含蜡原油停输再启动环道优化及模拟试验

为了研究含蜡原油停输再启动规律,保障管道安全运行,搭建了小型环道模拟试验装置。在停输再启动调试试验中,发现环道存在数据重复性差、油样屈服值与实际不符、轻组分挥发大及控温不准等问题,对环道进行了优化。提出一套合理的操作方法与步骤,并研究了静置时间、热处理温度、再启动频率、再启动温度、静态降温速率等多种因素对含蜡原油停输再启动压力的影响。试验结果表明:优化后的试验环道能够完成不同油样、不同管径测试段的停输再启动模拟试验,有助于开展含蜡原油停输再启动研究。(图9,表4,参22)     

解决原油中型环道试验中流变性恶化的措施

中型环道试验是原油流变性研究的一个重要环节。但是,国内外众多环道试验中匀存在原油在短程环道循环过程中多次受到强烈剪切问题。即原油在环道中流动,每循环一圈要通过一次泵及流量计加压和计量,这对原油的流变性有严重影响。     

环道内胶凝原油启动屈服应力计算

为了准确计算管内胶凝原油启动屈服应力,进而预测管内凝油启动过程所需压力,以管流环道试验为基础,分析控制流量启动过程中环道沿线的压力变化,重新定义环道内胶凝原油启动屈服应力,并提出相应的计算方法。将环道内胶凝原油启动屈服应力定义为:在某一特定启动流量下,试验环道全线初始启动时刻,环道末端凝油所受的管壁剪切应力。同时,利用多项式拟合获得初始启动时刻沿线压力表达式,对表达式在环道末端极限位置求导计算环道内凝油启动屈服应力,物理意义明确。     

纳米技术在含蜡原油管道输送中的应用

总结了含蜡原油管道加剂综合热处理工艺技术的局限性和纳米材料的特殊效应,讨论了将纳米技术用于含蜡原油降凝降粘管道输送的优越性,在秦京线迁安—宝坻工业管道、宝坻—宝坻中试环道进行了纳米材料改性含蜡原油的现场应用试验。结果表明纳米材料改性剂可参与石蜡的结晶过程并影响晶体的结构,使低温原油的内部结构强度减弱并且动、静态时效稳定性变好,有效改善了含蜡原油的低温流动性,其降凝降粘效果明显优于传统的化学降凝剂,可实现含蜡原油的安全、节能输送。     

含蜡原油管道蜡沉积放大模型（续完）

三、试验设备和步骤 我们设计了高压紊流试验环道(HPTFL),可以用来研究含蜡原油(包括含气原油)的蜡沉积。HPTFL的详情已在文献[6]中介绍。环道试验温度从32F～240F.试验压力可达1500psi:这个环道可以同时测量含蜡原油流变性(依据参比段压降)和蜡沉积速度(依据考比段与测试段的压降)     

基于工业环道试验的启动压力波传递特性

利用DN300工业试验环道,研究了启动压力波在管内原油中的传递规律。测量了不同操作条件下,启动压力波在原油中的传递速度,分析了启动流量、停输前油温、启输温度等因素的影响。试验和理论分析表明,利用原油的析蜡点温度、管道停输油温以及启动油温等参数,可更为直接地反映原油降温收缩性和胶凝原油本身的结构特性对启动压力波传递的影响规律。根据大型环道试验数据,通过数学回归得到了形式简单的启动压力波传递速度计算模型。     

套管式管流试验环道内温度分布研究

管流试验环道可以模拟原油在管道内流动、停输和再启动全过程,研究流体的流动特性。套管式管流试验环道具有体积小、省水、便于操作与维护等优点。利用数值传热学方法,对套管式管流试验环道内动态和静态降温过程进行了模拟研究。结果表明,按照设定的降温速率进行降温,在油、水流量分别为50mL/s和1.0m3/h条件下,6m长管段内的原油轴向温差小于0.03℃。动态降温过程中,油水温差小于0.55℃,且降温35min后原油和水实现同步降温;静态降温过程中,油水温差小于0.12℃,且降温25min后原油和水实现同步降温。     

环道内胶凝原油停输再启动触变模型参数求解

触变性是衡量含蜡原油低温流动性的重要指标,对胶凝原油管道停输再启动过程的水力特性及安全性至关重要。现有触变模型参数求解仅考虑了启动后流量恢复阶段的触变数据,忽略了启动初始时刻管道内胶凝原油已经发生触变的事实。借助管流试验装置,设计控制流量的启动试验,基于启动初始充装阶段环道沿线压力数据,提出了一种获取该阶段触变数据的方法。以环道停输再启动两阶段的触变数据为基础,计算4参数双曲触变模型相关参数,得到描述胶凝触变特性的数学模型。与传统求解环道内胶凝原油触变模型参数的方法相比,考虑启动初始充装阶段求解的触变模型更能反映环道内胶凝原油真实的触变特性。(图6,表1,参23)     

