埋地管道夏季泄漏土壤温度场及原油分布数值计算

基于分布式温度光纤传感技术检测管道泄漏机理,研究了埋地管道泄漏传热特点,并采用有限容积法建立了管道泄漏多孔介质流固耦合换热控制方程,针对夏季埋地热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值计算,得出了管道正上/下方穿孔泄露后土壤温度场及原油分布随时间的变化关系.研究表明:夏季泄漏初期管道周围土壤温度场变化剧烈,泄漏位置对土壤温度场分布影响较大,检测管道发生泄漏可以使用分布式温度传感技术.     

冷热原油顺序输送土壤温度场数值模拟

摘冷热原油顺序输送不同于输送单种原油,建立了非稳态传热的数学模型,采用CFD软件对输送冷热原油20h后距出站口不同距离管道周围的土壤温度变化规律进行了数值模拟。模拟发现,输送热油,管道周围土壤温度场有不同程度的上升。距出站日越近其温度上升的越明显。随着热油在管道内向前运行,管外土壤温度会有较大幅度的升高但随输油时间的延长增加的幅度会逐渐减小;输送冷油,其周围土壤温度有不同程度的降低。距出站口越近,与管段相对应的土壤温度降低得越大,受管内冷油影响的周围土壤区域越大。     

不同季节埋地热油管道周围土壤温度场数值模拟

埋地热油管道周围土壤温度场是随时间变化的非周期性非稳态温度场,建立埋地管道周围土壤温度场的非稳态传热模型,对不同季节埋地热油管道周围土壤温度场非稳态传热规律进行数值模拟。分析表明,不同季节温度条件下管道周围土壤温度场分布差别很大,管道有、无保温层土壤温度场分布明显不同。管道有保温层条件下,管道周围土壤温度场呈半圆形曲线分布,在冬季等温线沿管道正上方分布,在夏季等温线沿管道正下方分布;管道无保温层条件下,管道周围土壤温度场呈近似椭圆形分布。这主要是由于土壤热阻的存在温度波在传导过程中具有迟延性,管道周围土壤温度场受管道散热影响,两条等温线出现重合所致。通过对埋地热油管道非稳态传热因素的研究分析,为管道安全、经济启输、节约能源提供参考。     

导热系数对管道周围土壤温度场的影响

对冷热原油交替输送管道热力问题进行了理论分析,考虑到问题的复杂性,对问题进行了适当的简化处理,建立了埋地管道周围土壤温度场计算的数学模型,采用三角形单元网格进行数值计算。通过计算实例重点分析了土壤导热系数对土壤温度场的影响规律,导热系数对管道周围土壤温度分布影响很大,对其具体数值的确定须慎重。     

埋地热油管道原油全凝时间影响因素分析

针对寒区埋地热油管道,采用焓—多孔介质法建立多场耦合作用下停输原油热力模型,以稳定运行时的土壤温度场为土壤热历史,利用Fluent软件迚行停输传热数值模拟与分析。以管道中心点温度降至凝点为管道内原油全凝的判断依据,获得不同工况下的管道中心温降曲线,开展土壤埋深、大气温度、原油初始温度、保温材料等因素对管道内原油全凝时间的影响分析。     

埋地热油管道投产运行规律探讨与浅析

为了掌握原油管道投产运行规律,探讨了埋地热油管道投产过程中管内介质温度以及管外土壤温度场的变化规律,并分析土壤导热系数、输量对管内介质和管外土壤温度场的影响,并对不同预热方式进行浅析比选。结果表明：土壤导热系数和管道输量是埋地热油管道投产过程的主要影响因素;闷管预热的能量利用率最高,正向预热效果最好。     

