液环输送渣油的试验研究

本文叙述了管道中用液环方式输送粘稠油品的机理。渣油在管道的液环中是流动的内核,核流的外面为层流流动的低粘度液体环,并与流动核保持同心。结果表明,这是渣油输送的较经济的方法。文中还讨论了影响液环流动系统的各种因素。     

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）     

稠油水环发生器结构优化

水环发生器是水环输送稠油技术的重要装置,为了改善水环稳定性和提高输油效率,对水环输送稠油的减阻机理进行讨论,并采用数值分析的方法对水环发生器结构进行优化。采用VOF(Volume of Fluid)模型建立了水环流动数值模型,并完成了模型验证,研究了水环发生器不同间隙厚度对其稳定性的影响,探讨了水环发生器间隙厚度对水环输油效率的影响,得到了水环发生器最佳间隙厚度。结果表明:间隙厚度存在一个最佳值,过小不利于水环的形成和稳定,过大则会降低输油效率。研究结果为水环输送高黏原油提供了理论指导。     

粘稠油水环输送的稳定性

水环输油是一种较先进的输油方法,尤其是对粘稠油的输送更佳。保证水环的稳定性是水环输送的关键。通过初步的理论分析和试验研究,明确了水环不稳定的原因,指出要保证水环的平衡稳定就要保证核心油柱的结构稳定和防止油粘壁。同时介绍了为保证水环的稳定在试验中所采用的工艺方法。目前已具备粘稠油水环输送工业性实验的条件。     

液环输送的几个问题

本文论述了液环输送的技术经济问题。提出液环输送的效益指标δ_Q及δ_n,分析了几种液环的优缺点,最后提出液环输送效益最高的最佳液环流量比。     

成品油顺序输送过程模拟

成品油顺序输送必然会形成混油段,选择合理的输油方案是减少混油的基本措施,运用计算机对不同的输油方案进行模拟分析是选择合理输油方案的有效方法。分析了顺序输送过程中管路水力特性的变化过程,建立了水力分析的数学模型,并开发了通用的顺序输送过程模拟软件,通过算例说明了该软件的实际应用意义。     

铁路原油自流卸油系统水力计算

东北地区铁路原油罐车卸车时间,分冬、夏两个季节。规定原油卸车时间冬季为5h,夏季为3h。在规定的时间内,需将铁路罐车内的原油全部卸净,以保证铁路列车正点运行。以在我厂原油卸车常出现超点罚款现象。因此,对卸车蒸气量的影响、卸油集油管线的影响进行了水力校校。 1.铁路原油罐车自流卸油水力计算 铁路原油罐车自流卸油系统水力计算简图见图1。其自流卸油的流态,主要是层流流态和水力光滑流态两种。     

离心泵输送气液两相介质的研究

介绍了输送气液混合物时离心泵的特性曲线的变化,泵级间的相互影响以及气液两相流工作的流态变化、排量及轴功率的计算等。提出了当保持一定QY值时,在吸入气液容积比KX相当宽的变化范围内,HH随KX的变化曲线和ηH随KX的变化曲线形状相似,而且都与KX的二次方有关。     

气液两相间歇流流型下的蜡沉积规律

利用多相流动蜡沉积试验环道,以高含蜡量原油为试验介质,对气液两相流的蜡沉积规律开展试验研究,得到间歇流流型下蜡沉积层厚度随液相折算速度、气相折算速度和间歇频率等流型影响因素的变化规律。结果表明：在间歇流流型中,蜡沉积物在管壁环向分布较为均匀。当液相折算速度恒定,平均蜡沉积层厚度随气相折算速度的增大而减小。若气相折算速度保持恒定,液相折算速度较低时,平均蜡沉积层厚度随液相折算速度的增大而增大;液相折算速度较高时,平均蜡沉积层厚度随液相折算速度的增大而减小。若气相折算速度相同,段塞频率随液相折算速度的增大而显著增大,导致平均蜡沉积层厚度呈现减小趋势。研究结果为建立气液两相流动蜡沉积动力学模型奠定了基础。（图6,参6）     

粘稠油水环输送现场应用试验

文中介绍了稠油井集输管线上进行水环输送的现场试验及由试验摸索出正常运行和长期停输后再启动的操作规程,验证了适合于水环输送的最佳条件和应用范围。结果表明在掺水8％～20％的条件下,能形成长期稳定的水环,获得较明显的减阻效果及经济效益,从而证明了水环输油工艺可在短距离管线上安全而又高效地输送粘稠油品。     

离心泵内固液两相流动的三维数值模拟

采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心泵全流场的固液两相流速度场和压力场进行三维湍流动力学仿真分析.结果表明:叶轮流道沿程压强逐渐升高,叶轮轴向截面压强分布非对称性较明显;固液两相在同一壁面上的速度分布规律相同,叶片和前后盖板壁面的固液两相平均速度差达10%以上;扬程和效率的数值计算和试验测量值接近.     

