保温层失效对伴热稠油管道安全停输时间的影响

针对伴热稠油管道在保温层失效后,安全停输时间难以确定的问题,基于有限体积法,建立了伴热稠油管道二维、非稳态分析模型.该模型考虑了稠油的凝固潜热影响,研究了保温层失效前后稠油管单独停输(案例Ⅰ)与稠油管和伴热管双管同时停输(案例Ⅱ)情况下稠油管内温度场的变化规律,在此基础上,通过SPSS软件拟合了停输时间与停输后稠油平均温度的关系曲线,进而确定了伴热稠油管道在保温层失效前后的安全停输时间.保温层失效前后,案例Ⅰ与案例Ⅱ油管内的温降规律基本相似.在保温层失效前,案例Ⅰ与案例Ⅱ的安全停输时间分别为58 h和54 h,前者在伴热管的影响下,安全停输时间延长了4h;在保温层失效后,两种情况下的安全停输时间均缩短至11h,即伴热管对安全停输时间没有影响.     

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。     

热油管线的停输温降和安全停输时间的计算

本文用三种计算方法研究了埋地和架空管线中多含蜡原油管道停输后的温降,并与现场实测结果作了初步比较。在此分析基础上,推荐了安全停输时间的估算方法。     

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     

埋地含蜡原油管道停输温降规律

全面分析了埋地含蜡原油管道停输后管内原油的温降规律,对埋地含蜡原油管道与输水管道、稠油管道以及架空管道的停输温降规律进行了比较.在分析影响埋地含蜡原油管道停输温降的各种因素时,指出停输初始阶段的自然对流传热和伴随有蜡晶潜热释放的移动界面传热问题是埋地含蜡原油管道停输温降研究的两个关键.分析并比较了常用的停输温降数学模型.     

热油管道停输后土壤温度场数值研究

阐述了加热输送原油管道在运行过程中不可避免地会产生停输问题,当温度降到一定值后,可能造成凝管事故,给管道再启动带来极大困难。为了避免凝管事故发生,对管道停输后的周围土壤温度场变化规律进行研究,进而确定允许停输时间。通过分析埋地热油管道的几何特性,建立了有限区域内停输时的热油管道土壤数学模型,并使用PHOENICS软件对该数学模型进行了求解。模拟结果与文献[7]实测数据吻合较好,误差在2%以内。证明了利用PHOENICS软件完全能够对停输时的温度场变化进行模拟。为研究热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及解决再启动等问题奠定了基础。     

热油管道停输过程中油品温降计算

文章根据热油管道停输后油品和管道周围土壤热力工况变化情况,提出了传热定解问题,并对其进行了一定的数学求解,得出了管道中各截面油品温度沿径向及随时间变化的解析解。该方法为更合理地确定管道在不同季节的安全传输时间提供了计算依据。     

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。     

东黄复线停输再启动过程研究

在研究了胜利原油连续剪切降温，静止降温和再剪切过程原油流变性变化，建立热油管道停输再启动数学模型的基础上，使用数值方法计算了东黄复线停输再启动过程，并成功地进行了工业现场试验，实测数据与计算结果基本一致。     

苏丹3/7区原油管道的停输安全性

针对苏丹3/7区原油物性、Moleeta油含量和水含量多变的特点,对管道停输安全性问题进行数值模拟计算。该管道平均油温最低的站间是PS4-PS5站间,亦是最早出现触变段且最危险的站间。以该站间为研究对象,分析了季节变化、Moleeta油含量变化以及PS1-PS2站间管输原油的含水率在0～7%变化时,对停输过程中管输原油触变段长度和平均温度的影响规律,进而得到管道在不同条件下的最大安全停输时间:输送M25W0原油、M15W0原油和M5W0原油时,平均地温最高的8月份比平均地温最低的2月份分别长169.4h、120.7h和118.4h;管输原油中Moleeta油含量增加,PS1-PS2站间原油含水率在低于原油乳状液"转相点"的范围内增加,都有助于提高管道的停输安全性。     

集肤效应电伴热输油管道的优化设计试验

介绍了输油管道集肤效应电伴热(SECT)系统的基本构成,即电源、电热装置、电气控制装置、绝缘装置及保温装置.为提高SECT法的伴热性能,搭建了长20 m的SECT输油管道试验台架,对SECT法的集肤效应性能、发热性能、漏电压进行系统测量,开展优化设计.结果表明:输油管道应用集肤效应电伴热技术,集肤效应明显,可极大地提高伴热效率;SECT加热管宜选用管径为1.91 cm的圆形SECT加热管,此时阻抗值较大且安装穿线方便;SCET加热管的漏电压极小,操作安全可靠.     

