蜡沉积层冲刷实验

准确预测管道,特别是长期不清管的管道沿线的蜡沉积分布是原油管道蜡沉积研究的一个重要方向。任京管道采用正反输送工艺,蜡沉积规律与其它输油管道不同。设计、安装了冷指实验装置,动态模拟了原油的蜡沉积,研究了原油冷指温差、原油温度区间、搅拌转速对沉积物析蜡点和含蜡量的影响。研究结果表明:原油冷指温差与温度区间是影响蜡沉积的主要因素,沉积物的析蜡点和含蜡量均随着冷指处蜡分子质量分数梯度的升高而降低。现场实验表明:出站油温的提高能够有效地融化管道的蜡层,而输量的提高对蜡层的冲刷影响很小。     

含蜡原油及其乳状液蜡沉积研究现状北大核心

蜡沉积是含蜡原油及其乳状液管输过程中的常见问题,深入研究蜡沉积问题对保障管道安全经济运行具有重要意义。基于此,对国内外含蜡原油及其乳状液蜡沉积的相关研究成果进行系统评述,具体包括:蜡沉积机制及影响因素,不同实验研究方法及其装置的优缺点,以及现有动力学模型,进而指出原油蜡沉积模型的构建机理、特点及待完善之处。含蜡原油乳状液蜡沉积模型均以单相原油蜡沉积模型为基础构建,总结了其构建方法,并对现有乳状液模型进行对比分析。通过对目前含蜡原油及其乳状液蜡沉积机理、模型、方法及装置等进行全面总结,为今后深入开展相关研究提供必要的参考。     

含蜡原油蜡沉积影响因素对比试验

为探究不同蜡沉积因素对大庆原油结蜡规律的影响,采用单一变量法,控制不同的结蜡时间、油壁温差、温度区间、剪切速率等影响因素,利用某新型动态蜡沉积试验装置对大庆原油进行蜡沉积对比试验。结果表明:当剪切速率一定时,随着结蜡时间延长,蜡沉积量逐渐增多,蜡沉积速率逐渐降低;当结蜡筒壁温度不变且在析蜡点以下时,随着油温的升高,蜡沉积量逐渐增大;当油壁温差保持不变且温度区间逐渐上升时,蜡沉积量逐渐减小;剪切应力与剪切剥离蜡量并非线性关系,当剪切力达到某一临界值时,蜡沉积层会被油流冲刷下来。研究结果可为未来含蜡原油管道的输送提供借鉴与技术支持。     

原油蜡沉积研究进展

从蜡沉积装置、蜡沉积热力学模型及蜡沉积动力学模型出发,系统总结了目前国内外原油蜡沉积的研究进展状况,分析了不同蜡沉积装置的优缺点,指出了蜡沉积动力学模型和热力学模型的适用范围及其存在的主要问题.     

一种新的蜡沉积模型

在理论分析和室内试验的基础上，研究了原油温度、流速、管壁处温度梯度等参数对蜡沉积倾向系数的影响，提出了影响蜡沉积的主要因素，并在此基础上建立了新的蜡沉积模型，该模型考虑了管流剪切对蜡沉积的影响，利用该模型可以计算管道不同运行工况下的蜡沉积。     

不同温度下单相含蜡原油的蜡沉积规律

针对石油工业中的蜡沉积问题,利用冷指实验装置研究了单相含蜡原油体系冷却液温度、油流温度和同一温差不同温度区间对蜡沉积规律的影响,得到了单相含蜡原油蜡沉积规律的宏观特性,并利用高温气相色谱（HTGC）装置分析沉积物组分的宏观变化。在相同油温条件下,随着冷却液温度的升高,蜡沉积速率减小而沉积物中高碳数组分比例增大;在相同冷却液温度条件下,随着油温从凝点附近增大至析蜡点以上,蜡沉积量先减小后增加最后再减小,沉积物中高碳数组分比例增大;在同一温差条件下,随着温度区间温度的升高,蜡沉积量的变化有波动但油温在析蜡点附近沉积量达到最大值,沉积物中高碳数组分比例一直增大。针对实际管流,环境温度基本恒定,通过升高入口油温减少沉积的发生,因此,在含蜡原油管输中,入口油温的选取对整个管输过程中蜡沉积的形成以及形成后的清理很重要。根据实验结果,入口油温不是越高越好,应保证入口油温低于析蜡点且整个管输过程中高于凝点5℃左右。（图6,参12）     

青海原油蜡沉积特性试验

使用室内试验环道研究了青海原油的石蜡沉积特性。研究发现，青海原油在40℃左右存在析蜡高峰区。当管壁温度高于析蜡点时，管内基本不结蜡；当管壁温度低于凝点时，管内也基本不结蜡。试验证实，蜡晶粒子剪切扩散对石蜡沉积没有作用，管内壁石蜡沉积主要是分子扩散的作用所致。     

原油析蜡量和结蜡量关系的研究

有关研究表明,原油在管道内流动过程中,由于油流的冲刷作用,并非所有析出的蜡都能沉积在管壁上.在分析原油流动特性和析蜡规律的基础上,提出了有效析蜡量的计算方法.9种原油的室内结蜡试验结果表明,当有效析蜡量小时,沉积率随有效析蜡量的减小而快速降低;而当有效析蜡量增大到一定程度时,沉积率减小且速度变慢.     

