автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Исследование и разработка методов повышения гидравлической эффективности магистральных газопроводов



/'V о*

' 1 1рано-Франшвсышй дерясавний техшчний* \ № ^¿итерситет нафти 1 газу

На правах рукопису

КАЛИН Степан 1ванович

ДОСЛ1ДЖЕННЯ I РОЗРОБКА МЕТОД1В П1ДВИЩЕННЯ Г1ДРАВЛ1ЧНО! ЕФЕКТИВНОСТ1 МАГТСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОД1В

Спещальшсть 05.15.13 - Буд1Вшщтво та експлуатащя нафтогазопровс>д1в, баз 1 сховшц

Автореферат дисертацп на здобуття паукового ступеня кандидата техшчних наук.

1пано-Франкшеьк-199Н

Дисертец1ею е рукопис.

Робота виконана в 1вано-Франк1вському 1кГститу^ нафти 1 газу

Науковкй кер1вник - доктор техн!чних наук., доцент Грудз Володимир Ярославович

0фз.ц1йн1 опоненти:

1. доктор техн!чних наук Капцов 1ван 1ванович

2. кандидат техн1чних наук 1збаш В1ктор 1ванович Пров1дна орган!зац1я - ДП "Льв1втрансгазн, екцЮнорного товариства "Укргазпром", (м. Льв1в )

Захист вЩЗудеться " ^^996 р. 0 годин! на.зас1данн! спец1ал1зовано! вчено! ради Д.09.02.01 в 1вано-Франк1вському державному техШчному ун!верситет1 нафти 1 газу, 284018, м. 1вано-Франк1вськ,' вул. Карпатська 15

3 ди<звртац1е*) можна ознайомитись в 01бл1отец1 1вано-Фрайк1вського державного техн!чного ун!верситету нафти 1 газу за адресов: 284018, м. 1вано-Франк1вськ, вул. Карпатська 15

Автореферат роз!сланий " 1996 р.

Вчвшй секретар л __

спвц(ол1зсшаноУ вчэно! ради —' Шлппак Л.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть I ступ1нь досл1д*еност! тематики.

НедостаТня к!льк1сть енергоносПв на Укра*н1, в тому числ! 1 газу, вимагають економного 1х використання. В зв'яз-ку з цим ставляться жорстк! вимоги до г!дравл1чно1 ефектив-ност! д!ючих газопровод1в газотранспортно! системи УкраКни.

Одним 1з напрям!в, який дозволяе зб!лЬшити ефективн!сть використання газотранспортних систем.е пйр1одичн1 очистки внутр3.шньо1 порокпшш маг!стральних газопровод!в з викори-станням механ1чних очисних пристроив.

Недол1ком хснуючо^ експлуотац1йноК практики е досить невисокий процент зб!льшвння ефективност! експлуатацИ газопровод!в, не б!льше чт. на ъ-Ъ%, що не моке задов!ль-нити вимогам економно! експлуатацИ. Зб1льшення перЮдич-ност! проведения профъпактичних очисток приведе до додатко-вих витрат 1 в к!нцевому результат! не дозволить розв'язати проблему.

Суттевв- п1двищення ефективност! газопровод!в дозволить п1двищити 1х пропускну здатн1стЬ 1 знизити витрати енерго-носНв на транспорт, що на сучасному етап! розвитку госпо-дарства Укра1ни актуально.

Мета робота.

Розробкв нових технологи* 1 метод1в очистки внутр!шньоТ порокнини газопровод!в з використанням х!м1чно-активних ре-човин для п!двищення ефективност! робота д!ючих на Укра1н1 газотранспортних систем з врахуванням критерИв над!йност! 1 еколог!чно! Сезпеки.

Основн! зввдання паукового досл1дженш1.

11 Статистичний анал!з ефективност1 д!ючих газопрово-д1в 1 1снуючих метод!в П п1двищення.

2. Розробка математично! модел! процесу витисненпя не-ньютон1всько1 р1дини твердим т!лом 1з газопроводу, яка дозволяе враховувати властивост! р!данних скупчень при розра-хунках параметр!в процесу очистки.

3. Розробка математичноI модел1 процесу витиснення га-зор1динноК пробки твердим т!лом 1з порожнини газопроводу.

4. Розробка способу 1 пристрою для газонасичення пробки р1диших скупчень 1 технологи процесу очистки внутрШшьо! порожнини газопроводу з використашшм поверхнево-активних речовин (ПАР).

5. РозроОка методов нанесения антикорозШшх покрить на внутр1шню поверхню ст!нок труб газопроводу, з метою зни-кення г1дравл!чного опору 1 зменшоння швидкост! процесу вну-тр1шньо! корозП трубопроводу.

Наукова новизна робота полагав:

- в постанови! 1 розв'язку нових задач визначення да- .' нам!ки зм!ни г1дравл!чно1 ефективност! газотранспортних систем на основ! статиСтичного анал!зу параметр!в маг!стральних газопровод!в з врахуванням теплового рекиму, часу вксплуа-тац!1, а також ф!зико-х1м!чних властивостей рЩинних скупчень в порожнин! трубопроводу.