冬季埋地管道原油泄漏及土壤温度场数值模拟计算

文章利用CFD模拟计算软件,建立了冬季埋地管道泄漏模型,应用流固耦合相变数学模型,对冬季冻土热油管道正上方和正下方泄漏前后土壤温度场变化以及油品在土壤中的扩散规律进行数值模拟。研究表明:由于油温,管道泄漏前管道周围的土壤会升温,从而有一稳定的温度场;当管道泄漏后,温度场遭到破坏,同时受到土壤低温的影响,泄漏前端的油品会很快降温,达到凝点,并且出现了多种形态的凝油层,使原油扩散速率下降,土壤热影响变化逐渐趋于稳定。泄漏位置不同,土壤中原油分布差异较大,温度也有所区别。     

基于FLUENT的埋地含蜡原油管道停输过程模拟

针对含蜡原油管道停输后的温降过程,建立埋地热油管道及其周围土壤的物理模型和数学模型,并对求解区域的边界条件进行设置。针对原油温降过程中的析蜡潜热,转换为附加比热容进行处理。利用Fluent软件模拟管道停输后管道及其周围土壤温度场的分布,以及管内原油自然对流的变化情况。     

并行埋地管道周围土壤温度场分区模拟研究

为了提高并行埋地管道土壤温度场模拟的准确性,将管道周围土壤温度场划分为土壤表面烘干区、土壤烘干区、非烘干区三个区域。分区考虑管道周围土壤导热系数、比热、密度,建立并行埋地管道周围土壤温度场的数学模型。采集并行管道周围土壤物性参数、大气温度、风速等参数,利用有限容积法求解模型。通过与管道周围实测温度对比,可知模拟计算结果与实测结果基本一致。     

埋地热油管道预热过程周围土壤温度场蓄热量计算

采用原油参数模拟了热油管道预热的热力过程,建立了相应的热力计算模型,并利用有限体积法对东北地区输送大庆原油某管线的预热过程进行了数值模拟,计算得出了预热完成后土壤的蓄热量。对预热过程土壤温度场的变化规律进行了描述。     

基于焓温法的石克管线停输温降三维数值模拟

埋地热油管道停输温降三维数学模型是基于有限容积理论与焓温法所建立。针对新疆油田石克D377管线不同工况下的停输温降过程进行了三维数值模拟,得到了不同时刻沿线不同位置的管内原油及土壤温度场分布云图。一方面,分析了不同出站油温对进站温度及停输时间的影响;另一方面,给出了最冷月最低输量运行时的最优出站温度。通过分析计算,该数据能够为管道停输再启动方案的制定及管道优化运行提供理论依据。     

水分迁移冰水相变对冻土区埋地热油管道停输温降影响的研究

建立冻土区埋地热油管道停输过程水力、热力数学模型,并进行数值计算,考虑了土壤水分迁移、冰水相变及原油凝固潜热、自然对流换热对停输过程管内原油温降的影响,得到了停输期间土壤温度场分布。通过与不考虑水分迁移、冰水相变的停输温降进行对比。研究表明：受水分迁移、冰水相变的影响,管道周围土壤温度等值线向管道两侧移动范围较大,土壤平均温度与不考虑水分时相比偏高,在停输过程中管内原油温降速率小于不考虑水分时的情况,受土壤中水分的影响,停输过程管道周围土壤等温线延Y轴略向下偏移。     

埋地管道在不同含水率的土壤中泄漏数值模拟

针对管道在土壤中发生泄漏问题,借助CFD软件及采用有限容积法建立土壤多孔介质中油气水三相流的流固耦合数学模型,分别模拟了管道在土壤含水率为0、0.1及0.2的三种情况下泄漏前后周围土壤温度场变化及油品在土壤中扩散分布情况。模拟结果表明:泄漏前,管道周围温度场分布相同,均呈椭圆形分布,热影响区温度由内向外逐渐降低。泄漏后,三种情况下,油品在土壤中运移趋势基本相同,但由于土壤含水率不同,管道周围温度场变化情况及相同时间内油品的泄漏量不同。     

