• آموزش, انرژی, خدمات, دریایی, نفت و گاز

تحلیل جریان و تنش خطوط لوله

تماس مستقیم

تحلیل جریان و تنش خطوط لوله: همواره یکی از سوالاتی که برای مهندسان مشاور و طراح وجود دارد این است که برای تحلیل تنش و جریان خطوط لوله کامپوزیتی و فلزی از کدام نرم‌افزار استفاده شود بهتر است؟ آیا باید از نرم‌افزار‌های تخصصی CFD و FEA استفاده شود؟ آیا نرم‌افزار‌های تخصصی خطوط لوله دقت کافی برای طراحی و آنالیز را دارد؟

آیا امکان تحلیل جریان و تنش خطوط چندین هزار کیلومتری با نرم‌افزارهایی مثل ABAQUS و ANSYS Fluent وجود دارد؟ آیا در روند شبیه‌سازی نیاز به کدنویسی می‌شود؟ اینها معمولا سوالات رایجی است که در مرحله طراحی و آنالیز خطوط لوله به ذهن مهندس طراح و شبیه‌ساز می‌رسد.

طراحی خطوط لوله شرکت طراحی مهندسی بنوموسی

در این مطلب با 3 مورد از مهمترین و تخصصی‌ترین نرم‌افزارهای طراحی و محاسبات خطوط لوله آشنا می‌شویم. این نرم‌افزارها برای تحلیل جریان درون خطوط لوله و تحلیل تنش کاربرد گسترده‌ای در صنایع نفت و گاز دارند و برای تحلیل خطوط لوله چندین کیلومتری استفاده می‌شوند.

1- شبیه ساز دینامیکی جریان دوفازی OLGA

نرم­افزار OLGA توسط شركت Statoil  جهت مدل­سازی جريان چندفازي توسعه داده شد. این نرم‌افزار به منظور شبیه­‌سازی خطوط لوله دریایی، زیرزمینی، چاه‌های نفت و گاز درحالت دوفازی استفاده می­گردد. رفتار به صورت وابسته به زمان یا جریان گذرا شبیه‌سازی می­ شود.

همچنین محاسبات و مدل‌سازی Steady State نیز به منظور بررسی چالش‌ها و مشکلات جریان انجام می‌شود.

کاربرد نرم افزار OLGA

• محاسبات مربوط به انتقال حرارت در طی انتقال سیال، افت جریان در اثر وجود تجهیز (پمپ، کمپرسور، مبدل و …)
• محاسبه میزان خوردگی در خطوط لوله
• مدل سازی  Slug ناشی از جریان دوفازی
• شبیه سازی دینامیکی جریان سیالات در خطوط لوله ها
• محاسبه پارامترهای جریان مانند افت فشار، دبی جریان فازهای مختلف را در هر نقطه از خط لوله
• ارزیابی خطر محیط زیست در محیط‌های پیچیده حفاری در آب‌های عمیق

ویژگی ­های نرم افزار OLGA

• توسعه تکنولوژی انتقال نفت و گاز از چاه تا مصرف‌کننده با بالاترین ضریب اطمینان و بیشترین راندمان
• کمک به شرکت‌های نفت و گازی که با کمترین هزینه بالاترین راندمان را داشته باشند
• مدیریت اسلاگ‌ها و جلوگیری از به وجود آمدن آنها
• پیشنهاد بهترین حالت انتقال نفت و گاز که نشان دهد کدام فاز جریان مورد نیاز است تا بالاترین راندمان را داشته باشیم به عنوان نمونه انتقال از چاه با چه فازی از جریان صورت گیرد تا بالاترین راندمان را بدهد
• جلوگیری از خوردگی خطوط لوله
• پیش بینی تأثیرات تغییرات دما در طول فرآیندهای خاموش کردن و راه‌اندازی

2-نرم افزار شبیه‌سازی جریان PIPESIM

نرم‌افزار PIPESIM برای مدل‌سازی جریان‌های چند فازی که شرکت‌های متوسط ​​و بزرگ در صنعت نفت و گاز از آن برای درک رفتار مایعات در سیستم‌های خود استفاده می‌کنند.

