Совершенствование гидродинамического моделирования промысловых газосборных сетей, транспортирующих газожидкостные смеси

Главная страница
Контакты

    Главная страница



Совершенствование гидродинамического моделирования промысловых газосборных сетей, транспортирующих газожидкостные смеси



страница4/5
Дата10.01.2017
Размер0.98 Mb.
ТипАвтореферат


1   2   3   4   5
В третьей главе рассмотрены вопросы адаптации гидродинамической модели трубопровода к его фактическому гидравлическому состоянию. Предложена методика, позволяющая проводить дифференцированную адаптацию модели движения газожидкостной смеси по потерям давления на трение и гидростатическим потерям.

Необходимость адаптации гидродинамических моделей трубопроводов обусловлена наличием погрешностей, как в используемых расчетных методиках, так и в исходных данных для создания модели. Для адаптации методик гидродинамического расчета однофазных газовых потоков к фактическим эксплуатационным характеристикам трубопроводов, как правило, используется безразмерный коэффициент гидравлической эффективности E, представляющий собой отношение фактической и расчетной пропускных способностей трубопровода. Данный коэффициент позволяет скорректировать отклонение фактического коэффициента гидравлического сопротивления трубопровода от его расчетных значений.



Наличие жидкости в составе транспортируемой продукции осложняет применение данного подхода. Ее накопление на подъемных участках трубопроводов создает гидростатические потери давления, которые не связаны с коэффициентом гидравлического сопротивления трубопровода. Поэтому предлагается использовать подход, основанный на раздельной адаптации гидродинамической модели газожидкостной смеси по потерям давления на трение и гидростатическим потерям. Коэффициент гидравлической эффективности E, по аналогии с адаптацией моделей однофазных газовых потоков, используется только для коррекции расчетных потерь на трение. Для коррекции гидростатических потерь, возникающих вследствие накопления жидкости, вводится дополнительный адаптационный параметр К – показатель гидростатических потерь. Уравнение движения газожидкостной смеси в наклонном трубопроводе с учетом введения адаптационных параметров будет иметь вид:



(2)

где P – давление в трубопроводе, L – расстояние вдоль оси трубопровода, g – ускорение свободного падения, ρсм – плотность газожидкостной смеси, wсм – скорость газожидкостной смеси, θ – угол наклона трубопровода, λсмкоэффициент трения газожидкостной смеси на стенке трубопровода, d – диаметр трубопровода.

В процессе эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений в трубопроводах газосборных сетей наблюдаются как режимы выноса, так и режима накопления жидкости. Изменение режимов происходит вследствие сезонной и годовой неравномерностей отбора газа на месторождениях. При реализации в трубопроводах режимов выноса жидкости потери на давления трение ΔPтр являются определяющими, при накоплении жидкости возрастает влияние гидростатических потерь ΔPст. Режимы эксплуатации, характеризующиеся преобладающими потерями на трение, могут быть использованы для определения коэффициента гидродинамической эффективности E, а режимы преобладающих гидростатических потерь – для определения показателя гидростатических потерь K:



ΔPтр >> ΔPст

;

(3)

ΔPтр << ΔPст

,

где Qф - фактическая производительность трубопровода, полученная на основе эксплуатационных данных, Qр - расчетная производительность, полученная при тех же термобарических условиях в результате моделирования.

В качестве иллюстрации преимуществ использования двухпараметрической адаптации проведено сравнение ее результатов с результатами, полученными при применении общепринятого однопараметрического подхода на примере моделирования одного из промысловых трубопроводов (рисунок 3).



а)

б)

Рисунок 3 – Сопоставление фактических и расчетных режимов работы трубопровода: а) при однопараметрической адаптации, б) при двухпараметрической адаптации

Среднеквадратическое отклонение расчетных потерь давления от фактических данных при однопараметрической адаптации составило 0,038 МПа, что в два раза больше, чем при применении двухпараметрической (0,019 МПа).

Таким образом, показано, что на основе эксплуатационных данных возможно проведение двухпараметрической адаптации гидродинамических моделей газожидкостных смесей в трубопроводах.

В результате сопоставления с общепринятой однопараметрической адаптацией для рассмотренного случая установлено, что предлагаемый подход обладает значительными преимуществами. Применение двухпараметрической адаптации позволяет обеспечить меньшее среднеквадратическое отклонение расчетных потерь давления от фактических. Результаты моделирования лучше отражают фактические тенденции изменения потерь в трубопроводе в широком диапазоне условий эксплуатации.


1   2   3   4   5