تحلیل هیدرودینامیکی جریان چندفازی و شبیه‌سازی حالت گذارِ نشتی با ابعاد مختلف در خط لوله انتقال نفت شرکت بهره برداری نفت و گاز کارون

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی ، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران.

2 گروه مهندسی شیمی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

چکیده
موضوع تحقیق: خطوط لوله انتقال نفت و گاز جزو شریانهای حیاتی انتقال انرژی در کشور به شمار می‌روند که در معرض تهدیدات متعددی قرار دارند. پدیده‌های طبیعی نظیر زمین‌لرزه و سیلاب، و نیز خطاهای انسانی مانند حفاری‌های نا ایمن و اشکالات عملیاتی، از مهم‌ترین عوامل بروز نشتی و اختلال در عملکرد این خطوط انتقال هستند. خط لوله ۱۶ اینچ میدان منصوری به طول 33 کیلومتر جهت انتقال 75 هزار بشکه نفت خام از مرکز جمع‌آوری میدان به ایستگاه پمپاژ بوستر اهواز استفاده می‌شود. در این مطالعه افت فشار خط لوله و میزان سیال رها شده در محیط زیست، دراثر رخداد نشتی با ابعاد مختلف از طریق شبیه‌سازی حالت گذار سیال محاسبه شده است.
روش تحقیق: شبیه‌سازی حالت گذار سیال به کمک شبیه‌ساز OLGA انجام می‌شود. جهت ساخت مدل اولیه، از داده‌های عملیاتی و تجربی تولید استفاده شده است به نحوی که در مدل هیدرولیکی اولیه ساخته شده برای خط لوله، با اصلاح پارامترهایی نظیر زبری سطح داخلی لوله، ویسکوزیته سیال و نسبت گاز به نفت(GOR)، مدل ساخته شده اعتبارسنجی شده تا کمترین انحراف را از شرایط عملیاتی داشته باشد. سپس از این مدل تیون شده جهت پیش‌بینی میزان افت فشار و دبی نشت سیال بهره گرفته شده است. از نتایج مدل‌سازی انجام شده در این مطالعه می‌توان در طراحی سامانه‌های هشداردهنده نشت از قبیل مدلهای حالت گذار مبتنی بر واقعیت (Real-Time Transient Models: RTTM)، استفاده نمود.
نتایج اصلی: بر اساس نتایج حاصل از این مطالعه، در صورت رخداد نشتی با قطرهای 1 سانتیمتر، 10 سانتیمتر و شکستگی کامل خط، نرخ افت فشار ابتدای خط 0.0001 bar/sec، 0.06-0.28 bar/sec و 0.25-5 bar/sec خواهد بود که این مقادیر در مدلهای RTTM نقش اساسی در زمان بسته شدن خودکار خط را خواهند داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Hydrodynamic Analysis of Multiphase Flow and Transitional Leak Simulation at Various Scales in the Oil Transmission Pipeline of Karoun Oil and Gas Production Company

نویسندگان English

Mehrdad Masoumi 1
Hosein Ghahremani 2
1 Department of Chemical Engineering, Quchan Branch, Islamic Azad University, Quchan, Iran
2 Department of Chemical Engineering, Quchan Branch, Islamic Azad University, Quchan, Iran
چکیده English

Research Topic: Oil and gas transmission pipelines are considered critical energy-transportation arteries of the country and are exposed to various threats. Natural phenomena such as earthquakes and floods, as well as human-related factors including unsafe excavation activities and operational failures, are among the main causes of leakage and disruption in the performance of transmission lines. The 16-inch Mansouri field pipeline, with a length of 33 km, is used to transport 75,000 barrels of crude oil per day from the field’s gathering center to the Ahvaz booster pump station. In this study, the pressure drop along the pipeline and the volume of fluid released into the environment due to leakage with different sizes have been calculated through transient flow simulation.
Methodology: The transient multiphase flow simulation is performed using the OLGA simulator. To construct the initial model, operational and field data were utilized. The initial hydraulic of the pipeline model was tuned with parameters such as internal pipe roughness, fluid viscosity, and gas-oil ratio (GOR) so that the final tuned model shows minimal deviation from actual operating conditions. This tuned model was then applied to predict the pressure drop and leakage flow rate. The modeling results obtained in this research can be used for designing leak-detection and leak-warning systems, particularly transient-model-based real-time systems.
Main Results: According to the results of this study, in the event of a leak with diameters of 1 cm, 10 cm, and a full-bore rupture, the rate of pressure drop at the pipeline inlet will be approximately 0.0001 bar/sec, 0.06–0.28 bar/sec, and 0.25–5 bar/sec, respectively. These values play a critical role in determining the automatic shutdown time in Real-Time Transient Models (RTTM).

کلیدواژه‌ها English

OLGA software
Leakage
Pipeline pressure drop rate
Tuning
RTTM model

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 21 بهمن 1404

  • تاریخ دریافت 15 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 06 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 09 دی 1404
  • تاریخ اولین انتشار 21 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 21 بهمن 1404