Характеристики переходных гидравлических процессов при утечках в магистральных трубопроводах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.16, кандидат технических наук Колесников, Андрей Валерьевич

• Колесников, Андрей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Колесников, Андрей Валерьевич

Введение.

Глава 1. Общие положения.

1.1 Анализществующих методов решения проблем неустановившегося напорного движения жидкости.

1.2 Гидравлический удар в перфорированном трубопроводе.

1.3 Существующие методы расчета утечек в магистральных трубопроводах.

1.4 Классификация аварий и повреждений на линейной части нефтепровода.

1.5 Классификация методов контроля и обнаружения утечек.

1.5.1 Классификация методов контроля по режиму работы трубопровода.

1.5.2 Классификация методов по периодичности применения.

1.5.3 Классификация методов по измеряемым параметрам, явлению, прнципу действия.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Методика расчета утечек из магистральных трубопроводов.,.,.

2.1 Основные уравнения.

2.2 Численное интегрирование уравнений.„

Выводы по главе 2.

Глава 3. Описание исходных данных.

3.1 Статистические данные об авариях на некоторых магистральных трубопроводах.

3.2 Схемы трубопроводов.

Глава 4. Результаты численных экспериментов и их анализ.

4.1 Краткое описание процесса неустановившегося движения жидкости при возникновении утечки в трубопроводах.

4.2 Гидравлический расчет аварийного трубопровода.

4.3 Расчет напоров в узлах магистральных трубопроводов.

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Характеристики переходных гидравлических процессов при утечках в магистральных трубопроводах»

Актуальность темы. Состояние магистральных напорных трубопроводов, постоянно находящихся под механическим и коррозионным воздействием перекачиваемого продукта и окружающей среды, с течением времени закономерно ухудшается. Это приводит к возникновению разрывов трубопровода и аварийным ситуациям.

Сложившаяся в России экономическая ситуация не позволяет осуществить капитальный ремонт линейной части выработавших амортизационный срок службы напорных трубопроводов путем сплошной замены труб. Проведение расчетов с применением предлагаемого метода создает возможность для выборочного ремонта линейной части с обеспечением прогнозируемых и управляемых условий эксплуатации, продления срока службы трубопроводной системы при минимальных затратах на поддержание ее функционирования, а также проведение мероприятий, связанных с охраной окружающей среды. Все это определяет актуальность темы диссертации.

Основная цель работы. Разработать метод расчета и программный комплекс для определения характеристик переходных гидравлических процессов при утечках в магистральных трубопроводах.

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

- разработать методику расчета характеристик переходных гидравлических процессов при утечках в магистральных трубопроводах;

- разработать методику расчета максимального объема утечек;

- разработать программный комплекс для расчетов характеристик гидравлических переходных процессов при утечках в магистральных трубопроводах;

- провести численные эксперименты на ЭВМ для условий существущих и проектируемых магистральных трубопроводов.

Научная новизна. На основе выполненных теоретических исследований и численных экспериментов были получены следующие основные результаты:

- разработана методика расчета характеристик переходных гидравлических процессов при утечках из магистральных трубопроводов;

- разработан программный комплекс для расчетов гидравлических характеристик переходных процессов при утечках в магистральных трубопроводах.

- проведены обширные численные эксперименты на ЭВМ для условий ряда существующих и проектируемых магистральных трубопроводов. В результате этих экспериментов установлены наиболее опасные места разрывов и утечек на существующих и проектируемых трубопроводах с максимальной потерей обьема перекачиваемого продукта;

- в результате выполненных расчетов получены также данные об изменении напоров и скоростей при переходных гидравлических процессах и проведен их анализ.

Практическая значимость результатов исследования. С помощью разработанного программного комплекса можно производить многовариантные гидравлические расчеты магистральных трубопроводов при наличии в них утечек и определить наиболее опасные сечения трубопровода, что имеет практическое значение как для существующих, так и для проектируемых трубопроводов. В результате выполненных расчетов можно предусмотреть специальные меры защиты магистральных трубопроводов от аварийных ситуаций и повысить надежность их работы.

Основные научные выводы и результаты, полученные в работе, обоснованы и достоверны. Достоверность подтверждается применением экспериментально проверенных дифференциальных уравнений неустановившегося волнового напорного движения жидкости, решаемых экспериментально проверенным методом 6 характеристик, применением современной вычислительной техники, большим обьемом выполненных численных экспериментов и достаточной степенью их точности. Достоверность результатов также подтверждается применением экспериментальных значений коэффициентов расходов, определяемых по методике "Транснефти".

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в 5 работах и доложены на научно-технических конференциях МГУП (1996.2000 гг.).

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Список литературы включает 148 наименований отечественных и зарубежных авторов. Работа содержит 76 страниц машинописного текста, в том числе 33 таблиц, 76 рисунков.