Дослідження впливу характеристик ґрунту на інтенсивність витоків із газопроводів

Анотація

Витік газу з підземної частини ділянки газопроводу передбачає його подальшу фільтрацію в пористому середовищі (ґрунті) аж до виходу на поверхню, яка супроводжується постійним зростанням фільтраційного опору середовища. Тому зміна параметрів потоку газу в часі передбачає нестаціонарний процес, характеристики якого залежать від фільтраційних властивостей ґрунту, зокрема від його проникності. Очевидно, що фізичні властивості, зокрема фільтраційний опір ґрунту як пористого середовища, повинні мати вплив на інтенсивність витікання газу з газопроводу і формування ареалу загазованості. Тому існує взаємозв’язок між процесом витікання газу з газопроводу крізь аварійний отвір і його фільтрацією в навколишньому ґрунті. Встановлено характер зміни величини масової витрати витоку в часі впродовж процесу нестаціонарної фільтрації та показано, як впливають властивості ґрунту (зокрема його проникність) на тривалість нестаціонарного процесу і величину витрати витоку. Значні терміни експлуатації газопроводів викликають старіння металу внаслідок корозійних процесів та спричиняють аварії, що також стає причиною появи витоків із трубопроводів. Така ситуація є неприпустимою, з економічної та екологічної точок зору, оскільки витік газу може призвести до загазованості значної території, а в деяких випадках – до утворення газоповітряної суміші й вибуху, що пов’язано зі значними  економічними збитками та створює небезпеку для людського життя. Встановлено, що при корозійних пошкодженнях трубопроводів найбільш ймовірні малі витоки, а при аваріях, зумовлених впливом зовнішніх сил, найвірогідніші великі витоки. Загальновідомо, що поява витоку газу з газопроводу викликає нестаціонарний процес, за характером протікання якого можна оцінити величину витоку. Якщо газопровід перед появою витоку працював у нестаціонарному режимі, то поява витоку внесе збурення в протікання нестаціонарного процесу.