清管段塞预防技术在海底混输管道上的应用

在对天然气凝析液海底混输管道进行清管时,清管段塞会对下游的生产工艺流程产生一定的冲击。通过采用OLGA软件对某海管不同输量工况下管输压降及管内滞液量进行预测,制订出如下清管方案:在清管前通过增加生产井数量或调大采油树油嘴以增加海管的输量,降低管内的滞液量;清管器发出后,再关闭部分生产井或减小油嘴开度,以减慢清管器的行驶速度,从而减小管内积液,达到减小清管段塞和延长清管段塞泄放时间的目的。研究表明:该方案可将段塞容积减小至58 m~3,同时段塞流量降低至以平均输量工况清管时的45%,满足了段塞容积小于平台上段塞流捕集器的有效储存容积(60 m~3)的要求。     

海底管道清管段塞的控制方法

清管段塞对海底管道流动安全将产生较大影响。本文应用OLGA软件进行模拟,对产生大量段塞的原因进行了分析,并对其控制方法进行了分析。通过模拟可以看出,关闭高产气井以控制清管流速和泄放时间,可以有效地控制清管段塞体积,从而减小段塞流捕集器体积,缩小平台面积,从而降低整体工程投资。     

长距离湿气管线的停输再启动工艺研究

为了防止长输管道停输再启动过程中生成水合物及蜡,需对管道停输再启动的瞬态过程进行研究。使用OLGA软件模拟的方法,对长距离湿气管线停输和再启动瞬态流动规律进行了研究,并对不同停输工况下再启动过程进行了参数预测及影响因素分析。研究结果表明:再启动期间,管线末端排液量突增;停输温度、压力及管线输量对管线末端气体体积流量、排液量和管线持液率均有明显影响。     

多相管流模拟软件MPF与OLGA和LedaFlow预测能力对比

为了对比国产化软件MPF与成熟商业软件OLGA和LedaFlow在多相流稳态、瞬态工况方面的预测能力,采用这3个软件模拟了不同生产工况下油气水管输稳态工况和严重段塞流瞬态工况,横向对比了3个软件在温度、压力、速度、持液率、段塞周期及液塞长度等方面的计算结果差异。结果表明：稳态工况下,3个软件水力计算结果与现场数据相对误差绝对值均在3%以内,MPF和LedaFlow热力计算模型能够精确到每一相,二者计算结果更为接近;气液相速度方面,MPF对水力段塞流形成过程的处理更符合实际物理过程。严重段塞流瞬态工况下,3个软件的持液率波动位置及频率变化较为吻合,MPF与OLGA预测的波动周期相差很小。由于MPF对严重段塞流模型进行了简化处理,故其对立管底部压力、最大液塞长度计算结果均高于OLGA和LedaFlow的计算结果,且其对立管底部气相速度波动的预测不够准确。建议后续研究中进一步完善MPF中的段塞流等模型,结合测试更新,全方位提升MPF的预测功能及可靠性。     

混输系统段塞流捕集器的动态模拟及选型

采用OLGA多相流瞬态模拟软件对混输管线进行段塞跟踪模拟,从而获取管线运行工况及最大段塞液量和持续时间.根据分离器的选型系列,需选三列DN 3 600 mm×18 000 mm的段塞捕集器才能满足要求.应用简化模型,模拟18-3000管线正常运行及清管过程中后部段塞流捕集器的运行情况,由模拟结果可知,管线设定的正常液位为1m,当清管段塞到来时,捕集器内液位最大值为2.2m,能接受全部来液量且控制在高低液位之间,段塞过后液位能及时恢复平衡状态.     

集气管道CO_2内腐蚀模拟研究

为了预测某集气管道的腐蚀状况,减少因腐蚀引起的穿孔、泄漏等事故,针对某气田WA段含CO_2集输管道多相混输的特点,筛选出合适的CO_2内腐蚀预测模型。使用OLGA软件建立了管道内部CO_2内腐蚀模型并对其进行模拟,分析了管道沿线压力、温度、流态变化情况,经与管道实际运行数据进行对比,验证了模型用于模拟管道运行状况的准确性。通过模拟结果及与实际腐蚀速率的比较得出,OLGA软件可以很好地模拟管道CO_2内腐蚀状况,可为制定管道清管方案提供技术参考。     

海底混输管道清管过程的数值模拟研究

以锦州202和番禺惠州海底混输管道为例,利用目前国际上先进的OLGA2000多相流瞬态流动模拟软件,对海底混输管道清管过程中流体瞬态流动规律进行了研究;重点研究了清管球在不同管段的运动速度及其相互间的关系,清管前后管道中总持液量的变化规律,清管过程中管道沿线各点压力、终端流型及终端液体流量的变化规律等,以期为今后海底混输管道清管过程的理论和试验模拟研究以及现场清管操作提供指导。     

流体组分含量及入口温度对天然气凝析液输送管道立管系统流体流动特性的影响

天然气凝析液输送过程中海底管道立管系统可能形成严重段塞流.采用多相流模拟软件OLGA 5,分析了天然气凝析液流体组分含量及管道入口温度对立管系统流体流动特性的影响.随着流体中重组分含量的增加和管道入口温度的降低,段塞流段塞长度增大,周期增长,频率减小.应将热力学计算考虑到严重段塞流模型中.     

立管系统中严重段塞流的一维瞬态模型

严重段塞流主要出现在下倾管段、紧接有一上倾管段或立管段的气、液两相混输海底管道中。根据严重段塞流形成的4个阶段,从一维瞬态流体力学方程出发,建立了一个简化的、准平衡态的严重段塞流数学模型,该模型考虑了流体的物性及流动瞬态效应,可对严重段塞长度、段塞周期、流动速度、压力等特性参数的变化进行模拟。与其他瞬态多相流模型相比,本文模型具有数学模型简单、计算效率高的特点。数值模拟结果表明:当管径较小时,无论介质是空气和水,还是空气和油,由本文模型计算得到的段塞周期和压力结果都与实验数据吻合较好;当管径较大时,若介质为空气和水,则本文模型计算结果与OLGA软件模拟结果较接近;若介质为石油和天然气,在模拟工况范围内,除了小气量工况下偏差较大外,本文模型计算结果与OLGA软件模拟结果相比,段塞周期偏差在25%以内,压力偏差在10%以内;此外,用本文模型计算液塞生长阶段时间t1比Saga-tun模型模拟结果更接近实测结果。     

海底混输立管段瞬态流动规律及其敏感性分析

利用OLGA 2000软件对某海底混输管道系统立管段瞬态流动规律及其敏感性进行了数值模拟分析,在立管底部、顶部以及管道入口、出口处压力波动很大,容易形成段塞流;采取适当减小立管管径、管道出口节流阀开度、多相流含水率以及增大管道出口压力、降低立管高度和增大多相流气油比等措施,可以在一定程度上减弱或消除立管中严重段塞流的影响。今后应加强数值模拟、试验模拟和理论计算等方法的综合研究,深入探讨海底混输管道立管段严重段塞流的形成机理,并探索经济、有效地控制和消除严重段塞流影响的措施。