天然气凝析液管道射流清管器清管效果影响因素分析

传统清管器在天然气凝析液管道清管作业中存在清管器运行速度过快、清管段塞大等诸多缺陷。为解决传统清管器的这一系列问题,射流清管技术得到了发展。为了分析射流清管器设计及应用过程中需要考虑的因素,利用OLGA 7.2模拟软件建立了海底管道清管模型,对射流清管器旁通率、管道管径、气液比、清管器质量等因素进行了分析,为射流清管器的设计及其应用提供借鉴。     

清管器运行过程中的旁通特性

清管器运行过程中与管壁间会产生旁通,为保障清管效果和通球安全,有必要对清管器的旁通特性进行研究。为分析清管器发生旁通时的规律及影响因素,利用Fluent动网格技术,建立清管器旁通二维瞬态模型,动态模拟清管过程中发生旁通时流场的变化及影响因素,并对比泡沫清管器与清管球的旁通特性及密封性能。研究表明:旁通处会出现明显压力降低、流速升高的现象,且清管器前部会出现涡流;旁通流体的流速随压差增大而升高,但升高趋势逐渐减缓,两者为幂函数关系;相同旁通率和压差条件下,泡沫清管器旁通量远小于清管球的旁通量,密封效果更好。     

天然气管道旁通清管研究进展

为推进国内旁通清管技术发展，围绕简单旁通式、旁通孔开度控制式和速度控制式清管器，介绍了它们的结构特点。分析了旁通清管模型适用性及局限性，探讨了水平、水平-立管和水平-起伏-立管清管系统中清管速度、压力、段塞分布情况等变化规律，阐明了国外旁通清管技术工程应用情况与效果，分析了国内速度控制式旁通清管技术的研究现状及未来的发展方向。旁通率、压降系数和皮碗与管壁间摩擦力是决定旁通清管器运行速度的重要参数，比选旁通率以及精确计算摩擦力与压降系数，有助于建立准确通用的旁通清管模型。通过理论分析、模拟仿真以及现场试验研究，所得结论有助于推进旁通清管技术工程化应用。     

BH油田储层保护技术现场应用效果评价研究

采用传统清管器进行天然气凝析液管道的清管作业时存在着液塞量大、清管速度控制难度大等问题,射流清管技术因其可以有效减少清管段塞,实现缓蚀剂等的布设,成为近年来研究的热点。在文献调研的基础上,采用多相流动态模拟软件OLGA建立海底管道清管模型,进行了管道参数、工况参数以及海底环境参数等射流清管过程模拟分析,通过清管速度、压力、液塞流量变化等因素对比分析了射流清管器与传统清管器的清管效果,得到了射流清管效果随旁通率的变化关系,为实际应用提供了指导。     

长北气田集输干线清管研究

长北气田地面建设工程中气田集输采用丛式井及气液混输工艺,集输管道内持液量较大且中央处理厂(CPF)内无段塞流捕集器,集输干线清管操作风险较大。为保证集输系统的安全,有必要对集输干线的清管进行研究。实际清管前采用两相流模拟软件OLGA进行清管段塞液量的模拟,制定详细清管操作方案。将2009年6月长北气田集输北干线的实际清管操作数据与软件模拟结果进行对比,对清管方法提出合理化建议。针对长北气田集输系统的实际情况,采用非常规清管方法对集输管线进行清管有利于降低操作风险。     

管道清管器旁通流场三维数值模拟分析

为探究清管器与管道内壁间存在旁通时流场分布情况,进而为提升其清管效率和通过安全性提供依据,利用ICEM CFD软件建立旁通流场三维模型,采用FLUENT软件中的标准k-ε模型进行数值模拟分析。分析结果表明:在产生旁通状态下,高速流体通过旁路,对管道内壁产生强剪切作用,流过清管器后,在下游形成涡流区。压力场分为上游高压区、清管器中压区、头部低压区和下游稳定区;旁路上和轴线上最大流体速度随间隙量的增加而减小,流场压降及所受的驱动力随间隙量的增加而急剧减小。对比可知:两种类型的清管器旁路上最大流体速度、驱动力大小随间隙量的变化大致相同;在相同间隙量下直板式清管器轴线上的流体速度更大,且旁路上的流体对管道内壁产生的剪切作用也更强。研究结果可为清管器在发生旁通状态下的通过安全性提供参考。     

