logo
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
    • Збори та фінансування
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
  • uk
    • English

Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

Дослідження впливу геометричних параметрів відводів газо-прoводів на внутрішньотрубні ерозійні процеси

Ярослав Дорошенко
Анотація

Досліджено вплив діаметра, кута вигину та радіуса вигину відводів газопроводів на місцезнаходження та величину їх ерозійного зношування. Дослідження виконано CFD (Computational Fluid Dynamics) моделюванням зі застосуванням Лагранжевого підходу (модель DPM (Discrete Phase Model)) у програмному комплексі ANSYS Fluent R19.2 Academic. Математична модель руху суцільної фази базується на розв’язанні системи рівнянь Нав’є-Стокса, нерозривності замкнених двопараметричною k-ε моделлю турбулентності з відповідними початковими та граничними умовами. Траєкторії руху дисперсних фаз відстежувалися шляхом інтеграції рівняння сил, які діють на частинки. Моделювання ерозійного зношування відводів газопроводів виконувалось iз застосуванням рівняння Фінні. Дослідження виконані для п’яти різних зовнішніх діаметрів відводів газопроводу (89 мм, 219 мм, 530 мм, 1020 мм та 1420 мм). Кути вигину відводів складали 30°, 45°, 60° та 90°, а радіуси вигину DN, 1,5 DN, 2 DN, 2,5 DN та 3,5 DN. Суцільною фазою вибирався природний газ, дисперсною – пісок. Витрата дисперсної фази, швидкість руху дисперсної і суцільної фази на вході у відвід та тиск на виході кожного з модельованих відводів приймались однаковими. Результати моделювання були візуалізовані в постпроцесорі ANSYS Fluent побудовою полів швидкості ерозійного зношування на контурах відводів газопроводів. З візуалізованих результатів визначено, що найбільший вплив на місцезнаходження ерозійного зношування відводів газопроводів чинить радіус вигину відводу, а на величину ерозійного зношування – діаметр відводу. Встановлено вплив геометричних параметрів відводів на місцезнаходження поля їх максимального ерозійного зношування. Побудовано графічні залежності максимальної швидкості ерозійного зношування відводів газопроводів від їх геометричних параметрів

Завантажити статтю

Отримано 26.02.2020

Доопрацьовано 26.02.2020

Прийнято 26.02.2020

https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-1(74)-7-17
Взято з Том 20, № 1, 2020
Сторінки 7-17

ЦИТУВАТИ

Doroshenko, Ya. (2020). The effect of geometric parameters of gas pipeline bends on internal pipe erosion processes. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 20(1), 7-17. https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-1(74)-7-17

Використані джерела

  1. Doroshenko, Y.V., Marko, T.I., & Doroshenko, Y.I. (2016). Investigation of the dynamics of gas flow through shaped elements of the compressor station piping. Scientific Bulletin of Ivano‑Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, 1(40), 57–71.
  2. Doroshenko, Y., Doroshenko, J., Zapukhliak, V., Poberezhny, L., & Maruschak, P. (2019). Modeling computational fluid dynamics of multiphase flows in elbow and T‑junction of the main gas pipeline. Transport, 34(1), 19–29. doi: 10.3846/transport.2019.7441.
  3. Doroshenko, Y.V., Marko, T.I., & Doroshenko, Y.I. (2017). The study of erosive wear of the shaped elements of compressor station manifold of a gas pipeline. Journal of Hydrocarbon Power Engineering, 3(2), 65–78.
  4. Mazumder, Q.H. (2016). S‑bend erosion in particulated multiphase flow with air and sand. The Journal of Computational Multiphase Flows, 8(3), 157–166. doi: 10.1177/1757482X16668363.
  5. Doroshenko, Y.V., Zapukhliak, V.B., Marko, T.I., & Stasiuk, R.B. (2017). Experimental studies on erosive wear of shaped pipeline elements. In Proceeding of the international scientific and technical conference “In-service damage of materials, its diagnostics and prediction” (pp. 153-156). Ternopil: TNTU.
  6. Zhang, E., Zeng, D., Zhu, H., Li, S., Chen, D., Li, J., Ding, Y., & Tian, G. (2018). Numerical simulation for erosion effects of three‑phase flow containing sulfur particles on elbows in high sour gas fields. Petroleum, 4(2), 158–167. doi: 10.1016/j.petlm.2017.12.008.
  7. Fadli, A., Karim, M., Harahap, R., & Taufik, A. (2015). Pipeline failure analysis of bending pipe on the geothermal production well KMJ‑X7 in Kamojang geothermal field, Indonesia. In Proceedings of the World Geothermal Congress. Melbourne: International Geothermal Association.
  8. Smart, J. (2007). Movement of black powder in gas pipeline. Pipeline and Gas Journal, 82–85.
  9. Dosanjh, S., & Humphrey, J. (1985). The influence of turbulence on erosion by a particle-laden fluid jet. Wear, 102(4), 309–330. doi: 10.1016/0043-1648(85)90175-9.
  10. Finnie, I., & Kabil, Y.H. (1965). On the formation of surface ripples during erosion. Wear, 8(1), 60–69. doi: 10.1016/0043-1648(65)90251-6.
  11. TU U 27.2-05747991-001-2004. (2004). Details of connecting and assembly units for main and industrial pipelines with a design pressure up to 10 MPa (100 kgf/cm²). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=97641&.
  12.  OST 102-61-81. (1981). Welded steel branch pipe fittings with reinforcing pads for pipelines with a design pressure up to 10.0 MPa (100 kgf/cm²). Retrieved from https://meganorm.ru/Index2/1/4293782/4293782244.htm.
  13. Doroshenko, Ya.V., Marko, T.I., & Doroshenko, Yu.I. (2016). Study of the dynamics of multiphase flow movement through the fittings of a compressor station manifold in a main gas pipeline. International Scientific Journal, 1(36), 118–131.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

  • nung@pdogf.com.ua