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The importance of real-fluid behavior and nonisentropic effects in modeling decompression characteristics of pipeline fluids for application in ductile fracture propagation analysis

Authors

  • D. J. Picard,

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4
    Current affiliation:
    1. Western Research, Calgary, Alberta
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  • P. R. Bishnoi

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4
    • Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4
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Abstract

The importance of real-fluid behavior during the rapid decompression of dense natural gas mixtures has been investigated using existing one-dimensional models for real-fluid isentropic decompression (RID) and perfect-gas isentropic decompression (PID). The results show that the assumption of perfect-gas behavior may result in significant errors. In the case of ductile fracture propagation (DFP) analyses, the fracture-tip pressure level may be underestimated by more than 20 percent.

A real-fluid nonisentropic decompression (RND) model has been developed in order to investigate the importance of nonisentropic effects in DFP problems. The results indicate that nonisentropic effects may be neglected for pipe sizes above approximately 508 mm O.D.

Abstract

On a étudié le phenomène de detente rapide de mélanges de gaz naturels à l'aide de modéles unidimensionnels existangts pour la détente isentropique d'un fluide réel (RID) et la détente isentropique d'un gaz parfait (PID). Les résultats montrent que I'hypothèse basée sur le modèle du gaz parfait peut entraîner des erreurs importantes. Dans le cas des analyses de propagation de fracture ductile (DFP), le niveau de pression à l'extrémité de la fracture peut être sousestimé de plus de 20 p. cent.

On a développé un modèle de détente non isentropique de fluide réel (RND) dans le but d'étudier I'importance des effect non isentropiques lors de la propagation de fractures ductiles. Les résultats montrent que les effets non isentropiques peuvent être négligés pour des tuyaux dont le diamètre extérieur dépasse 508 mm.

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