. - в побудов! математично! модал! витиснення неньютон!в-ськоК р1дини поршнем !з газопроводу, на основ! якоК розроб-лено числовий метод визначення оптимально! швидкост! очисно-го пристрою. .

- в розробц! матод!в планування процесу очистки газо-провод!в на основ! запропоновано! емп!рично! залежност!, що дозволяе враховувати властивост! неныотон1всько* рЩши.

- в п!дбищенн! ефективност! очистки газопровод!в вщ ризшних скупчень на основ! застосування п!ноутворюючих поверхнево-активних речовин (ПАР), ! реал!зац!1 запропонова-ного методу на практиц!.

- в досл1дкенн! процесу корозП метал1в в агресивному середовгац! (с!рководневий газ), ! розробЩ метод1в викори-стання 1нг1б!торних покрить з метою захисту в!д корозИ ' пЩвшцення г!дравл!чно? ефективност! газопровод!в.

Теоретична ! практична Щнн1сть досл1дхень.

Результата робота дають змогу 01льш точно визначити г1-дравл!члу ефективнЮть дхючих газопровод!в, з врахуванням фактор1в Тх робота: теплового режиму, терм!ну експлуатацП ! !ш., ! на основ! одержаних даких, з метою Ютотного п!д-вищення г1дравл1чно1 ефективност!, вибрати один !з запро-понованг... метод!в очистки внутр!шньо! порожнини газопрово-д!в в!д рЦинних скупчень.

Р1вень реал!зац1I t впровадження наукових роэробок.

Запропонован! метода розрахунку г1дравл1чноК ефективно-ст! i технолог П очистки внутрйлньо! порожнини газопроводов узагальненО, розвинутО i викорттан! по вОдкошенню до газо-транспортно! системи Укра1ни.

Результата дано! робота Оули використан! при очистц! внутр1шньо! порожнини газопроводу 1вацевич1-Долина на д!ль-ниц! КС Сокаль- КС Б Юрка ДП "ЛьвОвтрансгаз", i при проек-туванн! вр1зки . трубопроводу.в!д газового родовища ДолнО-ДибнОк (Болгар1я) в магОстральний газопровод СРСР-Болгар1я.

Результата роОотИ мокуть бути також використанО при розробцО метод1в захисту газопроводов в!д внутр1шньо! коро-311.

Апробац1я робота.

Результата дисёртацОйно! робота допов1дались на: . Всесоюзна науково-техн1чн!й конференцО! "Проблем научно-технического прогресса в трубопроводном транспорте газа Западной Сибири" (Тюмень, 1987) '

Всесоюзн1й науково-техн0чн1й конференцО! "Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири" (Тюмень, 1988)

Всесоюзной, науково-техн1чн!й конференцО! "Проблемы трубопроводного транспорта нефти и газа" (1вано-Франк1вськ, 1985)

науково-техн0чн1й конференцО! викладацького складу 1Ф1НГ, (1вано-Франк0вськ, 1993).

Публ1кац11.

По TeMi дисертацШю! робота опубл1ковано 11 друкова-них праць, в тому числ! I авторське св1доцтво.

Структура та обсяг дисертац!!.

Робота складаеться 1з вступу, чотирьох розд1л1в, основних результат1в та п1дсумкових висновк1в, викладена на 1;эз сторонках машинописного тексту, в тому числ1 19 рисунк1в, 13 таблиць. Список використано! л!тератури включое 90 найменувань.

Особистий внесок дисертанта у розробку наукових

результат^.

I. На opuoBt комплексних досл1джень, вперша оц1ноно вплив температурного режиму на г1древл!чну ефектишПсть га-

зоцроводу и.3,9].

2. Поставлено 1 розв'язано задачу процесу очистки вну-тр1шньо! порозшини газопровода в!д скупчвнь неныотон1всько1 р!дини [4,5,11].

3. Запропоиовано метод п1двшцення г1дравл1чно! ефектив-ност1 газопровод1в шляхом газонасичвння р1дишюК пробки 16,8,9). Розроблено конструкц!ю очинного пристрою для реа-л1зацП даного методу [7].

4. Досл1дкення вшшву покриття 1нг101торами корозП внутр1шньо! поверхн! ст1нок трубопроводу на г!дравл1чну ■ ефективн1сть [2,7,10].

Б. Пошукувач Орав безпосердню участь у впровадаенн! рвзультат!в досл1д*с9НЬ одврханих в робот!.. 8 його участи : складено 2 галузев! методики для КНнгазпрому.

Характеристика методологи, иетоду д&сл1джешш

предмету 1 об'екта.

Досл1дження г!дравл1чно? ефективност! газотранспортних систем базуються на методах математичнох о. моделювання термо-газодинам1чних процэс1в 1 реал!зац11 обернвних задач, та методах ф!зичного моделювання на . досл!дних стендах. Використан1 статистичн! метода досл^жень експлуатац!йних' показник1в газотранспортних систем "БГАТЕРСТВО", "СОЮЗ", УРЕНГОИ-ПОМАРИ-УКГОРОД на< д1льницях трасй, як!- знаходяться в експлуатацП ДП "Прикарпаттрансгаз".

