胶凝原油管道再启动研究进展

介绍了国内外学者对胶凝原油管道再启动问题的认识,指出了现有启动模型的不足,认为通过试验的方式研究胶凝原油停输再启动的问题,可以为输油管道设计过程中管材的选择、管道允许停输时间的确定和最小启动压力的预测提供科学依据.     

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     

胶凝原油试验管路的启动特性

针对胶凝原油管道停输后再启动压力远低于计算预测启动压力的技术难题,使用管流试验装置研究了胶凝原油管路的启动特性。依据对胶凝原油管道停输启动过程的理解,提出胶凝原油管道存在对应的临界启动剪切率和启动屈服应力。胶凝原油管路启动过程分为控制流量启动过程和控制压力启动过程。控制流量启动过程研究发现,受含蜡原油轻组分影响,试验管路内胶凝原油表现出"韧性"和"脆性"两种特性,"韧性"原油不含轻组分,胶凝结构强度与停输前的预剪切过程、停输静止时间、停输降温幅度、启动温度及启动剪切率相关;"脆性"原油含轻组分,胶凝结构强度主要取决于停输降温幅度和启动温度。胶凝原油的启动屈服应力取决于胶凝结构强度和静态降温过程的体积收缩;试验管路的启动速度与胶凝原油的结构强度和启动剪切率相关。控制压力启动过程研究发现,启动油温越高,试验管路全线启动速度越快;在相同启动油温下,启动压力越低,试验管路全线启动速度越慢;对应相同启动温度,存在临界启动压力。相关研究结果为深入研究胶凝原油停输再启动过程和指导工程实践奠定了理论基础。     

停输压力对胶凝原油管道启动特性的影响北大核心

管道停输时,因地形起伏等因素管内难免存在压力,从而影响管道的启动特性。基于胶凝原油环道试验,采用3种加压方式探究不同停输压力对胶凝原油管道再启动特性的影响规律:1管道首段瞬时加压后密闭管道并恒温静置;2管道恒温静置过程中,在管道首段持续施加不同恒定压力;3管道首段持续加压特定时间后,密闭管道并恒温静置。分别开展管道再启动实验,计算管道启动屈服应力。分析表明:瞬时加压时,管道启动屈服应力随着加压压力的增加而增大;持续加压时,管道启动屈服应力随加压压力的增加而先增大后减小;加压时间对屈服应力也有一定影响。研究结果可为保障原油管道安全、高效运行提供技术支持。     

停输压力对胶凝原油管道启动特性的影响

管道停输时,因地形起伏等因素管内难免存在压力,从而影响管道的启动特性。基于胶凝原油环道试验,采用3种加压方式探究不同停输压力对胶凝原油管道再启动特性的影响规律:1管道首段瞬时加压后密闭管道并恒温静置;2管道恒温静置过程中,在管道首段持续施加不同恒定压力;3管道首段持续加压特定时间后,密闭管道并恒温静置。分别开展管道再启动实验,计算管道启动屈服应力。分析表明:瞬时加压时,管道启动屈服应力随着加压压力的增加而增大;持续加压时,管道启动屈服应力随加压压力的增加而先增大后减小;加压时间对屈服应力也有一定影响。研究结果可为保障原油管道安全、高效运行提供技术支持。     

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)     

热含蜡原油管道停输再启动压力研究

在室内环道上进行了胶凝原油再启动过程的试验,在试验分析的基础上解决了以下几个问题：首先,试验证实管内凝油屈服过程存在三个阶段,以弹性变形理论分析初始屈服段,用有时效的流变方程描述屈服值裂降段,用无时效的流变方程描述残余屈服段;其次,证实压力在管内凝油中传递与声波传播机理不同,压缩管内凝油系统“孔隙”是影响再启动凝油管道压力传递速度的关键因素,多“孔隙”凝油的阻尼作用和管内凝油屈服的径向滞后是两个重     

胶凝原油管流特性研究进展

早期的管流试验装置在源，流程，温度控制，压力测量，流量控制等方面存在不足，对管流试验装置逐渐发展完善的过程进行了。由于管道中胶凝原油的启动过程非常复杂，涉及到胶凝原油热历史和剪切历史，原油的屈服特性，触变特性，粘弹性和压缩性，温降收缩和压力速度等因素，通过分析总结胶凝原油启动过程的相关理论，对原油的触变模式进行了探讨。     

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。     

含蜡原油管道停输再启动压力计算新方法

为了提高含蜡原油管道停输再启动压力计算的准确度,在传统启动压力计算模型的基础上,建立了一种新的含蜡原油管道停输再启动压力计算方法。以刘天佑启动模型为基础,将再启动压力模型分为高程引起压降、惯性压降和摩阻压降3个部分,考虑管道沿线高程差引起的压降,并对管道进行区域离散化来求解摩阻压降。摩阻压降中由于触变性因素造成的压降,采用更适合于表达含蜡原油触变性的Houska触变模型。利用新建计算模型编制了相应的计算程序,代入秦京输油管道历年数据进行模拟计算,计算结果与实际情况相吻合,表明改进模型更具准确性和广泛适用性。     

