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.
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.
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.
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 3х секций:
- 1ая- управляет скоростью движения;
- 2ая- содержит измерительные приборы;
- 3я - несет аккумуляторы для питания механизмов управления движением и измерительного оборудования.
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.
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.
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.
Автор: П. Паршинова