ОСНОВНИИ 3MICT РОБОТИ

У BCTyni показано взаемозв'язок завдань по економному використанню енергоносПв на У1фа!н1 з завданням п!двищення ефактивност1 робота газотранспортних систем. Доведена акту-BJlbHiCTb" розробки нових методiB i технологии очистки внут-pilDHbOi порожнини ГаЗОПрОВОД1В 3 М9Т0Ю_П1ДВИЩ9ННЯ !х ri-дравл1чио1 еф9Ктивност1.

В першому розд!л! приводиться коротка характеристика 1снуючих методгв розрахунку Пдравл1чно! ефективност! на öa3i детерм1нованлх моделей 1 анал1з розрахунк!в для газо-провод!в ДП "Прикарпатрансгаз".

Початок досл1дконь рфективност1 робота газопроводов було покладено в. првцях Ходановича 1.6. Валикий теоретичшШ матер1ал в план! дослЩюння г1дравл1чно1 ефектавност1 ста- ■ новлять npaui Мамаева В.А., Клапчука O.I., Гусейнова I.A. Найбьльи закЗлчене виракеннл цього напряму ,з врахувашян динам1ки зм£ни ефективност! в 4aci, а такой методов i засо-01в П п1шзи!дення приводен! в працях Тоута АЛ., Климовсько-го S.I., Шварца М.6., Капцова I.I., Грудза В.Я.. Але иа даний пер1од майте п!дсутн1 прац!, як! б в умовах практики експлуатацП газопровода в дали б сходгаЛсть рззульт1в теоретичного • визначення г1дравл1чно1 ефоктивност! з д1йснши.

Визначення ковфйд1ента г1дравл1таоК ефективност! i ди-наи!ки його 3Mirai проводились в рамках довготермйювого i багатофакторного эксперименту на протязх 1935-1391 рр. на д!лытцях гвзопровод1в, що експлуатуються ДП "Прикарпат-трансгяз".

Для визначення коефЩ1ента г1дравл1чноУ ефективност! була втсористана методика, що базувалась на математпчтнс моделях стац!опарного руху газу в трусах. Розрахунки бкко-нувались па основ! вих!дних данлх, що в1дпов1деють стац!о-нарним режимам робота газопроводу, з врахуванням критер1и HecTanionapiracTi.

3 метою врахування не!зотерм1чност1 режиму проводились зам1ри темпоратури газу на початку ( тя ), в к1яц1 ( Тк ) кожно! Д1лыгац1 газопроводу i тешератури грунту ( То ).

Для визначення середньоК по трас! температуря Грунту е непорушеному тепловому стан1 виконувались зам1ри зм!н дани* температур в час!. Було визначено., що температури грунту в непорушеному тепловому стан! на протяз! року зм!нюються е меках в!д Э.5°С до 13.6°С. Д!япазон зм!ни температур на глибин! закладення трубопроводу коливаеться в!д 8% до 14$. Кр!м того було визначено, що 1х величина мало зм1нюеться по довжин! д!льниЩ. А це означав, що при розрахунках ефек-тивност! робота газопровод!в необх1дно враховувати сезони зм!ни температур грунту, користуючись одним !з зам!р!в про-веденому в дов!льн!й точц! траси газопроводу.

На основ! статистичних даних були побудован! залекностз ефективност! газопровод1в ! газотранспортних систем в!д часу експлуатацП. Зм!ну г!дравл!чно! ефективност! в час! дл? однониткових газопровод!в запропоновано описувати експонен-ц!альною залежн!стю

Е =Е0ехр(-оИ;) (1)

де ео, Е- початкова ефективнЮть газопроводу 1 ефективн!сть на момент часу ^ а - коеф!ц!ент стар!ння.

Характер зм!ни г!дравл!чно? ефективност! для газотранспортних систем на основ! регресивного анал!зу статистичню даних .запропоновано виражати у вигляд!

V

Е. =Е0ехр(-<И;)(оов^+а!пр1;) (2)

де а 1 р - коефШенти стар!ння

Ф!зичне пояснения р!зниц! м!ж характером зм!нд г1драв-л!чно! ефекгивност! в час! для однониткових газопровод!в ! газотранспортних систем полягае в наступному: вл!тку газо-транспортн! системи експлуатуються з великим недовантажен-ням, рЩшн! скупчення р!вном!рно розпод!лен! по перер!зу. Г!дравл!чна ефективн!сть в цей перЮд зростае.. Взимку за-вантакен!сть газотранспортних систем зростае, що воде до парерозпод!лу р!дини м!ж пвралвльшми нитками. 1з збШдюн-ням в!дбору газу зб!льшу|иться л!н!йн! квядкост! поток!в газу, во в свою чергу веде до зб!льшення г!дравл!чяого опору, тобто до зменшення г!дравл!чно1' офзктивиост! газотранс-

зртних систем. Наступив зниквння об'ем1в транспорту газу зсною переводить- систему в початковий стан. .

