水试压后输气管道的清管过程瞬态分析及程序设计

在所建立的水试压后输气管道的稳态清管模型基础上,从瞬态的角度出发,分析了清管球在管道内的运行规律,提出了相应的清管数学模型.根据数学模型和相应的数值计算方法,研制了水试压后输气管道的瞬态模拟分析软件Pigging.着重介绍了Pigging的流程、总体结构和功能设计.根据中国某气田的一条Ф558.8×12.7,总长约106 km的输气管道所提供的相关数据进行了模拟计算.其结果比较符合生产实际,可为任一输气管道的清管通球运行情况的预测和监测提供理论及计算依据.     

码头卸油管线氮气通球清管工艺计算

清管作业是油气管道生产过程的必要环节,对管道安全运行管理具有重要意义。对于码头卸油来说,当同一条管道收油种类发生变化时,必须清管。因此,在分析清管介质对成品油管道综合影响的基础上,建立了氮气通球清管数学模型。以天津港某码头卸油管线为例,进行计算,得出了不同时刻管内氮气量、进口压力及清管球的位置。计算结果可为实际工程设计提供一定的参考。     

管道试压后扫水过程的水力学分析

长输天然气管道在铺设完成后要进行水压试验以检验其强度和严密性,泄压后通常是开启空压机进行顶球扫水.建立试压后输气管道扫水过程的水力学模型,对中国某气田的一条输气管道进行分析.降低排水口的局部阻力系数、提高空压机的压力均可以增加清管器的运行速度,排水口的开度会显著影响清管器的运行速度.保证扫水过程不发生气化断流,就可避免扫水过程中出现瞬时高压.     

长输管道内天然气最大允许含水量的预测

提出一种预测长输管道内天然气最大允许含水量的方法。输气管道内压力温度变化复杂,呈较陡的变化趋势,对应的天然气含水量也随之变化。详细地分析了输气管道内天然气含水量的变化规律,得出决定输气管道内最大允许含水量的压力温度条件。从统计热力学理论出发,以相平衡理论为基础,给出了预测长输管道内最大允许含水量的理论模型和计算方法,在给定输气管道入口压力温度条件下,能准确预测输气管道内不形成水合物允许的最大含水量。最后,将计算结果与实验数据作了比较。结果表明,此模型具有较高的精度。     

海洋输气管道通球方案计算分析

针对海底输气管道长期运行出现海管积液、输气能力下降、易结晶形成水合物等问题,通过管道内流体水利计算,得出平台间通球的压差和水利损失.结合目前海管状况,进行可行性分析后,对正、反通球方案进行优化比选以达到通球的目的.     

输油管道清管器受力数值研究

管路清管技术的研究对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。结果表明, 利用数值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。     

大落差管道注水清管过程不满流水力模型研究

为了阐明大落差管道注水清管过程中复杂的不满流现象,结合一条大落差管道对其开展深入研究。根据大落差管道注水清管特点,从力平衡以及能量平衡角度出发,提出了一种求解不满流的数学模型,该模型能较好地描述大落差管道注水清管过程中的不满管流动。针对管内被压缩气体与液流耦合求解的难点,提出了一种耦合计算方法。基于该计算方法对大落差管道的不满流过程进行求解,并通过分析计算结果,揭示了大落差管道注水清管过程中的不满流特性。结果表明,在计算清管所需总压力时应考虑不满流的影响,否则会造成计算结果偏小。     

输气管道稳态计算公式改进研究

输气管道工艺计算稳态公式在管道设计和管理过程中起着十分重要的作用。针对目前我国有关规范中常用稳态计算公式忽略了流速变化所带来的影响,适用范围受到限制的实际,根据天然气管道中气体流动质量和动量守衡定律,得到了管道两端压力和流量变化的解析式,该解析式既考虑了地形起伏的影响,又考虑了流速变化的影响,从而提高了计算精度,扩大了适用范围。由于地形起伏稳态计算公式是隐式形式,为了进行实际应用,开发出了计算机程序。应用分析表明,当管道两端压差较大时,应该考虑管道中气流速度变化的影响,同时增加管道上端压力或降低管道下端压力不一定能提高管道中的气量。     

湿气海底管道清管分析与策略制定

国内某长距离湿气海底管道PL因地形复杂、环境温度低等原因,在运行过程中使大量积液滞留于海管中,将加速管道的内腐蚀或水合物生成,对海管的安全运行造成威胁,因此需要根据实际情况制定合理的清管周期和清管方案。通过分析将最大积液量法用于清管时机的判定依据,计算发现,该方法得到的清管周期过于短暂。主要是因为清管段塞量过大而不能被段塞流捕集器所吸收,于是提出4种减少瞬时段塞的清管方案。通过模拟计算分析并综合现场操作难易程度,最终确定较优的清管方案和合适的清管周期。为现场的安全清管提供技术支持。     

