Nghiên cứu phương pháp thuỷ động lực học nhằm hạn chế sự ăn mòn bên trong các đường ống thu gom và vận chuyển các sản phẩm ngập nước trong khai thác dầu khí biển

Chủ nhiệm đề tài TS. Bùi Minh Trí
Đơn vị thực hiện Viện Cơ học
Thời gian thực hiện 2006 - 2007
Tổng kinh phí 250 triệu đồng
Nội dung đề tài

Mục tiêu

  • Xác đinh các chế độ dòng chảy và điều kiện hình thành chế độ dòng chảy có đáy nước của hỗn hợp lỏng - lỏng (dạng dầu - nước) trong các đường ống (trong dải vận tốc khoảng 1 ÷ 5 m/s), và những vị trí nào có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn do tác động thuỷ động học, hoặc hệ số thuỷ động học của dòng chảy và ảnh hưởng các tham số (vận tốc dòng chảy hỗn hợp, kích thước, đường kính ống, v.v…) lên hiện tượng ăn mòn bên trong ống.
  • Đề xuất giải pháp (thuỷ động lực học) nhằm hạn chế ăn mòn bên trong các hệ thống đường ống thu gom và vận chuyển hỗn hợp dầu ngập nước.

 


Nội dung nghiên cứu

  • Tổng hợp, phân tích tài liệu trong và ngoài nước liên quan đến nghiên cứu dòng chảy 2 pha dạng lỏng - lỏng và các hiện tượng ăn mòn thuỷ động học có thể xảy ra trong ống.
  • Xây dựng (thiết kế, lắp đặt) mô hình vật lý gồm: hệ thống bể chứa, bơm tuần hoàn (cung cấp chất lỏng thí nghiệm) và 2 đến 3 đường ống vận chuyển có đường kính trong khác nhau (D=20÷50 mm, L ~ 30m),  gắn thiết bị đo đạc.
  • Tạo lập dòng chảy hỗn hợp 2 pha lỏng-lỏng có thể là dầu-nước (trong dải vận tốc giới hạn v ~ 1÷5 m/s), để từ đó xác định điều kiện (thuỷ động học) nào hình thành chế độ dòng chảy có đáy nước của hỗn hợp lỏng-lỏng.
  • Thí nghiệm đo đạc các thông số (vận tốc dòng hỗn hợp, độ nhớt chất lỏng sử dụng, tỷ lệ hỗn hợp dầu - nước, kích thước đường ống, kiểu dáng làm việc của ống, v.v..) liên quan đến các đặc tính thuỷ động lực học của dòng chảy 2 pha lỏng-lỏng dạng dầu-nước, tập trung vào chế độ dòng chảy có tạo đáy nước trong ống. Hiệu chỉnh thiết bị.
  • Thu thập, xử lý và đánh giá kết quả đo, so sánh với các kết quả nghiên cứu lý thuyết hoặc thực nghiệm khác.
  • Nghiên cứu, đề xuất tiêu chuẩn đánh giá chung (về diều kiện hình thành chế độ dòng chảy có đáy nước), đề xuất giải pháp (thuỷ động lực học) nhằm hạn chế ăn mòn bên trong các hệ thống đường ống thu gom và vận chuyển hỗn hợp dầu ngập nước..
  • Đào tạo cán bộ.
Kết quả đạt được
  • Với nội dung của đề tài là nghiên cứu các phương pháp thuỷ động lực học nhằm hạn chế sự ăn mòn bên trong các đường ống vận chuyển dầu khí, cụ thể là nghiên cứu những đặc tính thuỷ động học của dòng chảy như sự thay đổi vận tốc, lưu lượng, chế độ chảy của dòng chảy hỗn hợp, v.v… trong đường ống, ảnh hưởng của các tham số này đến sự ăn mòn (tạm gọi là ăn mòn thuỷ động) bên trong đường ống. Hay nói cách khác là nghiên cứu cấu trúc dòng chảy nào, trong hệ thống đường ống (ngang hoặc nghiêng) những vị trí nào có thể tạo nên sự lắng đọng (hoặc ngưng tụ) của nước trong hỗn hợp dầu-nước, thành phần chính hình thành nên chất lỏng có tính ăn mòn bên trong đường ống. Qua kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã đạt được, đề tài  có thể có một số nhận xét và kết luận sau:
  • Về mặt lý thuyết, trên cơ sở kết quả của một số tính toán thử nghiệm bằng cách sử dụng một số phương pháp và mô hình như:
  1. Dự báo chế độ dòng chảy sử dụng các công thức nửa thực nghiệm.
  2. Các dạng mô hình một chiều dạng phân lớp.
  3. Các dạng mô hình động lực học dòng chảy số (CFD).
  • Về mặt thực nghiệm, đây là phần công việc chính trong nội dung nghiên cứu của đề tài. Việc xác định chế độ dòng chảy, tỷ lệ phần trăm nước (thành phần chính hình thành nên chất lỏng có tính ăn mòn), vị trí lắng đọng nước có trong dòng chảy hai pha dầu nước trong ống trở nên rất quan trọng trong việc điều chỉnh chế độ chảy và chọn chế độ chảy tối ưu, nhằm hạn chế sự ăn mòn bên trong ống...

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".