بررسي پارامتر قطر لوله در لخته گير انگشتي بر نحوه جداسازي قطرات مايع از گاز در جريان دوفازي با استفاده از علم ديناميك سيالات محاسباتي

Investigation of pipeline’s diameter effect on separation process of liquid droplet from gas phase in finger type slug catcher using Computational Fluid Dynamics

لخته­گير اولين تجهيزي است كه بعد از چاه بر سر راه جريان دو فازي قرار مي­گيرد و جريان دوفازي لخته­اي خروجي از چاه را به جريان دوفازي لايه­اي تبديل مي­كند. اگر جداسازي مايع از گاز در لخته گير صورت نگيرد، جريان هاي دو فازي لخته اي در خطوط لوله شكل مي­گيرند و تشكيل اين نوع الگوي جريان سبب آسيب رساني به ديگر تجهيزات مي­شود. بنابراين وجود لخته­گيرها براي جداسازي قطرات مايع از گاز بر سر چاه ضروري است.در اين مقاله، جريان دو فازي درون يك لخته­گير انگشتي در حالت پايا با استفاده از علم ديناميك سيالات محاسباتي و به كمك نرم افزار ANSYS FLUENT 17 شبيه­سازي شده­است. براي شبيه­سازي هندسه­ي مربوط به يك لوله از لخته­گير و اطلاعات خوراك ورودي از اطلاعات لخته­گير انگشتي فاز 4 پارس جنوبي استفاده شده­است. در سه قطر استاندارد يك لوله از لخته­گير جريان دوفازي، نحوه­ي جدايش مايع از گاز و چگونگي ته­نشيني قطرات مايع در كف لوله بررسي شده­است. نتيجه­ي حاصل نشان دهنده­ي اين است كه با افزايش قطر لوله قيد جدايش مايع از گاز كاهش مي­يابد. مطالعه­ي ديگر پارامترهاي طراحي براي بررسي تاثيرگذاري روي نحوه­ي جدايش مايع از گاز پيشنهاد مي­شود.

Slug catcher is the first apparatus which is located after wellbore and converts slug two-phase flow to stratified two-phase flow. If separation of gas from liquid does not occur at slug catcher, slug flow might be formed in the pipelines and downstream devices could be at risk of destruction. As a consequence, presence of slug catchers plays a significant role for separation of liquid droplet from gas. In this study, a steady state simulation of two-phase flow in finger type slug catcher located in the Iran South Pars gas field has been investigated by Computational Fluid Dynamics methodology using ANSYS FLUENT 17 software. The data sheet from phase 4 the South Pars gas field has been utilized for geometry simulation of pipe and input feeds. In three standard diameters of slug catcher’s pipe two-phase flow separation process has been investigated and compared to each other. The results show that by increasing in the pipe’s diameter, the length of liquid separation decreases. Studying of other design parameters is suggested for investigating their influence on separation ofliquid droplet from gas flow.