Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2015. — 139 с.
Специальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация
нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Научный руководитель: д.т.н., доцент Рафиков С.К.
Цель работы: снижение скачков давления и уровня
напряжений в трубопроводах систем тактового налива нефти и
нефтепродуктов.
Научная новизна: Впервые установлено, что значение размаха колебаний давления, начинающегося с падения давления, сопровождаемого разрежением, выше размаха колебаний давления, начинающегося с роста давления на 9,8…19,2%. Исследования показали, что вибрация трубопровода на 15…18,6 %, а напряжения в трубопроводе на 8…10 % выше при увеличении производительности налива, чем при уменьшении производительности.
Установлено, что размахи колебаний давления на разных этапах налива на 9,4…22,4 % выше размахов колебаний давления, рассчитываемых по нормативным документам.
Получена зависимость размаха колебания давления от изменения расхода и времени открывания запорной арматуры, имеющей нелинейный характер, и установлено оптимальное время открывания, позволяющее сократить время налива и значительно уменьшить динамические нагрузки.
Практическая ценность результатов: Разработаны рекомендации по совершенствованию параметров работы систем налива нефтепродуктов, уменьшающие воздействие скачкообразных нагрузок на трубопроводы систем налива при нестационарных режимах работы, которые вошли в РД 39-00147105-043-12 «Методика снижения гидродинамического воздействия потока нефтепродукта на трубопроводы систем тактового налива нефтепродуктов».
Результаты теоретических исследований используются в учебном процессе УГНТУ при проведении занятий по дисциплине «Проектирование и эксплуатация нефтехранилищ и автозаправочных станций», а также при выполнении выпускных квалификационных работ бакалаврами направления 131.000.62 «Нефтегазовое дело». Содержание
Обзор исследований нестационарных режимов движения жидкости в трубопроводах систем налива нефти и нефтепродуктов
Исследование существующих методов и систем налива нефтепродуктов
Налив нефтепродуктов и обзор устройств налива в вагон-цистерны
Причины возникновения и особенности неустановившегося движения нефти и нефтепродуктов в трубопроводах
Сравнение существующих методов защиты оборудования и трубопроводов от нестационарных воздействий потока
Цель и задачи диссертационной работы
Исследование трубопровода системы тактового налива
Экспериментальное исследование вибрации трубопровода системы тактового налива
Исследование трубопровода системы тактового налива в программной среде FLOW VISION методом конечных элементов
Анализ изменения скачков давления потока нефтепродукта на этапах налива в программной среде Flow Vision с использованием метода конечных элементов
Определение динамических напряжений в элементах трубопровода при действии скачков давления
Расчет динамических напряжений в элементах трубопровода в пакете ANSYS/LS–DYNA
Последовательность реализации МКЭ
Результаты расчетов
Разработка рекомендаций по расчётам технологических трубопроводов и регулированию параметров режима переключений систем налива
Рекомендации по расчѐту технологических трубопроводов систем тактового налива
Исследование влияния рабочих параметров наливной арматуры на поток перекачиваемой среды
Исследование влияния производительности налива и времени переключения наливной арматуры на величину размахов колебаний давления
Выбор оптимальных параметров режима работы системы тактового налива
Научная новизна: Впервые установлено, что значение размаха колебаний давления, начинающегося с падения давления, сопровождаемого разрежением, выше размаха колебаний давления, начинающегося с роста давления на 9,8…19,2%. Исследования показали, что вибрация трубопровода на 15…18,6 %, а напряжения в трубопроводе на 8…10 % выше при увеличении производительности налива, чем при уменьшении производительности.
Установлено, что размахи колебаний давления на разных этапах налива на 9,4…22,4 % выше размахов колебаний давления, рассчитываемых по нормативным документам.
Получена зависимость размаха колебания давления от изменения расхода и времени открывания запорной арматуры, имеющей нелинейный характер, и установлено оптимальное время открывания, позволяющее сократить время налива и значительно уменьшить динамические нагрузки.
Практическая ценность результатов: Разработаны рекомендации по совершенствованию параметров работы систем налива нефтепродуктов, уменьшающие воздействие скачкообразных нагрузок на трубопроводы систем налива при нестационарных режимах работы, которые вошли в РД 39-00147105-043-12 «Методика снижения гидродинамического воздействия потока нефтепродукта на трубопроводы систем тактового налива нефтепродуктов».
Результаты теоретических исследований используются в учебном процессе УГНТУ при проведении занятий по дисциплине «Проектирование и эксплуатация нефтехранилищ и автозаправочных станций», а также при выполнении выпускных квалификационных работ бакалаврами направления 131.000.62 «Нефтегазовое дело». Содержание
Обзор исследований нестационарных режимов движения жидкости в трубопроводах систем налива нефти и нефтепродуктов
Исследование существующих методов и систем налива нефтепродуктов
Налив нефтепродуктов и обзор устройств налива в вагон-цистерны
Причины возникновения и особенности неустановившегося движения нефти и нефтепродуктов в трубопроводах
Сравнение существующих методов защиты оборудования и трубопроводов от нестационарных воздействий потока
Цель и задачи диссертационной работы
Исследование трубопровода системы тактового налива
Экспериментальное исследование вибрации трубопровода системы тактового налива
Исследование трубопровода системы тактового налива в программной среде FLOW VISION методом конечных элементов
Анализ изменения скачков давления потока нефтепродукта на этапах налива в программной среде Flow Vision с использованием метода конечных элементов
Определение динамических напряжений в элементах трубопровода при действии скачков давления
Расчет динамических напряжений в элементах трубопровода в пакете ANSYS/LS–DYNA
Последовательность реализации МКЭ
Результаты расчетов
Разработка рекомендаций по расчётам технологических трубопроводов и регулированию параметров режима переключений систем налива
Рекомендации по расчѐту технологических трубопроводов систем тактового налива
Исследование влияния рабочих параметров наливной арматуры на поток перекачиваемой среды
Исследование влияния производительности налива и времени переключения наливной арматуры на величину размахов колебаний давления
Выбор оптимальных параметров режима работы системы тактового налива