Пермская разработка поможет сократить число аварий на газопроводах
Газопроводы низкого давления доставляют попутный газ от нефтяных скважин до места хранения и переработки. Чтобы своевременно обнаружить дефекты трубопровода, применяют инспекционный снаряд — устройство с приборами и датчиками, перемещаемое внутри трубы. Для качественной диагностики у снаряда должна быть постоянная скорость. Однако, если давление газа невелико, шероховатости трубы заставляют его двигаться рывками. Исследователи ПНИПУ и «НефтеГазДиагностики» разработали клапан обтекаемой формы – это позволит точно контролировать скорость снаряда и избежать потери диагностических данных.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник Пермского университета. Физика». Разработка проводилась при поддержке гранта РФФИ в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Дефекты газопровода (например, некачественные сварные швы, трещины, вмятины, ржавчина) со временем приводят к потере герметичности трубы и утечке газа. Это не только вредит окружающей среде, но и может стать причиной взрыва, повреждения сооружений и коммуникаций, человеческих жертв. Для обнаружения таких дефектов изнутри трубы применяют инспекционные снаряды. Они скользят по трубе десятки километров и собирают данные о ее состоянии при помощи датчиков. Затем снаряды извлекают, данные выгружают и анализируют.
Существующие инспекционные снаряды не подходят для диагностики трубопроводов низкого давления, поскольку в условиях слабого давления газа не способны двигаться с постоянной скоростью. Шероховатости внутренних стенок тормозят снаряд, он замедляется, давление газа позади него нарастает и толкает снаряд вперед со слишком высокой скоростью. Из-за таких «рывков» информация о дефектах теряется или искажается: участки трубы, пройденные на высокой скорости, остаются «слепыми». А неконтролируемый разгон снаряда, масса которого может достигать сотни килограммов, приводит к созданию аварийных ситуаций на трубопроводе и может даже разрушить его.
В 2022 году пермские ученые разработали конструкцию инспекционного снаряда, которая подходит для диагностики газопроводов низкого давления. Теперь они усовершенствовали ее, нашли более экономичный и эффективный способ управления скоростью движения снаряда.
Предложенный учеными ранее инспекционный снаряд состоит из трех секций. Первая – управляет скоростью движения, вторая – содержит измерительные приборы, а третья – несет аккумуляторы для питания механизмов управления движением и измерительного оборудования. В первой – головной секции – находится канал, сквозь который проходит поток газа. Изначально скорость газового потока и снаряда соответственно регулировали при помощи поворотной заслонки внутри этого канала.
Однако поворотная заслонка не позволяет качественно контролировать движение снаряда. А чтобы управлять ею, нужно ввести в конструкцию громоздкое устройство. Поэтому ученые ПНИПУ и специалисты «НефтеГазДиагностики» разработали клапан обтекаемой формы, чтобы заменить заслонку. При помощи математического моделирования они определили, что лучше всего для регулировки скорости газа подходит клапан каплевидной формы.
Как работает такой клапан? Он движется вдоль оси канала и частично или полностью перекрывает его, регулируя тем самым поток газа и силу, действующую на снаряд со стороны прокачиваемого газа. Это дает возможность гибко контролировать скорость снаряда, избегать резких торможений и ускорений.
«Использование каплевидного клапана поддерживает стабильную скорость движения снаряда и обеспечивает качество диагностической информации. При этом механизм управления можно разместить в самом клапане, что позволит существенно сэкономить пространство внутри управляющей секции. Размеры снаряда ограничены, и оптимизация его внутреннего пространства является важной инженерной задачей», – отмечает доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой общей физики ПНИПУ Анатолий Перминов.
Разработка ученых ПНИПУ и «НефтеГазДиагностики» позволит достичь качественной и своевременной диагностики дефектов газопроводов низкого давления. Это повысит их надежность, сократит число аварий, позволит избежать ущерба от их последствий и вреда для окружающей среды. На данный момент авторы исследования ищут инвесторов для создания опытных образцов разработанного снаряда.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно