(untitled) (مجلة العلوم الشاملة, 2026)
يُعدّ نقل النفط الخام عبر خطوط الأنابيب من العمليات عالية الاستهلاك للطاقة، لا سيما في الخطوط طويلة المسافة التي تعبر تضاريس معقّدة ومتعرّجة. وفي مثل هذه الأنظمة — كما في خط أنابيب النفط بين حقل الفيل ومليتة— تُستهلك طاقة الضخ أساسًا في التغلب على الفواقد الاحتكاكية، بينما تُضيف تغيّرات المناسيب قيودًا هيدروليكية إضافية تؤثر بشكل كبير في سلوك الضغوط محليًا وعلى امتداد الخط. تبحث هذه الدراسة في إمكانية استخدام الطلاءات الداخلية النانوية للأنابيب كحلٍّ سلبي ودائم لخفض استهلاك الطاقة في خط أنابيب نفط خام طويل يتميّز بتغيّر الأقطار، وتعدد مناطق هبوط الضغط، وتناوب المقاطع الصاعدة والهابطة. تم اعتماد خط أنابيب حقيقي ينقل النفط الخام من حقل إنتاج مرتفع المنسوب إلى محطة ساحلية منخفضة المنسوب كحالة دراسية ممثِّلة. يعمل الخط بمعدل تدفق ثابت يبلغ 40,000 برميل يوميًا، وقد تم تقسيمه هيدروليكيًا إلى خمس مناطق لهبوط الضغط، تتميز كل منها بخصائص هندسية وارتفاعية مختلفة. وعلى الرغم من أن المقطع الطولي المتعرّج للارتفاعات يوفّر مساهمة هيدروستاتيكية صافية مهمة لصالح الجريان، إلا أن الفواقد الموضعية للضغط تظل محكومة بالاحتكاك، وفواقد الصمامات، وسرعات الجريان المرتبطة بقطر الأنبوب. تم تمثيل تأثير الطلاءات الداخلية النانوية من خلال تقليل معامل الاحتكاك (دارسي) مع الحفاظ على هندسة خط الأنابيب الأصلية وظروف التشغيل ومنحنى الارتفاعات دون تغيير. ويُبيّن إطار الدراسة وجود علاقة واضحة بين تقليل الاحتكاك الناتج عن تحسين السطح الداخلي، وانخفاض فواقد الضغط في كل منطقة، وتراجع الطلب الكلي على طاقة الضخ. وتُظهر النتائج أن الطلاءات الداخلية النانوية قادرة على تحسين الأداء الهيدروليكي والطاقي لخطوط أنابيب النفط المتعرّجة بشكل ملحوظ، دون الحاجة إلى تغيير معدل التدفق أو تخطيط البنية التحتية، مما يوفّر مسارًا عمليًا نحو تشغيل أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.