设备连接安装对流体介质分配的影响

设备并联连接安装在油田应用相当广泛，但流体介质分配的偏流问题尚未解决，其中，连接安装方法是主要影响因素。下面提出两种行之有效的设备连接安装方法供参考：门）对称连接安装。相同型号并联的设备台数为偶数时，设备进出口管线均对称布置，见图1。当每台设备的流体介质流量相同时，各支路的压差相等，系统处于相对平衡状态，流体介质不会出现偏流。采用这种连接安装方法，设备一般为两台或4台。（2）“先入后出”连接安装。相同型号并联的设备台数为奇数时，自系统入口汇管处先流进设备的流体介质，后流到出口汇管，即为“先入后出”…     

气液两相流集输管汇偏流问题研究

在油气集输系统中,管汇用于汇集与分配各井口采出物。管汇系统进行流量分配时,流型、惯性力、重力等因素将导致各引出管流量分配不均,影响集输工艺系统运行的经济性与安全性。为能够充分认识管汇偏流现象,有必要系统地梳理管汇偏流问题研究现状。压力分布不均、湍流、惯性力是造成单相流管汇系统偏流的主要原因;与单相流管汇相比,气液两相流管汇偏流成因还包括流型、气液两相惯性差异、气体携带液体的能力等。几何因素、运行参数和流体物性是管汇偏流的主要影响因素,为此采取几何结构调整、压力分布调整、流型调整、气液两相预分离、多级分配五种偏流控制方法降低管汇偏流程度,并指出油气集输管汇系统偏流问题中有待深入研究的问题。     

水平分支型集输管汇偏流程度数值模拟研究北大核心CSCD

以水平分支型集输管汇为研究对象,选用FLUENT作为模拟软件分析了管汇入口来流气相折算速度、液相折算速度对水平双出口与水平四出口管汇偏流程度的影响规律,并开展了水平双出口分支型管汇偏流敏感性分析。结果表明,如果管汇几何结构完全对称且各出口压力相同,那么双出口管汇内各分支管的流量将会均匀分配,而四出口管汇则会出现偏流。2个分支管长度存在较小偏差对水平双出口分支型管汇偏流的影响可以忽略不计;实际生产中双出口分支型管汇偏流的主要原因为各分支管出口压力不一致和当量管径不一致,当两个分支管出口压力偏差恒定时,存在着决定管汇偏流严重程度的临界气液比;若来流气液比小于该临界值,则管汇偏流程度通常在可接受范围内。为控制由分支管管径偏差引起的偏流,建议首先可以考虑调节来流气液比,其次考虑清管处理。本文研究成果可为控制集输管汇偏流程度提供依据。     

石油化工空冷器的设备布置及管道布置设计

介绍了石油化工设计中空冷器的构架布置、平台设置、管道布置及管道支架设置,用于指导空冷器的设备布置及管道布置设计。构架设置通常与管道支架设置统一考虑,管道布置则主要依据流体是否为两相流来选择配管方式。构架设置及管道布置中均要保证管道受力及管嘴受力满足要求。     

加氢装置高压空冷器管口受力的优化计算

以某440万t/a渣油加氢装置高压空冷器及其进出口管道布置为研究背景,运用CAESARII软件对高压空冷器及其进出口管道进行模拟和数据分析。在正常操作工况下,通过改变设备模拟方式、设备计算温度、支撑点形式和管道布置形式,找出了精确的空冷器设备模拟方式,并得出在支撑点处设置低摩擦副以及改变管道走向可以减小空冷器管口受力,同时取进出口管道的平均温度作为空冷器计算温度更为合理。最终在满足空冷器管口受力情况下,合理布置管道,减少管道材料,节约工程投资。     

分流型管汇偏流现象的数值模拟研究

油气田集输系统中,管汇主要用于收集各井口采出物,并将其输送至油气处理设施。油气集输管汇各出口管路流量分配不均的现象严重影响了下游油气处理设施运行的经济性与安全性。针对分流型管汇,分别选取空气和空气-水为流动介质,给定不同的气相折算速度v_(sg)和液相折算速度v_(sl),基于FLUENT仿真软件研究管汇流量分配规律和偏流成因。FLUENT模拟结果表明,无论是单相流还是气液两相流,分流型管汇都会出现偏流。大多数工况下,来流由气相转变为气-液两相后,管汇气相偏流程度均会加重。当v_(sg)较小时,气相中引入液相,在液相携带下,更多的气相将进入分流管,使得管汇气相偏流程度降低。经分析可知,造成管汇偏流的主要原因有惯性力的作用、涡流的影响和压力分布不一致。随着v_(sg)或者v_(sl)增加,流体受到的惯性力增加,管汇气相、液相偏流程度均会加重。通过对分流型管汇流量分配情况的数值模拟分析,可为设计高效、经济的油气集输管汇几何结构提供依据。     

