مدلسازی نشت چندسطحی در خطوط لوله افقی و شیب دار با بهره‌گیری از تجزیه و تحلیل داده‌های حسگرهای زمان واقعی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

1 شیراز ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز،دانشکده معدن نفت انرژی، گروه مهندسی شیمی و نفت

2 شیراز ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، دانشکده معدن نفت و انرژی، گروه مهندسی شیمی و نفت

چکیده
موضوع تحقیق: مدل‌سازی نشت چندسطحی در خطوط لوله افقی و شیب‌دار با بهره‌گیری از تجزیه‌وتحلیل داده‌های حسگرهای زمان‌واقعی
روش تحقیق: شدت زیست‌محیطی نشت خط لوله نفت به حجم نشت بستگی دارد که مستقیماً با زمان مورد نیاز برای تشخیص و مهار نشت مرتبط است. استفاده از حسگرهای بلادرنگ نصب شده در چندین مکان در امتداد خط لوله، تشخیص مؤثر نشت را از طریق جمع‌آوری مداوم داده‌ها تسهیل می‌کند. شبیه‌سازی تشخیص نشت برای برنامه‌ریزی تعمیر، یک عامل حیاتی در طراحی، پیاده‌سازی و ارزیابی خط لوله است. این مطالعه چارچوبی را برای تولید مجموعه داده‌های خط لوله با استفاده از نرم‌افزار PipeSim و تابع تصادفی پایتون پیشنهاد می‌دهد. در ابتدا پیکربندی خط لوله افقی-شیب‌دار مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و پروفیل‌های فشار تحت شرایط نشتی و بدون نشتی ارزیابی شدند. متعاقباً، تجزیه و تحلیل نشت روی یک خط لوله شیب‌دار با زاویه شیب 20 درجه انجام شد. از آنجا که نشتی، پروفیل فشار را تغییر می‌دهد، تغییرات فشار به عنوان ورودی به یک الگوریتم یادگیری ماشین استفاده شد و توزیع فشار در امتداد خط لوله بر این اساس شبیه‌سازی شد.
نتایج اصلی: قبل از نشتی، افت فشار موضعی در نقطه نشتی psi 1270 در خط لوله افقی-شیب‌دار و psi 792 در خط لوله شیب‌دار بود. پس از نشتی، حداقل فشار در خط لوله افقی-شیب‌دار به psi ۸۰۰ و در خط لوله شیب‌دار به psi ۵۰۰ کاهش یافت. این نتایج نشان‌دهنده کاهش بیشتر افت فشار در نقطه نشتی در خط لوله افقی-شیب‌دار (psi ۴۷۰) در مقایسه با خط لوله شیب‌دار است. این رفتار به سرعت جریان بالاتر ناشی از جاذبه در خط لوله شیب‌دار نسبت داده می‌شود که افت فشارهای شدید در محل نشتی را کاهش می‌دهد. در نتیجه، شدت نشتی در شرایط سرعت جریان بالا و کاهش فشار کمتر کاهش می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Multi-level Leakage Modeling in Horizontal and Inclined Pipelines Using Real-Time Sensor Data Analysis

نویسندگان English

Iman Khonsha 1
Bahareh Kamyab Moghaddas 2
1 Department of Chemical Engineering and Oil, Faculty of Mining, Oil and Energyg, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran
2 Department of Chemical and Oil Engineering, Faculty of Mining, Oil and Energyg, Shi.C., Islamic Azad University, Shiraz, Iran
چکیده English

Research subject: Multi-level leakage modeling in horizontal and inclined pipelines using real-time sensor data analysis
Research approach: The environmental severity of oil pipeline leakage depends on the leak volume, which is directly related to the time required for leak detection and containment. The use of real-time sensors installed at multiple locations along the pipeline facilitates effective leak detection through continuous data collection. Leak detection simulation for repair planning is a critical factor in pipeline design, implementation, and evaluation. This study proposes a framework for generating pipeline datasets using PipeSim software and Python’s random function. A horizontal–inclined pipeline configuration was initially analyzed, and pressure profiles under leak and non-leak conditions were evaluated. Subsequently, leak analysis was conducted on an inclined pipeline with a slope angle of 20 degrees. Because leakage alters the pressure profile, pressure variations were used as inputs to a machine learning algorithm, and the pressure distribution along the pipeline was simulated accordingly.
Main results: Before leakage, the local pressure drop at the leak point was 1270 psi in the horizontal–inclined pipeline and 792 psi in the inclined pipeline. After leakage, the minimum pressure dropped to 800 psi in the horizontal–inclined pipeline and 500 psi in the inclined pipeline. These results indicate a greater pressure drop reduction at the leak point in the horizontal–inclined pipeline (470 psi) compared to the inclined pipeline. This behavior is attributed to the higher flow velocity induced by gravity in the inclined pipeline, which mitigates severe pressure drops at the leak location. Consequently, leak severity decreases under conditions of high flow velocity and lower pressure reduction.

 

کلیدواژه‌ها English

Modeling
Leak
Oil
Inclined and Horizontal Pipeline
Real-Time Sensor

  • تاریخ دریافت 14 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 12 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 16 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 27 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 27 بهمن 1404