بررسی و شبیه سازی سایش در شیر قطع و وصل جریان سیال گازی در سر چاه

گاز طبیعی هنگام استخراج همراه خود مقادیری شن و ماسه داردکه بخشی از این ناخالصی ها پس از عمل پالایش به همراه گاز به نقاط مصرف و ایستگاه های فشار روانه می شود. در این راستا یکی از مهم ترین مشکلات پیش آمده سایش ایجاد شده بر اثر جریان سریع گاز در خطوط لوله و ایستگاه ها می باشد. نازک شدن یا جدایش فیلم موجود بر روی سطح در اثر سایش ناشی از جریان سیالات منجر به خوردگی می شود. در این پژوهش به بررسی میزان و پارامترهای موثر بر ماکزیمم نرخ سایش و مقدار سایش پرداخته شده است. با توجه به آشفتگی جریان سیال از مدل کا-اومگا اس اس تی استفاده شد. فاز پیوسته گاز طبیعی انتخاب شد. جهت وارد نمودن ذرات در محاسبات از قسمت پاشش، ذرات با قطر های 20 تا 100 میکرومتر و با سرعت 20 تا 100 متر بر ثانیه و مقدار جرم ذرات با نرخ 1 تا 5 کیلوگرم در سال مورد محاسبه قرار گرفت. با توجه نتایج بدست آمده در تحلیل عددی سایش همانطور که انتظار می رود با افزایش سرعت، قطر و سرعت میزان سایش و ماکزیمم سایش افزایش پیدا می کند. مقدار ماکزیمم نرخ سایش از این جهت اهمیت دارد که نشان دهنده میزان خرابی قسمت های حساس می شود و مقدار سایش می تواند پارامتری موثر برای نشان دادن عمر قطعه باشد. بیشترینمقدار ماکزیمم نرخ سایش از بین حالت های محاسبه شده برای حالت ذرات با قطر 100 میکرومتر و سرعت 100 متر بر ثانیه و دبی جرمی، 5کیلوگرم در سال 1.9*10(-5) کیلوگرم بر مترمربع-ثانیه بدست آمد و کمترین مقدار آن برای حالت ذرات بدون سرعت اولیه و رها شده در سیال با سرعت 20 متربرثانیه با قطر 100 میکرومتر و دبی، 1 کیلوگرم در سال 4.37*10(-8) کیلوگرم بر مترمربع-ثانیه بدست آمد. از بین پارامترهای مورد بررسی اثرگذارترین پارامتر تعداد ذرات (دبی جرمی ذرات) و پس از آن سرعت ذره است. بنابراین بهترین روش برای جلوگیری از تخریب شیرآلات استفاده از فیلتراسیون برای کاهش تعداد ذرات است. اما راهکار عملی تر استفاده از فشار شکن قبل از شیر است. تا بتوان سرعت ذرات را کم کرد. همچنین استفاده از فشار شکن با توجه به ارزان تر بودن اتصالات هزینه تعمیر کمتری خواهد داشت.