صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

صنایع نفت، گاز و پتروشیمی یکی از صنایع حیاتی و مهم در جهان به حساب می آید. هزینه های تحمیلی به این صنعت در فرآیندهای اکتشاف و استخراج بسیار زیاد و قابل توجه است. با بکار بردن شبیه سازی عددی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می توان هزینه ها را بسیار کاهش داد. استفاده از حل خطی و غیر خطی و روشهای صریح و ضمنی، آنالیزهای مولتی فیزیک شامل دمایی، دما-تنش و غیره و همچنین تحلیل بارگذاری های مختلف مانند موج، شناوری، جریان و نیروی باد در فرآیندهای شبیه سازی در صنعت نفت و گاز بسیار پراهمیت است.

در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی مواد مختلفی از جمله لاستیک، پلاستیک، فلزات، معدنی، کامپوزیت و غیره کاربرد های فراوانی دارند که شبیه سازی و تحلیل این مواد نیاز به تبحر و تجربه زیادی دارد.

برخی از تحلیل هایی که در این صنعت میتوان برای بهبود عملکردها و کاهش هزینه ها انجام داد در ادامه بیان می گردند.

1 تحلیل بستر زمین

با تحلیل بستر زمین میتوان برآورد تولیدات هیدروکربن را بهبود بخشید و از شکست های احتمالی ناشی خوردگی چاه جلوگیری کرد. در این زمینه میتوان کوپل خوردگی-جابه جایی، خواص عناصر موجود در خاک، پیش بینی آسیب و شکست و موارد دیگر را بررسی کرد.

2 بررسی شکست هیدرولیکی

با بررسی شکست هیدرولیک میتوان ارزیابی دقیقی از میزان شکست هیدرولیکی داشت و از تکنولوژی های مناسبی جهت مقابله با آن استفاده نمود. مدل سازی سطح شکست، جریان های مماسی و عمودی، کوپل خوردگی-جابه جایی از جمله تحلیل هایی است که می توان در این زمینه استفاده نمود.

3 تحلیل پوشش های بکار رفته

پوشش مناسب تانکها که تحت تاثیر نیروهای مختلف دینامیکی و حرارتی قرار می گیرند نیازمند آنالیز و تحلیل حرارتی، تعریف مدل های مواد فلزی و معدنی و حل کوپل خوردگی-جابه جایی به عنوان نمونه می باشد. کاهش شکست پوشش ها مخصوصا در عملیات های تزریق تناوبی بخار (CSS)، ریزش ثقلی به کمک بخار (SAGD) و سایر روشهای استخراج حرارتی از مزایای تحلیل پوشش ها می باشد.

4 تولید شن و کنترل آن در مخازن

یکی از مواردی که در صنعت نفت بسیار مورد توجه است تولید شن و ماسه هنگام استخراج است. از مشکلاتی که تولید شن به همراه دارد می توان به 1- فرسایش تجهیزات مانند لوله ها ، پمپ ها ، شیرها و… 2- مسدود کردن تجهیزات سطحی و درون چاهی مثل لوله ها 3- نیاز به نیروی کار بیشتر جهت تعویض و تعمیر وسایل و تمیز کردن چاه 4- کاهش تراوایی سازند و در پی آن کاهش راندمان بازیافت مخزن اشاره نمود. با تحلیل و برآورد فرسایش و تولید شن و ماسه می توان تکنیک های کنترل شن و ماسه را با اعتماد به نفس بیشتری تعیین کرد. همچنین با طراحی و تحلیل روشهای کنترل شن و ماسه می توان به طراحی ESS های پیشرفته و جدید در هزینه ها صرفه جویی قابل توجهی انجام داد.

5 پیچ خوردگی لوله ها

با این شبیه سازی می توان از پیچ خوردگی احتمالی لوله ها جلوگیری کرد و یا مکان پیچ خوردگی را پیش بینی کرد. این فرایند نیاز به مدل سازی واقعی هندسه چاه و کوپلینگ لوله دارد که خود نیازمند استفاده از حل های غیر خطی، مانند اصطکاک و تماس است.

6 مدل سازی سازه های دریایی

سازه های مختلف دریایی تحت بارهای مختلفی قرار می گیرند که می توان به بارهای ناشی از موج و باد اشاره کرد. برای شبیه سازی این سازه ها از حل های صریح و ضمنی استفاده می شود تا به نتایجی مانند بهبود قدرت، ثبات و ایمنی در شرایط بارگذاری مختلف، از جمله بارهای ناگهانی دست یابیم. طراحی انواع سکوهای نفتی در این شرکت پذیرفته می شود.

7 تحلیل تنش لوله های کامپوزیتی

لوله های کامپوزیتی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بسیار پرکاربرد هستند. بررسی حالت های شکست و پیشرفت شکست در خطوط لوله کامپوزیتی تحت بارگذاریهای مختلف بسیار مورد اهمیت است. با شبیه سازی این لوله ها می توان به یک لوله کامپوزیتی که بتواند فشارهای هیدرواستاتیک خارجی بالاتر ، فشارهای داخلی بیشتر ناشی از فشار چاه و درجه حرارت بالا ناشی از عمق بیشتر را تحمل کند دست یافت. نرم افزار معروف سزار (CAESAR II) نقش مهمی در تحلیل تنش لوله های کامپوزیتی دارد.

8 مدیریت حرارت

طراحی راه حل های مناسب برای خنک کردن آمبلیکال ها و توسعه عایق برای حفظ جریان خط لوله در شرایط عملیاتی و خرابی های ناگهانی از مزایای شبیه سازی حرارتی در صنعت نفت و گاز می باشد. از تحلیل هایی که در این راستا می توان انجام داد تحلیل FSI در سازه، تحلیل انتقال حرارت تشعشعی و تحلیل های تماس و… می باشد.

9 تحلیل اتصالات رزوه ای

تحلیل مکانیسم خرابی اتصالات رزوه ای می تواند به تولید اتصالاتی برای تحمل فشار های بیشتر در صنعت نفت و گاز منجر شود.

10 آب بندی با تجهیزات لاستیکی

شبیه سازی و تحلیل آب بندهای لاستیکی شفت ها با استفاده از حل های دینامیکی و استاتیکی و تحلیل های غیر خطی می تواند به بهبود عملکرد این تجهیزات و آب بندی بهتر منجر شود.