tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2020-4-77-87tumnig-859Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMТеоретический расчет объемного расхода углеводородной жидкости по степенному и логарифмическому выражениямCalculation of the rate of bulk fluid flow by exponential and logarithmic expressionsМанжайВ. Н.ManzhaiV. N.

Манжай Владимир Николаевич, доктор химических наук, старший научный сотрудник

Томск 

Vladimir N. Manzhai, Doctor of Chemistry, Senior Researcher

Tomsk

mang@ipc.tsc.ruМилькеА. А.MilkeA. A.

Мильке Александр Андреевич, аспирант кафедры геологии и разработки нефтяных месторождений, Томский политехнический университет, сотрудник компании ООО «Газпромнефть-Восток»

Томск 

Aleksandr A. Milke, Postgraduate at the Department of Geology and Oil Field Development, Tomsk Polytechnic University, Employee of "Gazpromneft-Vostok" LLC

Tomsk

ЗубаревД. А.ZubarevD. A.

Зубарев Даниил Андреевич, студент кафедры высокомолекулярных соединений и нефтехимии

Томск

Daniil A. Zubarev, Student at the Department of Macromolecular Compounds and Petrochemistry

Tomsk

Институт химии нефти СО РАНРоссияInstitute of Petroleum Chemistry of Siberian Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationТомский политехнический университетРоссияTomsk Polytechnic UniversityRussian FederationТомский государственный университетРоссияTomsk State UniversityRussian Federation202004092020047787Copyright © Манжай В.Н., Мильке А.А., Зубарев Д.А., 20202020Манжай В.Н., Мильке А.А., Зубарев Д.А.Manzhai V.N., Milke A.A., Zubarev D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/859

Предложена новая формула для расчета объемного расхода потока жидкости в соответствии с гидродинамическими параметрами течения и физико-химическими характеристиками перекачиваемой жидкости. Формула была получена на основе модельного представления о потоке жидкости как непрерывной последовательности деформаций — поворотов фрагментов жидкости под действием напряжения сдвига. Лабораторное тестирование зависимости объемной скорости течения от гидродинамических параметров течения и физико-химических свойств жидкостей проведено на турбулентном реометре и в качестве рабочих жидкостей использованы этиловый спирт и бензин. Степенная и логарифмическая зависимости объемной скорости также проверялись с использованием реальных данных эксплуатации промышленных трубопроводов. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с расчетными данными.

A formula is presented to calculate the rate of bulk fluid flow in accord with hydrodynamic flow parameters and physical-chemical characteristics of pumping fluids. The formula was derived based on a model knowledge of fluid flow as a continuous sequence of strains — rotations of fluid fragments by the action of shear stress. Laboratory testing of volumetric flow rate depending on the hydrodynamic flow parameters and physical-chemical properties of liquids performed on a turbulent rheometer and as working fluids used ethanol and gasoline. The power and logarithmic dependences of the volume velocity were also checked using real data from the operation of oilfield pipelines. The results obtained satisfactory agree with the calculated data.

