仪长原油管道清管实践

仪长原油管道自2006年5月全线投产直至2012年9月从未进行过清管作业,为了从根本上改善管道的运行状况,先后进行两次清管作业。首次清管采用YY—RGQ型软体清管器,以降低清管风险,保证管道安全运行;第二次清管采用站场自配的安装有跟踪设备的YY—JDQ型清管器。阐述了清管作业过程,包括收发球操作和清管技术要求。清管结果表明：首次清管杂质较多,有加热炉运行的管段,结蜡量相对较少;第二次清管清除的蜡和杂质虽然明显少于首次清管,但蜡沉积已经对管道的经济运行产生了影响,说明清管周期不合理。为此建议：易结蜡管段采用加热输送工艺,使输油温度高于析蜡点;确定最佳清管周期,制定合理的清管计划。（图1,表1,参6）     

含蜡原油管道蜡沉积研究进展

蜡沉积会减少管道的有效内径，增大输送压力，降低管道的输送能力，增加清管频率，甚至造成蜡堵事故。介绍了国内外有关析蜡的热力学模型、蜡沉积机理及蜡沉积的动力学模型的研究进展状况，提出了一些研究建议。     

大庆原油管道热洗法清蜡技术应用

分析了大庆原油管道的运行状况，针对在役原油管道的清蜡问题,提出 了高温轻柴油热洗法的清蜡处理技术，通过对大庆原油在70℃热柴油在输送温度下管道中混油段的计算，确定了热油冲洗过程中的混油切割方案，实践证明，该清蜡方法效果较好。     

热含蜡原油管道经济清蜡周期计算

针对热含蜡原油管道低输量下运行现状,在原有经济清蜡周期模型基础上考虑余蜡厚度的影响,建立了含清蜡周期和余蜡厚度两个自变量的最优清蜡周期模型.指出在求解出给定余蜡厚度和清蜡周期下管输油品的单位总能耗后,采用对分法计算某一余蜡厚度下的最优清蜡周期,再通过改变余蜡厚度方法,可以确定最优余蜡厚度和管道的最优清蜡周期.     

热油管道清蜡周期的抛物线计算模型

在热油管道输送过程中,结蜡现象严重影响原油输送的经济性与安全性,合理制定热油管道清蜡周期是确保管道正常运行的关键。通过分析不同含蜡量、含胶量、含水率的原油结蜡强度随温度变化的规律,拟合出温度与结蜡强度抛物线的关系式,结合析蜡温度建立了热油管道结蜡强度通用抛物线数学模型和清蜡周期计算公式,可实现对不同含蜡量、含胶量、含水率、析蜡温度下热油管道清蜡周期的量化计算,进而为原油特性相近的热油管道制定合理的清蜡周期,确保输油管道正常运行。该方法在西吐孜科尔油田—库木克尔油田的热油管道进行了实例应用,合理调整了管道清管周期,管道运行安全可靠,为热油管道清蜡周期的确定提供了技术支持。(图3,表1,参22)     

含蜡原油管道蜡沉积放大模型（续完）

三、试验设备和步骤 我们设计了高压紊流试验环道(HPTFL),可以用来研究含蜡原油(包括含气原油)的蜡沉积。HPTFL的详情已在文献[6]中介绍。环道试验温度从32F～240F.试验压力可达1500psi:这个环道可以同时测量含蜡原油流变性(依据参比段压降)和蜡沉积速度(依据考比段与测试段的压降)     

铁大原油管道石蜡沉积物的分布规律

以铁大原油管道为研究对象,通过对动火改造现场管道的实际结蜡情况进行统计和分析,结合10年来输送工艺和输送介质的变化,初步确定了管内石蜡沉积物的分布规律。管内原油与周围环境间的热量交换是决定管道结蜡厚度、分布和强度的重要因素。管道沿线油温、环境、保温效果等差异是造成管内结蜡分布不均匀的重要原因,脱落蜡块的随机漂移与堆积增强了管内石蜡沉积物分布规律的不规则性。局部管段严重蜡堵导致管道平均蜡厚显著增加,对于局部结蜡严重的管段,仍需借助割管观测、加密开孔测压等传统手段确定管道的实际结蜡情况。此外,大致推算出目前管道内的存蜡量。     

原油管道改输天然气前的清管实践

为保证原油管道改输天然气后的输气质量和运行安全,必须在管道输气前实施清管。介绍了新疆塔河油田四、六区块4-1计转站至1号联合站原来的原油集输管道改输天然气前的清管方案和清管步骤,分析了其清管效果,指出利用经清管检测达标后的原油管道改输天然气与再建输气管道相比,不仅施工周期短,工艺操作简单,而且还可节约大量的建设资金。     

含蜡原油管道蜡沉积放大模型（待续）

用建立的蜡沉积放大模型可以把实验室数据放大应用于含蜡原油管道。可以根据这个模型预测冷管沿线的蜡沉积分布、可能出现的蜡沉积问题和清管周期。由于考虑了紊流的影响，大大提高了预测的准确性。准确预测蜡沉积可以节约含蜡原油生产系统的建设和运行费用。许多蜡沉积模型只考虑了分子扩散而忽略了剪切的影响。但紊流对蜡沉积有很大影响，这在蜡沉积模型中是不能忽略的。提出了将临界蜡强度作为放大参数，对剪切影响的放大方法和蜡     

