مریم آسمانی - کارشناسی ارشد مهندسی شیمی
فریدون اسماعیل زاده - استاد مهندسی شیمی
داریوش مولا - استادیار مهندسی شیمی

بهترین راه انتقال نفت و گاز از طریق خطوط لوله است. پس از مدتی لوله ها راندمان اصلی خود را از دست می دهند. یک قسمت از عملیات مربوط به نگهداری خطوط لوله نفت و گاز، توپک رانی آنهاست. در توپک رانی محتویات خط لوله با توپک، به جلو رانده می شود. پیشران توپک، گاز یا مایع است . گاز می تواند هوای کمپرس شده باشد و ماعی می تواند آب، مواد تمیز کننده یا موادی که در حین عملیات بهره برداری در خطوط لوله جریان دارد، باشد. با انجام توپک رانی، صاف بودن جداره ها افزایش می یابد، قطر درونی مناسب شده و راندمان لوله افزایش خواهد یافت. هدف از توپک رانی تمیز کردن رسوبات مثل لایه های واکس، خارج کردن مایعات، اندازه گیری قطر درونی خط لوله، پوشش دادن جداره لوله با مواد ضد خورنده و بازدید درونی خط لوله، انجام می شود. سرعت مناسب در خط لوله بسیار مهم است. در خطوط لوله گاز سرعت بهینه بین 2 تا 7 متر بر ثانیه است (Cordell and Vanzout, 1999) . بنابراین پیشگیری سرعت مناسب قبل از این که توپک در خطوط لوله حرکت کند مهم می باشد. در این مقاله بامدلسازی حرکت توپک در حالت ناپایدار در خط لوله، شرایط بهینه جهت عملیات توپک رانی (دبی سیال پیشران و سرعت توپک) و مدت زمانی که توپک به انتهای خط می رسد، مشخص می شود. مشخص شدن زمان رسیدن توپک به اپراتور کمک می کند تا چند دقیقه ای قبل از رسیدن توپک، فشار جلو توپک را با بستن شیری بالا برده تا از سرعت توپک بکاهد و در رسیدن توپک به گیرنده توپک، اشکالی پیش نیاید. نتایج حاصل از محاسبات نشان میدهد که سرعت توپک در حالت ناپایدار در ابتدا به سرعت افزایش می یابد، سپس به صورت نزولی کاهش می یابد تا پس از مدتی به حالت پایدار برسد. در خطوط لوله ای به قطر 0/73 متر و طول 14/8 کیلومتر، توپک پس از طی کردن حدود 1500 متر به حالت پایدار می رسد. با دبی 1/16 متر مکعب بر ثانیه، سرعت توپک در حالت پایدار به 2/72 متر بر ثانیه می رسد.

توپک ، توپک رانی ، خط لوله