成品油管道蜡沉积倾向的实验分析

为解决长输成品油管道在地温较低的季节输送高凝成品油时易出现混油大量增加的非正常混油变化的问题,在理论推导的基础上建立了成品油管道蜡沉积的理论模型,确定出成品油管道蜡沉积倾向与输油温度、输量和运行时间有关.并通过室内管流蜡沉积实验,分析了蜡沉积层倾向与输油温度、输量和运行时间的关系.运用sigmaplot软件建立了实验室蜡沉积倾向与各影响因素之间的计算公式,为成品油管道的实际操作提供了一定的理论依据.     

成品油顺序输送二维和一维混油模型比较

管道成品油顺序输送导致混油的诸多因素中，最基本的是介质的散布行为，即对流与扩散。两油品间的混油过程就是二维对流扩散过程，即轴向伸展与径向扩散。而轴向伸展帅管流横截面上速度不均引起的，长向扩散则是由深度梯度引起的。由分析得知，雷诺数越高，由一维混油理论求得的结果直接近二维混油法庭是的数值解，即雷诺数越低，一维混油理论求得的误差越大，在层流状态下，一维混油理论几乎不能成立，因此，在顺序输送设计与运行中     

竖直管道两种油品顺序输送的传质数值研究

通过建立顺序输送混油模型,并利用流体力学计算软件PHOENICS进行数值求解,分析了输送次序对竖直上坡管道与下坡管道混油的影响。研究结果表明,密度对竖直管道顺序输送过程中层流底层的影响比较明显,并且大于粘度影响,不可忽略。同时,发现粘度小的油品前行所形成的混油段长度不一定比输送次序相反所形成的混油段长度短。该研究结果对于研究我国西部地形复杂地区的顺序输送管道混油问题具有理论指导意义。     

浅谈减少顺序输送混油的几种方法

所谓顺序输送就是利用一条输油管道同时先后输送几种不同的石油产品。这样既能做到一管多用,又可充分发挥管道的利用率,降低输油成本,对提高经济效益有明显的作用。但是,顺序输送中常常发生混油,有时甚至还十分严重。造成混油后难以处理,而且也造成一定的经济损失,这是人们所不希望的。现浅谈几种顺序输送时减少混油的方法。     

高粘牛顿流体输送的表观滑移流动研究

在高粘度流体输送过程中,用低粘度的流体局部置换高粘度的流体,可以降低附壁边界层的粘性从而实现管道内流体流动减阻。对管道内两种粘度流体环状流动进行了理论和计算研究,推导了滑移层厚度及流体粘度与流动流量、减阻、滑移速度等的关系式,结果表明,随着滑移层变厚,其流速的增量会减小;当滑移层较薄时,流量增否取决于两层流体粘度之比;只有控制滑移层厚度不超过一定范围输送效率才会最大;滑移速度与压差成线性关系。     

流态变化对管道运行费用影响的理论分析

热油管道在运行过程中管内油温沿轴向逐渐降低,同时整条管道的运行工况随油流前行而不断变化,原油将从牛顿流体转变成非牛顿流体,不同流态下的管段摩阻损失不同,因而整条管道各段所需压头不同,应分段计算.以两泵站间无旁接输油管道的情况为例,计算求得不同进、出站油温对各流态管段长度、摩阻损失的影响,建立数学模型分析流态变化对输油管道系统运行费用的影响.对不同流态的输油方案进行比较,在确保完成输油任务的前提下,确定算例热油管道站间最佳输油方案.     

含蜡原油浮动清蜡输送工艺

对于在役且输油量低于设计输量的含蜡输油管道，为充分利用结蜡层的保温效果来调节油电消耗的比例，提出了含蜡原油浮动清管输送工艺。通过对含蜡层保温作用的计算及浮动清蜡器的初步设计，给出了浮动清蜡工艺输送的必要条件，分析了浮动清管输送工艺的安全性。计算结果表明，该输送工艺可达到降低输油成本的目标。     

稠油在低温环境下的伴水输送实验

使用自行设计的稠油伴水输送实验系统,以液体石蜡和固体石蜡产品配制的模拟稠油为研究对象,开展了冬季低温条件下的稠油伴水输送实验,观察到理想水悬浮分散流和有限段塞水悬浮分散流两种流型.基于两种流型均符合层流理论的假设,采用达西定律,分析了油水混合液表观粘度与流型、含水率、管径的关系,结果表明,当含水率高于80％且管内油水混合液温度远低于稠油凝点时,管内油水混合液呈现稳定的理想水悬浮流型;当含水率低于一定水平时,管内油水混合液的流型由理想水悬浮流型转变为有限段塞水悬浮流型,但段塞长度和间距相对稳定,同样呈现出良好的流动性;管道内径会影响伴水输油时段塞的形成,管道内径越小越易出现段塞.     

原油物性变化对库鄯管道运营的影响

针对库鄯管输原油粘度、密度逐年增大和重质油含量不断上升而导致管输设备效率降低、主泵机组工艺参数发生变化、输油成本增加和运行维护难度增大等问题进行了分析,提出通过采取增加轻质油的掺入比或将稠油单独处理、添加GY-3降凝剂和增设中间加热站等相应措施,可有效改进原油物性,提高输油效率、降低输油成本.