秦京线混输大庆冀东原油优化运行研究

针对秦京线不同管段输送不同物性原油的情况,基于秦京线基础数据和大庆冀东混合原油流变特性,编制了秦京线混输大庆冀东原油优化运行计算软件,制定了秦京线混输大庆冀东原油优化运行方案.通过优化输油泵组合,实现秦皇岛-迁安管段的优化运行,节流损失基本消除.通过确定最低允许进站温度,优化输油泵组合,实现了迁安-房山管段的优化运行.     

处理温度对加剂混合原油流变性的影响

针对中原原油与进口原油混输的实际,中洛复线进行了加剂浓度相同、热处理温度不同的混合原油流变性的试验与研究,结果表明,在新的输送工况下,对于中原与阿曼两种比例混合的原油,在加剂浓度为50 g/t的条件下,采用55℃的处理温度,可以达到安全、低耗运行的目的,经济效益显著.     

秦京管道输送冀东原油低输量运行方案

针对2008年以来秦京输油管道低输量输送冀东原油的运行需求,以冀东原油基本物性参数为基础,研究了热处理温度对冀东原油低温流变特性的影响,筛选了改性效果最佳的降凝剂,确定了加剂浓度和热处理温度,制定了秦京输油管道输送冀东原油(输量为280×104t/a)的运行方案。根据原油流动能量耗散理论,利用加剂原油凝点预测数学模型,预测了加剂冀东原油管输过程中地温显著变化时的凝点变化情况。     

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。     

出疆管道顺序输送成品油和原油可行性分析

论述了出疆管道顺序输送成品油和原油的优越性,参考法国管网-顺序输送成品油和原油的运行方式,提出了初步设想。在对新疆原油物性进行分析后,以外输总量1100×10~4t/a,成品油与原油比例8:3为前提,根据早期成品油管道工程可行性方案中所布站距进行了管径、安全输量等方面的工艺试算。从工艺角度对出疆管道顺序输送成品油和原油所存在的问题进行了探讨。     

中洛管道混合原油凝点和粘度的测量与计算

针对由于原油流向调整,中原油田-洛阳炼油厂输油管道(中洛管道)输送混合原油安全经济运行的需要,测试了进口原油与中原原油按不同比例混合后的流变参数,表明即使将混合比例调至4:1,混合原油的凝点仍高达14℃,不能实现全年常温输送。基于不同比例混合原油的物性,优选了混合原油凝点和粘度计算模型,与线性模型和刘天佑模型I、II相比,李闯文混合原油凝点预测模型的计算误差最小,其最大预测偏差仅1.5℃;在14种混合原油粘度预测模型中,Bingham修正模型Ⅱ的计算误差最小,其绝对平均预测偏差为6.6%,最大绝对预测偏差为22.1%。     

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。     

鲁宁管道输送混合原油的现场试验研究

针对鲁宁管道混合原油输送问题,通过现场试验,研究了在胜利与进口原油的混合比为9:1时,不同油罐之间混合原油流动性的差别、不同罐位混合原油粘度的变化对过泵剪切和管流混合原油流动性的影响.并对混合原油的流动性进行了沿线跟踪测试,为制定鲁宁管道混输胜利与进口油的合理输送方案提供了科学依据.     

冷热原油交替输送停输再启动研究

建立了冷热原油交替输送停输再启动过程的数学模型,采用有限差分法和有限容积法相结合的研究方法对其复杂的停输再启动过程进行数值模拟,所编制的软件能计算管道再启动站间的温度、压力和流量的恢复过程,考察了停输时机对停输再启动过程的影响.研究成果可为冷热原油交替输送管道安全停输时间的确定提供技术支持.     

管输原油加热温度的控制

在管道中输送高凝固点原油时,为保持原油的流动性,就需要维持一定的温度。这一温度的最低限,要在研究管道输送和启停工况之后加以确定。一但确定了这一最低限温度T_1,在管输过程中就应维持油温等于或高于T_1,否则,将不利于或不可能达到正常输送。     

沈北高凝原油特性

本文根据室内试验对沈北高凝原油的一般物性、粘温特性、流变特性和流动特性进行论述。提出用—10原油和胜—10与安—74混合原油当混合比为9:1～4:6,原油的粘温变化规律用μ=exp(A+B·t+C·t~2)表示;安—74和混合油的混合比为8:7～1:9,混合原油粘温变化规律用μ=A·exp(B/T)表示;胜—10、安—74及混合油剪切应力与剪切速率的变化规律用R=R_0+K·D_r~n表示。并建议在高于凝点5℃以上温度输送沈北高凝原油;对输送温度较高和凝点较高的管道应保温,以减少热量损失和防止凝管事故的发生;胜—10、安—74原油最佳混合比为8:2,应以此比例下输送。     

