Холодильна техніка та технологія, 58 (1), 2022
_______________________________________________________________________________________________________________
31
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ
УДК 532.7+532.516.5
Сучасні методи моделювання багатофазних течій у трубопроводах
нафтогазової галузі
Е. І. Альтман
1
, Н. В. Волгушева
2
, І. Л. Бошкова
3
, М. М. Кологривов
4
, А. В. Арику
5
1-5
Одеська національна академія харчових технологій, вул. Канатна, 112, Одеса, 65039, Україна
e-mail:
3
boshkova.irina@gmail.com
ORCID:
1
http://orcid.org/0000-0002-8934-2036;
2
http://orcid.org/0000- 0002-9984-6502;
3
http://orcid.org/0000-
0001-5989-9223;
4
http://orcid.org/0000-0003-1959-8615;
5
http://orcid.org/0000-0002-4043-7667
Розглядаються питання надійного опису транспортування багатофазних вуглеводневих систем.
Встановлено, що основними причинами, що ускладнюють експлуатацію трубопроводів і знижу-
ють їх продуктивність та ефективність, є висока відносна швидкість газової фази, утворення
гідрофобних водонафтових емульсій, формування відкладень на стінках трубопроводів. Вивча-
ються методи аналітичних уявлень багатофазних течій у трубах при видобутку та транспорту-
ванні вуглеводнів. Встановлено, що в нафтогазовій промисловості при вивченні багатофазних те-
чій у трубі найбільшого поширення набули два підходи: багаторідинна модель і модель дрейфу. З
точки зору фундаментальних досліджень, цікавить питання про зв'язок між багаторідинною мо-
деллю і спрощеною моделлю дрейфу, і про межі застосування останньої. Вивчено модель дрейфу
для нестаціонарних газорідинних течій у довгих трубопроводах, наведено результати розв'язання
задач про гідравлічний транспорт твердої фази в трубах, а також представлений висновок аси-
мптотичних рівнянь моделі дрейфу для течії розрідженої газорідинної дисперсної суміші в круглій
трубі. Представлені припущення, прийняті при виведенні асимптотичних рівнянь багатофазної
течії в трубі та обґрунтування застосування моделі дрейфу. Наведено рішення для профілю та
швидкості дрейфу та проведено їх аналіз. На основі представлених у фахових виданнях даних вка-
зується, що найбільш сильний вплив на результати вносить зміна амплітуди швидкості дрейфу у
висхідних ділянках течії. Вивчення методів аналітичних досліджень має практичну значущість,
зумовлену широким спектром додатків одновимірних моделей багатофазних течій у свердловинах
та довгих трубопроводах. Визначено, що в даний час перевагу в дослідженнях має модель дрейфу,
яка широко впроваджена в комерційні симулятори багатофазних течій для нафтогазових додат-
ків та в узагальненому вигляді може бути використана для розвитку та покращення цих програ-
мних продуктів.
Ключові слова: Транспортування рідин; Свердловини; Трубопроводи; Модель дрейфу; Двофазні
течії; Амплітуда швидкості
doi: https://doi.org/10.15673/ret.v58i1.2310
__________________________________________________________________
© The Author(s) 2022. This article is an open access publication
This work is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY)
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
__________________________________________________________________
1. Вступ
Інтерес до моделювання багатофазних течій у
трубах обумовлений індустріальними додатками,
зокрема, необхідністю транспортування рідин та
газів у нафтових та газових свердловинах та
трубопроводах. Зацікавленість у моделюванні
обумовлена особливостями видобутку та транс-