海底长距离湿气管线清管流动规律及方案优化

针对长距离湿气管线清管时出现的清管器速度过快、管线出口液体峰值过高、提高输量造成能耗增加等问题,基于OLGA软件建立长距离湿气管线清管模型,研究不同输量对水力清管管线入口压力、积液量的影响,研究不同输量下清管器作业时管线入口压力、清管器速度、管线出口累积液量变化规律。研究结果表明：在水力清管时,输量提升越多管线内积液量越低,但超过一定范围输量提升对积液量影响不明显;在清管器清管时,输量越大,管线入口压力振荡越小,清管器平均速度越高,管线出口瞬时液量峰值也越小。针对某气田进行清管瞬态模拟,结果表明,水力清管作业时将20万m3输量上调至28万m3、清管器清管作业时将输量下调至42万m3清管效果最佳。     

国内外油气管道清管技术现状

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管存在清管效果不理想,未制订专门、统一的标准规范等问题。分别从清管器类型、清管器选型原则、清管质量控制、清管周期、清管器速度控制和预测、清管器跟踪定位、清管器卡阻以及清管作业安全区域等方面,阐述了国内外管道清管技术新进展,特别指出应用凝胶-机械式清管器,研发适用于长距离站间距的高可靠性清管器,基于旁通阀调速机理的清管器实施控制技术等。还介绍了俄罗斯管道清管标准的先进性,包括新建管道清管质量控制措施,在役原油管道基于输送能力下降到一定程度时的紧急清管方法,聘用专业化清管器跟踪定位服务商,以及划定清管作业安全区域等。借鉴国外清管技术的先进性,对于提高我国管道清管技术水平以及制订清管标准规范具有重要意义。     

苏里格气田旁通清管技术研究及应用

苏里格气田采用湿气集输工艺,清管过程中管内积液较多时通常形成段塞流,大量积液短时间内集中到达处理厂,远远超过下游分离器或捕集器的处理能力,导致处理厂压缩机停机甚至停产,严重影响正常生产。针对清管作业中存在的问题,在调速清管器的基础上简化设计了旁通清管器。阐述了旁通清管器的结构、工作原理及现场应用情况。结果表明,旁通清管器实现了清管器与首股积液在运行速度上的差异,对于清管作业中出现的大量积液起到了缓解作用。     

旁通清管器在湿气输送管线清管中的应用

在湿气输送工艺管道中,管线积液严重,使用常规清管器会造成清管液体短时间内集中到达下游,下游液体处理装置来不及处理,上游生产气量受影响的不良后果;同时由于管道内积液严重,会造成清管过程中压力波动幅度大、对弯头冲击大的影响。为了减小清管作业对正常生产和管道运行安全的影响,对旁通清管器进行了试验,利用清管器后端气流对前端液柱的喷射影响,延长清管液体到达下游处理装置的时间,达到试验目的。通过现场试验,取得了清除管线内积液、缓解下游液体处理压力、降低对生产气量影响的良好效果。     

射流清管器等效压降系数模型的建立及分析验证

通过对射流清管过程进行动量和能量平衡分析,建立了等效压降系数计算模型,并利用CFD软件模拟计算了相同运行工况下的等效压降系数,分析验证了等效压降系数与清管器旁通率和气体雷诺数之间的内在关系。研究表明,射流清管器等效压降系数随旁通率的增加呈现微弱减小而后快速增长的趋势,同一旁通率下等效压降系数几乎不随射流气体雷诺数变化而变化;射流清管器结构中的突扩部分对旁通压降的贡献最大,比重接近70%。本文方法计算结果与CFD模拟结果的偏差在6.4%以内,吻合度较高,表明应用本文建立的模型可以较好地计算射流清管器等效压降系数,以此作为射流清管器动态模拟的重要输入参数。本文研究成果对优化射流清管器的设计及对射流清管器模型的修正具有重要的意义。     

集气管线清管器旁通量计算模型探讨

在两相流管道中,使用旁通清管器可以吹扫积液段塞流,缓解末端液体处理器负荷。本文主要叙述了用于两相流管道旁通清管器的工作原理,在管道水力学基本理论基础上,针对长庆与壳牌合作区块的CB清管实例,用输气管道基本理论和流体力学孔口泄流理论对该管进行旁通量计算,通过比较、优选及校正,确定了苏里格气田集输管线旁通清管计算模型。模型的可靠性还有待进一步验证。     

复杂地形条件湿气集输系统轴心射流清管特性研究

采用常规清管器进行湿气集输系统的清管作业时,存在清管器下游积聚大量的液体、终点压力的急剧波动、末端捕集器液位快速上升、清管器运动速度快等问题。轴心射流清管器因其可以有效地控制清管过程中下游液塞长度,降低末端分离器压力波动以及溢流的风险,具有较好的应用前景。本研究采用多相流动态模拟软件OLGA建立清管模型,通过对比分析清管器速度、压力及液塞流量可知,采用轴心射流清管器可使运行时间延长、运行速度降低、清管能力增强;随着旁通率的增大,清管器的运行速度及压力波动幅度减小。     