螺旋分离器水流动特性的CFD模拟与PIV试验

设计了一种新的螺旋分离器,采用CFD数值模拟技术对螺旋分离器的入口管段、螺旋分离段及出口管段内流体流动速度场及压力损失分布特性进行了分析,结合PIV流场测试试验对分离器的入口管段和出口管段内流体流动速度场进行了测量和对比分析。介绍了螺旋分离器油水分离的工作原理、结构参数及PIV实验流程。结果表明：该螺旋分离器螺旋导流效果明显,在螺旋分离段及出口管段内具有持续时间长、离心分离强的螺旋流分离流场;流体流过螺旋分离段后,在出口管段内可形成稳定的螺旋流场;通过对比分离器内入口管段及出口管段PIV试验速度测量值与数值模拟值,结果吻合良好,验证了模拟结果的可靠性;通过分离器的压力损耗分析,指出了螺旋分离器的主要压力损耗位置,设计工况下的分离器最大压力损耗不超过90 kPa。     

炼油行业空冷器防腐蚀的CFD研究进展

介绍了空冷器的腐蚀现状,分析了空冷器的主要腐蚀原因,即由HCl占主导的低温HCl-H2S-H20体系腐蚀和流体冲刷腐蚀造成.对计算流体力学(CFD)方法在空冷器防腐蚀研究中的进展情况进行了总结,指出现有研究的优势与不足.CFD数值模拟为防腐蚀研究提供了一种新方法,有助于理解空冷器腐蚀的原因与机理,同时能够在腐蚀发生之前,通过CFD模拟计算,明确露点位置,分析空冷器的冲蚀规律,找出空冷器的最薄弱位置和预测管束的腐蚀速率,为优化空冷器设计及工艺防腐提供可靠的理论依据.并对CFD在炼油行业空冷器防腐蚀方面提出了建议.     

空冷器冲刷腐蚀的流动仿真

针对空冷器管束因冲蚀破坏引起的泄漏事故,以某空冷器管束的流动仿真研究为例,应用计算流体动力学(CFD)软件进行管束内流体的流动模拟,计算过程采用标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,模拟结果与实际管道的检测结果吻合较好.为空冷器管束冲刷腐蚀的进一步研究和空冷器的寿命预测及其延寿技术的研究提供了依据.     

T形多分支管结构参数对气液分离特性的影响

T形多分支管作为新型气液分离构件,具有紧凑、稳定、经济等优点。采用混合k-ε湍流模型与欧拉多相流模型对T形多分支管中的气液两相流动进行了模拟分析,考察了其结构参数的变化对分离性能的影响。结果表明,结构一定的T形多分支管,确定的进出口边界条件决定了唯一的水力平衡系统,流体所具有的能量在管路中自由分配直至达到平衡,分流促进了气液两相的分离。分支管间距增大,能使气液两相分离效率得到显著提高,但增幅逐渐降低;分支管高度、管径增大时,分离效率均呈现先增大后减小的趋势;分支管结构参数的变化促使流体流动方向发生改变,进而影响分离效率。     

涡轮流量计精度与直管段长度之关系

影响涡轮流量计精度的主要外部因素是流体的流动状态 ,涡轮流量计特性曲线要保持良好的线性关系 ,流过流量计的流体应为充分发展的流型。对流量计的精度和直管段的预测 ,为不同精度要求的涡轮流量计选择适当长度的直管段提供了理论参考。     

深水油气田水下生产系统双管输送流动安全研究——以流花21-2油田为例北大核心CSCD

深水油气田水下生产系统采用双管输送,海管路由和立管构型的不同、管汇生产井布置、各井产量的差异、流体物性及流型等因素都可能导致两侧管道输量分配不均,给管道安全流动带来风险。以流花21-2油田水下生产系统双管输送为例,采用OLGA软件建立了从水下井口到FPSO分离器的双管输送模型,分析了双管输送偏流和段塞流形成的原因,并对提高管道运行背压、压力与液位高选控制以及管道出口温差控制等3项措施对偏流和段塞流的控制效果进行了对比分析。结果表明:对气油比较低的油气田,提高管道运行背压可消除段塞流,但偏流仍严重;采用压力和液位高选控制,可有效减弱偏流和消除段塞流,气、液偏流率分别降至6.3%、9.6%,且管道输送系统和分离器运行稳定;而采用出口温差控制,对偏流和段塞流控制效果不佳。因此,流花21-2油田最终采用了压力和液位高选控制措施对该油田双管输送进行控制。本文研究为类似油气田双管输送工程设计和生产操作提供了借鉴。     

煤层气藏中一种模拟压裂直井的等效方法

直井压裂是1种开发煤层气的重要方式,如何准确模拟直井压裂后的排采规律是数值模拟研究的难点。根据压裂直井和两分支水平井流线的相似性,提出了1种等效模拟方法,推导出了直井压裂缝传导系数和虚拟多分支水平井传导率之间的数量关系,根据该关系式等效模拟直井压裂后的排采规律。以沁水盆地南部一口压裂气井FZ-005井为例,进行实验结果对比,证明该等效方法符合实际应用需要。     

