成品油携水特性对管道内腐蚀的影响

为了研究成品油携水特性的主要影响因素,分析成品油管道内腐蚀原因,以兰成渝管道为例,采用Fluent软件,模拟了流速、油品黏度、上倾角度等因素对油携水能力的影响,分析在地形起伏管段及工况参数改变的情况下油携水时的积水分布形态。重点研究兰成渝管道各年运行工况下的临界倾角,在此基础上判断兰成渝管道运行过程中的积水情况和内腐蚀原因。研究表明:流速和黏度的增加能够有效地提高油携水能力;成品油管道沿线坡度较大的上倾管段处是低洼积水的危险位置,而管道沿线低洼处存在大量积水是导致成品油管道内腐蚀的根本原因。     

成品油管道内杂质运移沉积及其影响规律北大核心

为确定可行的水力清管方案,对成品油管道内杂质沉积运移规律、影响因素及杂质沉积对管道的影响等方面内容开展了研究。设计建造了室内成品油携水携杂质试验环道,可以开展不同倾角、口径成品油管道内杂质运移沉积规律测试、内腐蚀特性测试;利用Fluent-DEM耦合的数值方法,开展了不同工况下固体颗粒在成品油管道内的运移特性研究。试验测试结果与数值模拟数据的吻合度较高,说明数值模拟方法具有较高的可靠性。基于试验与数值模拟手段,研究了杂质沉积特性、临界运移流速、沉积特性的影响因素以及杂质沉积对管道内腐蚀的影响。研究发现:固体颗粒通常沉积在上倾-水平管道弯头的后方,并获得了流速、管道倾角、口径、固体颗粒的密度和球度等参数对固体颗粒运移特性的影响规律,得到了杂质沉积对成品油下方积水的运移及管道内腐蚀特性的作用机理。     

管道低洼处积水排除实验

通过分析成品油管道清管杂质中铁锈和水的来源,指出管道不断产生杂质的原因是管道投产期间水压试验过程中低洼处积水引起的管道内腐蚀。提出了油流携水的积水排除方法。为研究油流携水系统的流型、积水分布以及出水量,分别利用透明管、钢管对积水在油流冲刷作用下的运动形态和出水量大于0的临界条件进行了实验研究。借助由下倾、水平、上倾3段测试管段组成的内径为15mm的玻璃管和内径为25mm的塑料管两套实验系统,采用柴油和水分别对积水分布形态进行了观察,并利用内径为27mm的钢管实验系统对上倾管段不同位置的出水量进行测量。在实验范围内,油相流量较小时,积水以近壁偏心大水滴的形式在油流携带下向前爬行;随油相流量增大,偏心大水滴下游被打散成小水滴进入油流;油相流量越大,大水滴经过的距离越长,出水量越大。     

成品油管道内杂质运移沉积及其影响规律

为确定可行的水力清管方案,对成品油管道内杂质沉积运移规律、影响因素及杂质沉积对管道的影响等方面内容开展了研究。设计建造了室内成品油携水携杂质试验环道,可以开展不同倾角、口径成品油管道内杂质运移沉积规律测试、内腐蚀特性测试;利用Fluent-DEM耦合的数值方法,开展了不同工况下固体颗粒在成品油管道内的运移特性研究。试验测试结果与数值模拟数据的吻合度较高,说明数值模拟方法具有较高的可靠性。基于试验与数值模拟手段,研究了杂质沉积特性、临界运移流速、沉积特性的影响因素以及杂质沉积对管道内腐蚀的影响。研究发现:固体颗粒通常沉积在上倾-水平管道弯头的后方,并获得了流速、管道倾角、口径、固体颗粒的密度和球度等参数对固体颗粒运移特性的影响规律,得到了杂质沉积对成品油下方积水的运移及管道内腐蚀特性的作用机理。     

油流排除管道积水的理论分析

针对成品油管道存在的低洼管段积水腐蚀管道的问题,探讨了利用油流将积水携带出管道的机理。以固定倾角圆管管段为研究对象,运用动量守恒和动量积分关系式,采用界面剪切应力的经验关系式,假定上游油流按照平均流速流动,分析了上游来油对倾斜管道中积水的携带作用。结果表明,管道水平且水量较少时,上游来油可将积水完全带出;而增大管道倾角或增加积水量,积水无法被携带出去,甚至出现逆流。若能考虑非定常流动模型,将会更合理地解决成品油管道中的积水携带问题。     

西部成品油管道被评价管段内腐蚀直接评估

运用液体石油管道内腐蚀直接评估方法(LP-ICDA)对西部成品油管道被评价管段进行内腐蚀直接评估,包括预评估、间接检测、详细检查及后评估4个步骤。在预评估阶段,收集整理该管段内腐蚀直接评估的相关数据;在间接检测阶段,建立多相流模型,分别预测该管段正常输送期间与停输期间的内腐蚀风险分布,并且考虑运行前期水相状态的影响,综合分析该管段内腐蚀风险位置;通过详细开挖检查,对该管段是否存在内腐蚀进行确认;在后评估阶段,对该管段再评估时间间隔进行分析。评估结果表明:该管段存在内腐蚀,但管道强度未受到显著影响,仍可在允许的安全压力下运行。     

