Об одной обратной задаче по определению гидравлического сопротивления нефтепровода

Аннотация

Приводятся результаты определения коэффициента гидравлического сопротивления трубы
магистрального нефтепровода. Способ «горячей» перекачки считается одним из надежных
для транспортировки высоковязкой и высокозастывающей (парафинистой) нефти. В «го-
рячей» перекачке парафинистой нефти происходит: 1) снижение температуры из-за тепло-
передачи с холодным грунтом и рост вязкости нефти; 2) изменение шероховатости стенки
трубы нефтепровода из-за выпадения асфальто-смолистых и парафиновых отложений. Эти
факторы приводят к тому, что закон гидравлического сопротивления трубопровода в форме
Альтшуля необходимо поправить в зависимости от числа Рейнольдса и степени шероховато-
сти стенки.
Решение проблемы ищется путем постановки обратной задачи для определения закона гид-
равлического сопротивления в форме Альтшуля. Математическая постановка задачи вклю-
чает систему уравнения движения и теплообмена и модифицированные формулы Альтшуля с
неизвестными коэффициентами. Система уравнения движения и теплообмена решается чис-
ленным методом, разностные аналоги уравнения движения – методом характеристик, тепло-
обмена – методом бегущего счета.
В расчетах были определены распределения давления, скорости и температуры, и найде-
ны неизвестные коэффициенты модифицированной формулы Альтшуля путем сравнения
расчетных и фактических данных SCADA системы. В результате сравнения расчетных и
опытных данных построена зависимость коэффициента гидравлического сопротивления от
числа Рейнольдса и шероховатости стенки трубопровода. Согласие расчетных данных с фак-
тическими показателями SCADA системы позволяет указать о достоверности результатов
метода обратной задачи для определения коэффициента гидравлического сопротивления ма-
гистрального нефтепровода.