原油长输管道顺序输送动态传热特性研究

长输管道冷热原油顺序输送是为了使冷油通过后热油也能安全地通过管道输送进站,因此对于周围环境的土壤温度场具有严格的要求。以传热学和流体动力学理论为指导,建立长输管道中的流体流动与传热的基本模型,再利用数值模拟,对长输管道冷热原油顺序输送时不同轴向位置的土壤温度场和轴向油温间的对应关系进行相关拟合研究。结果表明:当管道输送的原油量较小时,输送距离超过相关值后,管道沿线不同位置的温度近似保持一定值;而当管道冷热原油顺序输送时,由于油温不断交替变化,使得管道内油温及周围环境的土壤温度场随之不断周期性变化,但会发生空间滞后性,并且在输送热油时,由于管道受之前运送冷油的温度影响,热油头进站温度达到最低值,这是在编制安全运行方案时应重点考虑的因素之一。     

花土沟油田集输管道冷热油交替输送工艺研究

冷热油交替输送工艺是在低温情况下保证管道正常输送的重要手段,该工艺主要应用热力学方法,合理安排管道冷热油变换输送的频率。通过大量的基础数据计算,并依据冷热油交替输送的数学模型,对花土沟油田管道热油和冷油的交替输送过程进行计算。结果表明,冷热油交替输送两至三次后,管道内的原油温度变化会呈现出周期性;预热管道前端的冷油或者适当增加热油的输送量,可以更好地保证冷热油交替输送的安全。经过经济性对比分析,得到花土沟油田管道在低温下成本较低的输送方案为:在第一站进行加热,保证花土沟油田的管道原油出站温度为40℃,进口原油的出站温度为30℃,原油输量为1 100 m3/h,并提前48 h将前行冷油加热到45℃,全年输送11个批次。     

温度对冷热原油交替输送影响的数值模拟

为了解不同原油温度对冷热原油交替输送过程中混油量的影响,建立冷热原油交替输送计算模型,运用计算流体动力学FLUENT软件采用有限体积法对原油温度进行数值模拟,得到不同温度条件下冷热原油交替输送过程中的混油分布规律并对模拟结果进行分析。结果表明,热油前行会比冷油前行产生更多的混油;在热油前行的情况下,适当提高冷油出站温度会减少混油量;在冬季埋地管线地温较低时,应多进行冷油前行、热油后行的输送方式来减少混油量。     

冷热油交替输送管道安全停输时间计算

对于输送单一油品的管道来说,安全停输时间是管道停输后终点处油温不低于油品凝固点的保证。以庆铁老线林源站-垂杨站段顺序输送大庆油与俄油为例,分别模拟计算大庆油推俄油等四种工艺情况下的管道安全停输时间。计算结果表明,安全停输时间与冷热油输送次序和停输时冷热油交界面所处位置有关。     

西部原油管道冷热交替输送技术研究

在对管道冷热油交替输送技术一般性规律研究的基础上,提出了鄯兰管道冷热油交替顺序输送方案并付诸实施,2008年底在长达749 km的鄯善—玉门管段上成功进行了4种原油共40批次的冷热交替顺序输送现场工业性试验,同时在2009年底在鄯善—兰州管段近1 700 km的长距离管道上实现3种物性波动较大原油的冷热交替顺序输送。文章介绍了冷热交替顺序输送的物理数学模型,应用编制的计算软件进行计算,并将各站的最低油温计算值与实验值进行对比,验证了水力热力计算软件的准确、可靠性。冷热交替输送运行的实践和经验可为其他原油长输管道提供借鉴。     