Треба в!цзначити, що- накопичення оО'ем!в рздини в 1стем1 веде до зростання г1дравл1чного опору кокно! 1з ни-ж. При'зб1лыпенн1 витрат газу в1дбуваеться пврерозпод1а [дани, причому р1дина поступав в- трубу,меньшого диаметру, зи паралельних нитках однакового д!аметру р!дина витис-'еться в нитку офективнгсть яко? никча. Щ висновки п!д-¡ердясен1 експериментально на лабораторному стенд!.

Коеф1ц1внт г1дравл!чно? ефективност! мохна такой харак-физувати втратами енергИ газу. А саме вз'н вказуе на тження енергоемностх заг.ишутоХ систем! (газового потоку), результат! пере'Гворешя нэхан1ч!101 еноргП в теплову з ютупними тепловтратами в навколишне середовище.

3 метою оц!шш впливу ем1кн еноргП газу на г!дравл!ч-■ ефективн!сть запропоновано критвр!й, який .характеризуе рати внутр1шньо! енвргП по в!дноте1ШЮ до механ1чно1:

а = Й (3)

Рср, тср- сзредн! тиск 1 температура газу; То- темпера-ра грунту; 0р, к - теплоемн!сть газу 1 коеф!ц!онт тепло-ре дач! до грунту; У - середин осереднена швидк!сть газу, таковлеио, цо зростання параметру А приводить до зменшеп-' коеф!ц!ента г!дравл!чно! ефектавност!.

При зростанн! параметру А на 10«, г1дравл!чна ефектив-сть при цьому падае на 2,7 %. При великих л!н!йних швид-стях газу г!дравл!чна ефэктивн!сть газопроводу росте. Це дбуваеться за рахунок "витирання" внутр!шньоК поверхн! 1нок труб потоком газу в!д наведено! шорсткост!. При зни-нн! температуря газового потоку зникуеться його внутр1шня эрг!я, що в свою чергу веде до п1двищення ефективност!. гресивний анал!з дозволив встановити критична значения раметра А п!сля якого ефектиВн!сть починае зростати, в!н вний 10"'?

Проведено анал!з ф!зико-х1и1чних властивостой р1динних упчень, що знаходлться в порожнин! газопроводу. Доел!дно

одержано залекн!сть ф!з!ко-х!м!чних властивостей в!дкладень (товщшт в1дкладень, м1ра консистентност!, степ1нь неньюто-н!всько! повед!шш) в!д довжшш д!лышц! газопроводу (в!ддаль в!д КС) 1 в!д часу експлуатацП. Побудован! мате-матичн! модел! вшцевказаних залежностей. На основ! одержа-них даних (спектрального анал!зу 1 досл!д1в) було зроблено висновок: що на в!ддал! меншв 20 км в!д компресорно! стан-ц!!., р!дина в порожнш! газопроводу мае неныотон!вськ! вла-стивост! 1 наложить до класу псевдопластичних.

Проведено анал!з процесу п!двщеня ефективност! газо-провод!в. Показано залежн!еть ефективност! очистки в!д оптимально! швидкост! очисного пристрою, довжини д!льниц1 1 проф!ля траси. Побудован! математичн! модел!, що Сазуються на статистичних данних, як! дозволяють оц!нити ефвктивн!сть очистки в залежност! в!д характеру д!льнкц! газопроводу 1 режиму очистки.

Другий розд!л присвячений досл!дженню впливу властивостей р!дини, що знаходиться в порожнин!- газопроводу на параметри оптимального режиму очистки.

На основ! розв'язку задач! руху неньютон!всько! р!дини на початку д!льниц! кругло! труби одержано р!вняння, яке дае змогу побудувати характер,розпод!лу швидкостей по перерву потоку,, в залежност! в!д л!н!йно! коорданати. Нер!вно-м1рн!сть розпод1лу швидкостей по перер!зу труби в облает! р!дишо! фази при витисненн! П з трубопроводу твврдаш т!лом, зумовлюе вшшкнення зон Шдвшценого тиску в прк-ст!нному шар! р!дини ! пониженного в осьовому. Внасл!док цього вшшкають' умови деформац!й ущ!льнвючих елемент!в очисного пристрою ! перетоку р!дини в запоршневий прост!р. Зб!льшення степеня нвр!вном1рност! розпод!лу швидкостей р1дшш по перер!зу труби в облает! р!динно! пробки зумовлюе 61льший об'см пороток!в, що зкижус ефективн!сть очистки.