طراحی مطمئن چاه‌ها و خطوط لوله به گونه‌ای است که مایعات تولید شده به صورت امن و مقرون به ­صرفه به تسهیلات فرآیندی برسد. مبنای مدل‌سازی صحیح سیستم­‌های تولید برمبنای سه حوزه اصلی علمی مدل­سازی جریان چند فازی، مدل‌سازی خصوصیات مایع و مدل سازی انتخاب گرما است.

تماس مستقیم

ویژگی های نرم‌افزار شبیه‌سازی جریان PIPESIM

• اطمینان از انتقالات امن و سودمند مایعات
• تعیین فشار ابتدای خط به ازای یک دبی مشخص
• تعیین دمای سیال خروجی از خط
• شبیه‌سازی ستون چاه تولیدی نفت و گاز
• سایز کردن Tubing درون چاهی
• مشخص کردن سرعت خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز و ستون چاه
• مدلسازی شبکه خطوط لوله
• شبیه‌سازی GAS LIFT در ستون چاه
• مشخص کردن نقطه عملکرد چاه و تعیین فشار کف چاهی
• تعیین Inflow Performance Relationship

3- نرم‌­افزار تحلیل تنش پایپینگ Caesar II

نرم‌افزار CAESAR II محصول شرکت آمریکایی Intergraph برای طراحی و تحلیل  تنش در سیستم‌های لوله‌کشی  (Piping)  طراحی شده است. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان تحلیل‌های دقیق و سریع سیستم‏‌های لوله‌‏کشی را با درنظر گرفتن وزن، فشار، حرارت، اثر زلزله و دیگر بارهای دینامیکی و استاتیکی انجام داد.

این نرم‌افزار دارای امکانات مدل‌سازی کاملی است و کاربران قادر خواهد بود با مواد مختلف و اندازه‌ها و شرایط متفاوت مدل‌سازی خود را انجام دهند. این نرم‌افزار امکان تحلیل در شرایط گوناگون و بر اساس استانداردهای بین‌المللی را فراهم می‌کند. نرم افزار CAESAR II قابلیت تحلیل استاتیکی و دینامیکی سیستم لوله‌کشی را داراست. این نرم‌افزار چهار نوع تحلیل مختلف از جمله: محاسبات فرکانس طبیعی سیستم لوله‌کشی، تحلیل هارمونیک، تحلیل طیف پاسخ و تحلیل وابسته به زمان را برای کاربران ارائه می‌دهد.

تماس مستقیم

ویژگی­های نرم افزار سزار ( Caesar II)

• اصلاح لوله‌کشی‌های دریایی و ساحلی
• دارای امکانات پیشرفته‌ی مدل‌سازی و ارائه‌ی تنظیمات مختلف در وضعیت‌های متفاوت دما و فشار
• انجام انواع تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی سیستم‌های مختلف لوله‌کشی
• بررسی و تحلیل اثرات بارهای حرارتی، باد، زلزله و… بر سیستم‌های Piping
• دارای پایگاه داده‌ی وسیع از مواد و ابزارها (قابل استفاده برای تحلیل لوله های کامپوزیتی)
• هماهنگی با نرم‌افزار CADWOR X و ایجاد ارتباط بین طراحی مهندسی با تحلیل مهندسی
• عیب ­یابی و گزارش‌گیری دقیق عملیات تحلیل
• نمایش نتایج تحلیل‌ها به‌صورت گرافیکی و انیمیشن
• پشتیبانی برای شرایط خزش در لوله کشی بر اساس EN-13480

در پایان این نکته فراموش نشود که تحلیل جریان و تنش خطوط لوله با طول چند هزار کیلومتری با استفاده از نرم افزارهایی مثل ANSYS FLUENT و ABAQUS توجیه ندارد و باید از نرم افزارهای نامبرده در بالا استفاده شود.

جهت ارتباط با مشاور ما در این زمینه می توانید با روش های ارتباطی موجود در سایت ارتباط بگیرید. خدمات ما در حوزه طراحی خطوط لوله را اینجا ببینید.