原油顺序输送管道寿命的分析研究

分析了冷热油顺序输送工艺中冷热油交替、管道停启、压力波动对管道产生的交变应力。针对原油顺序输送埋地直管道的嵌固段,采用名义应力法和累计损伤理论进行管道疲劳寿命分析,得出埋地直管道交变热应力对管道寿命的影响较小,停启对管道寿命影响较大。采用名义应力法进行顺序输送管道寿命分析应做好3项工作:(1)实测管道的载荷谱,找出年周期内的管道应力变化规律;(2)对现有新型管材做疲劳试验,总结出比较准确的管材S-N曲线;(3)找出管道腐蚀和管道初始裂纹在管道交变应力作用下对管道寿命的影响规律。     

基于PHOENICS的顺序输送大落差管道混油研究

建立了顺序输送高差混油模型,通过计算流体力学软件PHOENICS对它进行了模拟。分析了竖直管道顺序输送油品时,密度和粘度对混油的影响,并给出了模拟结果。结果表明,密度对大落差管道顺序输送过程中层流底层的影响比较明显,不可忽略。研究结果对于研究我国西部地形复杂地区的顺序输送管道混油问题具有理论指导意义。     

盲支管对顺序输送管道混油影响的数值研究

为分析研究顺序输送管道的混油问题,建立了有盲支管的顺序输送管道的物理-数学模型。利用PHOENICS软件对混油段通过盲支管管段时的体积分数分布进行了数值模拟,并以实际算例给出混油段体积分数变化的图像和曲线。通过对有、无盲支管混油段体积分数的对比分析,得出盲支管对顺序输送管道混油的影响。研究结果为研究中间泵站、转油(分输)站对顺序输送管道混油的影响打下了基础。     

热油管道间歇输送优化方案研究

热油管道在输送原油过程中,由于输油量的变化,必然导致输油方式的改变。当热油管道的输量不能满足最小输量时,应采用间歇输送工艺来解决。在分析热油管道工艺输送过程中目标函数和约束条件的基础上,给出了埋地热油管道间歇输送的数学模型,并对间歇输送方案优化模型进行简化及求解。对间歇输送与常规输送方案能耗费用进行理论分析,又以铁大线为例,对这2种输送方案的能耗费用进行对比分析。结果表明,间歇输送的动力费用比常规输送的动力费用减少9.36%,间歇输送的总费用比常规输送的总费用减少4.47%。     

热油管道安全经济输油温度研究

从热油管道安全经济输油的角度,讨论了确定热油管道安全经济输油温度的原则及其影响因素.分析指出,热油管道的允许停输时间,取决于管道环境、管道工作状态和输油企业的抢修能力;热油管道安全经济输油温度是满足管道允许停输时间要求的最低进站油温;热油管道安全经济输油温度取决于管道允许停输时间、管径、季节、所输原油的低温流变性、站间环境条件、管道保温条件等因素.同一地区输送同一种原油,管径大的管道与管径小的管道比,允许最低进站油温应偏低;同一条管道,夏季的允许最低进站油温应比冬季的油温低.确定热油管道允许最低进站油温不宜仅用凝点作为选择依据.     

合成高温链条油的研制

以合成酯为基础油研制的高温链条油具有优异的高温稳定性能，高温润滑性能和抗结焦性能。经实际使用表明，研制的高温链条油可以满足高温链奈的润滑要求。     

辽河油田超稠油脱水温度优化实验

以辽河油田杜229+84 超稠油区块的油样为实验对象,研究了超稠油的原油密度、粘度、混合原油乳状液密度、粘度、乳状液膜压及混合原油脱水水滴沉降速度等与温度的变化关系;分析了温度对超稠油脱水速度的影响。实验结果表明,温度升高,混合原油及其乳状液的密度、粘度均减小,原油与脱出水密度差先增加后减小,水滴在介质(原油)中沉降速度增加,稠油乳状液膜压降低,升高温度有利于加快超稠油的脱水速度;油水密度差在70~95℃增加幅度最大,原油及其乳状液粘度的减小幅度最大。综合考虑经济因素,超稠油最佳破乳脱水温度为80~95℃。     

SL-150合成高温链条油

用烷基二苯醚调配的高温链条油具有良好的氧化安定性和润滑性,能够满足高温链条的润滑要求.     