Ненызтон!вськ! властиЕост! р!дини, щ,о витаскуеться поршнем !з трубопроводу, впливають як на характер розпод!лу швидкостей по перер!зу труби, так 1 на величину переток!в через нещ1льпост1 рухомо! границ!. Числовий анал!з показав, «о в1дх; летя швидкост! очисного пристрою в!д оптимально!, в залекност! в!д властивостей виштовхуванно! р!динко! проб--

и ноже досягати 30-402,' що в свою,чергу веде до зменшення фективност! очистки газопроводу. Тому виникае.н90бх1дн1сть раховувати властивост! р!динних скупчень в процес1 плану-1ання режиму очистки. ;

Побудовано математичну модель процесу витиснення неныо-он1всько! р1даши твердим розд!лювачем газопроводу, на снов1 яко! запропоновано метод, що базуеться на порхвнянн! езультат!в в!домих емп!ричних 1 провеДених теоретичних ;осл!дкень. Зг1дно з ц!ею моделлю оптимальна швидк!сть чисного пристрою при витисненн! неньютон1всько! р1дини изначалась 13 залежност!

и* = к * ио (4)

е и* , ио - в1дпов1дно оптимальна швидк!сть у випадку еньютон1вських 1 ньютон1вських властивостей р!дини; - поправочний коефЩ1ент, який враховуе реолоПчн! вла-тивост! р!дани.

Для визначения. коеф1ц1ента к проводились досл1джання роцесу витиснення ныотон1всько! 1 нвныотон1всько! р1дини а допомогою побудовано! математично! модел! при р1зних наченнях степеня неныотон1всько! повед1нки 1 р!зних зна-эннях в1дношення м!ри консистентност! 1 в'язкост!, а також 1зних в1дносних об'емах р!дини в трубопровод!.

Обробка даних методами регресивного анал!зу дала <змо-Ч одэркати емп1ричну формулу для визначення поправочного эоф1ц!ента к у вигляд!

к = 0.74Э(7/УТрГ, о,в01/а)овв7 пом (5)

з УТр - в1дпов!дно об'ем р1дюш 1 трубопроводу; , а - в1дпов1дно динам1чна в'язк!сть 1 м!ра консистент-эст1; п - стоп1нь нэныотон1всько! повед!нки р!дини.

Трат1й розд!л прксвячено досл1дженню п1двищення ефек-1вност1 процесу очистки внутр1шньо! порокнини газопропро-1в шляхом використання п!ноутворюючих поверхнево-октивних эчовин (ПАР).

Полорхнрпо-0ICTVU.nl рочомгпи я в про поковано ПРОД11ТИ

в порожнину газопроводу для газонасичення р1динно! пробки, яка знаходиться перед очисним пристроем. Газонасичення р!динних скупчень в свою чергу веде до зб!льшення довжини пробки (за рахунок зм!ни прукност! 1 густини р!дини), тобто до зб!лыпення фази Пдроудару. Рс-.ота сил тертя в перЮд тривашм фази г!дроудару приводить до гасПшя !мпульсу тиску.

Таким чином 1з зб!льшенням тривалост1 фази г1дроудару величина тиску р!дшш на ущ!льнююч! елементи очисного пристрою зменшуеться, що веде до п!двшцення ефоктивност! очис тки маг!стральних газопропровод!в. Доведено, що у випадку газонасичення р1дашшх скупчень в порожнин! трубопроводу за допомогою ПАР, ефективн!сть роботи газопровод^ може бути п!двищена на 8-12% 1 доведена п!сля очистки до 90-95%

3 метою оптим!зац!1 режиму очистки були проведен! дос-л!джешш властивостей п1ноутворюючих поверхнево-активних речовин.

На основ! досл!дквнь властивостей ПАР було розроблено критер1й для вибору типу п!ноутворюючих поверхнево-актившс речовин. Основою для вибору критер!^ Зуло:

" - доступн!сть 1 широке використання в нафтогазов!й промисловост!;

- варт!сть ПАР не повинна приводите до значного подорс жчепня процесу очистки;

- використання 1.x в процес! очисткп повинно приносити заплшований ефект.

Виходячи 1з перших двох вимог були вибран! наступи! вида ПАР: пр!вандел, д!солван, сульфанол. Для пор!вняння цих ПАР було проведено ц!лий ряд досл!дкень, як! в!добра-зили суть створюванного ними ефекту.

Основним призначенням введения ПАР в область р1дшших скугхчен,- в газопровод! е створення достатньо! газонасиченнс р!дини, шляхом утворення п1ши При цьому важливиы питаниям досл!дження було визначення концентрац!I ПАР в р!дин1, При як!й досягаеться. достатня ст!йк!сть 1 кратн!сть п!ни 1три р!зних тисках 1 температурах.

На эснов! проведених досл!джень встановлено, що !з зро отанням концентрац!I ПАР в розчин! 1 !з зб1льшенням тем-

ператури, кратн!сть п!ни зростае. Ст!йк1сть же п!ни 1з зб!льшенням конце нтрацП ПАР до певцов меж! зростае, а в подальшому падае. 3 ростом температуря в розчин! ст!йк!сть п!ш1 незначно зменшуеться. При' зб!льшенн! тиску кратн!сть i cTlßKiCTb п!ни зменшуеться.

.На основ! пор!вняння властивостей досл!джуваних'поверх-нево-активних речовин по запропонованих критер!ях най0!л'ыл ефективним виявився пр1ванцел.

