中国石油天然气管道勘察设计院简介(二十八)

中国石油天然气管道勘察设计院自建院开始至1990年主要设计了从我国东部各大油田至我国东部各大炼油厂及各大原油中转油港之间的跨省市的原油长输管道和中原油田的2条天然气外输管道,加上“八五”期间设计的各种管道,累计设计的长输管道总长度达12512.7km(不包括可研等设计前期),累计设计的油气库总容量达到637.5×10~4m~3     

铁大输油管道低输量问题的分析

铁大输油管道近年来输量不断下降，已经出现了低输量问题，通过对该管道低输量问题的界定进行讨论，指出铁大输油管道在低输量条件下存在加热能力不足，管道运行压力不稳，费用上升等问题，提出了加降凝剂进行热处理输送，适当降低规程中的大庆原油最低井站温度等改进措施，分析了管内结蜡对管道运行的影响，给出了管道清蜡的方法以及操作步骤，     

提高东北原油管网经济效益的思考

根据东北输油管道的运行现状，对大庆原油的流变性，凝点以及降低进站油温的可行性等问题进行了分析。指出采用现行标准测试的凝点与实际管道中原油的凝有一定的差别，应客观评价凝点在驼行管理中的作用；热油管道的允许最低进站油温，应根据管输原油的流变性、管道要求的允许停输时间、管道运行时沿线的热力分布、增道承压能力和输油站设备配置等因素来确定。停输再启动的计算表明，大庆原油最低进站油最由３３℃降至３２℃在技术上     

中洛复线降凝剂注入系统

我国的原油输送多采用加热输送方式。当输量减少时,将出现原油沿途热损耗增大及进站温度过低的问题。为解决这个问题,近年来在几条长输管道上使用了降凝剂,原油凝点一般可降低10C左右,这使长输管道在某一低输量下安全运行有了保障,并取得了一定的经济效益。 随着降凝剂合成工艺的改进及对降凝效果与稀释浓度的进一步认识,降凝剂注入系统也随之完善,本文介绍的这套降凝剂注入系统于1992年设计,一     

靖惠原油管道的输送工艺研究

针对靖惠（靖安-惠安堡）原油管道在输油设计中存在外部依托条件差、油源分散、进油点及出油点均较多和进油量不确定等不利条件，提出采用多支线原油管道密闭输送自控技术、原油加剂输送及原油自动计量等工艺技术。实践表明，靖惠原油管道输送工艺技术解决了上述问题，确保了管道一次投运成功，为滚动开发油田原油外输管道设计积累了经验。     

新疆长输管道原油流动性改进剂的应用研究

新疆东部火烧山－北三台输油管道是我国西部一条高粘易凝原油输送管道，自投产以来一直处在超低输量下运行，１９９２年的输油量只有４０万ｔ（设计最小输量６８．３万ｔ／ａ）。由于输油量低，制约了原油外运，直接影响火烧山油田的生产，为了保证输油量，需要改变原低温流变性，针对火烧山原油特性，新疆石油局与浙江大学共同研制出ＥＰ源油流动性改进剂。通过室内试验及现场不同温度，不同加剂量的工业试验，对原油的主要物性进行     

含蜡原油热输管道沿程温降计算

根据含蜡原油在三个不同温度区域的比热表达式，从能量平衡关系式出发，推导出了含蜡原油热输管道沿程温度分布的计算公式，并与苏霍夫温降公式进行了比较，认为采用给出的温降计算公式可以得到更为准确的总传热系数，该计算公式应用于管道设计中，可延长热站站间距离，降低出站油温，并可进一步降低管道最低允许输量。     

热油管道节能影响因素与根本途径

我国境内"三高"原油基本采用加热输送工艺实现管道输送,热能耗较大,且存在停输后再启动困难的问题。热油管道的最佳运行状态是指既能保证管道安全运行和停输再启动,又能使能耗最低或尽可能低的运行状态。降低进站油温是热油管道节能降耗的根本途径,给出了降低进站油温后的热能耗节减比计算公式,指出影响热油管道节能效果的因素有:进站油温、输量、管道环境温度或管道埋深地温、原油比热容、管输系统参数。针对原油管道运行规程规定的最低允许进站油温,依据不同情况,提出了降低进站油温的方法。热油管道进站油温存在3个关键的温度点:最小能耗进站油温TjN、安全运行最低进站油温Tjy和安全启动最低进站油温Tjq;上述3个温度数值最高者即为最佳进站油温。     

风城超稠油外输管道掺稀输送工艺

参考国内外应用成熟的稠油降粘工艺，结合克拉玛依石化公司的加工技术，提出了风城稠油掺柴降粘外输方案。重点研究了风城稠油特性，掺柴后的混油特性，掺柴工艺流程，不同输量下管道运行的水力、热力条件，以及最小启输量、最大输量及安全停输时间等。结果表明：掺柴后的混油在一定温度下表现出牛顿流体特性；掺稀工艺满足事故工况和投产初期低输量运行要求，低黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为20％，高黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为25％，且低黏度和高黏度下管道外输量适应范围较大。风城超稠油外输管道的顺利投产，可为我国今后设计线路更长、输量更大的稠油外输管道提供参考。     

