Comptes Rendus
no. 11-12
Wax deposit accumulation in a “cylindrical Couette” geometry
[L'accumulation des dépôts de paraffine dans une géométrie « Couette cylindrique »]

Présenté par : Michel Cambarnous

Amine Benallal1  ; Philippe Maurel1  ; Jean François Agassant2
1 IFP 69, BP 3, 69390 Vernaison, France
2 École des mines de Paris, CEMEF – UMR CNRS 7635, BP 207, 06904 Sophia Antipolis, France
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 336 (2008) no. 11-12, pp. 835-839.

Les modèles utilisés pour prédire la formation d'un dépôt de paraffine surestiment l'épaisseur de celui-ci et exigent des ajustements de paramètres pour réconcilier calculs et données expérimentales.

Nous proposons une approche complémentaire pour la formation de dépôt. Le brut paraffinique est un fluide de Bingham dont les paramètres dépendent de la température et de la quantité de cristaux. Des simulations numériques d'écoulement dans une géométrie « Couette cylindrique » ont été réalisées.

Les résultats montrent le rôle du mécanisme d'enrichissement et l'influence de la quantité de cristaux sur la structure de l'écoulement, en terme de zones cisaillées/non cisaillées. Une couche statique représentant le dépôt apparaît près de la paroi refroidie.

Models used to predict wax deposits overestimate the deposit thickness, and they require fitting parameters to match computational results to experimental data.

A new approach is proposed. Waxy crude oil is considered as a viscoplastic Bingham fluid in which both viscosity and yield stress depend on temperature and quantity of wax crystals. Numerical simulations of the flow in a “cylindrical Couette” geometry were carried out. The numerical results highlight the influence of wax crystal content on the flow pattern, especially when comparing yielded and unyielded regions. A static layer region appears near the colder wall, representing the deposit.

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DOI : 10.1016/j.crme.2008.09.007
Keywords: Rheology, Wax crystal, Unyielded regions, Viscoplastic Bingham fluid
Mot clés : Rhéologie, Mécanismes d'enrichissement, Cristaux de paraffine, Fluide de Bingham, Zones non-cisaillées
Amine Benallal 1 ; Philippe Maurel 1 ; Jean François Agassant 2

1 IFP 69, BP 3, 69390 Vernaison, France
2 École des mines de Paris, CEMEF – UMR CNRS 7635, BP 207, 06904 Sophia Antipolis, France 
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[1] E.D. Burger; T.K. Perkins; J.H. Striegler Studies of wax deposition in the Trans Alaska pipeline, Journal of Petroleum Technology, Volume 33 (1981), pp. 1075-1086

[2] Ph. Maurel, P. Gâteau, F. Brucy, A. Barbey, N. Bonnet, E. Peuriere, Bruts paraffiniques, Maîtrise des dépôts, Tests en boucle, 2000, rapport interne IFP

[3] G. Vinay, A. Wachs, J.F. Agassant, Simulation numérique d'un écoulement de fluide viscoplastique thermodépendant : application au transport des bruts paraffiniques, in : 17éme Congrès Français de Mécanique à Troyes, France, 2005

[4] G.I. Marchuk Methods of Numerical Mathematics, Springer, 1975

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