深水不保温海底管道蜡沉积预测及清管研究

含蜡原油管道的蜡沉积会导致管道运行参数出现剧烈变化,给管道的安全运行造成严重威胁。为研究深水不保温海底管道的蜡沉积规律并提出相应的清管策略,利用多相流模拟软件(OLGA),对南海某油田深水不保温回接管道的蜡沉积和清管过程进行模拟。研究表明:海底管道输送原油属于轻质低黏、低凝含蜡原油,但由于海底环境温度较低,海底管道未进行保温设计,导致管道的蜡沉积问题严重。针对不保温输油管道,综合考虑管道内最大蜡沉积厚度达到2 mm和清管过程中清除的蜡量不能超过10 m~3作为清管周期制定依据,确定投产初期海底管道的清管周期为5天;常规清蜡清管器无法实现该条海底管道的在线清蜡作业,建议改用旁通清管器进行在线清蜡作业,旁通清管器的旁通率确定为1.5%～2.0%。     

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。     

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。     

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.     

制订清管计划方面的管线设计要素

清管器因在管线中被卡住而名声不佳，结果，许多年来只进行少数的清管，随之而来的是许多公司付出费用维修和替换他们被腐蚀的管线，为改进管道的效率和避免腐蚀进行清管，现在已成为必然。一些管线并没设计成能作清管的管线，有时在特殊的管线中选错清管器，也增加了清管器卡住的机会，适用于清管的管线设计和选用适当的清管器，很大程度减少了清管器卡住的机会。设计因素和考虑在设计一条适用于清管的新管线时，要确定三个要素：第一．清管方案的目的是什么（从湿气系统中除去液体，在生产线上积累的液体，在原油管线壁上的结蜡，分隔产品…     

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     

清管的有效方法

以试验装置模拟管道实际工况,用双皮碗清管器清除管道的原油;利用不同流速、同一常用温度的热水替换管中原油清管;测试清管后管壁的残留原油量和水中含油量;最终找出了清管器、热水替换管中原油清管的最佳温度和工况。在原油凝固点(36℃)附近,双皮碗清管器清管后管壁残留原油量为6.33 g/m2;用58℃热水以1.5 m/s流速替换管内原油,20 min时水中含油量为58.63 mg/L。     

普适性结蜡模型研究

根据原油在管道内流动特性及析蜡规律,提出了有效析蜡量的计算方法.利用F检验法筛选了原油结蜡的主要影响因素,包括原油黏度、管壁处剪切应力、温度梯度及管壁处蜡晶溶解度系数.利用9种原油室内环道结蜡实验数据,按照逐步线性回归的方法,得到了含蜡原油的普适性结蜡模型.该模型不需进行结蜡模拟实验,只需根据原油的黏度、析蜡特性及密度等物性参数就可预测原油的结蜡规律.在未进行室内结蜡模拟实验的情况下,利用普适性结蜡模型预测了中宁-银川输油管道不同工况下沿线结蜡分布,并和现场运行参数进行了对比,平均误差为6.32%,最大误差为20%,预测结果为现场清管作业提供了依据.     

天然气长输管道清管技术

清管作业是天然气长输管道投产前或运行中的一项重要工作,可保证管道的正常运行和输气效率。文章从清管器的种类、性能、跟踪和定位方法、清管工艺、清管效果评价指标以及清管过程中常出现的故障和处理方法等方面对清管技术进行了全面的论述,针对目前清管作业中存在的问题,如清管器结构单一、清管效果不太理想、清管器的减振效果差、偏磨严重、跟踪仪器脱落、清管器损坏甚至骨架断裂等进行了较详细的探讨,并提出了改进建议。     

在线清管技术与清管工艺

输油管线结蜡结垢现象严重，不但影响生产，而且成本损耗较大，给正常管道输油造成困难。清管器在清除管线积蜡积垢过程中扮演着重要角色。使用清管器比使用化学药品清、防蜡垢廉价许多，但是缺少对正确使用清管器、旁通孔选择和清管频率等的指导技术。错误的选择可能是危险的，因为大量的蜡垢沉积可能会堵整管线，导致长时间的停产和昂贵的管线维修费用。海底管缎的清管作业更是如此。因此、选择正确的肖管工艺与清管技术非常重要，本文旨在这方面概括性地为管线投运．在线清管提供方法与策略，指导和参考。[编者按]     

天然气长输管道在线内检测前的清管技术

为了保证内检测过程中的几何检测和漏磁检测能够采集到高质量的检测数据,需在天然气长输管道在线内检测前,进行清管作业,检验管道内部通过能力,降低内检测作业卡堵风险,清除管道内污物,提高内检测作业的精确度,以确保内检测数据的准确、可靠。目前国内外没有相关文献对在线内检测前的清管提出具体要求,通过总结分析各类常规清管器的特点,首次提出内检测前的清管器技术参数要求,对内检测前的清管作业实施程序、各阶段清管合格标准、清管发球、清管器监听与跟踪、收球作业等进行阐述,形成了一套天然气长输管道在线内检测前的清管技术。     