原油长输管道启动压力研究

降低热输管道的输油温度或实现常温输送，是原油管道节能降耗的有效途径，但在低温下能否顺利启动则是关键。通过对流体管避运过程、非牛顿体触变性及两者关系的研究，导出了牛顿体和非牛顿液体管道中动压力的计算方法，及启动压力与启动流量的相关规律。同时指出，启动压力由三部分组成；液体由静止加速到启支速度的惯性力；液体与管壁间的摩擦力，破坏非牛顿体结构的触变性附加力。计算实例表明，利用屈服值预测屈服假塑性原油管道     

触变性原油再启动压力的计算

以Houska触变模型为基础,建立了双速率含蜡原油触变性模型,编制了触变性原油再启动压力计算软件,将国外相关文献的原始数据代入计算软件,并将计算结果与文献中的实测结果进行了对比,结果表明,计算结果与实测结果比较吻合,计算方法优于文献发表的计算方法.     

铁秦管道停输再启动过程模拟

在给出停输过程的热力模型及启动过程的热力，水力模型的基础上，对铁秦输油管道夏季各站间停输温降过程进行了模拟，并模拟分析了葫芦岛－绥中段在四种工况下的再启动过程，通过对四种工况下的再启动过程的模拟结构分析，探讨了铁秦输油管道降温输送的可行性。     

含蜡原油管道停输再启动的安全性问题

总体评价了国内外埋地含蜡原油管道停输再启动的研究现状,认为造成停输温降和启动压力的计算结果与实际存在偏差的主要原因是,原油流变性、环境及管道运行工况等参数的不确定性、建立数学模型时的不合理假设和尚无法对原油的剪切历史和热历史效应进行定量描述.说明了运用确定性方法对含蜡原油管道停输再启动安全性进行评价的缺陷,指出了停输再启动问题的难点所在,提出了停输再启动安全性评价的研究方向.     

胶凝原油启动屈服值正交试验

管流试验装置的试验研究表明,原油启动屈服值不仅与温度密切相关,还与预剪切流量、静态温降幅度、启动流量等存在一定的关系.利用正交试验统计方法分析了各个因素对胶凝原油启动屈服值的影响.分析结果表明,影响启动屈服值的各个因素重要性的排序为,启动时的试验温度、静态降温幅度、启动流量和预剪切流量.     

原油差温顺序输送最大安全停输时间

原油差温顺序输送管道最大安全停输时间的确定是目前原油顺序输送技术领域重要而又尚无公认可行方法的技术难点。为此,基于数值模拟结果,从“再启动难易程度”的角度对停输安全性进行分析。通过一系列理论分析,导出了既能满足生产需求又简便易行的原油差温顺序输送管道最大安全停输时间的确定方法：对于不存在停输危险性的停输时机,理论上最大安全停输时间为无穷大;对于存在停输危险性的停输时机,通过数值模拟分析,先找到刚好使无量纲排空时间趋于无穷大的停输时间,再进一步在该停输时间附近找到满足判定条件“只要再启动过程出现进站流量随时间减小的现象都不安全”的停输时间,即最大安全停输时间。该方法同时适用于普通含蜡原油管道。     

含蜡原油管道最低允许进站温度的确定

对两条含蜡原油管道发生初凝的现象进行了分析，认为无论连续运行或间歇运行，都应在地温较低的月份将下游的进站温度控制在高于输送介质凝点＋3℃以上，并以此确定含蜡原油输送管道的最低允许进站温度。综合分析结果表明，含蜡原油管道最低允许进站温度，应该根据允许停输时间、原油流变和屈服特性、温度条件、启动压力和排量等条件定量计算，并与现场试验相结合来确定。     

热油管道停输与再启动过程模拟计算软件

在建立热油管道停输与再启动过程数学模型的基础上,采用数值方法和混合语言编程技术,成功地开发了热油管道停输与再启动过程模拟计算软件ＳＡＲＰ,解决了热油管道停输与再启动过程预测的技术难题。     

火三含蜡原油管道初凝现象分析

通过对火三含蜡原油管道初凝现象以及对其处理过程中的运行参数进行分析，认为连续运行的管道，其下游的进站温度应控制在输送介质的凝点＋3℃温度以上；间歇运行的管道，末站进站温度应达到安全停输时间的要求，以保证管道在冬季安全运行。对于含蜡原油管道的初凝现象象，三个过程主导着压力，排量的变化和管道恢复正常的速度，第一是管内空隙的充装过程，第二是使末段部分温原油屈服的过程，第三是冲刷，剥落管壁凝油层，恢复管道正常排量的过程。