High Temperature Thermal Stability Investigation of Paraffinic Oil

The physical and thermal properties of paraffinic oil were investigated at 250-360°C to determine its suitability for use as a heat-transfer fluid. Thermal stability test was conducted at 360°C for a period of 480 hr in a stainless steel high-pressure autoclave. The paraffinic oil offered sufficient thermal stability for a period of about 300 hr and then became unstable resulting in thermal break down or cracking of the oil. Degradation of the oil led to the formation of gases, liquid components, and solid coke of about 5 wt.% of the starting material. The distillation test performed on the liquid components showed that the composition varied from light naphtha to heavy bituminous material.

The paraffinic oil compared favorably with synthetic organic fluids and the typical properties revealed its suitability as a heating fluid in a system with maximum usage temperature of 310°C as indicated by the thermal stability test. Comparative evaluation of the general properties of the tested paraffinic oil with other paraffinic and mineral oils of different product formulations showed excellent agreement. From these results, it is concluded that the paraffin oil sample produced by the local refinery is suitable for use as a potential thermal fluid at temperatures below 315°C, which is quite adequate for many industrial applications.     

输油管道起点温度计算方法

从实际生产需要出发,以节能降耗为目的,运用流体力学和热力学理论,对含蜡原油的比热容与原油温度的关系曲线及输油管道轴向温降计算公式进行了推导,得出了不同介质温度条件下输油管道起点温度的计算方法。     

稠油掺稀开采井筒内温度分布规律

稠油在井筒中的流动阻力很大,造成稠油生产困难,而采用套管掺稀油工艺,可以使井筒中的混合液保持较低黏度,减小井筒流动阻力。根据传热学和能量守恒原理,采用节点系统分析的思想,考虑油管、套管、水泥环及地层之间的传热,建立稠油掺稀井筒和套管内流体温度分布数学模型。运用高斯列主元对模型进行求解,并对油管中的温度分布规律进行了分析,总结出影响掺稀效果的主要影响因素,为掺稀开采稠油油藏的参数设计提供了依据。     

低温用厚壁ERW输送管

本文根据国外考察资料，叙述了生产工艺和材料参数对ＥＲＷ钢管性能的影响，介绍了日本ＮＫＫ公司厚壁高韧性ＥＲＷ钢管的生产技术和低温用高钢级ＥＲＷ钢管的质量特性，最后介绍了ＮＫＫ厚壁和高钢级ＥＲＷ管的开发情况。     

热油管道停输温降数值模拟

将热油管道油品、管壁、土壤传热方程,结合边界条件、连接条件、初始条件等组成热油管道停输温降分析微分方程组,采用数值解法对方程组进行差分求解,构建差分方程组,采用高斯消元法对方程组进行求解,从而获得热油管道停输后的温度变化规律,对合理确定安全停输时间以及再启动所需的压力提供了计算依据。     

含蜡原油储存温度优化探讨

含蜡原油中所含的蜡处于不同形态，呈显出不同流变特性，从而使其粘温曲线不同。对白虎油测出粘温曲线，分析并计算得出原油储存温度不能简单地规定为最低储存温度比凝固点高10～15℃。应既考虑其安全性(不凝固，泵能自吸)，又要考虑其经济性(储存温度低，减少轻组分蒸发，蒸汽耗量少)。     

老化油蒸馏装置温度精准控制技术

通过研究蒸馏装置温度的影响因素,经过大量模拟实验及计算推导,建立了老化油蒸馏装置温度精准控制系统的数学模型,并对模型进行求解分析,给出了老化油脱水过程中产生暴沸的临界条件。通过对气泡的热力平衡分析,得出处于临界暴沸条件下水的蒸发量及时间值,实现了温度的精确控制。实测结果与数学模型数值计算结果基本相符。此方法有效地避免了因汽泡过多而互相靠近融合产生暴沸的现象,极大地提高了脱水效率。