湿气管道清管周期确定方法的适应性分析

湿气管道在实际运行中,需要基于某些方法确定清管周期,以保证管输效率。为研究国内常用清管周期确定方法的适应性,对最小输气效率法、最大允许压降法、最大积液量法存在的不足进行剖析,并基于2条实际管道,重点研究了清管后管线输送效率和积液量的变化规律。结果表明:当利用最大积液量法时,决定清管周期的关键因素是清管液塞量而不是管内积液量;通过静态积液量确定清管周期的做法具有一定的局限性;当管道输送量较大时,利用最小输气效率法和最大允许积液量法得到的清管周期均为无限大,无法有效应用;对于实际管道,无论是最小输气效率法还是最大积液量法,得到的清管周期都过于短暂,不能用于指导现场清管周期的确定。     

成品油管道顺序输送中柴油蜡沉积研究进展

在成品油管道顺序输送过程中,当环境温度较低时,柴油可能形成蜡沉积物,污染后行汽油,造成混油损失。开展柴油蜡沉积研究,对保障成品油管道经济高效运行具有重要意义。对此,总结了现有的主要蜡沉积理论;从静态实验和动态实验两个方面梳理了柴油蜡沉积实验研究现状;分析了基于分子扩散和剪切弥散两种理论建立的柴油蜡沉积速率预测模型。指出加强对柴油结蜡机理的研究,建立柴油蜡沉积模型,定量表征后行汽油溶蜡后主要质量参数的变化规律,是成品油管道顺序输送的重要研究方向。通过对柴油蜡沉积研究进展的系统阐述,为将来深入开展相关研究提供了重要参考。(图1,参29)     

含蜡原油管道含蜡量计算及加剂油头跟踪方法

针对高含蜡原油因结蜡导致管道堵塞和停输再启动困难的问题,基于运行参数分析,通过长输管道水力摩阻计算公式变换及SPS模型拟合,计算得到了管道内以结蜡为主的不可流出物的含量,并利用加剂油头到达末站引起过滤器堵塞及油头凝点变低的现象,得到了管道内实际不可流出物的体积,与模型计算结果对比表明：计算含蜡量与实际含蜡量相吻合,模型基本满足要求。由于乍得加剂高凝油与非加剂高凝油的黏度差别较大,提出了一种根据各阀室站场间压力差变化来跟踪加剂油头的方法,用于判断加剂油头到达的大概位置,为高凝高含蜡原油管道加剂时间及加剂量的确定提供参考。     

基于灰色系统理论的蜡沉积速率预测模型

基于灰色系统理论建立了管输原油蜡沉积速率灰色预测模型,借助该模型可以得到多个不同影响因素相互作用的结果,从而避免了因片面考察个别因素而影响预测结果客观性的问题。实例验证结果表明:该模型预测结果的平均相对误差为2.376%,优于逐步回归预测模型;在管壁处剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子质量分数梯度和原油动力粘度4个影响因素中,管壁处蜡分子质量分数梯度对蜡沉积速率的影响最大。该模型算法简单,易于掌握,可提供的信息量较大,但仍属于静态模型,欲使模型更加完善,需要建立动态灰色预测模型。     

输气管道清管周期的影响因素及确定方法

对输气管道清管周期影响因素进行了分析,确定将最小允许输送效率、最大允许积液量和最大允许压降作为清管的参考标准,以水力摩阻因数、管输流量、输送效率为基础,提出了沿途有、无支管并入的情况下,是否需要清管作业的理论判断流程。介绍了通过软件模拟静态积液量并结合气体携液能力综合确定清管周期的软件模拟法。结合苏里格北二干线实例,详细阐述了两种方法的具体应用步骤,分析了该理论判断流程的局限之处,最后得出：应针对不同的应用场合选取合理的清管参考标准,并使用合适的计算方法确定清管周期;应针对不同的管输介质和管输工况,选取合理的积液量和两相压降预测相关式,以确定合理的清管方案。（表4,图4,参13）     

跨国长输天然气管道清管作业特点

清管作业是天然气长输管道投产前或运行中的一项重要作业,可保证管道的安全运行和输气效率。跨国天然气管道的清管作业不同于常规清管作业,其具有一定的复杂性和特殊性。介绍了中亚天然气管道在清管站设置、清管站工艺、清管器选型等方面与国内一般管道的不同之处,并以中亚天然气管道清管作业为例,对中亚天然气管道乌国段的清管工艺特点和清管经验以及跨国段管道清管作业的特点和关键要点进行了总结和解析,以期为后续跨国长输天然气管道的清管作业提供帮助。     

复杂湿气集输管网清管时机的确定

在复杂湿气集输管网中,当管道实际运行压力、输量高于或低于管道设计运行压力、设计输量时,计算出的管道输气效率会出现大于100％或偏低的情况,使得管道清管周期的合理制定非常困难。为了确定管网的清管时机,制定合理的清管周期,减少清管作业频次,提出利用相对输气效率、管道始末端压差梯度、预测积液量与管容体积百分比、管道气体流速等参数综合分析判断管道清管时机的新方法。通过对苏里格气田集输骨架管网历次清管作业的分析计算,认为该方法符合现场作业的实际情况,可以准确判断出复杂湿气集输管道的清管时机,为现场清管周期的确定和清管方案的编制提供科学有效的依据。（表1,参6）     

天然气管道在线清管作业风险识别及控制

长输天然气管道在线清管作业是在不停输、不放空及不影响给下游用户供气的情况下,使用管输天然气作为清管器运行动力源的特殊清管作业,极具风险.结合清管作业的具体实施流程以及山东省天然气管道公司济淄输气管道十余次在线清管作业的现场经验,分别对发球作业环节、清管器运行过程和收球作业环节进行风险分析,详细阐述了风险形成的具体原因并提出了具有针对性的风险控制措施.后期的风险控制能效分析结果表明,各类风险因素基本得到了有效控制,确保了济淄天然气管道在不停输情况下清管作业的顺利进行,可为今后天然气长输管道在线清管作业提供借鉴和理论参考.