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 جزء شریان‌های حیاتی انتقال انرژی به شمار می‌روند که در معرض تهدیدات متعددی قرار دارند. پدیده‌های طبیعی نظیر زمین‌لرزه و سیلاب و نیز خطاهای انسانی مانند حفاری‌های ناایمن و مشکلات عملیاتی، از مهم‌ترین عوامل بروز نشتی و اختلال در عملکرد این خطوط انتقال هستند. از یک رشته خط لوله ۱۶ اینچ به طول 33 کیلومتر برای انتقال 75 هزار بشکه در روز نفت خام از مرکز جمع‌آوری میدان منصوری به ایستگاه پمپاژ بوستر اهواز استفاده می‌شود. در این مطالعه افت فشار خط لوله و میزان سیال رهاشده در محیط‌زیست در اثر رخداد نشتی با ابعاد مختلف از طریق شبیه‌سازی حالت گذار سیال محاسبه شده است.
روش تحقیق: شبیه‌سازی حالت گذار جریان چندفازی به کمک شبیه‌ساز OLGA انجام می‌شود. برای ساخت مدل اولیه، از داده‌های عملیاتی و تجربی تولید استفاده شده است به‌نحوی‌که در مدل هیدرولیکی اولیه ساخته‌شده برای خط لوله، با اصلاح عامل‌هایی نظیر زبری سطح داخلی لوله، گرانروی سیال و نسبت گاز به نفت (GOR)، مدل ساخته‌شده اعتبارسنجی شده تا کمترین انحراف را از شرایط عملیاتی داشته باشد. سپس از این مدل اعتبار سنجی شده برای پیش‌بینی میزان افت فشار و دبی نشت سیال بهره گرفته شده است. از نتایج مدل‌سازی انجام‌شده در این مطالعه می‌توان در طراحی سامانه‌های تشخیص و هشداردهنده نشت از قبیل مدل‌های حالت گذار مبتنی بر واقعیت (Real-Time Transient Models: RTTM)، استفاده کرد.
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 subject: Oil and gas transmission pipelines are considered critical energy transportation arteries 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 performance disruptions in transmission lines. The 16-inch Mansouri oil field pipeline, with a length of 33 km, transports 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 leaks of different sizes were calculated using transient flow simulation.
Research approach: Transient multiphase flow simulations were performed using the OLGA simulator. Operational and field data were used to construct the initial model. The initial hydraulics of the pipeline model were calibrated by adjusting parameters such as internal pipe roughness, fluid viscosity, and gas–oil ratio (GOR) to minimize deviation from actual operating conditions. The calibrated model was then used to predict pressure drops and leakage flow rates. The modeling results can support the design of leak detection and warning systems, particularly real-time transient model–based systems.
Main results: The results indicate that, for leak diameters of 1 cm, 10 cm, and a full-bore rupture, the pressure drop rate at the pipeline inlet is approximately 0.0001 bar/s, 0.06–0.28 bar/s, and 0.25–5 bar/s, respectively. These pressure drop rates are critical for determining the automatic shutdown time in real-time transient model (RTTM) systems.

کلیدواژه‌ها English

OLGA software
Leakage
Pipeline pressure drop rate
Tuning
RTTM model

  • تاریخ دریافت 28 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 06 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 09 دی 1404
  • تاریخ اولین انتشار 09 دی 1404
  • تاریخ انتشار 01 تیر 1404