Les écoulements de fluides visqueux charges de paraffine ont lieu dans plusieurs installations industrielles comme les puits de production et les réseaux de collecte de pétrole, les conduites de chargement et de déchargement de ce liquide, ainsi que les canalisations d'acheminement des huiles.

Le problème généralement posé est celui de l'obstruction de ces pipelines, compte tenu de l'influence de la température sur le comportement du produit. Ce phénomène, qui constitue un transfert de matière, présente ainsi des aspects : chimique, thermodynamique et hydrodynamique. Dans notre étude nous nous proposons au dernier aspect.

En réalité la couche de paraffine déposée sur la paroi de pipeline n'est pas de la paraffine pure, elle contient souvent d'huile piégée. La quantité d'huile piégée à l'intérieur des dépôts de paraffine est parfois appelée porosité de la paraffine. La porosité de la paraffine donne la quantité fractionnée d'huile piégée dans le dépôt. Les expériences sur le dépôt de paraffine ont donné la valeur de la porosité allant jusqu'à 90% pour le dépôt mou et de 50-72% pour le dépôt dur [1].

Pour cela, nous avons modélisé l'écoulement des fluides visqueux chauds chargés de paraffine, en reprenant les équations fondamentales de la mécanique des fluides, transfert de chaleur et du transfert de masse dans un pipeline de section circulaire. Le problème des pertes de charges a fait l'objet d'un traitement approprié, à cause du dépôt de paraffine sur la paroi de pipeline.

Le modèle obtenu est réécrit sous une forme adimensionnelle complète afin de l'adapter aux diverses installations précitées. Les relations constitutives sont données en fonction des différents paramètres de similitude adaptés à ce type d'écoulement, dont le principal est le nombre de Peclet. Il est proposé alors un algorithme de résolution basé sur la méthode de Runge-Kutta d'ordre quatre pour la résolution du système d'équations obtenu.

Ce travail est centré sur la porosité de paraffine dans les pipelines et vise à évaluer leur impact sur les paramètres d'écoulement concernent essentiellement, l'épaisseur de dépôt de paraffine, la répartition longitudinale de coefficient global de transfert de chaleur, la répartition longitudinale de la température, la répartition longitudinale de la pression ainsi que le débit.

Référence

[1] Lund., HJ., “Investigation of Paraffin Deposition During Single Phase Flow in Pipelines”, M.Sc. Thesis, The University of Tulsa, pp 158(1998).