ارائه روشی برای مدل سازی خطوط لولەی نفت و گاز میدان در شرایط آزمایشگاهی به کمک آنالیز ابعادی و شبیە سازی عددی

بررسی جریان های چندفازی در خطوط انتقال میدان های نفت و گاز بر روی مدل های فلولوپ آزمایشگاهی آن ها صورت می گیرد. در خطوط لوله غالبا جریان دوفازی مایع-گاز با سرعت های متفاوت وجود دارد. مدل های آزمایشگاهی با توجه به شرایط عملکردی، مشخصات سیال ها و سرعت آن ها دارای دقت های مختلفی در مدل سازی جریان ها می باشند. همچنین تفاوت در مقیاس خطوط میدان و آزمایشگاه باعث ایجاد خطا در مدل های آزمایشگاهی می شود. بنابراین لازم است با روش مناسب و قابل اطمینانی شرایط میدان به شرایط آزمایشگاهی مدل سازی شود. هدف اصلی این پژوهش این است که با کمک آنالیز ابعادی و شبیە سازی عددی روش مطمئنی برای طراحی تجهیزات آزمایشگاهی ارائه دهد که بتواند شرایط میدان را با دقت بالایی بررسی نماید. مشخصە های اصلی برای مقایسه جریان های چندفازی شامل رژیم جریان، گرادیان فشار و کسر حجمی می باشد. در این پایان نامه، اصول تشابه مدل آزمایشگاهی با میدان واقعی مورد بررسی قرار گرفته و به کمک اعداد بی بعد، روشی برای کوچک مقیاس نمودن لولە های بزرگ در رژیم های جریان لایە ای هموار، لایە ای موجی، پلاگ، اسلاگ و حبابی ارائه شده است. دادە های آزمایشگاهی جریان دوفازی آب و هوا در لولە هایی در ابعاد بزرگ تر، به قطرهای 5٫2و 3٫81سانتیمتر درنظر گرفته شده و با روش مقیاس بندی، کوچک مقیاس شدە اند. دادە های جریان های دوفاز در مدل های کوچک مقیاس، به وسیله شبیە سازی عددی با نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت محاسبه شدە اند. این دادە ها با مقادیر متناظر آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار می گیرند. مقایسە ی این پارامترها نشان می دهد مقادیر به دست آمده از مدل کوچک مقیاس، مطابقت بسیار خوبی با دادە های مدل های آزمایشگاهی دارد. نتایج این پژوهش نشان می دهد با استفاده از روش مقیاس بندی می توان با دقت مناسبی شرایط میدان را به حالت کوچک مقیاس مدل سازی نمود.

کلیدواژه ها:

جریان دوفازی ، آنالیز ابعادی ، اصول مقیاس بندی ، شبیە سازی عددی