双源热压机传热分析及输送管道结构设计

利用ANSYS有限元软件对单源载热体(导热油加热,水冷却)和双源载热体(热油和蒸汽同时加热,冷油和水同时冷却)的热压板孔道结构分别进行传热仿真分析,得到相应的温度分布云图及热压板温度随时间的变化曲线.传热仿真分析结果显示,在同样条件下用双源载热体把热压板加热到140℃所用的时间比单源载热体少200 s,双源载热体加热热压板板面最大温差1.2℃;双源载热体冷却所用的时间比单源载热体少330 s,板面最大温差2.6℃.表明采用双源载热体产品可达到优等品的生产要求.同时设计了与双源载热体相适应的载热体输送管道结构.     

原油差温顺序输送停输初始状态及安全性

原油差温顺序输送管道不同停输初始状态对应不同的安全停输时间,停输安全性是该输送工艺的重要技术问题。为了获得停输初始状态对停输安全性的影响规律,定性分析了一个输送周期内不同时段的停输安全性特点,通过引入停输时机的概念和定义无量纲排空时间定量分析了不同停输初始状态的相对停输安全性。结果表明：高凝油油头到达进站口时停输最危险;不同停输时机的无量纲排空时间相差明显,即不同停输时机再启动的难易程度或停输安全性相差较大,且差异程度随停输时间延长而增大;对于存在停输危险的停输时机,无量纲排空时间总会在某一停输时间下趋于无穷大,表明该停输时间下,再启动不会成功。研究结果可为原油差温顺序输送管道合理安排停输检修计划或定性判断停输安全时间提供技术支持。（图4,表4,参13）     

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。     

原油管道YOYO系统流动安全性

原油管道因故停输时,在非事故站间采用YOYO系统可以使原油在站间往返流动,避免凝管事故发生。YOYO系统由分别设置在两个相邻泵站的储罐和螺杆泵组成,其运行过程与正反输工艺相似,但两者使用目的不同。详细说明了YOYO系统的工作流程,建立了其运行过程的传热数学模型,讨论了正反向输送时的初始条件和高程差。基于算例管段,计算讨论了YOYO系统运行过程中的温降规律,分析了采用YOYO系统后管输原油的流动安全性,结果表明：该方法对于事故停输管道是一种潜在可行的安全措施。     

电流密度与管中电流对阴极保护的影响

为了研究长输管道阴极保护管中电流的分布规律,采用数值模拟技术对3PE和石油沥青两种不同类型防腐层在不同阴极保护站间距下的管道阴极保护参数进行计算。根据计算结果分析了管道沿线的电流密度、管中电流及其产生的管道内阻电压降之间的关系和分布规律,进而对管道断电电位及其IR降进行探讨。结果表明：防腐层绝缘性能参数与管道阴极保护站间距参数相匹配时,可以实现近似均匀的保护效果,即管道沿线电位衰减很小、电流密度近似均匀散流到管道上;管中电流形成的管道内阻电压降是管地电位测量结果和断电电位测量中IR降的一部分,使用断电法评价防腐层绝缘性能时应远离管道通电点。（图2,参10）     

天然气长输管道泄漏工况数值模拟

针对无风和有风情况下埋地天然气管道的管状扩散和渗透扩散泄漏过程建立了物理数学模型,使用Gambit软件对模型进行网格划分,运用计算流体软件Fluent进行数值模拟,研究了两种泄漏过程在不同时刻的扩散区域和安全避让区域,以及土壤渗透率对天然气泄漏扩散区域和浓度分布的影响。结果表明：天然气泄漏在有风情况下对地面扩散的影响更大,当风速增大到一定程度时,仅在泄漏口上风向存在安全区域;泄漏天然气穿过土壤层后剩余速度的大小决定了扩散高度、范围和气流形态,相对低渗透土壤,穿过高渗透率土壤层的天然气在空气中形成的扩散区域更大,扩散高度更高,但后期两者扩散范围基本相同。（图8,参10）     

中俄油气管道运行标准差异分析

为保障中俄原油管道安全运行,全面梳理了俄罗斯油气管道运行标准。从管道试压及原油、成品油、天然气管道运行技术4个方面,深入研究了中国和俄罗斯管道运行标准的差异。系统阐述了俄罗斯标准的先进性,包括管道投产延迟条件下重新试压、运行管道强制性试压和周期性试压、清管作业、输油站紧急停输准则、混油控制切割和掺混、压缩机异常条件操作程序和辅助设备检验等。建议借鉴俄罗斯标准对我国油气管道运行标准进行修订。（表1,参1）