивы? // Нефтяное хозяйство. 2020. № 4. С. 86–90.
[16] Конторович З. Л. Развитие трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов за 50 лет. Москва, 1967. 67 с.
[17] Яблонский В. С., Юфин В. А., Бударов И. П. Последовательная перекачка нефтепродуктов и нефтей по магистральным трубопроводам. М. : Гостоптехиздат, 1959. 148 c.
[18] Яблонский В. С. Смешение нефтепродуктов при последовательной перекачке по одному трубопроводу. 1946. № 2. C. 56–64.
[19] Яблонский В. С. Смешение нефтепродуктов при последовательной перекачке по одному трубопроводу. Транспорт и хранение нефти и газа. 1948. № 10. C. 53–58.
[20] Fowler F. G., Brown G. G. Contamination by successive flow in pipelines // National Petroleum News. 1943. Vol. 35. No. 46. P. 478–486.
[21] Birge E. A. Contamination control in products pipelines // Oil and Gas Journal. 1947. Vol. 46. Is. 20. P. 176–291.
[22] Lefewr P. La pollution dans le transport par pipe line des produits du petrole. Proсeeding section IX. Third world Petroleum Congress. 1951.
[23] Середюк М. Д. Исследование смесеобразования нефтепродуктов при их последовательной перекачке с жидкостными разделительными пробками : дисс. ... канд. техн. н. Уфа : Уфимский нефтяной институт, 1974. 192 с.
[24] Taylor G. The dispersion to matter in turbulent flow through a pipe. Proceedings of the Royal Society. 1954. Vol. A 223. No. 1155. P. 447–468.
|
|
184-192 |
К 30-летию ПАО «Транснефть». Главтранснефть: создание единой системы нефтепроводов
А. Е. Сощенко a
a ПАО «Транснефть», 123112, Россия, Москва, Пресненская набережная, д. 4, стр. 2
DOI: 10.28999/2541-9595-2023-13-2-184-192
Аннотация: Представлен исторический обзор развития системы нефтепроводного транспорта в СССР (России). Отмечено, что с созданием в 1970 году Главного управления по транспортированию и поставкам нефти (Главтранснефти) произошло объединение стремительно расширяющейся в связи с разработкой новых нефтяных месторождений сети магистральных нефтепроводов в рамках единой системы управления. Проанализированы основные технико-экономические показатели работы нефтепроводного транспорта в нашей стране в 1970–1985 годах, проведено сравнение с зарубежными данными (показателями работы магистральных нефтепроводов США, Западной Европы, Японии). Показано, что следствием развития отрасли в указанный период стало формирование одной из крупнейших в мире нефтепроводных систем. Действовавшая под управлением Главтранснефти система магистральных нефтепроводов являлась целостной технологической и экономической структурой с централизованным распределением грузопотоков нефти, обеспечением технической эксплуатации объектов, их диагностирования, планово-предупредительного капитального ремонтов, технического перевооружения и реконструкции. Рассмотрены проблемные вопросы обеспечения эффективности работы отечественного нефтепроводного транспорта в 1985–1991 годах, показаны основные изменения организационной структуры и механизма управления транспортом нефти в новых экономических условиях.
Ключевые слова: нефтепроводный транспорт, система магистральных нефтепроводов, сеть трубопроводов, Главтранснефть, Транснефть, история отрасли, нефтеснабжение, хозяйственный механизм
Для цитирования:
Сощенко А. Е. К 30-летию ПАО «Транснефть». Главтранснефть: создание единой системы нефтепроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13. № 2. С. 184–192. https://doi.org/10.28999/2541-9595-2023-13-2-184-192
Список литературы:↓
[1] Щербакова Р. П. Состояние и тенденции развития трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов в СССР: Обзор. М. : ВНИИОЭНГ, 1971. 20 с.
[2] Борисов Н. Н. Экономическая эффективность развития трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов в СССР: Обзор. М. : ВНИИОЭНГ, 1968. 16 с.
[3] Лисин Ю. В., Сощенко А. Е. Технологии магистрального нефтепроводного транспорта России. М. : Недра, 2013. 421 c.
[4] Конторович З. Л. Развитие трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов за 50 лет. М., 1967. 67 с.
[5] Развитие мировой системы нефтепроводного транспорта / Р. Н. Бахтизин [и др.]. М. : Недра, 2018. 604 с.
[6] Панов Ю. В. Современное состояние и перспективы развития трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов в США. М. : ВНИИОЭНГ, 1975. 99 с.
[7] Шаммазов A. M., Мастобаев Б. Н., Сощенко А. Е. Трубопроводный транспорт России (1860–1917) // Трубопроводный транспорт нефти. 2000. № 6. C. 32–37.
[8] Трубопроводным транспорт России (1917–1945) / A. M. Шаммазов [и др.] // Трубопроводный транспорт нефти. 2000. № 9. С. 33–38.
[9] Трубопроводный транспорт России (1945–1991) / A. M. Шаммазов [и др.] // Трубопроводный транспорт нефти. 2001. № 2. C. 42–48.
[10] Сощенко А. Е., Зверева Т. В. Развитие трубопроводного транспорта нефти в России. Трубопроводный транспорт нефти. Спецвыпуск. 1997. C. 10–13.
|
