ІМІТАЦІЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОДУВАНЬ СВЕРДЛОВИН ТА ШЛЕЙФІВ ГАЗОКОНДЕНСАТНИХ РОДОВИЩ

Анотація

Здійснено 3D моделювання фізичного процесу витікання газорідинної суміші з трубопроводу в атмосферу в умовах, які відповідають реальним параметрам продування газозбірних шлейфів та свердловин газових і газоконденсатних родовищ України. В середовищі програмного комплексу Ansys R1 Student побудовано тривимірну модель із зонами атмосферного та надлишкового тиску, які представлені відповідно у вигляді прямокутного паралелепіпеда (розміром: довжина – 5 м, ширина – 3 м, висота – 3 м) та трубопроводу (із внутрішнім діаметром 77 мм та довжиною 1 м). Для моделювання обрано математичну модель VOF (Volume of Fluid), яка базується на розв’язанні системи рівнянь збереження маси, імпульсу, перенесення об’ємної частки, замкнених двопараметричною k-epsilon моделлю турбулентності та дозволяє прогнозувати динаміку багатофазних потоків із чітко розділеними фазами, що спостерігається під час продування рідини газом. Розрахунки проведено при задаванні на вхідній граничній поверхні трубопроводу різних значень надлишкового тиску (0,10–0,35 МПа) та об’ємної частки рідини (α_l = 0,00…0,50). За результатами моделювання для кожного випадку зіставлення вхідних граничних даних визначено значення швидкостей витікання потоку, числа Маха та витрати газу. Додатково для детального аналізу та отримання вичерпної інформації з оцінки впливу рідини на витрату газу засобами графічного інтерфейсу модуля Fluid Flow (Fluent) візуалізовано контури розподілу швидкостей та об’ємної долі рідини вздовж просторової моделі трубопроводу та зони атмосферного тиску. Дослідивши результати моделювання визначено закономірності впливу рідкої фази на витрату газу під час витікання газорідинної суміші під тиском із газопроводу в атмосферу. Також визначено основні чинники, що призводять до зниження витрати газу при підвищенні об’ємної частки рідини в потоці. Підтверджено необхідність розроблення та впровадження у чинні методики розрахунку втрат газу під час продування додаткових коефіцієнтів, які б враховували присутність рідини в газовому потоці.