原油管道的顺序输送

针对目前越来越多的进口原油需要在原油长输管道进行顺序输送的实际问题,结合国内原油管道的现状,提出了在组织原油管道油品顺序输送过程中的运行管理要求以及常用操作方法,结合实例,给出了掌握混油界面的具体方法与切割要求.     

冷热油交替顺序输送过程热力问题的研究

建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对铁秦管道交替输送俄罗斯原油与大庆原油过程中的热力状况进行了模拟计算.结果表明,在冷热油交替输送过程中,当循环达到一定次数后,进站油温将呈现周期性的变化.原油的热物性参数与管道及周围环境参数对计算结果有显著影响,需准确选取.当冷油(进口原油)前行、热油(国产原油)后行时,热油油头的温降幅度最大,控制各循环中热油油头的进站温度,是确保冷热原油顺序输送安全性的关键.     

原油与成品油顺序输送的技术问题

结合国内外原油和成品油顺序输送的基本情况,提出了顺序输送中常温输送、油品排序、混油处理、界面检测、清管等技术问题。对于油品排序除遵循一般的顺序输送排序原则外,还必须考虑原油含硫量和色度对成品油的污染问题,在混油处理方面提出了蒸馏法、氧化金属处理法、碱性处理法、过滤等方法,另外对界面检测及清管等技术做了简要介绍。     

管道顺序输送南疆油品的可行性分析

提出了南疆原油和成品油实施管道顺序输送的必要性,针对新疆原油和成品油外运方式、油品种类及物性、管道顺序输送中存在的问题,给出了相应的降凝、清管和混油等处理方法,拟定了原油、成品油顺序输送方案,并提出了顺序输送油品过程中应注意的相关问题,指出将油品合理排序,并与清管技术相协调,对实现新疆原油、成品油的顺序输送是可行的.     

输油管道顺序输送的界面检测系统

文章综述了国内外原油及成品油顺序输送中界面检测系统的新技术、新方法,扼要介绍了几种形式界面检测系统的构成、原理、特点和适用范围,并就其应用情况作了总结、比较。文末针对国内界面检测系统的使用和研究情况提出了看法和建议。     

东部管网原油混合输送的节能分析

根据东部管网实际运行情况,分析了东部管网部分管道实施国内原油与进口原油混合输送的优越性.以鲁宁输油管道和沧临输油管道为例,对原油混合输送的经济效益进行分析对比,指出国内原油与进口原油混合输送不仅节能降耗效益显著,而且随着国内市场对进口原油需求的增加,混合输送将具有十分广阔的市场.     

原油顺序输送工艺在东黄复线上的应用

东黄复线是我国第一条自动化输油管道,其中黄岛-广饶段于1999年12月正式开始进口原油的顺序输送.介绍了顺序输送工艺的特点,分析了顺序输送混油产生的机理,给出了混油量的计算公式.对影响混油量的因素进行了分析,给出了混油的切割方法,并对顺序输送管道的水力特性进行了分析.     

原油顺序输送的混油界面跟踪与切割

介绍了甬沪宁进口原油管道的流程和所输油品的特点,原油在管道顺序输送时产生混油段的机理、以及降低混油量的方法和几种混油界面的跟踪方法,给出了甬沪宁进口原油管道在顺序输送不同原油时跟踪混油界面的技术和适用于该管道在顺序输送过程中计算混油长度的经验公式,指出了适合该管道所输油品特点的混油段切割指导原则.     

基于模拟退火-蚁群算法的原油管道顺序输送运行优化模型北大核心

原油管道运行优化研究能够在一定程度上降低管道运行能耗。依据顺序输送原油管道运行工艺,将顺序输送过程中不同时步下管道水热力约束、站场运行工艺约束等多类约束条件考虑在内,并严格区分管道内各批次原油的物性差异,以全线输油设备运行能耗最低为目标函数,基于离散时间表达建立数学模型,并采用模拟退火-蚁群算法对模型进行求解。以西部原油管道主干线鄯兰原油管道为例进行计算,并与以往的优化算法进行对比,结果表明:该优化算法的求解效率较高,且求得的运行方案较大幅度地降低了管道的运行能耗,满足现场运行工艺要求,具有较强的适用性。     

大庆与俄罗斯原油顺序输送的混油浓度及流变性研究

2007年1月7日庆铁老线实现了庆俄原油(大庆原油与俄罗斯原油)等温顺序输送工艺。大庆原油属石蜡基高凝、高粘原油,通常采用加热输送工艺。俄罗斯原油属中间基含硫低凝、低粘原油,通常采用常温输送。在理论与实践上进行了庆俄原油混油量计算与监测、混油浓度及流变性的变化规律、混油对差温顺序输送庆俄原油的影响等问题的研究,得到了俄油混兑比例与混兑温度、站间混油长度、混油中俄油的浓度、夏季的输油温差等重要结果。     

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）     

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。     

基于可靠性的原油管道流动安全管理体系构建

分析了易凝高粘原油管道流动安全管理的重要性,指出管道流动安全管理是管道完整性管理的重要组成部分.在原油管道流动保障前期研究成果的基础上,以基于可靠性的流动安全评价为核心,以保证管道安全运行下经济节能输送为目的,建立了原油管道流动安全管理体系的业务流程和体系构架,论述了各业务流程的作业目的、执行程序及标准依据,给出了不同工况下原油管道的流动保障措施,为实现管道流动安全的可控管理提供了重要的技术手段.     

