Дата публикации: 2021

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T16:47:22Z

Аннотация:

В статье представлены постановка и решение сопряженной задачи об остывании нефти при останове нефтепровода подземной прокладки и изменении температуры в промороженном грунте при наличии мохового и снежного покровов на поверхности. Разработаны физико-математическая модель и сопряженный вычислительный алгоритм расчета параметров нефти в трубопроводе и грунта с покровами. Изучены особенности застывания нефти, имеющей в своем составе N-фракций парафинов при отводе тепла в мерзлый грунт. Важной задачей, решаемой в данной работе, является аппроксимация характерной диаграммы фазовых равновесных состояний при охлаждении парафинистой нефти в диапазоне температур от начала кристаллизации парафинов до температуры застывания. Особенностью решаемой задачи является то, что температурное поле нефти в трубопроводе (область А) и температурное поле влажного грунта, окружающего трубопровод (область В), имеет общую границу – стенку трубопровода, которая полагается тонкой. Через стенку трубопровода, температура которой заранее неизвестна, осуществляется учет взаимного влияния температурных полей (сопряжение). Представлены результаты экспериментального исследования изменения с течением времени температуры в трубопроводе в лабораторных условиях. Результаты расчетов удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными о застывании высоковязкой парафинистой нефти в модельном нефтепроводе при охлаждении нефти от +4,5 до −5,5 °С. На основе разработанных в данной статье физико-математической модели и сопряженного алгоритма расчета параметров грунта и нефти установлено, что при наличии мохового и снежного покровов, характерных для зимних условий Среднего Приобья Западной Сибири, в нефтепроводе с условным диаметром 700 мм нефть застывает за время 40-60 часов в зависимости от параметров грунтов и фракцион­ного состава нефти.

Тип: Article

Права: open access