加热炉出口管线内气液流场的数值模拟研究

采用欧拉-欧拉模型对加氢精制装置加热炉出口管段内的气-液两相流进行了三维CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟,重点研究了现有管线结构下气-液两相的浓度场及速度场分布并提出了管线布置优化方案。研究结果表明：现有管线布置方案由于气、液惯性力不同,两相流体经过多个弯头在三维空间连续改变流动方向,在管线中形成了螺旋流动;通过对布置方案进行优化,部分消除了沿径向旋转的驱动力,减少了螺旋流。研究结果可为加热炉出口管线布置方案优化提供指导。     

大落差管道中原油流动规律的研究

通过分析大落差管段中流体的受力情况与流动状态,指出大落差管段中流体可能存在三种流态：非满管变速不稳定流、非满管匀速稳定流和满管匀速稳定流.为了能够模拟原油在大落差管段经受的剪切历史和热历史,导出了三种流态下油温和流动参数的变化规律及计算公式,为改性原油流经大落差管段的稳定性研究提供了理论基础和试验方法.并利用某一管线的大落差管段和有关原油的物性参数进行了计算,结果比较合理.     

泡沫在连续管螺旋管段内流动的压降数值模拟（） 摘要: 关键词: 中图分类号:

通过自定义函数和数值模拟方法研究泡沫流体在连续管中流动的压降,并且对比了计算结果与模拟结果。对于泡沫在直管段内流动,由于考虑了加速压降和真实速度剖面的影响,模拟压降比计算压降大。对于泡沫在螺旋管段内流动:由于泡沫具有压缩性,其物性随压力变化,所以当出口压力不同时,同一位置处速度剖面和密度剖面不同;由于离心力的作用,速度剖面不对称;出口压力、注气流量和曲率对压降影响比较明显。对连续管泡沫钻井进行水力参数设计时,尽可能地提高注入压力,可减少泡沫在螺旋管段流动的压降。     

三相分离器应用中的问题及对策

萨北开发区使用的三相分离器主要有两种形式,分别为带水室三相分离器和无水室三相分离器,两者都是利用油和水的密度差,使用重力沉降原理进行油、气、水的分离。进液偏流问题是由于多台三相分离器共用1条进液汇管,而在汇管中流动的油、气、水三相的相态和流态随压力和管道形态的不同而不断发生变化,无论容器的进液管与汇管如何安装,均无法让油、气、水三相均匀地进入每台容器。为减少每台设备进口的物流差异,在进行管道工艺安装时,采用对称布置管道的方法使流体平均分配到各支管,这不仅使工艺安装外观整齐美观,而且有利于流体介质的均匀分配,充分发挥各个设备的处理能力。     

1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器腐蚀分析和控制

介绍中国石化镇海炼化分公司1．8Mt／a蜡油加氢脱硫装置高压空冷器的腐蚀情况,判断该空冷器存在典型的NH．HS,NH4 Cl垢下腐蚀,在出口底板处还形成了高速冲刷腐蚀。对腐蚀原因进行了详细的分析,结果表明,该空冷器设计的入口流速偏高、出口管线和空冷器变频器的非对称布置导致介质偏流、实际工况下装置加工原料的硫、氮含量峰值远远高于设计值,实际的Kp值大于0．5,注水量偏少,脱硫净化水回用带入氯离子,从而导致铵盐部分结晶形成垢下腐蚀。管箱隔板的平衡孔结构加剧冲刷腐蚀,导致管箱底板穿孔。阐述了装置所采取的系统性的控制措施,并对其效果进行了考察,提出了进一步的强化和改进措施。     

高压空冷器入口管束内流动参数分布特性的数值模拟

为揭示腐蚀性介质输送导致的高压空冷器入口管束的流动腐蚀失效机理,准确预测管束的高风险位置,提出了以传质系数和剪切应力作为空冷器入口管束流动腐蚀的关键表征参数。采用Mixture模型和SST k-ω湍流模型对空冷器入口管束段进行数值模拟,获得了入口管束内传质系数和剪切应力的分布特性。结果表明：空冷器入口配管存在偏流现象,引起管束内流动参数左右不对称。其中,传质系数与剪切应力的最大值重合位置位于a管排位号为a13-a14、a34-a35管束的R1区域（即Z为11.5~26.4 mm）,为流动腐蚀失效的高风险区域。对比失效案例可知,传质系数、剪切应力分布的最大区域与管束腐蚀泄漏失效的区域基本一致,验证了表征参数和预测方法的准确性。研究成果有望为高压空冷器的耐流动腐蚀优化设计和在役风险检验提供理论支撑。     

推广空冷技术促进节能减排

通过水冷和空冷的比较得出,现有空冷器由于冷端端部温差大,油品冷却终温不能满足工艺要求;传热总系数太小,设备紧凑性过低,难于在装置内布置而未能推广应用.根据作者研发的带翅片的螺旋板壳式换热器在气体冷却装置中的运行结果,提出了在散热片之间设置翅片的方形空冷器和迎风面为圆形、在壳体内设置互不相通的两个螺旋道的圆形空冷器的两个专利技术.