CC BY
18
Моделирование процесса
аварийного истечения нефтегазовой смеси
А. В. Колпаков, преподаватель И. В. Каменев, начальник цикла ФГБОУ ДПО Подольский учебный центр ФПС, Московская область, г. Подольск
В нефтяной промышленности России эксплуатируются более 30 тысяч км промысловых трубопроводов. Нефтепромысловые трубопроводы являются не только источниками загрязнения природной среды, но и потенциальными очагами пожаров, которые могут привести к возникновению крупномасштабных чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Нельзя также забывать, что любые аварии в системах нефтега-зосбора приводят к перебоям в поставке энергоресурсов на внутренний и внешний рынки.
В связи с возросшими требованиями к охране окружающей среды расчет величины аварийной утечки нефтепродуктов является обязательным при разработке декларации промышленной безопасности, поскольку требуется точное прогнозирование опасности последствий аварий. При разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов требуется разработка разделов, связанных с прогнозированием объемов и площадей разливов нефти и нефтепродуктов, а также с определением границ зон чрезвычайной ситуации с учетом результатов оценки риска разливов нефти и нефтепродуктов [1].
Существующие методики для определения количества вытекшего нефтепродукта не учитывают особенности гидродинамики газожидкостных смесей и поэтому не дают возможность адекватно оценить реальные объемы утечек [3].
С целью получения достоверных результатов при расчете объемов потерь нефтепродуктов созданы математические модели процессов истечения нефтеводогазовых смесей из отверстий различных типов и конфигураций, в том числе из одичоных и групповых язв, трещин, свищей, пробоин. В моделях учитываются фазовые переходы «жидкость-газ» за счет выделения растворенного в нефти газа вследствие падения давления, вызванного разгерметизацией трубопровода при аварии. Для расчета гидродинамических параметров процесса истечения газожидкостной смеси используются несколько наиболее известных методик отечественных и зарубежных авторов [3]. Рассматриваются случаи как докритического, так и критического истечения, при котором скорость истечения равна локальной скорости звука в нефтеводогазовой смеси.
Реализованный в программной среде MathCAD алгоритм позволяет рассчитать динамику расхода нефтегазовой смеси через порыв для заданной конструкции трубопровода и профиля трассы. Кроме этого, в резуль-
тате расчетов становится возможным определить общие потери нефтепродукта при аварии в течение заданного промежутка времени. Математические модели могут быть использованы при разработке инженерных методик по оценке ущерба от аварий на нефтепромыслах.
Библиографический список
1 Приказ МЧС России от 28 декабря 2004 г. N 621 «Об утверждении Правил разработки и согласования планов по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации» (с изменениями от 17 января 2011 г.).
2. Гальченко С. А. Развитие подходов к анализу риска на трубопроводных площадочных объектах нефтедобычи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Москва, 2006 г
3. Елин Н. Н., Нассонов Ю. В., Ашкарин Н. И., Ворожцова Л. С., За-гинайко Д. В., Попов А. П. Разработка и эксплуатация математических моделей систем обустройства нефтяных месторождений. - Иваново, ИГХТУ, 2006. - 272 с.