原油凝点波动大时管道流动保障分析方法

根据原油凝点与油温或地温的关系分析管道的流动保障安全性是常用方法,然而,在实际管道输送中,原油凝点会有一定波动,但现行SY／T5536-2004《原油管道运行规程》没有明确凝点的取值方法,故当凝点波动幅度较大时,难以直接采用该技术规范。为此,提出基于凝点的均值和标准差两个统计特征值,结合现行技术规范,综合分析凝点均值及“均值加1～3倍标准差”与油温或地温的关系,判断管道流动保障安全性的方法。针对管输原油凝点波动很大的某长输管道,分析了其常温输送的可行性,验证了该方法的实用性。（图1,表3,参10）     

仿真与DBSCAN算法融合的管输数据生成与验证方法

在油气管道系统中,受数据保密性高、数据采集技术不完善、异常工况发生频率低等因素制约,利用管输数据集进行机器学习模型训练,效果不理想。基于此,以某原油管道为例,分析管输能耗,利用Pipeline Studio TLNET软件对输油泵机组耗电量进行仿真,扩充训练数据集。针对管输仿真样本无真实值对照、特征关联、高维等特点,提出一种基于马氏距离的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法,用于评价仿真样本的可靠度,识别异常仿真数据。基于仿真样本与现场数据样本的机器学习模型训练结果表明,剔除异常数据的仿真样本能够提升模型的拟合能力,由此为管输数据仿真样本的生成与验证提供了新的思路。（图5,表5,参25）     

基于贝叶斯网络的城市燃气管道安全失效概率

贝叶斯网络对不确定性问题具有强大的处理能力和自我学习更新能力,而贝叶斯网络软件的应用提高了基于贝叶斯网络风险预测的有效性。建立了基于贝叶斯网络的城市燃气管道失效概率分析模型,运用HUGIN和MSBNX软件工具,结合某市天然气管道案例,计算多态故障顶事件安全失效概率和各失效因素的结构重要度。运用BN的推理能力,对造成管道安全失效的自然破坏因素和腐蚀因素分别进行单因素和双因素修正。修正后的贝叶斯网络模型更加符合实际,对提高城市燃气管道安全失效定量分析的系统性、预见性和准确性具有更好的现实意义,也充分显示了贝叶斯网络在处理复杂系统风险分析中独特的优越性和适用性。     

大数据背景下天然气管网数据挖掘与应用

大数据时代的来临带来了工业的大变革。为了提高工业生产效率、安全性和自动化水平,需要通过对工业大数据的充分挖掘利用,从海量数据中发现隐藏的规律,从而提高工业领域的信息管理水平,为智能监测、运行及维护提供技术支持。以大数据为背景,通过实例分析了数据挖掘技术在天然气管网负荷预测、安全预警、调度优化及性能监视中的应用方案及应用效果,进而从多源数据融合、综合信息平台建设、全生命周期管理等方面探讨了数据挖掘及相关技术的发展方向,展望了天然气管网数据挖掘广阔的应用前景。     

基于仿真技术的机坪管网微泄漏检测系统

基于模拟仿真技术的机坪管网微泄漏检测系统,通过建立模拟仿真模型,以压力和温度变化为输入,计算机坪管网泄漏率,判断是否发生微小泄漏.给出了管道温度压力噪声抑制、管道数据校准及管道泄漏率计算方法.基于实际运行环境,对机坪管网微泄漏模型进行测试.结果表明:该技术可在50 min内检测到泄漏率为0.04 L/(h·m3)的微小泄漏,检测速度、灵敏度和可靠性均达到国际同类产品的先进水平.     

基于小波变换与神经网络的上倾管流型识别方法

为实现上倾管气液两相流流型的智能识别,提出了基于小波变换与概率神经网络的流型识别方法。采用中国石油大学(华东)室内小型环道试验装置进行气液两相流试验,采集上倾管流型以及相应的持液率信号。运用小波变换对持液率信号进行5级分解,并对分解后的信号提取标准差作为概率神经网络的输入参数,对试验中获得的分层流、气泡流、段塞流、严重段塞流流型进行识别。结果表明:该方法对4种流型的识别效果较好,其整体识别率为96.5%,其中分层流和严重段塞流的识别率高达98%。基于小波变换与概率神经网络的上倾管流型识别方法能够有效克服传统识别方法中主观因素的影响,不仅显著提高了流型识别的准确率,而且识别过程更加智能。(图5,表3,参22)     

从旁接油罐到管网联运再到智能调控——中国输油管道工艺技术50年发展回顾与展望

在"八三"管道工程建设50周年之际,回顾了中国石油管道工艺技术50年发展历程,梳理了输油管道密闭运行及水击控制保护技术、易凝高黏原油输送技术、成品油顺序输送与优化运行技术、大落差管道设计及投产运行技术、输油管道运行仿真技术的科学研究与工程应用成果,总结了下一步发展目标。展望了输油管道智能化发展愿景,提出相关建议:确定国家管网系统建设统一数据平台的模式;形成适用于油气管道的专业工业化软件;研究基于海量数据+AI算法的智能决策系统;建立输油管道系统数字体、意识体的构建原则、目标及应用评价方法;建立国家管道和设备失效数据库及发布平台;研制自主可控的基于数据和机理模型的大型输油管网在线和离线分析预测软件;研究国内外SCADA系统软件协调运行及国产软件大规模应用技术;研究精细管理下大型油气管网节能增效技术。以上建议期望为智慧互联大管网的构建提供参考。(图2,参33)