Оцінка втрат газу при трубопровідному транспорті і формування ареалу загазованості довкілля

Abstract

Побудовано двовимірну нестаціонарну математичну модель фільтрації газу в пористому середовищі при появі точкового аварійного витоку газу з газопроводу. Встановлено закономірності процесу витікання газу з газопроводу в умовах протидії тиском, створеним за рахунок фільтраційного опору пористого середовища. Проведено та отримали результати дослідження фільтраційних характеристик ґрунтів і їх залежностей від зовнішніх і внутрішніх факторів. Серед незалежних факторів, які мають вплив на величину коефіцієнта проникності ґрунту, були вибрані внутрішній тиск ґрунту, його вологість, щільність сухого ґрунту і діаметр гранул. Експериментальним шляхом встановлено залежність проникності вологого ґрунту з певним внутрішнім тиском від часу витримки під навантаженням. Отримано відповідні емпіричні залежності. Результати проведених досліджень дозволили встановити загальні закономірності формування ареалу загазованості довкілля аварійними витоками з газопроводів, які покладено в основу принципів удосконалення методів оцінки втрат газу внаслідок появи аварійних витоків з газопроводів.

Построено двумерную нестационарная математическая модель фильтрации газа в пористой среде при появлении точечного аварийной утечки газа из газопровода. Установлены закономерности процесса утечки газа из газопровода в условиях противодействия давлением, созданным за счет фильтрационного сопротивления пористой среды. Проведения и получили результаты исследования фильтрационных характеристик грунтов и их зависимостей от внешних и внутренних факторов. Среди независимых факторов, влияющих на величину коэффициента проницаемости почвы, были выбраны внутреннее давление грунта, его влажность, плотность сухого грунта и диаметр гранул. Экспериментальным путем установлено зависимость проницаемости влажной почвы с определенным внутренним давлением от времени выдержки под нагрузкой. Получены соответствующие эмпирические зависимости. Результаты проведенных исследований позволили установить общие закономерности формирования ареала загазованности окружающей среды аварийными утечками из газопроводов, которые положены в основу принципов совершенствования методов оценки потерь вследствие появления аварийных утечек из газопроводов.

The influence of temperature complex gas systems large extent on the energy consumption for transportation of gas. Research conducted over the developed mathematical models of stationary motion of gas in gas transmission systems taking into account the compression flow of the CS and its subsequent cooling. It is shown that the optimal degree of cooling gas at CS determined by the cost of power to gas transmission pipelines and cooling gas flow. As a result of the calculations are given advice on choosing the characteristics of complex modes of gas transmission systems taking into account the cooling gas at CS after compression. The article deals with the two-dimensional mathematical model of non-stationary gas filtration in porous environment (ground) caused by the gas pipeline pinhole leakage which is simulated by Dirac function. The mathematical model is based on Darcy’s equation and flow continuity equation. The algorithm of the mathematical model implementation is developed. The computational solutions for different conditions are obtained. The author analyses the achieved solutions, which show common factors of the underground gas filtration process. The duration of the process of gas reaching the ground surface and the concurrent area of the underground gas contamination are described. Corrosion processes lead to formation of cracks in the pipelines. The leaks form gas-polluted areas in the ground that are characterized by geometric dimensions and duration. At the same time, the leaks may exist in the low and middle pressure pipelines due to low flow rate and little pressure drop for a long time before they are discovered. This causes significant gas leaks on one hand and creates a danger for the pipeline maintenance on the other hand.