孤东管网优化运行技术

孤永东和孤罗东两条管道承担着孤岛、孤东和桩西的原油输送任务，按现行工况运行，各站节流较多，能源浪费较大。根据管道现有设备条件分析了运行现状，给出了孤永东管道和孤罗东管道的运行参数。在不改变现有设备条件和确保原油外输任务的前提下，制定了优化运行方案，即把两条管道作为一个输油系统，选择以两条管道的最低进站油温为最低允许输油温度，孤岛首站总的输油量合理匹配给两条管道，这样实现了孤永东管道全年压力越站，减     

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。     

深水油气管道再启动过程模拟计算

为了研究深水油气管道再启动过程的多相流动和传热规律,结合传热学和多相流理论,建立了深水管道再启动过程数学模型,给出了模型的定解条件和求解方法;利用该模型,仿真模拟了深水管道再启动过程中温度和压力等参数的变化规律;在此基础上对水合物的生成情况进行预测并分析参数敏感性。研究表明：启动流量、绝热层的导热系数和厚度可以明显改变管内流体的温度分布,且启动流量越大、绝热层导热系数越小、厚度越大、管内流体温度越高,生成水合物的风险越小。研究结论可为深水油气管道再启动的安全进行提供理论指导。     

长输管道带压施焊许用压力的确定

通过建立数学模型推导出了管道焊接许用压力的理论计算公式,并结合实际经验,引入修正因子,计算得出了常用石油、天然气管道带压施焊时的许用压力。提出了长输管道带压施焊应注意的问题。     

南输成品油管道顺序输送混油问题

对实际运行的南输成品油管道中油品切换操作数据进行分析,发现每次油品切换后混油量及混油长度不完全相同,分析了油品切换、流态变化、管路特征、机泵匹配等因素对顺序输送混油的影响,指出输量小、流速低、混油界面运行时间长是南输成品油管道混油量偏大的主要原因。     

基于SPS的输油管道典型事故瞬态工况分析

为准确掌握输油管道事故工况变化对安全运行的影响,基于SPS管道仿真模拟软件,对输油管道典型事故发生时的瞬态工况进行模拟分析,得出了输油管道瞬时压力和流量的变化规律。结果表明：管道沿线泵站停运时,流量减小,进站压力升高,出站压力降低;泵站启动时,流量增加,进站压力降低,出站压力升高;阀门突然关闭时,阀门通过流量迅速降低为0,上、下游流量下降,上游压力上升,下游压力降低;管道发生泄漏时,泄漏点压力迅速降低,上游流量增加,下游流量减小,上、下游压力均降低。分析结果对制定输油管道事故应急预案具有一定的指导意义。（图6,参10）     

鄯兰原油管道月最优生产能耗预测

原油管道月最优生产能耗预测可以帮助管理者制定节能指标和挖掘管道的节能潜力。针对鄯兰原油管道输送油品种类多、分输点多、输送工艺复杂的特点,给出了一套月最优生产能耗的预测方法。该方法主要包含月输油流量分配和开泵、开炉方案优化。针对月输油流量分配,提出了平均流量分配和历史比例分配两种方法。在开泵、开炉方案优化中,分别采用动态规划法优化开泵方案和逆向搜索法优化开炉方案。基于输油流量分配模型和开泵、开炉方案优化模型,编制了鄯兰原油管道月最优生产能耗预测软件。利用该软件分别预测了鄯兰原油管道2012年1月和5月的生产能耗。结果显示：鄯兰原油管道尚存在一定的节能潜力,通过对比优化方案和实际运行方案,指出了进一步节能降耗的方向。（图4,表5,参14）     

火三原油管道扩大输量范围的实践

结合火三输油管道的实际运行情况,推荐了两种改变输送能力的技术措施:①当管道需要在低于最小设计启输量下运行时,可加入降凝剂和降粘剂,以降低管道的允许最小启输量;②当管道需要在高于最大输送量下运行时,可加入减阻剂或将原输油泵改换成大排量高扬程的输油泵。     

成品油输送管网水力模型与仿真

针对成品油管网的工艺特点,以由管道、泵、阀门组成的管网系统为研究目标,运用流体网络基本定律建立数学模型,并运用网络分流算法进行计算,进而获得输送周期内管网系统各分支管道的压力和流量等信息,预测管网在预期工况下的实际操作情况。其主要依据是对于任何集中参数的网络,与任何节点关联的所有分支流量的代数和等于该节点的流量。将管网看作一棵树,将余支作为基准分支,通过树枝加余支的办法形成基本回路矩阵,拟定基准分支和初始流量,由拟定的基准分支,任意选取一独立的回路矩阵,计算Jacobi矩阵与阻力矩阵。基于简单管网算例,验证了上述模型和算法的精度、速度以及稳定性,认为其可以为管道设计和运行管理提供参考依据。     

管输原油分子筛降凝工艺的可行性

当前我国东部油区已进入了低产阶段,导致管道低输量或超低输量运行,给管道输送带来了不能满足热力工况而产生的难输问题。虽然采取了热处理及降凝剂等方法,对原油进行了改性,降低其凝固点和粘度,改善了流动性,但是,由于原油的改性处理有局限性,一是降凝减粘幅度有限,二是改性原油存在时效性问题,所以仍不能彻底解决原油管输的困难。为此,提出了对管输原油进行一次改质初加工,降低原油的凝固点和粘度,从根本上改善了原油的低温流动性。移植“分子筛非临氢降凝工艺”,并选用了三种不同种类的原油进行分子筛降凝减粘试验,取得了初步效果。将该工艺应用到原油管道输送,需在输油管道的首站增设一座原油分子筛降凝减粘装置。