После принятия закона о запрете сжигания попутного нефтяного газа в России были построены газопроводы низкого давления. Их протяженность составляет более семи тысяч километров. Сейчас состояние магистральных газопроводов отслеживают с помощью специальных снарядов с датчиками, которые перемещаются по трубам за счет перекачиваемого газа. При этом для точности диагностики важно обеспечивать равномерную скорость движения снаряда. Существующие конструкции диагностических снарядов недостаточно эффективны для мониторинга газопроводов низкого давления, так как неровности внутренних стенок и относительно низкое давление делают их движение неравномерным. Это приводит к искажению или потере информации, а иногда и к поломке оборудования. Ученые Пермского Политеха предложили конструкцию диагностического снаряда с дополнительными каналами, которая позволит обеспечить безопасность трубопроводов для транспортировки попутного газа.
Разработка пермских ученых позволит безопасно транспортировать попутный нефтяной газ / ©Getty images
Работа выполнена при поддержке Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Разработка может обеспечить технологический суверенитет России. Газопроводы низкого давления появились сравнительно недавно, и оборудование для их обследования не имеет аналогов.
Результаты исследования разработчики представили в сборнике материалов Journal of Physics: Conference Series, Volume 2317, Perm Hydrodynamical International Symposium Nonequilibrium Processes in Continuous Media (PHD-Symposium 2021).
«По газопроводам низкого давления перекачивают многофазную смесь, которая состоит из скважинной жидкости, твердых частиц и газа. Она может вызывать коррозию труб, что приводит к аварийным ситуациям. Поэтому важно оперативно отслеживать состояние газопроводов, в частности, с помощью специального оборудования — снаряда с датчиками.
Но в условиях низкого давления он движется неравномерно, что снижает точность диагностики. Чтобы решить эту проблему, мы предложили новую конструкцию снаряда с регулируемым сечением центрального канала, который имеет сужение», — рассказывает один из разработчиков, профессор кафедры «Общая физика» Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Сергей Пещеренко.
Исследователям удалось найти форму канала, которая позволила избавиться от циклических изменений давления на выходе из снаряда. Обычно они обусловлены вихревым течением. За счет разработки можно уменьшить сопротивление течению газа через канал на 40 процентов. Усовершенствованное инспекционное оборудование стабилизирует свою скорость при преодолении препятствий до 15000 Н за одну секунду.
Разработку пермских исследователей можно использовать в сфере добычи нефти и газа. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края. В исследовании также приняли участие специалисты АО «Новомет» (Пермь). Исследование ученых реализовано в рамках направления Стратегии научно-технологического развития России «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии».
