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.     

水平气液混输管路清管操作的数值模拟

混输管路清管技术的研究对混输管线的运行管理具有非常重要的意义,在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟.利用拉格朗日法跟踪清管球和段塞运行情况,计算得到了测压点的压力随时间的变化,并与实验数据进行了比较,得到了清管过程中压力变化规律.利用数学模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行状况,这为混输管路的运行管理提供了理论依据.     

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混输管路清管操作实验和理论的研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。为研究混输管路清管工况下的变化规律，建立了长380米、管径80毫米的混输清管实验管道，利用水和空气为试验介质，得到了混输管路清管过程清管器运行时间和运行速度变化规律，并得到了通过清管球压降的计算关系武。针对水平管路，建立了清管模拟的数学模型，编制了计算软件，用于预测混输管路清管过程中清管时间、清管球运行速度等。软件计算结果与实验数据的吻合较好。     

清管过程中隧道内输气管道应力分析

清管是保证管道能够长期在设计输量下安全运行的基本措施之一,清管过程大致分为试压后清管和正常工况下清管两部分。我国大部分天然气管道分布在丘陵、山地等地形起伏较大的地区,清管模型大多没有考虑地形起伏或高差对清管模型的影响。受力模型与管内的清管器运动有直接关联,只有建立合适的清管器运动瞬态模型,并与清管过程中输气管道受力模型相结合,才能较为准确地模拟出实际的应力状况并定量给出清管对管道的影响,以期指导清管作业。     

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%。     

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。     

俄罗斯管道清管技术标准分析

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管的主要问题是清管效果不理想,管道清管未制定专门、统一的标准规范。分别从清管器选型依据、清管质量合格条件、清管周期、原油管道有效直径计算、清管器跟踪定位以及清管作业安全区域等方面。通过分析俄罗斯管道清管技术标准的先进经验和推荐做法,如凝胶(溶剂)—机械隔离式清管器、清管器选型工作程序、基于管道输送能力下降进行紧急清管和管道支线、弯管处设置清管器监听点等,通过借鉴俄罗斯标准,为提高我国管道清管技术水平,提出了建议。     

天然气长输管道清管技术

长期使用天然气长输管道的过程中,还对其进行清管工作作业,这项作业技术能够使我们清楚的了解管道内部的真实情况,如发现内部管道有缺陷还可及时进行维修护理,还能降低管道的成本费用,我国现运用清管技术,它可以准确的获取相关数据信息,为输气管道进行基线评价,整体评估提供参考依据,加强输气管道全面的防护水平,确保管道能长期安全的运行,避免管道被腐蚀穿孔而出现气体泄漏情况。对此,我们着重介绍了管道运用清管器的种类,在管道清管技术上选择何种清管措施以及长输管道的清管技术涉及的重点内容,为天然气长输管道的清管技术提供参考依据。     

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。     

多相混输管路清管技术研究

简要介绍了混输管路清管实验装置、数据采集系统和实验方法,得到了清管时的集液量、清管时间和压力流量等参数.讨论了混输管路清管时间的影响因素,分析了清管过程中起点和终点压力、流量的变化规律,并将实验结果与计算结果作了比较;这对混输管路的清管操作具有重要意义.     

油田伴生气管线清管模型研究

文章建立的油田伴生气管线清管模型详细说明了如何计算清管始发站输气压力、沿程压降和清管器与管壁摩擦引起的压降。其中沿程压降的计算采用组合水力学模型（Dukler-Eaton-Flanigan），即用Eaton法计算截面含液率,用duklerⅡ法计算水平管路压降,用Flanigan法计算管路起伏的附加压降。最后对某条伴生气管线应用此模型，通过计算很容易判断始发站输气压力是否满足清管要求，同时分析了气液比对清管的影响，说明该模型符合实际，有较强的工程实用性，对伴生气管线的运行管理具有重要意义。     

大庆原油管输结蜡规律与清管周期的确定

在确定不同流态区管壁处剪切应力、蜡晶溶解度系数、径向温度梯度及管道沿线温降分布的基础上,回归建立了适用于描述大庆油田某两联合站间输油管道蜡沉积的结蜡模型。根据差压法原理,建立了研究原油管输结蜡过程室内模拟试验装置,并覆盖该输油管道的典型工况条件开展了管输原油结蜡模拟试验。相对偏差分析表明,结蜡模型预测结果与试验值的适配性良好。进而在预测运行时间对该输油管道结蜡影响的基础上,结合结蜡层厚度对管道轴向温降及压降的作用,确定了年季节最高与最低土壤温度期的清管作业周期分别为4个月和3个月。     

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。     

苏里格气田集输管线清管过程瞬态模拟

对清管过程中的两相流流体特征的研究有助于管线及上下游设备的设计及操作。为此,采用稳态Barua模型与具有较好组分追踪功能的TACITE编码瞬态模型对苏里格气田集气管线清管操作中两相流瞬时流动规律进行了研究,重点分析了通球过程中流型、液体流量、压力、清管速率及天然气水合物堵塞等工况的变化规律。结果表明：由于清管过程中地形起伏较大,流体出现了多种流型,液体流量与压力沿程波动较大;清管器速度在上升管段和下降管段的凹凸结合处由于前后压差的明显变化会发生较大的改变。通过对管道总持液量变化的分析,获取了清管后各阀组管线恢复稳态的时间。采用瞬态分析方法对清管器运行中温度变化研究的结论表明：各阀组在清管过程中没有天然气水合物的形成。进一步验证了清管节流理论的正确性。     

渤西油气田海底输气管道清管技术

针对渤西油气田海底输气管道清管作业中存在的不利因素,改进了泡沫清管球清管技术,克服了管道变形、单密封面球阀不利于通球的技术难题,并成功地实施了该输气管道的清管作业,取得了明显的清管效果。渤西油气田海底输气管道清管技术的研究与实践,在一定程度上使存在局部变形或缺陷的输气管道也能进行清管作业,拓宽了清管技术的应用范围。     

Pigging simulation for horizontal gas-condensate pipelines with low-liquid loading

Liquid condensation in natural gas transmission pipelines commonly occurs due to the thermodynamic and hydrodynamic imperatives. Condensation subjects the gas pipeline to two phase transport, which dramatically affects their delivery ability and operational modality and the associated peripheral facilities. It is therefore imperative for the pigging simulation in gas-condensate flowlines to be taken into consideration in their design. Periodic pigging helps keep the pipeline free of liquid, reducing the overall pressure drop, and thereby increasing the pipeline flow efficiency. A new simplified pigging model has been developed for predicting the pigging operation in gas-condensate horizontal pipelines with low liquid-loading, which couples the phase behavior model with the hydro-thermodynamic model. The comparison of the calculating results with those of the two-phase transient computational code OLGA (with a dynamic, one-dimensional, extended two-fluid model), indicates the new pigging model has a good precision and high speed in calculation. The model also contains the capability of pig-tracking and slug-length-increasing model, which can be suitable for engineering design.