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

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。     

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。     

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。     

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     

一种新的胶凝原油管流启动屈服应力测算方法

准确预测胶凝原油的启动屈服应力,是实现含蜡原油管道安全经济输送、避免"凝管"事故发生的关键所在。以管流试验数据为基础,分析了管道轴向受压时间差异对胶凝原油启动屈服应力测量结果造成的影响。结果表明:在管流装置中,启动屈服应力的测量值随测量管段长度的增大呈减小的趋势。结合三参数双曲模式触变方程,提出了一种基于非线性最小二乘拟合原理的数据处理方法,能够求得测量管长趋于无限短时胶凝原油的启动屈服应力,统一了对特定工况下凝油结构强度的评价标准。     

胶凝原油管道再启动相关问题研究现状

胶凝原油的粘弹塑性、压缩性及其管内压力传播过程是影响管道再启动过程的重要因素.分类总结了管输胶凝原油结构破坏过程中的粘弹触变模型,对胶凝原油管道启动过程中影响压力传播的因素进行了分析,介绍了胶凝原油管道启动过程中的数学模型,重点阐述了近年发展的新模型,包括CNR与DNCR启动模型及Vinay G、Negr (a) o等人的启动模型,指出了现有模型的不足,认为准确确定胶凝原油的压缩性大小和再启动过程中启动波的传播特性是解决管道再启动问题的关键,为进一步研究胶凝原油管道的再启动问题指明了方向.     

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%.     

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。     

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.     

成品油顺序输送交替过程中摩阻损失的计算

在管道输送成品油过程中,沿线压力的变化主要是由管道特性的变化和不同密度油品在管道中交替产生的,某时刻管道的流量将由各站间供能(启泵方案)、耗能(沿程阻力)以及高程决定。随着混油段的移动,管内流量必然会发生变化。结合实例,对不同油品在管道中交替时摩阻损失随时间的变化进行了计算和分析。     

成品油顺序输送交替过程中的摩阻损失的计算

在管道输送成品油过程中，沿线 压力的变化主要是由管道特性的变化和不同密度油品在管道中交替产生的，某时刻管道的流量将由各站间供能（启泵方案）、耗能（沿程阻力）以及高程决定。随着混油段的移动，管内流量必然会发生变化。结合实例，对不同油品在管道中交替时摩阻损失随时间的变化进行了计算和分析。     

减阻剂室外埋地评价环道及瞬态模型

针对减阻剂室内评价环道存在的问题,设计安装了管径159mm、长300m的室外埋地评价环道,其管径、长度、油品流速更接近于实际管道.该装置采用高压氮气作为动力源,测试段沿线布设高精度压力传感器和高频压力传感器,测试段出口设有超声波流量计,同时安装有耐压罐和常压罐.由于在环道评价试验中装置的压力不断变化,因此建立了试验过程氮气管路、油品管路、氮气罐、耐压罐的瞬态模型,使用VB语言编制了计算程序,用以计算不同粘度和初始压力下的油品流速和压力变化,雷诺数范围和试验时间,判断试验条件的可行性.     

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。     

热油管道停输再启动特性的环道模拟试验研究

借助大型环道,对热油管道的停输再启动特点以及相关影响因素进行了现场条件下的全面试验研究.首次测得了埋地管道停输过程中管内不同径向位置处油温的变化数据.试验所测量得到的停输温降、启动压力、压力波速情况以及各因素对启动过程定量的影响程度结果,对于停输再启动的计算研究具有重要参考价值.     

含蜡原油管道胶凝形成机理研究进展

介绍了国内外献中对含蜡原油胶凝形成机理的研究成果。研究结果表明，在含蜡原油管道中，当油温低于浊点时，易在管壁处形成一层类似固体的凝胶物质。含蜡原油管道胶凝的形成主要受热历史和剪切历史的影响，胶凝湿度随冷却速度的减小而降低，随剪切应力的增大而降低，而浊点与冷却速度和剪切应力无关。在环境湿度高于油温的情况下， 即便油温低于浊点湿度，含蜡原油也不会形成胶凝。由于胶凝具有类似固体的机械特性，因此冷却速率越快，石蜡晶体越小，越多，屈服应力也越大，胶凝屈服应力取决于蜡晶的大小和数目。