胶凝原油的压缩特性

使用自行研制的原油压缩试验装置,研究了大庆原油的压缩特性:胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前,胶凝原油表现出复杂的压缩特性;胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏后,胶凝原油压缩符合弹性压缩特性,可用已有文献公式计算。使用自行研制的管流环道试验装置,研究了苏丹胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前的弹塑性压缩特性:胶凝原油停输后的恒温静止过程,伴随静态胶凝原油蜡晶网络结构恢复,环道内压力连续下降,指出环道内压力下降乃蜡晶网络结构产生体积收缩所致;油温越低,压力下降幅度越大,体积收缩也越大。基于苏丹原油恒温启动研究成果,使用反演仿真计算方法,研究了胶凝原油环道初始启动过程胶凝原油的弹塑性压缩特性:胶凝原油弹塑性压缩系数远大于其对应温度条件下的弹性压缩系数,油温越低,蜡晶网络结构强度越大,弹塑性压缩系数越大。     

濮阳原油热处理补充试验

通过试验,本文介绍了含水量对原油热处理的影响及热处理后原油掺入生油的流变性变化。     

河口稠油掺水降粘输送试验研究

由于胜利油田河口稠油粘度高、密度大,因此稠油的开采、输送和加工处理都比其它石蜡基原油困难得多.为了寻求更经济、有效、可靠的稠油输送方法,通过大量的室内环道试验和现场试验,研究分析了稠油掺水输送的技术条件及降粘效果,并通过优化得出了河口稠油的最佳输送工艺参数,表明了稠油掺水降粘输送是一种比较经济、有效的稠油输送方法.     

人工神经网络预测含蜡原油的屈服应力

针对含蜡原油输送管道的停输再启动问题,以室内模拟环道试验数据为基础,利用误差反向传播算法(BP算法)对相同运行工况含蜡原油在不同停输温度条件下的启动屈服应力进行计算,并由此预测了含蜡原油在不同启动温度条件下的启动屈服应力值.计算结果与试验结果对比表明,BP神经网络对启动屈服值的预测值和试验值最大误差为1.9%,最小误差为0.12%.     

大庆原油停输后结蜡层强度的变化规律

利用室内结蜡模拟环道进行了大庆原油在不同停输条件下的停输再启动试验,并据此考察了不同停输条件下形成的结蜡层强度,试验结果表明,不同停输温度下形成的结蜡层强度差别较大,大庆原油停输后形成的结蜡层强度随停输时间的延长而增强.     

彩南原油流变特性试验

彩南原油属石蜡基原油,析蜡点在４８～５０℃之间,反常点为２０℃,针对这些特性,进行了原油热处理和添加改进剂综合处理试验。试验结果表明,原油的流变特性得到了改善,粘度、凝点、反常点及屈服应力值均有明显下降,根据试验结果确定了原油综合热处理的温度、加剂量等参数,有效地指导了彩南原油管道的安全运行。     

出疆原油加降凝剂输送评价试验

为满足出疆原油管道设计的需求,对北疆原油和吐哈原油分别进行了添加降凝剂的评价试验。在快速降温试验的基础上,进行了设计管输工况下添加降凝剂输送和罐内储存的模拟试验,并确定了北疆原油和吐哈原油适用的降凝剂、理想的热处理温度、加剂浓度及加剂站点,论证了两种原油通过一站加剂热处理之后实现常温输送和储存的技术可行性。提出了应用新型高浓缩降凝剂的设想并作了技术经济分析。     

胶凝原油管道再启动压力传递速度的研究

胶凝原油管道中的压力传递速度是建立启动凝油管道计算模型的重要参数,至今有关文献中对此观点不一,也没有公认的估算胶凝原油中压力传递速度的模式,在室内环道上进行了启动胶凝原油管道中的压力传递过程的试验研究,在试验分析的基础上,指出压缩胶凝原油中的“孔隙”是影响压力传递速度的关键因素,胶凝原油的阻尼作用和凝油屈服过程的径向滞后是影响压力传速速度的两个重要因素,建立了估算胶凝器原油管道中压力传递速度的模式     

原油最佳热处理与综合处理条件的探讨

本文通过近几年来的室内试验与工业性生产试验,从加热深度、急冷深度、温度回升、冷却方式、冷却速度五个方面探讨了中原原油最佳热处理条件及其效果,并在此基础上探索了原油添加降凝剂综合处理的输油工艺,分析讨论了输油管线实行原油热处理与综合处理的可行性。     

PLC在石油环道试验系统控制中的应用

介绍了可编程序控制器(PLC)在石油环道试验系统控制中的应用,叙述了系统的硬件构成和软件设计的基本情况。实际运行表明,该系统能够在模拟现场条件下对原油输送的各种参数进行采集,并能模拟实际输油管道的运行。     

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。     

北疆含蜡原油热处理常温输送

文章介绍了北疆含蜡原油的物性,并对其进行了热处理试验,获得了热处理的有效性、有效期、最佳温度等特性,并考察了重复加热、反复剪切、压力波传递速度、破乳剂及冷却速度等因素对该种原油热处理效果的影响,从而制定了适合北疆含蜡原油热处理常温输送工艺。经实践证明其经济效益是显著的。文末还指出了工程设计和生产操作要点。