管输成品油腐蚀性研究

以国内某成品油管道为研究对象,采用静态和动态挂片实验方法考察了管输成品油的腐蚀性,并使用管道内腐蚀在线监测系统对成品油管道内腐蚀速率实施监测,以验证挂片实验方法测得的成品油管道内腐蚀速率的准确性。结果表明:挂片实验方法可以较为准确地反映出成品油管道的内腐蚀程度。     

成品油油流携水机理研究进展

成品油管道低洼处积水引起的腐蚀产物经常会堵塞干线设备,利用油流剪切、冲刷低洼处积水进而将其排出管道是减少管道腐蚀、防止管道堵塞的有效方法。从试验研究、理论分析及数值模拟等方面,对成品油油流携水时积水流动特征、积水运动速度、积水可被携带的临界条件、临界条件的影响因素与规律等方面的研究进展进行了总结,分析了目前研究中存在的问题,并提出应在更大速度范围(0.57～1.53 m/s)内进行积水分布特征及积水运动速度的试验研究;此外,还应研究水相预润湿后的钢管转变为恒定油润湿时的临界条件。研究成果对排除管内积液、杂质有指导意义。(参28)     

管道中油携水流动时的水相界面分布模型

成品油管道低洼处积水引起的腐蚀产物堵塞管道事故,严重威胁管道的正常运行。为研究管道中油携水作用机理,根据适用于油水两相共存于同一管路中的两流体模型,提出了水相厚度梯度的计算公式,对不同倾角管道中油流携带积水时水相界面的分布进行了理论分析,发现物性参数和管道倾角均能影响水相界面的分布,分析结果可以很好地指导实验方案的制定。实验中应记录油品的温升,进而确定物性的变化。另外,在管道倾角较小时,应减小倾角的变化量;管道倾角较大时,应增大倾角的变化量。     

基于首轮内检测数据的成品油管道内腐蚀分析及对策

为了做好在役成品油管道内腐蚀的监测和防控,通过进一步挖掘首轮内检测数据的价值,提出了分析思路:通过差异分析水线区域内的内腐蚀绝对深度的离散情况,结合内腐蚀与焊缝、弯头等管道附件的相对位置以及管道工艺运行情况等数据信息,半定量定位内腐蚀敏感区。以某成品油管道为例,对两条管段内的腐蚀情况进行分析,发现管内的腐蚀集聚是由于管道施工建设期产生的内腐蚀逐渐发展形成的。定位了以管节为基本单元的腐蚀敏感管段,建议将管道内检测数据作为工程建设质量评估的关键数据,新建管道尽早开展以实施内检测为目标的管道清管作业,增加清管频次,尽快将管内铁锈清除干净,随后开展常规清管作业,从而有效减缓内腐蚀的发展。(图2,表4,参20)     

油-水两相流研究及其软件在渤海油田的应用

油-水两相流是石油开采中的常见现象,具有独特的流动特征,给混输管道的安全、经济设计及混输管道腐蚀速率的确定造成很大困难。通过对多种油-水两相流的试验和理论研究,对油-水两相流现象和规律进行了分析,提出了流型和压降模型,并编制出油-水两相流的流型和压降预测软件,利用该软件对渤西油田和绥中36-1油田两条油水混输管道相关参数进行了计算,计算结果与油田实际完全吻合。     

油田回注水管道腐蚀分析及防护对策

采用电化学试验方法,研究了温度、流速、pH值和氯化钠浓度等因素对腐蚀的影响规律.针对江苏油田回注水腐蚀问题,采用电化学法和挂片法对FHH-02、956-02和BUCT-01三种缓蚀剂进行了评价,指出BUCT-01缓蚀剂的防腐效果最好.通过对腐蚀严重的两口井投加BUCT-01缓蚀剂进行防腐试验,结果表明,管道加剂后有效地抑制了腐蚀.     

海底天然气管道多相流动与腐蚀状况分析

为全面了解某海底天然气管道的运行状况,保证天然气海管的安全运行,通过建立天然气海底管道仿真模型和腐蚀预测模型,分别对水露点含水量状态和饱和含水量状态下的不同典型工况进行分析,得出了天然气海管流动参数分布规律、流型、积液量、水合物生成以及管道腐蚀情况。结果表明：在两种含水状态下,海管运行参数均在设计范围之内,且均无水合物生成;水露点含水量状态下积液量几乎为0,管内流型为单相流,仅立管处有轻微腐蚀;饱和含水量状态下积液量较大,管内流型为分层流,整个管道均会发生中度腐蚀。该分析结果可为海底天然气管道采取有效的防护措施提供参考依据。     