Zn-Al水滑石及焙烧产物对甲基橙废水的吸附研究

土库曼斯坦某气田集输采用多井集气、气液混输工艺,在处理厂集气装置终端设置2台段塞流捕集器,单台容积150m3,设2台缓冲沉降罐,单台容积100m3。为确保气田集气干线清管过程的安全平稳,同时复核下游段塞流捕集器和缓冲沉降罐的有效性,利用目前较为先进的多相流动态模拟软件OLGA分别对各干线的100%、75%、50%和25%输量工况下的清管工况进行动态模拟。模拟结果表明:①气田处理厂集气装置段塞流捕集器和缓冲沉降罐容积设计合理,能保证大部分清管工况的平稳安全;②低输量工况清管前,应临时增加产量,提高管道持液能力,减少清管液量;③小产量清管过程中,应降低输量,同时控制清管速度在0.3m/s以上,延长清管时间,充分利用下游管道排液能力,减少液体在段塞流捕集器和缓冲沉降罐内的聚集。     

长距离海底管道清管技术研究

结合清管器在海底管道中运行时受力情况,分析影响清管器运动的因素主要有清管器前端的杂质累积量、管内壁对清管器的摩擦力、清管器前后压差、清管器类型与重量.将影响因素分为清管动力与清管阻力两部分,结合东方13-2气田群项目直径610 mm、 长195 km管道的清管作业实践,进一步具体阐述了在实际作业中保障清管顺利进行的各项...     

输油管线中清管器运行规律研究

输油管路在运行一定周期后会产生蜡沉积现象。沉积层较厚的含蜡油管道可能发生初凝、停流事故。这是管路运行中必须密切注意的问题。为了保持含蜡油管路的输送能力，降低输油成本，防止初凝事故，最根本的方法是用清管器清管。因此输油管路清管器运行规律的研究对输油管道的运行管理具有非常重要的意义。在分析清管器清管物理模型的基础上，通过对其的受力分析利用数值分析的方法建立清管器运行过程中特征参数的计算模型，给出了计算方法。在求解过程中充分考虑到油品输量、油品的物理性能，清管器材料的物理性能、重量等因素对清管器在管路中的运行规律的影响。这些问题的求解为输油管线的运行管理提供了理论依据。     

北内环磨玉段清管工艺参数的计算

北内环磨玉段输气管线是输气管理处新建管线。基于北内环磨玉段现状,选择皮碗清管器为清管器具。可采用容积法并利用供气量的大小确定其运行距离,根据《长输天然气管道清管作业规程(SY/T6383—1999)》估算总进气量,用清管器后平均压力来控制清管器运行速度,再根据速度值估算出运行时间,最后利用管输效率计算公式计算出清管后的管输效率为105%。     

基于有限元法的大落差管段清管冲击分析

“川气东送”管道全长约2 200 km,沿线地形地貌复杂,多处形成大落差起伏,最大坡度达60°,给管道清管作业带来一定的困难和风险。为此,针对大落差管段建立了清管动力学有限元模型,在给定清管器进入管道时的初始运行速度、管道内压等作业参数的条件下,采用ABAQUS有限元分析软件分析了橡胶清管球在大落差管段清管时的运行规律以及清管器通过时管道的振动情况,研究了清管器冲击时的管道应力变化与清管器速度及管道内压的变化关系,评估了大落差管段清管时的安全性。结果表明：①橡胶清管器清管作业时,管道内部的输送压力对大落差管段的冲击载荷影响明显,管道最大应力会随着管道内压的增大而增大;②清管器的速度对冲击应力的影响不大,基本呈增长趋势,变化范围在7 MPa之内;③清管器通过时管道发生明显振动,通过后管道恢复原状;④为保证清管器顺利通过大落差管段,增大了清管器两端压差,此时清管器速度表现为增长趋势。     

水平管路清管过程流动参数变化规律模拟研究

混输管路清管技术的研究对混输管道的运行管理具有非常重要的意义。在分析清管器清管物理模型的基础上 ,建立清管器的特征参数计算模型、动态数学模型和数值计算方法 ,并进行数值模拟 ,计算出测压点压力随时间变化的数据 ,并把它们与试验数据进行比较 ,得到清管过程中压力的变化规律。通过数学模拟 ,可以计算清管过程中管道的压力分布状况 ,利用压力分布状况就可跟踪清管球在管道内的运行情况     

用于两相管道的旁通清管器通过检验

本文主要叙述了用于两相管道旁通清管器的工作原理及其在干气管线中的试验结论，分析比较了旁通清管器的现场试验结果。在两相流动管道中，使用旁通清管器可以缓解甚至不需要大容量的液体段塞捕集器。当旁通清管器的可变旁通率由0增至10％时。清管器前的液体清扫体保可减少70％。