面向智能油田的集输管网工艺模拟软件研制

针对集输管网多相输送体系、不同拓扑结构及输送工艺在数字油田智能化建设中的仿真模拟需求,基于图论方法和管网对象设计了可表示复杂连接关系的通用管网数据结构,耦合流动单元水热力数学模型与节点平衡关系建立了普适性的管网非线性方程组,提出了鲁棒性高的求解方法。以油田集输工艺设计、运行及优化等场景中独立使用或在综合管理系统中集成应用为目标研制了计算软件,通过对比商业软件计算结果,验证了所开发软件的适应性和准确性,同时从工程实用方面探讨了其应用前景。     

成品油管道水击超前保护优化方案

成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。     

海洋L形立管系统底部连续气举水力模型

为了研究海洋L形立管系统底部连续气举水力模型,基于立管底部连续注气条件,分析L形立管系统内可能发生的两相流动过程,建立了针对下倾管-立管系统严重段塞流工况下立管底部连续气举的一维准稳态数值模型。该模型能对有回落循环过程、无回落循环过程、非稳态震荡过程及稳态两相流动过程的相关参数进行数值模拟,从而得到不同流动类型特征参数随时间变化的规律,且模拟结果与第3方实验数据吻合较好。与Jansen模型相比,该模型的适用性和稳定性更强。基于模型模拟结果和实验数据,分析了注气量对立管底部连续气举效果的影响,以期对海洋立管系统安全稳定流动提供借鉴。(图8,表3,参27)     

成品油管道调度计划制定中应考虑的因素

结合西南管道调度计划的制定实例,介绍了制定成品油管道调度计划过程中需要考虑的批次、输送顺序、市场需求、泵的最小连续稳定流量、流量计工作范围、管道最小输量约束和各站场的罐容约束等7个主要因素的具体内容及其重要性。指出只有着重考虑这些因素,才能简化人员的计划编制,制定出合理、高效的分输计划。     

成品油管道停输时段压力变化分析

针对多条成品油管道停输后出现管道压力降低的现象,讨论了油品温度和管道所处地形对停输管道压力的影响,同时结合西部成品油管道的现场数据展开分析.建立了考虑地形因素影响的成品油管道停输阶段温度压降计算模型,模拟了成品油管道停输阶段因打孔盗油和泄漏导致的管道压力变化,并与管道停输的温度压降进行对比分析.基于分析计算结果,制定了西部成品油管道的停输保压方案.     

成品油管道实时应用软件

目前,SCADA系统已成为现代油气管道系统不可缺少的一个重要组成部分,为了更好地管理成品油管道系统,结合现场需要,对SCADA系统所采集的数据进行二次开发和利用.介绍了成品油管道实时应用软件系统的组成,给出了各个软件的程序框图和应用功能.     

利用阀调节控制管道加油系统的水击压力

采用特征线法模拟了管道加油系统内阀门关闭的水力瞬变过程,结合工程实际提出了两种可行的阀调节防护措施。实际应用表明,将阀调节基本原理应用于机场管道加油系统,可有效降低加油系统管道的水击压力。     

富气的相态特性及其工程意义

分析了富气组成对富气的相态特征参量的影响 ,指出C3、C4 含量低的富气经过严格的脱油处理可以在传统压力下单相输送 ;适度控制凝析油含量 ,一般富气可以实现密相输送。两相输送对富气的烃露点没有具体的要求 ,但是通过脱油处理可以降低两相输送管道的积液量     

气液两相流瞬态数值模拟

多相流动的瞬态数值模拟最常用的是双流体模型,由于受技术垄断的影响,其相关求解资料较少.为此,通过采用有限体积法,将SIMPLE算法推广到两相流形成SIMPLE-MF算法,用于双流体模型的求解效果较好,并开发了两相流瞬态模拟程序.     

含蜡热油管道稳态与瞬态的温降计算

含蜡热油管道在设计及实际运行过程中,油品密度、粘度、比热容沿程随温度变化,沿线流型与流态也不断变化,这些都是计算管道温降必须考虑的因素.从能量方程出发,计入析蜡潜热的影响,推导出管道沿线流量变化不大时的瞬态温度方程,并利用三特征线方法进行求解,提高了含蜡热油管道的计算精度,并为其设计计算及仿真软件的开发提供了理论依据.