Метою дисертаційної роботи є розробка нових і удосконалення існуючих методів технологічних розрахунків нафтопроводів при послідовному перекачуванні нафт різних сортів і розробка рекомендацій щодо використання даної технології на нафтопроводах України. Відповідно до мети були визначені наступні задачі досліджень: - дослідити закономірності сумішоутворення різносортних нафт при їх послідовному перекачуванні по трубопроводу, одержати аналітичні вирази для ефективного коефіцієнта дифузії і довести їх адекватність шляхом спі-вставлення результатів теоретичних та експериментальних досліджень; - дослідити вплив інтенсивності сумішоутворення різносортних нафт на комплекс технологічних параметрів їх послідовного перекачування по ма-гістральних нафтопроводах з пересіченим рельєфом і довільною геометричною структурою; - обґрунтувати вибір математичних моделей для визначення коефіцієнта гідравлічного опору, розрахункових значень фізичних властивостей різносортних нафт при їх послідовному перекачуванні по нафтопроводах; - дослідити динаміку зміни витрати і тиску в нафтопроводі у рамках стаціонарної моделі гідродинаміки послідовного перекачування нафт різних сортів; - дослідити динаміку зміни витрати і тиску в нафтопроводі у рамках нестаціонарної моделі гідродинаміки послідовного перекачування нафт різних сортів; - оцінити вплив нестаціонарності на основні режимні параметри процесу послідовного перекачування нафт і обгрунтувати сферу застосування розроблених методів технологічних розрахунків нафтопроводів. Об'єктом дослідження є магістральні нафтопроводи, на яких реалізується технологія послідовного перекачування нафт різних сортів. Предметом дослідження є дифузійні та гідродинамічні процеси в нафтопроводах при послідовному перекачуванні різносортних нафт. ЗМІСТ ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ З ПИТАНЬ ПОСЛІДОВНОГО ПЕРЕКАЧУВАННЯ РІЗНОСОРТНИХ РІДИН У ТРУБОПРОВОДІ 13 1.1. Механізм сумішоутворення і його основні моделі 16 1.2. Аналіз розрахункових формул для об'єму суміші та її реалізації 18 1.3. Аналіз математичних моделей ефективного коефіцієнта дифузії 22 1.4. Вплив неізотермічності потоку на процес сумішоутворення рідин 25 1.5. Особливості сумішоутворення у трубопроводі з ділянками різного діаметра і змінною витратою рідин 28 1.6. Аналіз робіт з використання рідинних роздільників при послідовному перекачуванні різносортних рідин 29 1.7. Аналіз досліджень гідравлічних аспектів послідовного перекачування рідин 31 РОЗДІЛ 2 РОЗРОБКА МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ ПОСЛІДОВНОГО ПЕРЕКАЧУВАННЯ, ЗАЛЕЖНИХ ВІД ІНТЕНСИВНОСТІ СУМІШОУТВОРЕННЯ РІЗНОСОРТНИХ НАФТ 37 2.1. Математичні моделі ефективного коефіцієнта дифузії при перекачуванні рідин у зоні гідравлічно гладких труб 39 2.2 Математичні моделі ефективного коефіцієнта дифузії при перекачуванні рідин у зоні змішаного тертя 47 2.3. Експериментальна перевірка адекватності математичних моделей ефективного коефіцієнта дифузії при послідовному перекачуванні різносортних нафт 54 2.3.1. Експериментальна установка 55 2.3.2. Методика проведення експериментів 58 2.3.3. Обробка результатів експериментів 60 2.3.4. Порівняння значень ефективного коефіцієнта дифузії De, отриманих за методикою, запропонованою в даній роботі, та експериментальним методом 66 2.4. Визначення кількості циклів і необхідної резервуарної ємності при послідовному перекачуванні нафт різних сортів 67 2.5. Розрахунок параметрів послідовного перекачування нафт різних сортів з рідинним роздільником 78 2.6. Розрахунок сумішоутворення нафт при їх послідовному перекачуванні на самопливних ділянках трубопроводу 83 2.7. Врахування неізотермічності при послідовному перекачуванні різносортних нафт в магістральних нафтопроводах 91 2.8. Висновки 95 РОЗДІЛ З РОЗРОБКА СТАЦІОНАРНИХ МОДЕЛЕЙ ГІДРОДИНАМІЧНОГО РОЗРАХУНКУ НАФТОПРОВОДІВ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ ПЕРЕКАЧУВАННІ НАФТ РІЗНИХ СОРТІВ 100 3.1. Експериментальні дослідження залежності густини і в'язкості нафти від температури 101 3.2. Обґрунтування вибору математичних моделей для розрахункових значень густини і в'язкості нафти в гідродинамічних моделях нафтопроводу 104 3.3. Обґрунтування вибору математичних моделей для визначення коефіцієнта гідравлічного опору 110 3.4 Стаціонарна гідродинамічна модель нафтопроводу з однією НПС при послідовному перекачуванні нафт різних сортів 123 3.5 Стаціонарна гідродинамічна модель нафтопроводу з довільною кількістю НПС при послідовному перекачуванні нафт різних сортів 131 3.6 Результати дослідження впливу низки факторів на пропускну здатність нафтопроводу при послідовному перекачуванні нафт різних сортів 139 3.7. Висновки 152 РОЗДІЛ 4 РОЗРОБКА НЕСТАЦІОНАРНОЇ МОДЕЛІ ГІДРОДИНАМІЧНОГО РЕЖИМУ РОБОТИ НАФТОПРОВОДІВ ПРИ ПОСЛІДОВНОМУ ПЕРЕКАЧУВАННІ НАФТ РІЗНИХ СОРТІВ 155 4.1 Методика розрахунку пропускної здатності нафтопроводу при неусталеному режимі послідовного перекачування різносортних нафт 156 4.2 Числова реалізація методу характеристик 159 4.3 Дослідження сфери використання різних методів гідравлічного розрахунку нафтопроводу при послідовному перекачуванні різносортних нафт 165 4.4. Висновки 179 ВИСНОВКИ 181 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 183 ДОДАТКИ 195