Досл!дження утворенно! п!ни показали, що, при реальних . тисках в газопровод! ст!йк!сть п!ни недостатня' для усп!и-ного ' проведения процесу очистки. Для п!двшцення П ст!й-кост! нво0х1дн9 пост!йнв пврвм1шування розчину турбулант-ними струменями газу. 3 ц!ега метою було розроблено кон-струкц1м очисного пристров (А.с.988389 ), яка дозволяв, кр!м заплановэнного ефекту, досягнути вкономН досить дорогих гШюутворюших ПАР (рис.1).

Проведен! досл!днс-промислов! випробуьання запропонова-но! технолог!i 1 конструкцП очисного пристрою на газопровод! 1вацевич!-Долина ДП "Льв!втрансгаз", як! п!дтвердили високу ефективн!сть запропоновашого• методу -очистки. Г!дравл!чна, ефектнвя1сть газопроводу була п1двищена на 8,93. Економ1чний ефект в!д впровадження запропоновашого методу-по очистц! внутр!шньо? порокнини газопроводу, в ц!-ная 1990 р., склав понад 170 тис.крб.

В четвертое роздШ приведен! досл!дження п!двищвння ефективност! роботи газопроводу шляхом Занесения !нг!б!тор них покрить на внутр!шню поверхню труб.

Як вкаяувалось вищэ, !снуюч! метода Шдвищзшгя ефективност! дозволяють п!днята II р1вень на величину до 3-5 % ! не дають можливост! досягнути стопроцентного р!вня. 3 мето! подолання цього бар'еру небх!дно використовувата ком-плексн! метода, як1 б дозволи витиснути !з пороянипи газо-•проводу nOEHiCTB pi,f;Tt5Hi скупчвшя 1 одночасно ЗМ9НШТЯ екв!валентну шорстк!сть внутр!гл1ьо1 повархн! ст!нок труб.

Одн!ею з основних-причин зсИлыяуння екв!валент1То1 пор-сткост! внутр!шпьо1 поверхн! труб е короз!йн! процоси, як1 прот!кають б газопровод! завдяки утворе'нню кислого соредо-вища в порокнин! трубопроводу. Тому найб!льи ефективним

Рис. I Принципова схема очисного пристрою ново! конструкц!!: .

1-корпус; 2-пустот1ла насадка; З-сопла; 4-нрукина; Б-манжета; 6-задня ст!нка корпуса; 7-проОка; 8-пустот1ла труба; 9-ежектор; Ю-всмоктуючий патрубок.

методом захисту в!д внутр1шньо! короз!! е нанесегая !нг!б!-торних покрить на внутр1шню поверхню * ст!нок труб. Недо-статню розповсюджен!сть даного методу мохна пояснити в!д- . сутн1стю дешевих I над!йних 1нг1б1'горних покрить- та технолог! 1 1х нанесения на внутр1шню поверхню трубопроводу.

3 метою визначвння характеру впливу !нг!б!торного по-криття на пропуссну здатп!сть газопроводу проводились ек-спериментальн! досл!дження на стенд! •, що складався з ресивера, який наповнмвався. пов!трям з допомогою компресора, 1 л!н!йно!£ д!льниц!, через яку в!н випорожнювався-в атмосферу. При. цьому проводились вим!рювання параметр!в процесу, з. допомогою яких визначався'коеф!ц!ент г!дравл!чного опору д1льниц! ! число Рейнольдса, що дозволило побудувати емп!-ричну залежн!сть м1л ними. Як показують результати досл!-д!в, з ростом числа Рейнольдеа коеф!ц!ент г!дравл1чного опору д!льниц! з нанесет™ внутр!шн!м покриттям зменшуеть-ся, в пор!внянп! з газопроводом без покриття, що доводить вфективнЮть застосування внутр!шн!х покрить. Кр1м цього, проведен! досл!ди дозволили рекомендувати для створення внутр!шн!х покрить 1нг1б1тори корозИ ТАР1Н та НА5Т0ХШ-1, те! випускаються нафтопереробними заводами Укра!ни ! пор!в-1Яно дешев!. Нанесегая к покрить-з вказаних !нг!01тор!в то-звданога 013 мм дозволяе п!двищити г!дравл!чну ефективн!сть . це на' 5% ! довести П практично до стопроцентно! величини."

Застосування !нг!б!тор!в корозИ крЦл п!двшщэння г1-]равл1чно1 ефектнвност! дозволить над!йно захистити вну-ф!пшга поверхню ст!нок трубопроводу в!д короз!!, що зб!ль-зить терм!н служби трубопроводу ! п!двищ!ть його над!й-[!сть. 3 метою визначвння рац!ональних параметр!в нанесегая нг!б1торних покрить на ст!нки труб проводились досл!ди для ¡ивчення короз!йних процес!в в агресивному середовищК В [роцес! досл!д!в на вз!рц! металу з р!зним характером »бробки поворхн! наносились шара !нг!б!тор!п :.орсз11 1 ттримувались на протяз! р!зних пвр!од!в часу в агросизному ■ередовищ! при р!зних умовах. Ствп1нь короз! 1 за пеший ром!шк часу визначалась методом зважування вз!рц!в.