油水乳状液蜡沉积规律与扩散系数

蜡沉积问题是含蜡原油输送管路中面临的突出问题之一,而针对油水乳状液中蜡沉积问题的研究较少。以大庆原油(含水率为0)及其配置的含水率为10%、20%和30%的乳状液为实验样品,利用冷指实验装置,通过改变冷指温度、冷指和罐壁间温差以及含水率等变量,分析了油水乳状液中的蜡沉积规律。实验发现,相同温差下油壁温度降低会使蜡沉积质量增加,沉积量随含水率增大而减小。推导了蜡沉积扩散系数的计算方法,并得到了扩散系数的分布规律。平均温度的降低和含水率的升高会使扩散系数减小,高温区间下水相对扩散系数的影响比低温区间更明显。研究结果对大庆含蜡原油混输管道中蜡沉积规律的认识和清管周期的确定具有现实意义。     

阿赛管道蜡沉积速率模型与计算实例

针对阿赛输油管道结蜡严重,导致清管频率高、清管器无法到达预定位置等问题,探讨了蜡沉积速率计算方法、模型及其构建方法。考虑油流冲刷对蜡沉积的影响,基于Fick扩散定律,确定了蜡沉积速率模型的形式。在理论分析和实验研究的基础上,确定了管壁剪切应力、管壁温度梯度与蜡沉积倾向系数之间的关系。运用蜡沉积预测软件,基于阿赛管道输送原油的基本物性,构建了蜡沉积速率模型,预测了不同工况下管道沿线蜡沉积速率分布情况。研究成果对于优化进站油温具有一定的指导意义。     

管道输量对柴油蜡沉积作用的试验分析

针对流速对油品结蜡的影响,柴油管壁的结蜡规律与管内流速的关系还尚未明确的问题,在理论推导的基础上进行了室内环道试验,通过分别模拟柴油在有温差段和恒温段时管内流速对管壁结蜡规律的影响,得出了相应的规律,对于指导反季节输送柴油,减少蜡沉积有一定的参考价值。     

原油输送管道内涂层防结蜡问题研究

管道内涂层可以减少原油中的蜡在管壁上的沉积量,利用自行设计的原油动态结蜡模拟装置,对比研究了不同涂层的防蜡率,以及在不同搅拌转速和不同的油温及壁温下管壁内涂层对防蜡率的影响。结果表明,涂层的防蜡率随着时间的增长有下降的趋势;搅拌速度越大,防蜡效果越好;壁温和油温对防蜡效果影响不大。     

标准体积管结蜡引起的误差及消除方法

标准体积管是原油动态计量时，流量计在线检定的标准器。要减小流量计的示值误差，提高原油交接计量的准确性，就应提高标准体积管的精度。根据原油在管壁内结蜡的理论，推断出当环境温度，管壁温度较低时体积管标准管段内将会结蜡，结蜡厚度对流量计在线检定时的示值误差将有不同程度的影响。     

终冷温度对加剂改性大庆原油蜡沉积的影响

为了分析终冷温度对加剂改性原油蜡沉积规律的影响,保持油壁温差相同,控制不同的终冷温度,采用搅拌槽蜡沉积装置、流变仪、差热扫描量热仪等试验仪器,对添加纳米降凝剂的大庆油、添加EVA降凝剂的大庆油以及大庆空白油进行静态蜡沉积对比试验与动态剪切对比试验。同时,结合分子扩散、胶凝等机理,分析不同试验条件下加剂改性大庆油的结蜡规律。结果表明:当终冷温度较低时,加剂油结蜡总量明显高于空白油,但结蜡总量中含凝油多、蜡晶结构较弱;空白油结蜡总量低,但蜡晶结构较强;随着终冷温度升高,加剂油与空白油的结蜡量逐渐降低并趋于一致。终冷温度较低且剪切剥离强度较弱时,添加降凝剂会增加管输蜡沉积量;一旦经过高剪切或提高终冷温度,加剂油的结蜡量将明显降低,管输安全性提高。     

基于灰色系统理论的蜡沉积速率预测模型

基于灰色系统理论建立了管输原油蜡沉积速率灰色预测模型,借助该模型可以得到多个不同影响因素相互作用的结果,从而避免了因片面考察个别因素而影响预测结果客观性的问题。实例验证结果表明:该模型预测结果的平均相对误差为2.376%,优于逐步回归预测模型;在管壁处剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子质量分数梯度和原油动力粘度4个影响因素中,管壁处蜡分子质量分数梯度对蜡沉积速率的影响最大。该模型算法简单,易于掌握,可提供的信息量较大,但仍属于静态模型,欲使模型更加完善,需要建立动态灰色预测模型。     

魏荆管道停输再启动困难的原因分析

近几年来魏荆管道采用了添加降凝剂的输油工艺,随着输油管道运行条件的变化,原来的输油条件已不能简单移植到新的输油工艺上,为了确定新工艺条件下道道的安全停输时间,在魏荆管道进行了停输再启动的现场试验。     

不同约束值变化对输油管道优化运行的影响

在提出结蜡处理方法的基础上，探讨了管壁结蜡及主要约束条件值变化对输油管道优化运行的影响，同时，又提出了结蜡危险区的概念，分析了管道承压能力与出站节流损失的关系。结果表明，由于结蜡、管道承压、进站压力、末站进站油温及泵特性等约束条件值不同，优化方案也不同。合理确定相关约束条件值对优化结果的实用性、安全性及经济性具有重要意义。在结蜡及管道低承压情况下，末站油温的确定尤应慎重，否则有可能形成末段瓶颈，影响管道的正常运行。