Ученые ПНИПУ и специалисты НефтеГазДиагностики помогут сократить число аварий на газопроводах

Ученые разработали клапан обтекаемой формы. пресс-служба ПНИПУ Москва, 1 дек - ИА Neftegaz.RU.Разработка ученых ПНИПУ и специалистов НефтеГазДиагностики поможет сократить число аварий на газопроводах.
Об этом сообщила пресс-служба Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ).

Газопроводы низкого давления доставляют попутный газ от нефтяных скважин до места хранения и переработки.
Можно своевременно обнаружить дефекты трубопровода, применяют инспекционный снаряд устройство с приборами и датчиками, перемещаемое внутри трубы.

Тезисы из сообщения:

• для качественной диагностики у снаряда должна быть постоянная скорость;
• если давление газа низкое, шероховатости трубы заставляют его двигаться рывками;
• ученые ПНИПУ и НефтеГазДиагностики разработали клапан обтекаемой формы;
• такой клапан может позволит точно контролировать скорость снаряда и избежать потери диагностических данных.

Исследование опубликовано в журнале Вестник Пермского университета. Физика, 3, 2023 г.
Разработка проводилась при поддержке гранта РФФИ 20-48-596002 в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет-2030.

Инспекционный снаряд и его принцип работы при разном давлении

Дефекты газопровода со временем приводят к потере герметичности трубы и утечке газа.
Это вредит окружающей среде, также может стать причиной взрыва, повреждения сооружений и коммуникаций, человеческих жертв.
Для обнаружения таких дефектов изнутри трубы применяют инспекционные снаряды.

Принцип работы инспекционного снаряда:

• скользят по трубе десятки км и собирают данные о ее состоянии при помощи датчиков;
• далее снаряды извлекают, данные выгружают и анализируют.

Однако существующие инспекционные снаряды не подходят для диагностики трубопроводов низкого давления.
Интересно, что в условиях слабого давления газа не способны двигаться с постоянной скоростью.

Как работает инспекционные снаряды при низком давлении :

• шероховатости внутренних стенок тормозят снаряд;
• он замедляется, давление газа позади него нарастает и толкает снаряд вперед со слишком высокой скоростью;
• из-за рывков информация о дефектах теряется или искажается;
• участки трубы, пройденные на высокой скорости, остаются слепыми;
• неконтролируемый разгон снаряда, масса которого может достигать сотни км, приводит к созданию аварийных ситуаций на трубопроводе и может даже разрушить его.

В 2022 г. ученые из ПНИПУ разработали конструкцию инспекционного снаряда, которая подходит для диагностики газопроводов низкого давления.

Доработка пермских ученных

В настоящее время они усовершенствовали инспекционный снаряд.
Также нашли более экономичный и эффективный способ управления скоростью движения снаряда.

Ранее предложенный учеными вариант инспекционного снаряда состоял из 3^х секций:

• 1^ая- управляет скоростью движения;
• 2^ая- содержит измерительные приборы;
• 3^я - несет аккумуляторы для питания механизмов управления движением и измерительного оборудования.

В 1^й секции, по другому в головной секции, находится канал, сквозь который проходит поток газа.
Изначально скорость газового потока и снаряда соответственно регулировали при помощи поворотной заслонки внутри этого канала.

Как оказалось, поворотная заслонка не позволяет качественно контролировать движение снаряда.
А чтобы управлять ею, нужно ввести в конструкцию громоздкое устройство.

Поэтому ученые ПНИПУ и специалисты НефтеГазДиагностики разработали клапан обтекаемой формы, чтобы заменить заслонку.
При помощи математического моделирования они определили, что лучше всего для регулировки скорости газа подходит клапан каплевидной формы.

Работа клапана

• движется вдоль оси канала и частично/полностью перекрывает его;
• тем самым регулируя поток газа и силу, действующую на снаряд со стороны прокачиваемого газа.

Такая технология дает возможность гибко контролировать скорость снаряда, также избегать резких торможений и ускорений.

Тезисы заведующего кафедрой общей физики ПНИПУ А. Перминова:

• использование каплевидного клапана поддерживает стабильную скорость движения снаряда и обеспечивает качество диагностической информации;
• при этом механизм управления можно разместить в самом клапане, что позволит существенно сэкономить пространство внутри управляющей секции;
• размеры снаряда ограничены, и оптимизация его внутреннего пространства является важной инженерной задачей.

Разработка ученых ПНИПУ и НефтеГазДиагностики позволит достичь качественной и своевременной диагностики дефектов газопроводов низкого давления.
Она повысит их надежность, сократит число аварий, позволит избежать ущерба от их последствий и вреда для окружающей среды.
На данный момент авторы исследования ищут инвесторов для создания опытных образцов разработанного снаряда.

Напомним, что в августе 2023 г. пермские ученые разработали программу, которая позволит ученым повысить герметичность и долговечность нефтегазовых скважин.