нефтьнефтепродуктыцилиндрический каналчисло Рейнольдсаламинарный и турбулентный режимывязкостьoilpetroleum productcylindrical conduitReynolds numberlaminar and turbulent flowsviscosityReferencesТетельмин, В. В. Нефтегазовое дело : полный курс / В. В. Тетельмин, В. А. Язев. – Москва : Интеллект, 2009. – 799 с. – (Нефтегазовая инженерия). – Текст : непосредственный.Tetel'min, V. V. & Yazev, V. A. (2009). Neftegazovoe delo: polnyy kurs. Moscow, Intellekt Publ., 799 p. (In Russian).Трубопроводный транспорт нефти и газа : учебник для вузов / Р. А. Алиев, В. Д. Белоусов, А. Г. Немудров [и др.]. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1988. – 368 с. – Текст : непосредственный.Aliev, R. A., Belousov, V. D., Nemudrov, A. G., Yufin, V. A., & Yakovlev, E. I. (1988). Truboprovodnyj transport nefti i gaza. 2nd edition, revised and advanced. Moscow, Nedra Publ., 368 p. (In Russian).Развитие мировой системы нефтепроводного транспорта / Р. Н. Бахтизин, Б. Н. Мастобаев, А. Е. Сощенко, О. А. Макаренко. – Текст : непосредственный // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – Т. 9, № 1. – C. 107–117.Bakhtizin, R. N, Mastobaev, B. N, Soshchenko, A. E., & Makarenko, O. A. (2019). Development of the global oil pipeline transportation system. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation, 9(1), рр. 107-117. (In Russian).Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа : учебник / Л. Г. Лойцянский. – 5-е изд., перераб. – Москва : Наука, 1978. – 736 с. – Текст : непосредственный.Lojtsyanskij, L. G. (1978). Mekhanika zhidkosti i gaza. 5th edition, revised. Moscow, Nauka Publ., 736 p. (In Russian).Штеренлихт, Д. В. Гидравлика : учебник / Д. В. Штеренлихт. – Москва : Энергоатомиздат, 1984. – 639 с. – Текст : непосредственный.Shterenlikht, D. V. (1984). Gidravlika. Moscow, Energoatomizdat Publ., 639 p. (In Russian).Фукс, Г. И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов / Г. И. Фукс. – Москва– Ижевск : Институт компьютерных исследований, 2003. – 328 с. – Текст : непосредственный.Fuks, G. I. (2003). Vyazkost' i plastichnost' nefteproduktov. Moscow - Izhevsk, Institut komp'yuternykh issledovanij Publ., 328 p. (In Russian).Рабинович, Е. З. Гидравлика : учебное пособие / Е. З. Рабинович. – Москва : Недра, 1980. – 278 с. – Текст : непосредственный.Rabinovich, E. Z. (1980). Gidravlika. Moscow, Nedra Publ., 278 p. (In Russian).Нанотехнологии для снижения гидравлического сопротивления трубопроводов / Р. Н. Бахтизин, М. М. Гареев, Ю. В. Лисин [и др.]; Министерство образования и науки Российской Федерации, Уфимский государственный нефтяной технический университет, Институт дополнительного профессионального образования. – СанктПетербург : Недра, 2018. – 347 с. – Текст: непосредственный.Bakhtizin, R. N., Gareev, M. M., Lisin, Yu. V., Manzhay, V. N., Mastobaev, B. N., Nesyn, V. G., & Sunagatullin, R. Z. (2018). Nanotekhnologii dlya snizheniya gidravlicheskogo soprotivleniya truboprovodov. St. Petersburg, Nedra Publ., 347 p. (In Russian).A method for monitoring polymer reactions in very dilute solutions / A. Ya. Malkin, G. V. Nesyn, A. V. Ilyusnikov, V. N. Manzhai. – DOI 10.1016/S0377-0257(00)00225-1. – Текст : непосредственный // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. – 2001. – Vol. 97, Issue 2–3. – P. 195–206.Маlkin, А. Ya., Nеsyn, G. V., Ilyusnikov, А. V., & Manzhai, V. N. (2001). A method for monitoring polymer reactions in very dilute solutions. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 97(2-3), рр. 195-206. (In English). DOI: 10.1016/S0377-0257(00)00225-1Drag reduction in transportation of hydrocarbon liquids: From fundamentals to engineering applications / G. V. Nesyn, R. Z. Sunagatullin, V. P. Shibaev, A. Ya. Malkin. – DOI 10.1016/j.petrol.2017.10.092. – Текст : непосредственный // Journal of Petroleum Science and Engineering. – 2018. – Vol. 161. – P. 715–725.Nesyn, G. V., Sunagatullin, R. Z., Shibaev, V. P., & Malkin, A. Ya. (2018). Drag reduction in transportation of hydrocarbon liquids: From fundamentals to engineering applications. Journal of Petroleum Science and Engineering, 161, рр. 715-725. (In English). DOI: 10.1016/j.petrol.2017.10.092Манжай, В. Н. Турбулентное течение нефти, нефтепродуктов и сжиженного природного газа с полимерными добавками / В. Н. Манжай. – DOI 10.28999/2541-9595-2019-9-1-92-97. – Текст: непосредственный // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – Т. 9, № 1. – C. 92–97.Manzhai, V. N. (2019).Turbulent flow of oil, oil products and liquefied natural gas with polymer additives. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation, 9(1), рр. 92-97. (In English). DOI: 10.28999/2541-9595-2019-9-1-92-97Physico-chemical concept of drag reduction nature in dilute polymer solutions (the Toms effect) / Manzhai V. N., Nasibullina Yu. R., Kuchevskaya A. S., Filimoshkin A. G. – DOI 10.1016/j.cep.2014.04.003. – Текст : непосредственный // Chemical Engineering and Processing : Process Intensification. – 2014. – Vol. 80. – P. 38–42.Manzhai, V. N., Nasibullina, Yu. R., Kuchevskaya, A. S., & Filimoshkin, A. G. (2014). Physico-chemical concept of drag reduction nature in dilute polymer solutions (the Toms effect). Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 80, pp. 38-42. (In English).Манжай, В. Н. Объемный расход ньютоновской жидкости при турбулентном течении в цилиндрическом канале / В. Н. Манжай, А. В. Илюшников. – Текст : непосредственный // Инженерно-физический журнал. – 2008. – Т.81, № 5. – С. 856–859.Manzhai, V. N., & Ilyushikov, A. V. (2008). Volumetric rate of a turbulent newtonian fluid flow in a cylindrical channel. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 81(5), рр. 893-896. (In English).Гареев, М. М. Результаты введения в поток нефти присадки для снижения сопротивления / М. М. Гареев, Г. В. Несын, В. Н. Манжай. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 1992. – № 10. – С. 30–31.Gareev, M. M., Nesyn, G. V., & Manzhai, V. N. (1992). Rezul'taty vvedeniya v potok nefti prisadki dlya snizheniya soprotivleniya. Oil industry, (10), рр. 30-31. (In Russian).Лабораторные исследования и промышленные испытания полимерной добавки для снижения энергетических затрат на магистральном нефтепроводе / В. Н. Манжай, А. В. Илюшников, М. М. Гареев, Г. В. Несын. – Текст : непосредственный // Инженерно-физический журнал. – 1993. – Т. 65, № 5. – С. 515–517.Manzhai, V. N., Ilyushnikov, A. V., Gareev, M. M., & Nesyn, G. V. (1993). Laboratory studies and commercial tests of a polymeric agent for reduction of the power consumption on an oil pipeline. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 65(5), pp. 1041-1043. (In English).Кутуков, С. Е. Повышение эффективности последовательной перекачки оптимизацией компонентного состава смеси нефтей / С. Е. Кутуков, С. Г. Бажайкин, А. И. Гольянов. – DOI 10.24887/0028-2448-2018-1-88-91. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 1. – С. 88–91.Kutukov, S. E., Bazhaykin, S. G., & Golianov, A. I. (2018). Improving the efficiency of batching by optimization of the oil mixture composition. Oil industry, (1), рр. 88-91. (In Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2018-1-88-91Burger, E. D. Flow Increase in the Trans Alaska Pipeline Through Use of a Polymeric Drag-Reducing Additive Munk / E. D. Burger, W. R. Munk, H. A. Wahl. – DOI 10.2118/9419-pa. – Текст : непосредственный // Journal of Petroleum Technology. – 1982. – Vol. 34, Issue 2. – P. 377–386.Burger, E. D., Munk, W. R. & Wahl, H. A. (1982). Flow Increase in the Trans Alaska Pipeline Through Use of a Polymeric Drag-Reducing Additive. Journal of Petroleum Technology, 34(2), рp. 377-386. (In English). DOI: 10.2118/9419-paПрактика увеличения объемов транспортировки нефтепродуктов магистральными трубопроводами / Я. М. Фридлянд, М. Н. Казанцев, Ф. В. Тимофеев, С. Н. Замалаев. – DOI 10.24887/0028-2448-2018-4-100-103. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2018. – № 4. – С. 100–103.Fridlyand, Ya. M., Kazantsev, M. N., Timofeev, F. V., & Zamalaev, S. N. (2018). The practice of increasing the volume of the transportation of oil products by major pipeline transport. Oil industry, (4), рр. 100-103. (In Russian). DOI: 10.24887/0028-2448-2018-4-100-103

The authors declare that there are no conflicts of interest present.