Підвищення ефективності використання механічних очисних пристроїв в газопроводах

Abstract

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності використання механічних пристроїв у газопроводах і забезпечення оперативного ліквідування аварій у випадку їх застрягання. Запропоновано імпульсно-хвильовий метод пошуку очисного пристрою, що застряг у газопроводі, створено математичну модель газодинамічних процесів і проведено аналітичні та експериментальні дослідження, на основі яких встановлено раціональні параметри процесу та дано оцінку точності методу.

Дисертационная работа посвящена повышению эффективности использования механических очистных устройств в газопроводах и обеспечению оперативной ликвидации аварий в случае их застревания. Статистический анализ застревания очистных устройств в газопроводах, выполненный на основании информации ДК «Укртансгаз» на протяжении 1976-2002 гг., позволил оценить вероятность застревания с разбивкой по типам очисних устройств, причинам застревания и диаметрам трубопроводов. Выявлено основне причины застревания очистных устройств при очистке трубопровода перед вводом в эксплуатацию. Установлены также среднестатистические затраты времени на ликвидацию аварий в случае застревания очисного устройства в разрезе диаметров газопроводов и типа очистных устройств.. Создана математическая модель газодинамического нестационарного процесса в газопроводе, вызванного остановкой очисного устройства в процессе проведения очистки. На основе реализации предложенной математической модели и анализа результатов многовариантных расчетов сделаны выводы о взаимозависимости между параметрами процесса в случае полной и неполной закупорки трубопровода. Установлено, что в случае неполной закупорки газопровода очистным устройством газодинамические методы контроля за движением и остановкой устройства не могут удовлетворить требованиям определения места его остановки вследствие неопределенности исходной информации. Предложен импульсно-волновой метод поиска места остановки очисного устройства в газопроводе, заключающийся в воздействии на газовий стационарный поток кратковременным импульсом повышенного давления, что позволит создать волновой колебательный процесс. По времени распространения прямой и отраженной волны и скорости распространения звука в газовой бреде определяется координата места закупорки трубопровода. С целью выбора рациональных параметров реализации метода проведены его аналитические исследования с применением математической модели, созданной на основе уравнений движения газа, в котором учтены инерционные потери и потери на преодоление сил трения, и неразрывности, в которой импульсное воздействие на стационарный газовый поток иммитировалось при помощи функции источника Диракка. Реализация предложенной математической модели для многовариантной исходной информации позволила оценить влияние различных параметров процесса на окончательный результат и выбрать их рациональные значения. Для оценки точности предложенного метода проводились экспериментальные исследования на физических моделях. Опыты проводились на различных значениях геометрических размеров модели и разных параметрах режима. Результаты моделирования обрабатывались с учетом теории подобия и размерностей на основе методики рационального планирования эксперимента. В итоге получено в критериальной форме уранение для определения погрешности предложенного метода. В результате проведение исследований создана технология и разработано оборудование для практической реализации метода и проведены опытнопромысловые испытания на газопроводах-отводах УМГ Прикарпаттрансгаз, которые показали высокую эффективность метода.

Dissertation is devoted to the increase of efficiency of the use of mechanical pigs in gas pipelines and providing the operative accident elimination, in the case of its sticking. The impact-wave method of search of sticked in a gas pipeline cleansing pigs is offered, the mathematical model of gas dynamic processes is created, the analytical and experimental researches are conducted, on the basis of these researches the rational parameters of process are set and the estimation of the method accuracy is given.