وبلاگ

امروزه صنعت نفت و گاز در جهان یکی از مهمترین و حیاتی ترین صنایع موجود می باشد. در کشور ما نیز به لحاظ منابع عظیم زیرزمینی نفت و گاز، حجم عظیمی از منابع درآمدی کشور از این راه تأمین می شود. لذا گسترده ترین مراکز صنعتی کشور در این زمینه است. حفاری چاه ها، مراکز بهره برداری، خطوط انتقال، ایستگاه های تقویت و تقلیل فشار، صنایع پتروشیمی و… را می توان در این زمینه نامبرد که بدون شک این صنایع در جهان جزو بزرگترین مراکز فنی و مهندسی هر کشوری می باشند.
پس از اینکه چاه های نفت و گاز حفر گردیدند وملزومات بهره برداری بر روی آنها نصب شد باید برای انتقال به مراکز پالایشی، صنعتی و مصرفی از خطوط لوله[1] استفاده شود. خطوط لوله به عنوان شاهرگ اصلی انتقال انرژی در جهان به شمار می آیند. پس از اینکه خط لوله ای نصب و به بهره برداری رسید، عوامل گوناگونی از جمله خوردگی[2]، خرابی لوله و گرفتگی خط، تعمیر خط لوله را ضروری می سازد. در هنگام نگهداری خط و حفاظت از آن در برابر عوامل مخرب از وسایل مختلفی برای جلوگیری و یا به تعویق انداختن خرابی لوله ها استفاده می شود، یکی از پر کاربردترین این وسایل پیگ[3] می باشد. پیگ ها، ابزارهایی هستند كه داخل خط لوله توسط جریان سیال اعم از نفت، گاز، آب و… حركت می كنند. معمولا برای از بین بردن مواد ته نشین شده كه موجب مسدود شدن یا كند شدن جریان در خط لوله می شوند و یا شناسایی نقاط آسیب دیده، تركها و خوردگی ها در خطوط لوله از این وسیله بازرسی استفاده می شود.

فصل اول
کلیات
 
1-1 بیان مساله
پیگ وسیله ای است که به شکل های مختلف و بسته به نیاز ساخته می شود. به منظور استفاده از آن، آن را در ابتدای خط قرار داده و به وسیله فشار سیال پشت آن به جلو می رانند و در انتها از خط خارج می کنند. از پیگ ها برای بالا بردن مقدار جریان عبوری از خط لوله استفاده می شود. هرگونه کاهش در ابعاد داخلی خط لوله باعث کاستن از میزان جریان عبوری از آن می شود. عملا نمی توان از یک خط انتظار بازده 100% را داشت. اصطکاک و سایر عوامل فیزیکی باعث کاستن از میزان جریان سیال درون لوله می شوند. گرد و غبار همراه با گاز، پارافین ها، آب، سیالات چند فازی و شن و ماسه درون چاه که به همراه نفت و گاز خارج می شود باعث بروز مشکلاتی در امر انتقال می گردند. در تمام حالات گفته شده، آلودگی های همراه با مواد استحصالی باعث افزایش مقاومت در مقابل عبور جریان شده و راندمان خط را کاهش می دهند، در نتیجه هزینه انتقال افزایش می یابد.
به عمل استفاده از پیگ در داخل لوله، پیگ رانی گفته می شود. پیگ های اولیه برای تمیز کردن لوله به عنوان روشی کم هزینه وسریع مورد استفاده قرار می گرفته اند؛ ودر حال حاضر نیز پیگ رانی معمولی (برای تمیزکاری) استفاده ی فراوانی دارد. پیگ رانی هوشمند[4] نیز وظایفی از قبیل نظارت بر بدنه لوله وضبط اطلاعات هندسی لوله را نیز به عهده دارد. اندازه گیری میزان جریان عبوری از خط و مشاهده کاهش زیاد در جریان عبوری نشان می دهد که زمان آن فرا رسیده که خط موردتوجه قرار گیرد. تمیز کردن دوره ای به وسیله پیگ راهی است که ازخورده شدن لوله توسط مواد خورنده همراه با سیال جلوگیری می کند.
 
در این پایان نامه به بررسی حرکت یک جسم استوانه ای درون لوله به عنوان مدل ساده شده ای از یک پیگ، تحلیل دینامیکی[5] آن و مقایسه محاسبات هندسی ونرم افزاری با نتایج تحلیلی و تجربی یک پیگ واقعی پرداخته می شود. از آنجا که بررسی حرکت جسم جامد درون لوله به پارامترهای گوناگونی بستگی دارد بدست آوردن فرمولی جامع که این پارمترها را به هم مرتبط سازد عملا غیرممکن است به همین دلیل ساده سازی هایی در هنگام بدست آوردن وحل معادلات حاکم بر جریان صورت می پذیرد. جواب های بدست آمده باید با نتایج آزمایشگاهی و نیمه تجربی مقایسه شود تا از میزان دقت آنها اطلاع حاصل گردد. امروزه حل عددی و نرم افزارهای کامپیوتری کمک فراوانی به این امر نموده اند.
[1] -pipelines
[2] -corrosion
[3] -pig (pipeline inspection gauge)
[4] -intelligent piging
[5] -dynamic analysis