大庆地区管道腐蚀的超声波内检测的研究

大庆地区水域受到典型的盐碱地质及石油的污染,注水式的石油开采方式运用了大量的输水管道,因此,管道腐蚀的检测尤为重要。本文运用超声波检测技术对大庆地区管道腐蚀按管道地域及管道服役时间进行探测并分析,结果表明,管道腐蚀按地域差别明显,按时间呈现非线性变化,腐蚀原因一方面是由于碳钢表面的不均匀性与水(有溶解氧)接触时形成腐蚀电池。另一方面,在水管内的少量沉淀及油污处容易形成充气不均匀型"闭塞腐蚀电池"。     

热油管道非稳态流动传热数值模拟研究进展

随着计算机技术和计算方法的发展,求解热油管道非稳态流动传热问题的数值方法得到了更广泛的使用。从管道防腐层大修过程非稳态流动传热的数值模拟、冷热油交替顺序输送管道非稳态流动传热的数值模拟和双管同沟敷设管道非稳态流动传热的数值模拟三个方面介绍了近三年来热油管道非稳态流动传热数值模拟研究的进展和发展趋势。     

基于FLUENT的黏稠油垂直上升水环输送数值模拟

海洋稠油资源是未来原油产量增长的重要来源,但相对于陆上油田,海洋稠油集输因涉及低温环境与立管输送而更具挑战性。采用水环举升稠油可以极大地减小输送摩阻,是一种非常有潜力的稠油“冷输”方法。基于油水两相流及计算流体动力学理论,利用FLUENT6．3．26及GAMBIT2．3．16软件,建立了垂直上升稠油一水中心环状流（CAF）的几何模型与数学模型,评价了模型的有效性,模拟分析了垂直上升CAF的流态及特点,探讨了不同水环生成器环隙宽度及油水流速对垂直上升CAF的影响。结果表明：当油水流速比在一定范围内时,所建模型对垂直上升CAF的模拟结果与实验结果一致性较好;垂直上升CAF在入口端能保持理想的中心环状流,具有光滑的油水界面,但随着油水协同向上流动,油水界面开始波动;水环生成器的环隙宽度对垂直上升CAF的影响较大,环隙过小,水环稳定性较差,流动摩阻较大,而环隙过大则输油量较小;同时兼顾能耗与输油量,在模拟条件下,水环生成器环隙宽度为1．8mnl时输油效率最高。（图7,表1,参13）     

油田伴热水系统腐蚀机理与防护技术

针对华北油田三管伴热集油流程中的热水管道存在严重内腐蚀问题,通过对油田集输站水伴热系统的研究,确定了水中溶解氧是影响热水系统腐蚀的主要因素,在系统温度及流速一定的条件下,水中溶解氧含量越高,对金属的腐蚀性影响越大.经试验和筛选对比,确定油田热水系统采用海绵铁滤料除氧装置,可以起到良好的除氧作用,并且清洗"再生"性能好,指出水质通过该滤料后,可以达到良好的除氧效果及缓蚀效果.     

稠油-水两相流乳化条件的实验模拟

以胜利油田典型稠油掺水集输管道进/出口采集的7种油水样为研究对象,基于实际管输油水介质中的乳化水含量,实验模拟与确定实际油水流的乳化条件,测试分析不同稠油的乳化特性,对比分析模拟乳化油与实际乳化油粘温特性的相似性,探讨不同油水混合液在相应模拟乳化条件下的反相点与实际油水流乳化水含量之间的关系。结果表明:特稠油掺水完全乳化所需的搅拌时间比普通稠油长得多,普通稠油完全乳化所需的搅拌时间与掺水率呈正相关,特稠油完全乳化所需的搅拌时间与掺水率无明显关联性;室内模拟乳化油与管输实际乳化油的粘温特性相似,模拟油水乳状液的反相点与相应的实际管输油水流的乳化水含量基本相同。因此,室内可以模拟确定稠油掺水输送的乳化条件。     

沙漠油田地面集输管网腐蚀机理研究

通过对新疆彩南油田集输管网腐蚀现状及腐蚀机理的分析得出，管网腐蚀可归纳为两类：一类是常态性腐蚀；另一类是异态性腐蚀，即由于地形起塞的壁剪切力和与之相伴随的固体颗粒磨蚀，加快了管网腐蚀穿孔速率，导致管道剧烈腐蚀。第一类腐蚀始终存在于整个集输管网当中，而第二类腐蚀常常发生于管道的上坡段。     

我国油气储运相关技术研究新进展

系统梳理了我国油气储运相关技术的最新研究进展,提出了需要重点关注的其他热点问题。对于油气管道完整性和失效控制技术,强调了失效控制的理念及其与完整性管理相结合的必要性;对于热油管道流动保障技术,介绍了蜡沉积、原油流动特性及停输再启动等研究成果;对于冷热原油交替输送技术,介绍了热力影响因素和数值模拟等研究成果;对于多相混输技术,介绍了各种多相体系数值模拟的研究成果;对于成品油顺序输送混油控制技术,介绍了混油切割方法、混油质量分数模型及混油界面在线跟踪等研究成果;对于腐蚀控制技术,介绍了阴极保护系统数值模拟、杂散电流腐蚀、油流携水等研究成果;对于化学添加剂技术,介绍了复合纳米材料、油品减阻剂、天然气减阻剂等研究成果。