水分迁移与管道埋深对土壤温度场的影响

管道埋深和土壤中的水分迁移对于冻土区埋地管道土壤温度场的研究有着重要的影响,研究水分迁移和管道埋深对温度场的影响,利用数值模拟的方法进行计算,并对计算结果进行了分析,结果表明,在冻土区,埋深越大,周围土壤的温度越高;土壤含水量越大,土壤的温度越高;同时对比不同含水量和不同埋深对温度场的影响可得埋深越小,不同含水量之间的土壤温度差就越大。     

埋地管道土壤温度场的数值模拟

为避免凝管事故发生,需要准确知道埋地管道在受外界非稳态环境影响时,在不同停输时期管内油品和周围土壤温度场的变化规律,确定管道的允许停输时间。建立了埋地热油管道土壤温度场的非稳态传热模型,该模型较全面地考虑了边界条件和初始条件。数值模拟了预热启输过程土壤温度场的发展情况,分析了土壤温度场随时间的变化趋势。地表温度受大气影响最为明显,远离管道的深层土壤温度受大气温度变化影响较小,越靠近管道附近的土壤温度上升幅度越大,且受热油温度的影响越明显。     

水热耦合对冻土区埋地管道土壤温度场的影响

冻土区埋地热油管道最常见的安全问题是冻害破坏。当环境温度降至冰点以下,土壤中水分的冻结将伴随着水分向冻结前锋迁移,产生不均匀冻胀,加之周期性不可逆的冻融循环,极易造成管道失稳甚至破裂。研究管道冻害成因,应先预测埋地管道周围土壤冻融过程中温度场的变化,以及温度场与水分场的变化关系。采用有限体积法,建立土壤多孔介质水热耦合相变模型,利用SIMPLER算法进行数值求解,为了研究水分对土壤温度场的影响,这里对无水土壤和饱和含水土壤两种极限情况进行对比分析,结果表明：在输油管道运行初期,两种情况土壤温度场接近,随着运行时间的延长,饱和含水土壤温度场偏高,水分迁移和冰水相变对土壤温度场具有一定影响。     

直埋LNG管道周围土壤冻融相变数值研究

采用有限容积法建立多孔介质相变自然对流换热模型,以直埋LNG管道为例,采用SIMPLER算法进行求解,数值计算了地表温度周期性波动条件下,埋地输冷管道非稳态传热过程,得到了不同季节管道周围土壤温度场及冰水相变界面分布规律.研究表明:在地表温度的周期波动下,LNG管道周围土壤温度场波动减小,且随着LNG冷量的不断释放,管...     

埋地热油管道温降及土壤温度场

埋地热油管道输送过程中,需要准确预测管道的运行工况。本文主要分析油流沿管道的轴向温降及管道周围土壤温度分布,得出了埋地热油管道的温降曲线和其周围土壤温度分布曲线。     

“管中管”防腐保温技术在中洛输油管线上的应用

一、前言七十年代以来,我国原油长输管道事业有了很大发展。但在管道建设中,大多数管道只是进行了外壁防腐。目前是采用加热输送工艺进行易凝原油的长输,因而消耗了大量的燃料。据统计,长输管线加热原油消耗燃油量相当于输送量的0.5％以上。因此,易凝油输送管道的保温是个很值得重视的问题。随着我国石油工业的发展,对原油输送管道的技术要求也越来越高。目前,不仅需要研制性能优良的防腐材料,而且更迫切地需要研制技术性能优良的防腐保温复合涂层,以提高长输管道的防腐保热效果,以节约能源、降低消耗,从而保证管道正常运行。     

寒区埋地热油管道周围土壤冻胀融沉数值分析

基于相变瞬态温度场数学力学模型,自行编制有限元程序借助ANSYSY软件对寒区埋地热油管道周围土壤的冻融相变过程进行数值计算,分析了环境温度周期波动情况下热油管道周围土壤温度场、应力场、位移场的变化关系.研究表明:在地表温度的周期性正负波动下,较长时间内管道周围土壤温度场、位移场、应力场变化剧烈,且管道上方土体的融沉速率...