آموزش ها مهندسی شیمی علم و دانش مهندسی شیمی

آموزش نرم افزار OLGA-گام اول/جریان دوفازی SLUG -بخش دوم/حرکت حلزونی زمینی

محمدرضا فرزان
نوشته شده توسط محمدرضا فرزان

در ادامه ی بخش قبل، حالا باید سایز خط لوله ی مورد نیاز برای دستیابی به نرخ تولید مطلوب و ایجاد حداقل سطح عایق بندی مورد نیاز را بدست آورده باشید. مدل خط لوله حالا باید برای نشان دادن این پیکر بندی به روز رسانی شود.

در ادامه http://آموزش نرم افزار OLGA-گام اول/جریان دوفازی SLUG -بخش اول/اندازه گیری هاي اولیه خطوط لوله به شبیه سازی جریان SLUG در روی زمین می پردازیم:

عملیات نرمال

پروژه ی مهندس خطوط لوله حالا یک پروفایل خط لوله با جزئیات بیشتری را فراهم آورده است. این پروژه گسترده شده از هارتان به ویگوت آلفا به شرح زیر نمایش داده شده است:

محل فاصله

(X مختصات) [m]

عمق آب

(Y مختصات) [m]

شماره مقطع
سرچشمه 0 -255  
  1,000 -255 5
  1,400 -250 2
  1,800 -255 2
  3,400 -255 8
پایه رایزر 4,300 -270 6
بالای رایزر 4,300 30 6
سطح بالایی 4,400 30 2

 

این شبهه وجود دارد که حرکت حلزونی زمینی بدلیل قرار داشتن در نقطه پایینی پایه ی رایزر، مشکلات جدی برای  امکانات فرآیند ایجاد نماید. هدف این تمرین ایجاد امکان حرکت حلزونی شدید در رایزر هارتان می باشد.

گسترش حرکت حلزونی را با تغییر نرخ جریان ورودی (برای مثال در سرچشمه) مشخص کنید با ساختن 3 کیس مختلف با نرخ جریانهای 5 و 10و 15 کیلوگرم بر ثانیه  از بازنویسی نتایج جلوگیری نمایید.

هر شبیه سازی باید برای 2 ساعت راه اندازی شود برای مثال: به یاد داشته باشید که ENDTIME در INTEGRATION را هر 2 ساعت تغییر دهید.

این پلات می تواند برای تولید یک فایل *.PLT استفاده شود که می تواند بوسیله OLGA-Viewer نماشی داده شود. ( OLGA-Viewer از منوی Tools می تواند راه اندازی شود). این مسئله مخصوصا برای کمک به تجسم تغییرات در برخی متغیرها با زمان و در طول خط لوله مفید می باشد.

برای نمایش هر یک دقیقه HOL  یک پلات به فایل شبیه سازی اضافه نمایید.

راهنمایی ها:

یک پروژه جدید به نام { Slugging.opp} درست کنید و کیس حالت پایدار با سطح عایق بندی مناسب را باز کنید.

یک کیس دیگر بسازید و نام آنرا {Slug 5.opi} بگذارید. توصیه می شود که کیس اصلی را از پروژه جدید حذف نمایید تا از ویرایش ناخواسته اجتناب کنید. تغییرات لازم را بر روی {Slug5.opi} انجام دهید و شبیه سازی را راه اندازی نمایید. دو کیس دیگر از روی {Slug5.opi} بسازید(دقت کنید که فایل اصلی درست باشد) و آنها را {Slug10.opi} و {Slug15.opi} بنامید و نرخ جریاان هریک را به تناسب تغییر دهید. توجه کنید که این مطالعه می توانست با استفاده از یک مطالعه پارامتریک نیز انجام پذیرد ولی در این مورد از کیسهای مجزا استفاده کنید چرا که نتیجه برای شبیه سازی های بعدی و بغضی شبیه سازی ها بعدا اصلاح خواهد شد.

پروفایل خط لوله می تواند مستقیما در پنجره Geometry ویرایش شود. نکات اضافی می توانند با کلبک راست بر روی اسم لوله (بعد از اینکه وضعیت جدید را وارد کردید) به آن اضافه شوند.لوله حالا می تواند با انتخاب Tools و سپس Reset Pipe Lable مجددا منظم شوندکه در این حالت لازم است وضعیت TRENDDATA را مجددا مشخص کنید. پروفایل توصیه شده برای این کیس در زیر نشان داده شده است. دقت کنید که انتقال در PIPE-5 از مقطع خط لوله به مقطع طولی رایزر امتداد می یابد( 3 مقطع 200 متری و یک مقطع 150 متری و یک مقطع 100 متری و یک مقطع نهایی 50.125 متری)

کیس ها را با چک کردن حجم کلی سیال، دبی خروجی جریان و فشار ورودی با استفاده از روند پلاتها مقایسه کنید. توصیه می شود که نحوه جریان در طول خط لوله برای هر کیس چک شود.

جايگزين هاي كاهش دهنده

تعدادی گزینه های کاهش دهنده برای جلوگیری از حرکت حلزونی شدید در رایزر مشخص شده اند. دو گزینه به شرح ذیل می باشند:

  • مسدود کردن جریان در بالای پلتفرم
  • تزریق گاز به انتهای رایزر

توصیه می شود که این تمرین ها بعنوان یک پروژه جدید انجام شوند. کیس 5Kg/S (فایلSlug5.opi ) را به این پروژه جدید اضافه کنید و دو کیس دیگر از روی آن بسازید.( به این صورت ، ابتدا File و سپس Duplicate Case و …) و فایلهای جدید را { Topsides Choke.opi} و {Gas Lift.opi} نام گذاری کنید و سپس کیس اصلی را از پروژه پاک کنید تا از ویرایش های ناخواسته جلوگیری کند.

مسدود کردن در راس

با کلیک راست کردن بر روی مسیر جریان (flowpath) بصورتی که پایین نشان داده است یک مقدار اضافه می شود.

در PIPE_7 در مقطع مرزی 2 یک دریچه با یک VALVE کلیدی تعریف کنید. قطر 0.1 متری برای آن در نطر بگیرید. ضریب تخلیه (CD) مقدار پیش فرض 0.84 را دارد. برای OPENING با مقدار 0.12 شروع کنید( برای مثال 12% مساحت سطح مقطع خورده)

دهانه والو را کاهش دهید،اندازه های 0.1 و 0.04و 0.01 را برای دهانه امتحان کنید . این حساسیت ممکن است با استفاده از مطالعه پارامتریک ایجاد شود تا این امکان بوجود آید که نتایج دهانه های مختلف با یکدیگر مقایسه شوند.

برای تثبیت جریان در 5Kg/s دهانه والو مورد نیاز چقدر است و طرف پایین این گزینه چیست؟

بالا رفتن گاز

با كيس هاي بالا رفتن گاز شروع كنيد كه قبلا ساخته ايد. يك SOURCE گاز را در پايه رايزر اضافه نماييد. لازم است بيانديشيد كه چگونه فقط گاز را در پايه ي رايزر اضافه كنيد.

نرخ بالا رفتن هاي گاز 0.2 و 0.6 و 1.2;g/s را امتحان كنيد و دماي منبع گاز را 32 درجه سانتيگراد لحاظ نمايد.

براي جلوگيري از ايجاد مشكل حركت حلزوني در نرخ 5kg/s چقدر تزريق گاز لازم است(بدون مسدود كردن)؟ در خصوص اين گزينه چه موارد ديگري مي توانند مشكل ساز باشند؟

درباره نویسنده

محمدرضا فرزان

محمدرضا فرزان

درج دیدگاه