含蜡原油输送管道清管周期预测模型研究

含蜡原油温度低于其析蜡点时,蜡分子会沉积在管壁上,降低管输效率。定期清管可以清除管道结蜡,提高管输效率。为了确定安全、经济的清管周期,从含蜡原油输送管道管输效率的定义出发,结合蜡沉积速率预测方法,提出了描述管道清管周期与管输效率、结蜡速率之间关系的数学模型,确定了应当进行清管时的管输效率阈值。以塔里木油田英买力-牙哈含蜡原油输送管道为例,计算管道清管周期为110 d,验证了该方法的有效性。该预测模型为合理决策含蜡原油输送管道的清管周期提供了依据。     

RK型软质空心清管器及其应用

RK型软质空心清管器用于原油热输管道进行清扫、除蜡、排污、去垢。它具有工艺简单、省工节电、清管效果好、经济效益高的特点。本文介绍其工作机理、各种结构及其应用效果。     

原油输送管道机械清管技术

原油输送管道经过一定时间的使用，由于原油中粘性分子在管壁的沉积，造成实际输油管径减少，压降增大，大大增强了系统能耗。通过分析原油输送管道结蜡情况得出结论：采用机械清管方法可以清除管内结蜡，保证管路正常输送。在阐述机械清管的工艺设计、器具选择和操作规程的基础上，进一步对器具的维护和清管中的注意事项进行简要说明。     

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...     

基于时序驱动的管道结蜡程度预测及清管效果评价

为避免凭经验盲目确定清管周期,造成过度清管现象的发生,基于结蜡过程的缓慢时序性,在研究生产数据参数与结蜡程度关系的基础上,通过改进K-means算法确定不同时序下的结蜡程度,并将数据引入卷积神经网络（CNN）,利用CNN模型的特征提取和自适应学习能力,实现不同结蜡程度持续时间的在线更新,依据结蜡等级和清管周期的变化构建清管效果评价指数模型,实现了清管作业的事前预警。结果表明,不同管道在完整结蜡周期内的等级时间不同,周期长短也不同,体现了输入参数差异引起的结蜡程度不同,改进Kmeans算法将结蜡程度分为4个等级;本文模型的总体平均误差为0.781 d,小于RNN模型和LSTM模型的2.025 d、1.225 d;待评价管道的清管效果评价指数为0.828,说明本次清管效果良好。研究结果可为管道完整性管理水平的提升提供实际参考。     

基于次声波的清管器在线跟踪定位系统

为提升管道输送效率,长输管道需要定期开展清管作业,传统的清管器跟踪方法误报较多,无法实时判断清管器的位置。利用次声波检测技术采集清管器在管道中运行时产生的次声信号,通过上、下游两个传感器收到次声信号的时间差推算清管器的位置,实现在线跟踪。清管器在线跟踪定位系统由传感器、多套数据采集系统和数据处理中心组成。通过西二线某站试验验证了该系统能准确识别清管器在管道中启动、运行、卡堵/停止等状态,每30 km安装一个次声传感器就能实现良好的跟踪,极大地提高了清管作业的效率。     

石空-兰州原油管道满负荷运行分析及保障措施研究

石空—兰州原油管道为典型高含蜡原油管道,运行过程中受输送油品物性、管道沿线环境及运行方式等条件影响,易产生制约管道增输的因素,如:各站进站压力低、进站油温低、管壁结蜡严重、沿线摩擦损失较大等。通过分析管道输量、地温、油温、摩阻等实际运行参数,总结出高输量能够有效降低沿线热能损耗,有利于管道增输降耗等。同时为实现石空—兰州原油管道满负荷运行,结合管道输送工艺方案和清管作业,探究管道实现满负荷运行的可行性,并制定有效的增输保障措施。提出升温热洗结蜡严重管道、定期合理安排清管作业等措施,降低管道沿线摩阻,实现管道满负荷运行。     

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。     

海底原油管道蜡沉积预测研究

国内某海底原油管道长期未进行清管作业,在没有预测管线结蜡厚度的情况下进行清管,可能会导致卡球、蜡堵事故。为了预测管道蜡层分布情况,降低清管作业的卡球、蜡堵风险,采用普适性蜡沉积模型,对各油品在不同季节、不同地段的蜡沉积速率进行了预测,并与现场清管数据进行对比验证。统计分析该管道的运行环境、操作条件和油品物性,计算油品沿程温降;结合各油品的析蜡特性,确定可能产生蜡沉积的油品种类。结果表明:此条管线海底部分管道的蜡沉积速率远高于地面部分管道,约为地面部分管道蜡沉积速率的10倍;在海底管道的出海处,蜡沉积情况最为严重;蜡沉积总量预测结果与现场数据吻合良好,二者相差17.9%,证明了预测结果的准确性,为清管作业提供了依据。