Результати досл!д!в показали, г,о !з а<51лыяонням трива-ост! короз!йного процесу степ!нь корозИ зростае за експо-

н9нц1йвим законом. Суттево б!льша швидк!сть короз!I в по-чатковий момент ! Н змэшвння з ходом часу пояснюеться захисною д1ев продукт!в короз!що утворилися на поверхн! вз!рця. Встановлено тшсож, що 1птенсивн!сть корозИ менша на 18-24Й у випадку, коли вз!рець знаходиться в горизонтальному положены!, в пор!внянн! з вертикалыщм його розм!щен-ням. Внасл!док цього в реальному газопровод! найсЯльш !нтен-сивно короз!йн! процесй проходатимутъ на д!лянках труби, розм!щених м!ж в,ерхньою ! никньою тв!рними.

• Вивчендя вшшву температуря 1 тиску на х!д короз!йних процесхв' показали, що Ърч ¿рос.--.я! тецпзратури з. 6°С до 22°С изидкЮть короз!I вростае вЬеред^ьому - в 1.65 раз.' Зм1на тиску в шнш!й м!р1 вплываз йа короз1йний процес.Так, при зб!льшенн! таску з I до 1.1 бар шь;1,цк1сть корозИ зро-' стае в середньому в 1.4 раза.

Найб!льший вплив на швидк!сть процесу короз! 1 мае як!оть обрсбки поверш;! ко талу. Так, пв;ццс!сть 'короз И для шл1фоваао:'о вз!рця зменшуеться в сервдньому в 3 рази в пор!впянн! !з вз!рцем о пеоброблэноа поверхнею. Ца пояснюеться зсНльшенням поверхп! контакту з-агресшишм середо-ввдом в другому випадку.

Досл!ди !з вз!рцямп, покритимл !нг!б!торами корозИ ТАРШ та НАФТОХШ-1 в р!зннх умовах дозволили розробити технолог!ю нанесення покрить. Результата .показують, що * над!йн!сть з ахи с ту ыеталу заложить в!д к!лькост! шар!в нане-саного* !нг!б!тора, температури нанесення 1 .часу висихання. При двошаровому покритт! !нг!0!тором ТАР1Н з часом висихання 24 год при температур! 24°С агресивне середовшце не викликае практично корозИ вз!рця на протяз! року.

ОСНОВШ РЕЗУЛЬТАТИ ТА П1ДСУМКОВГ висновки

1. В рамках довготерм!нового досл!дш?-промислоього жсперименту, що проводився на газопроводах ДП "Прикарпат-грансга'з", з метою п1двщення ефе<стивност1 транспорту газу. 5ули проведен! статистичн! досл1дження ф!зико-х1м1чшрс рла-зтивостей р!динних скупчень в • газопровод!. Встановлено, 50 до досягнения газом тц>чки роси, порожнина газопроводу 1аиовнюеться смолистими високов'язкими в!дкладеннями', що займають в трубах по перер!зу серпоподЮну форму, е результатом виносу масла 1з ГПА, 1 за ф!зичними властивостями е зеныотон!вськими р!динами. Шсля досягнення газом точки роси в!дкладення в трубопровод! представлен! газовим конде-сатом 1 водою, що випали !з газу. • .

2. На основ! анал!зу пронесу очисток газопровод^ ЦП "Прикарпаттранегаз" побудована статистична модель, що дозволяе оперативно оц!нити результата очистки в залежно-ност! в!д характеристики трубопроводу 1 характеру руху очисного. пристрою. ■ . '

3. Побудована математична модель процесу 'витиснення поршнем ненъютон!всько1 р!дини !з трубопроводу, що дозволяе визначити оптймальн! ражими очистки. Встановлено, що неныо-тон1вськ! властивост! виштовхуванно! р!дини можуть зм!ню-' вати оптимальну швидкЮть очисного пристрою на 30-4056 в за-лежнэст! в1д умов.

4. Затропоновано спос!б Шдвйщення ефективност! очистки трубопроводу, що базуеться на використайн! п!ноутворюючих ПАР. Розроблена-технолог!я процесу очистки ! пристр!й для

П реал!зац!1. Досл!дао-промислов! випробування запропо-новвнного (^пособу показали, що ефективн1сть очистки при цьому п!двищуеться на 8,9%, економ!чний ефэкт, в ц!нах 1990 року, склав.понад 170 тис.крб. '

Б. Запропонована методика нанесения на внутр!щню повер-хню ст!нбк груб 1нг!б!торшх покрить, в якост! яких були вибрсн! !пг!б!тори корозН ,нТар1н"' 1 "ПафтохШ-!", ш,о ви-пускаються в!тчизняною пробелов!стю. Встановлено," що влт-сенЙя покрить знихують г!дравл!чний оп!р трубопроводу на

величину до 5 % 1 дозволяють довести г1дравл!чну ефективн!-сть практично до 100Ж. KptM того нанесения 1нг!б!торних по-крить в 5-7 раз зб1лъшуё терм!н вксплуатацП маг!стральних газопровод!в.

