22. Изменение давления при вытеснении одного продукта другим

В таком случае, предполагая процесс замещения нефтей квазистационарным и принебрегая протяжённостью зоны смеси, запишем уравнение Бернулли для участков трубопровода (см. рис. 5.20), занятых соответственно нефтью №1 и нефтью №2 [1].

(5.99)

где ₁, ₂ – плотности нефтей;

i₁, i₂ – гидравлические уклоны участков трубопровода, занятых соответствующей нефтью с киниматическими коэффициентами вязкости ₁ и ₂;

z_гр –высотная отметка профиля трубопровода в месте контакта, удалённой от начала на длину l_гр.

Рис. 5.20. Схема к гидравлическому расчёту участка МН

при вытеснении нефти №2 нефтью №1 (при ₁<₂)

Умножая первое уравнение системы (5.98) на ₁, а второе на ₂ складываем полученные выражения, тогда получим обобщенное уравнение Бернулли

, (5.99)

из которого при известных значениях давления в начале p_Н и конце р_K трубопровода, а также положения контакта l_гр, z_гр можно определить мгновенный расход Q(τ) и скорость движения контакта w(τ).

Если, сложив оба уравнения системы (5.98), исключить высотную отметку z_гр, то получим обобщённое уравнения Бернулли

, (5.100)

из которого можно определить давление p_гр в месте контакта нефтей.

Из уравнения (5.100) и рис. 5.20 видно, что разность напоров между начальной и конечной точками не равна сумме гидравлических потерь на участках, занятых нефтью №1 и №2, т.е. в месте контакта нефтей с разными плотностями будет иметь место скачок напоров [2, 31]

. (5.101)

Скачок напора Н=0, если ₁=₂; Н<0 (напор увеличивается скачком) если ₁>₂, т.е. более плотная нефть вытесняет менее плотную; Н>0 (напор уменьшается скачком) если ₁<₂, т.е. менее плотная нефть вытесняет более плотную.

23.Способы обнаружения мелких протечек.

Одним из условий эксплуатации магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, с точки зрения охраны окружающей среды, является своевременное обнаружение и ликвидация аварийных утечек. Утечки могут возникать из-за коррозионного износа линейной части трубопровода, а также частичного или полного разрыва трубы вследствие воздействия нагрузок и напряжений, превышающих допустимые значения, заводских дефектов и других факторов.

Устройства для обнаружения утечек можно разделить на два вида: непосредственного и косвенного действия. Устройства непосредственного действия реагируют на появление транспортируемого нефтепродукта в грунте или на его поверхности. Устройства косвенного действия регистрируют изменение температуры грунта под действием вытекшего нефтепродукта, давления в трубопроводе, электрической емкости и др. Все эти устройства позволяют быстро выявлять крупные аварийные утечки. Для обнаружения небольших утечек устройства косвенного действия малопригодны, поэтому чаще всего применяются комбинации систем непосредственного и косвенного действия.

Утечки нефтепродуктов можно определять с помощью приборов, перемещающихся внутри трубопровода (внутренний контроль), а также вне него (внешний контроль).

Внутренний контроль проводят с помощью электромагнитных, ультразвуковых, акустических и других приборов, а также с помощью жидких, газовых и радиоактивных трассеров. В качестве приборов внешнего контроля используют датчики теплового, акустического, газового типов, перемещающихся вдоль трассы трубопровода. К этому же типу относятся приборы, регистрирующие изменение расхода нефтепродукта, давления, перегрузки электродвигателя и др.