«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Исследование напряженно-деформированного состояния полимерного армированного трубопровода малого диаметра

УДК: 621.88
DOI: -

Авторы:

¹ Уфимский государственный нефтяной технический университет, Уфа, Россия

Ключевые слова: полимерный армированный трубопровод, проволока, давление, напряжение, деформация, разгерметизация, численное моделирование, температура

Аннотация:

Полимерные армированные трубопроводы нашли широкое применение на объектах добычи углеводородного сырья в системах подачи химических реагентов, отвода газа, удаления воды с забоя газовых скважин, скважинных клапанных устройствах В статье представлены исследования напряжено-деформированного состояния полимерного армированного трубопровода СКТ-5/15, используемого на объектах добычи нефти и газа. Изложен методический подход на основе моделирования и численных экспериментов. Решение уравнений математической модели осуществлялось методом конечных элементов в среде численного моделирования COMSOL Multiphysics. Описана конструкция трубопровода, включающего полимер и армирующую проволоку. Исследовано влияние диаметра армирующей проволоки, радиального сжатия, температуры среды на разгерметизацию трубопровода, нагруженного внутренним давлением. Рекомендована минимальная величина диаметра армирующей проволоки равной 0,5 мм. При рабочем давлении 15 МПа установлена максимально допустимая радиальная деформация (пережатие), равная 55 %. Введено температурное ограничение эксплуатации 90 °C.

Список литературы:

1. Численный анализ напряжено-деформированного состояния полимерного армированного трубопрвода / А.В. Пензин, К.В. Моисеев, В.В. Шайдаков, Р.Н. Бахтизин // SOCAR Proceedings. – 2023. – Special Issue No. 2. – P. 12–17.
2. Пензин А.В., Моисеев К.В., Шайдаков В.В. Исследование разгерметизации капиллярного полимерного армированного трубопровода // Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2023. – № 11(371). – С. 50–55. – DOI: 10.33285/0130-3872-2023-11(371)-50-55
3. Шайдаков В.В., Чернова К.В., Пензин А.В. Полимерные армированные трубопроводы в современных гидравлических системах. – М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. – 228 с.
4. Насосные дозировочные системы для осложненных условий нефтедобычи / В.В. Шайдаков, А.Р. Людвиницкая, А.Л. Сухоносов, А.В. Пензин. – Saarbruken: Palmarium Academic Publishing, 2015. – 121 с. – (Инновационные технологии для добычи, транспортировки нефти и газа).
5. Голышев С.Н., Донченко М.А., Робин А.В. Расчет, моделирование и экспериментальные исследования грузонесущей (капиллярной) трубы для подачи ингибиторов в скважину // Изв. Тульского гос. ун-та. Техн. науки. – 2012. – № 6. – С. 167–175.
6. Бабенко Ф.И., Федоров Ю.Ю. Деформационно-прочностные свойства армированных полиэтиленовых труб российского производства при низких температурах // Электрон. науч. журн. Нефтегазовое дело. – 2010. – № 2. – С. 69.
7. Густов Д.С. Экспериментальное исследование прочности армированных труб для транспорта газа // Территория Нефтегаз. – 2016. – № 2. – С. 88–93.
8. Людвиницкая А.Р. Совершенствование дозировочной системы подачи химических реагентов в скважину с использованием металлополимерных трубопроводов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.13. – Уфа, 2010. – 24 с.
9. Синюгин А.А., Коныгин С.Б., Опарин В.Б. Алгоритм расчета армированных металлополимерных труб на прочность с использованием эквивалентной двухслойной модели // Территория Нефтегаз. – 2021. – № 1-2. – С. 84–90.
10. Оценка прочности полимерных армированных трубопроводов / А.В. Хабибуллин, А.С. Глазков, Д.А. Гулин, М.Э. Дусалимов // Трансп. и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2017. – № 6. – С. 27–30.
11. Зуйко В.Ю. Прогнозирование несущей способности полимерных армированных труб для нефтегазопроводов: автореф. дис. … канд. техн. наук: 01.02.04. – Пермь, 2012. – 17 с.
12. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: пер. с англ. – М.: Наука, 1975. – 576 с.
13. Седов Л.И. Механика сплошной среды: в 2 т. Т. 2. – СПб.: Лань, 2004. – 560 с.