Основний sMtcT дисертац!! викладаний в наступпих друкованих працях:

I. Калин С.И. Оценка эффективности участков сложных газотранспортных систем //Разведка й разработка нефт. и газ. м-ний :Меквед. сб. :^Львов :Вшца школа, -1989. -Вып. 26. -0,47-48. - :

й. Атпаес;-о Г.О., Грудз В.Я , Гой K.M., Калин O.K., Нлхалюгл В.В. Трубопроводной трзисгорт сероводородных газов кшшх местороадений //Газ, про-сть. -1990. -N4. -0.49-50.

3. Грудз В.Я., Катш СЛ. Вплив теплового рекгиму газопроводу на ефэктивн1с1Ъ його роботи //Розв1дка 1 розробка нафтових i газових родовит :Рес. м!ив!д. науково-техн. зб. -1вано-Франк1вськ :Вид.У-ту. 1993. -Вип. 30. -0.II6-II9.

4. Яковлев E.H., Крылов Г.В., Крлин С.И. я др. Методика диагностики состояния внутренней полости магистрального газопровода Лйшгазпром СССР. -Киоз :Союзгазпроект, 1987. -87с

5. Михелкив В.Б., Груде В.Я., Калин С.И. Методика оптимизации процесса очистки полости магистральных газопроводов /РЙ. - КИ9Б. :4aCi 1S90. , i

6. Грудз В.Я., Тымкпв Д.Ф., (йкалкнв В.Б., Калин С.И. Повышвйие эффективности удаления квдкости из трубопровода путем применения ПАВ У ИФИНГ - Ивано-Франковск, 1987-с.б:, ил.-Библиогр., Деп.УкрШШНГИ, 04.05.87. N 1353 ■

7. A.c. 988389 МКИа В 08 В 9/04 Устройство для очистки полости трубопровода от зшдких скоплений. / Грудз В.Я., Калин С.И., Кихалкив В.Б., Тымкив Д.Ф.' (СССР)

N 4156384/31-12. Заявлено 02.12.83. Опубл. 23.05.88 БвдЛ9-2с. :1л. ил.

8. Михалкив В.В., Калин С.И., Маковийчук Я.П, Повышение эффективности очистки газопроводов при 1Грим8нении поверхностно-актирных веществ //Тез. докл. на Всесоюзной

|ГЧИ.-твхн. конф. Проблемы научно-технического прогресса в ^бопроводном транспорте газа Западной Сибири, 17 май 1987 Гшенъ :Тюмень, 1987. -С.90-91.

9. Михалкив В.В. .Калин О.И.' Определение гидравлической [активности газопроводов с пересеченным профилем трассн Газ. докл. на Всесоюзной науч.-техн. конф. Проблемы, раз-гая газовой промышленности Западной Сибири, 20 октябрь 38 г.Тюмень ¡Тюмень, 1988, -С.60-61.

10. Грудз В.Я., Калин 0.1. Досл1дкення корозП мета-з в с!рчистому серодовщ! // Тези доп. на конф. викла-ц.кого складу 1вано-Франк1вського 1нституту нафти 1 газу [вано-Фративськ :1ван0-3ранк1вськ, 1934, -П.95.

11. Грудз В.Я., Калин р.I. Бсгатофакторний статистичний ал!з пддвищення ' г!дравл1чно! ефективност! газопровод!в Рези доп. на наук.-техн. конф. проф.-викл. складу шо-Фрашавського 1нституту нафти 1 газу м. 1вано-шк!вськ :1вано-Франк1вськ, 1992, -С.зб.

Калин С.И. Исследование- и разработка методов повышения гидравлической эффективности магистральных газопройодов. Диссертация. на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16.13 - строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и . хранилищ, Ивано-Франковский государственный технический университет нефти и газа, Ивано-Франковск,. 1996.

Защищается ю научных работ и одно авторское свидетельство, которые содержат .теоретические•исследования гидравлической эффективности и процесса очистки магистральных газопроводов. Разрс.оотано на их основ; новые, более эффективные,' метода и технологии повышения гидравлической эффективности газотранспортных слотам.

Ключов! слова:

досл1джбння, розроб1:г\ г1дравл1чда ефективн!сть Kalin. S.I. The investigation and. elaboration of the methods of enhansing the efficiency of the gps-transpbrting systems.

The dissertation to. the looking for the soientifio degree of the bachelor of coienoe on the speciality 05.15.13- The building and expluatation of the oil-and-gas transporting system, foundations, depoüitorieB. The Ivano-Frankivsk Statfe Teonikal University of Oil and Gas Ivar^-Frankivsk, 1996. It is defended 11 soientifio works (the. autop's sertifioate » is among them), which contain the investigation of the hy-dravlio effioienoy and of the gas-transporting systems cleaning process,the elebatoren of the new more effektive methods and technologies of the enhanncing the gas-' transrorting systems hydraulic elfioiwic;. •