Перенапруження тиску - огляд тем ScienceDirect

Пов’язані терміни:

• Компресори
• Міцність гелю
• Запірні клапани
• Коливання тиску
• Перенапружений тиск
• Водяний молоток
• Тиск нижнього отвору
• Розрахунковий тиск
• Бурова труба

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Гідравлічний та тепловий аналіз підводних трубопроводів

Водяний молоток

Важливим фактором при проектуванні однофазних трубопроводів є скачок тиску, також відомий як гідроудар. Зазвичай швидкості та тиск у кожній точці нафтопроводу змінюються з часом, але їх середні значення загалом залишаються незмінними або мало змінюються, і вважається, що нафтопровід знаходиться в стаціонарному стані. Під час перехідних операцій, таких як запуск, зупинка та нарощування, або відключення, потік стає нестабільним, тиск і швидкість рідини в трубопроводі раптово змінюються, і може мати місце гідроудар, що може призвести до серйозних пошкоджень цілісності системи якщо не дотримано адекватної процедури.

Для короткого трубопроводу стрибок тиску через гідроудар можна розрахувати наступним чином:

ΔH = імпульсний тиск від гідроудару, м

a = швидкість розповсюдження хвилі тиску, м/с

v0 = швидкість рідини перед стрибком тиску, м/с

v = швидкість рідини після стрибка тиску, м/с

ρ = щільність рідини, кг/м 3

K = модуль об'ємної маси рідини, па

d = внутрішній діаметр труби, м

δ = товщина стінки труби, м

E = модуль пружності матеріалу труби, кг/м 2

g = гравітаційна постійна, 9,8 м/с 2

Свердління піною

4.3.1 Стабільна система

Системи пінопласту не мають стрибків тиску, як газоподібні системи, і не руйнуються, як системи газу або газового туману, коли компресори зупинені. Піна - це безперервна стабільна система, яка діє більше як система грязі, ніж система повітря.

Характер піни, дрібні бульбашки, стабілізовані у безперервній рідкій фазі, робить гідравлічно стійку систему. Коли газ надходить у воду через поверхневий змішувач або через долото (і двигун), газ далі диспергується у вигляді дрібних бульбашок, кожен міхур оточений хімічною шкірою. Поки бульбашки в затрубному просторі знаходяться під тиском від трьох до шести атмосфер, вони залишаються досить малими, щоб протистояти плаванню вгору, розширенню та злиття. Поки з часом відбувається злиття бульбашок, тиск на систему підтримує піну відносно стабільною.

Комбінована система бульбашок газу у воді має тенденцію виконувати функцію однофазної системи - свого роду згущеного бурового розчину. (Це насправді неправда, система бульбашок по-справжньому не зафіксована у воді, але експлуатаційний ефект майже однаковий.) Система не перенапружується, оскільки газ не відокремлюється від води і не утворює потоку смолу.

Пласт і захист пласта посилюється стабільністю системи, тому пінопластові системи можуть працювати з більш жорсткими допусками тиску в отворі, ніж газові системи.

Проблеми та процедури особливих умов при контролі свердловин

Відстань

Через проблеми, пов'язані зі стрибком тиску в системі та зносом на превенторах, пов'язаних з пучком на напівзаглибних та бурових суднах, бурильна колона зазвичай підвішується на верхніх трубних барабанах, коли напруга стає надмірною. Відстань до баранів слід розраховувати після пробігу стояка, щоб переконатись, що барани не замикаються на стику інструменту. Для цього пробігтесь у отворі, розташуйте шарнір інструменту на 15 метрів над верхніми баранами, закрийте верхні барани та повільно опустіть бурильну колону, поки барани не приймуть вагу шнура. Запишіть приплив і відстань до місця з'єднання інструменту під поворотним столом для подальшого використання.

Розширення та гнучкість труб

10.11.4.8 Опір

Трубопровід має певну здатність перешкоджати накопиченню тиску або перенапрузі в лінії. Цей імпеданс імпульсного струму є чистим опором, оскільки зміна потоку та тиску в площині. Акустичний опір визначається наступним чином:

RA = акустичний опір (фунт-с/фут. 5),

P = тиск (фунт/фут. 2),

U = об'ємний потік (фути 3/с).

Опір перенапруги трубопроводу можна отримати з рівняння гідроудару. У розрахунках гідроударів, враховуючи швидке закриття клапана, максимальний підйом тиску вище тиску потоку подається наступним чином:

P = тиск (фунт/фут. 2),

ρ = щільність рідини (фунт/фут. 3),

c = акустична швидкість (фут./с),

U = об'ємний потік (фути 3/с),

g = гравітаційна постійна (фут./с 3),

A = площа поперечного перерізу труби (фути 2).

Тоді акустичний опір можна вказати наступним чином:

---