埋地含蜡原油管道流动安全评价研究

介绍了含蜡原油管道流动安全评价研究的主要内容及国内外研究进展,认为管道流动安全状况与管输原油的流变性、管径、地温、土壤热物性、管道工作状态、管道腐蚀状况和泵配置等因素有关。指出使用不确定性分析方法进行管道流动安全评价研究面临两大挑战,即影响因素不确定性描述和凝管风险可接受标准的确定。建议进一步加强含蜡原油流变性研究和管道停输再启动安全评价方法研究,并开展管道流动安全等级划分标准、重要影响因素不确定性和凝管损失计算模型的研究。     

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     

多组分混合原油常温输送技术

对多种配比、组分油物性差异较大的多组分混合原油常温输送的工艺进行了研究。根据混合油物性、组分油物性与配比的相关规律以及常温输送对原油物性的要求,绘制了等值线图,给出了常温混合输送配比域。为保证计算的启动泵压小于允许泵压,对物性最差混合油的启动泵压进行了校验。     

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）     

日东原油管道高黏油掺混输送工艺

日东原油管道通过使用静态掺混装置实现了高黏油的在线掺混输送,并积累了大量的生产数据和经验。介绍了日东原油管道的掺混工艺、输送油品的物性、掺混界面的移动对运行参数的影响及油品静置对启输的影响。以黏度异常事件为例,对比分析了事件前后管道流量、压力、黏度及水力坡降等重要参数和数据,最终确定高稠油掺入比和部分管段沉积的杂质颗粒黏团为两个关键影响因素。为确保管道的运行安全,避免再次发生黏度异常事件,建议结合生产实际情况,以取样数据为依据,严格控制掺混比例和黏度等运行参数,明确清管频次,进一步优化管道生产运行。研究成果可为管道安全输送掺混油提供技术支持。     

长呼原油管道保温与不保温方案比选

基于长庆油田一呼和浩特石化原油管道工程项目沿线地形地貌和管输原油物性,依据相关标准,讨论了保温方案和不保温方案在设计参数、安全停输时间、经济投资等方面的差异.结果表明:相同管径下不保温方案的管道传热系数约为保温方案的2～3倍,加热油耗约为保温方案的2倍,安全停输时间比保温方案缩短15.5 h,同时总体投资比保温方案高出1 742×104元,费用现值比保温方案高出3.6×108元.因此该管道工程项目推荐采用保温方案,以减少热站数量和运行人员设置,降低运行管理费用.(表4,图4,参2)     

冷热原油顺序输送过程混油浓度的数值模拟

基于Fluent多相流(VOF)模型,采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型,针对冷热原油顺序途经90弯头、10m落差的管输过程进行了数值模拟。以大庆原油和俄罗斯原油为例,分析了不同输送顺序、流速、油温对混油浓度的影响。研究表明:在冷热原油顺序输送过程中,提高输送速率可以缩短混油段长度,且在流速一定的情况下,前行密度小、粘度低的俄油,后行大庆油的温度相对越低,掺混量越少;当后行密度小、粘度低的俄油,前行大庆油的温度相对越高,掺混量越少。该数值模拟结果与管道的实际运行情况相符。     

苏丹3/7区原油管道加剂运行安全经济评价

苏丹3/7区所产原油属于高凝原油,采用加降凝剂综合热处理工艺可以有效降低管输能耗.模拟计算了加入降凝剂后管道停输再启动的运行参数,结果表明:最易发生凝管现象的PS4-PS5管段冬季停输50h,加降凝剂前后沿线平均油温均高于原油凝点,在事故状态下,冬季最大允许停输时间由目前的2.8 d增加到3.5 d,提高了管道运行的安全性.对加降凝剂后PS2-PS6管段停输温降过程的工艺参数进行了模拟计算,结果表明:苏丹3/7区原油外输管道加降凝剂后,可以实现由目前的3台加热炉在线降为1台加热炉在线,特别是在夏季,可实现全线不加热输送,年节约燃油费用为1244×104美元.研究结论可为合理制定管道加剂运行方案提供技术支撑.     

原油管道差温顺序输送水力-热力耦合计算模型

原油差温顺序输送是指顺序输送具有不同流动特性的原油时,根据安全与节能的需要,调整油品加热温度以节约能耗的一种管输技术.建立了埋地原油管道差温顺序输送的数学模型,提出了移位网格下的虚拟边界条件法.编制了较为严格的非稳态水力-热力耦合计算程序,可用于管道设计与运行阶段出站温度、流量和压力随时调整,以及地温、原油物性和土壤物性发生变化的条件下,任意油品种类数与油品排列次序,任意批次数与批次量的工艺计算.利用新大管道原油差温顺序输送现场测试数据对模型进行了验证,结果表明各批次原油进站温度实测值与计算值的平均偏差较小,最大为1.4℃.