西区油田常温集输过程清管周期研究

根据西区油田常温集输过程的黏壁规律,给出了通球周期计算公式,并且据此开发了通球周期计算软件。重点计算并分析了不同含水率、流体温度对通球周期的影响,得到温度对周期影响占据主导因素,并进一步分析了环境温度对管道通球周期的影响规律。研究所得结论对于西区油田常温集输过程清管周期的确定和清管工作的实施具有重要指导意义。     

湿天然气管道积液处理方案设计与分析

积液得到必要的处理是湿天然气集气管道日常运行管理中面临的重要任务之一。为了减少集气管道中积液带来的影响和危害,基于OLGA软件的清管工艺瞬态仿真方法,建立了积液在湿气管道中的发展过程预测模型,开展了湿气管道积液沉积以及发展规律分析,在此基础上进行了湿气管道积液处理方案设计和模拟仿真,对所设计积液处理方案的有效性进行了评估。指出在集气管道间增设分离装置可以明显降低集气管道中的积液量和延长管道积液发展直至稳定的持续时间,为减小管道清管频次以及优化末端处理装置容积提供参考;在同等输量以及管道末端压力约束不变条件下,管间增设分离装置可以有效降低管道起点的动力需求,有利于整体工艺流程的节能降耗。     

管道清管器工作时对管道焊缝的影响

针对清管器在工作过程中会出现撞裂或撞断管道焊缝的情况,按照某型皮碗式清管器建立了三维模型,采用有限元分析方法对清管器在清管过程中管道焊缝的应力进行了计算,并重点考虑管道焊缝出现错位时的情况,得到各工况下管道焊缝应力的分布情况.根据计算结果,给出了驱动压力和焊缝错位的最大允许值,可为现场施工时驱动力的调节和控制管道焊缝质量提供参考.     

海洋平台渤中29—4项目全线通球调试实践

以海洋平台渤中29—4项目为例,介绍了海底管道在试运投产前进行全线通球扫线作业中清管器的选取及相关技术参数的计算,最大限度的利用了平台设施和工艺流程,减少临时设施的使用和人力投入。结合全线通球的实际经验,指出整体通球作业时应注意的问题,对以后类似工程项目具有一定的借鉴意义。     

射流清管器运动特性与清管段塞耗散分析

为了分析射流清管器的运行规律与清管段塞的耗散特性,对一实际深水气田进行射流清管动态模拟,通过改变清管器的压降系数和旁通率,分析清管器速度波动特点以及清管段塞耗散规律。研究表明,清管器速度随压降系数呈幂律分布,在敏感区间,压降系数的微小变化使清管器速度大幅波动。清管器平均速度随旁通率的增加线性下降,通过改变旁通率可实现清管器速度的控制。利用射流气体对前方积液的吹扫和携带,可有效地减小积液堆积,降低运行阻力,避免清管器在立管底部出现停滞。旁通的存在使清管段塞沿程耗散,段塞体液相分率下降,液膜区增长,终端的清管段塞量显著降低。射流清管器旁通率的优选需要综合考虑合适的清管器速度波动范围,同时确保清管段塞量处于捕集器的处理范围内。     

不加热输油管道最佳清管周期影响因素研究

通过室内蜡沉积实验,建立了适用于杰诺原油的蜡沉积模型,并在满足安全运行的基础上,以日平均动力费用及日平均清管费用的总和即日平均运行成本为目标函数,建立了不加热输油管道的清管周期模型。结合临濮线临邑至赵寨子的站间运行数据,分析了不同出站温度、输量和季节对管道最佳清管周期的影响。结果表明,出站温度的降低会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期延长,输量的增加会使管道日平均运行成本增加和最佳清管周期缩短,地温的升高会使管道日平均运行成本先减小后增大,最佳清管周期延长。     

低输量输油管道的清蜡周期研究

由于东北管网输量逐年下降,管道的热损失,尤其是清蜡结束后一段时间内的热损失相当严重,这已成为管道运行中的一个突出问题。按原有的清蜡工艺对管道进行清蜡已经不能满足管道运行的经济性要求。根据结蜡厚度对输油成本的影响和东北管网的蜡沉积规律,建立了适合低输量含蜡原油管道的清蜡周期模型。提出对于低输量含蜡原油管道需要先确定给定流量下的经济余蜡厚度,再用传统方法计算清蜡周期。用数值方法对模型进行求解。结果表明,对于低输量含蜡原油管道,每次清蜡时保留一定的余蜡厚度是合理的;与传统方法相比,在经济余蜡厚度基础上确定的清蜡周期能更好地满足实际需要。     

清管污油量验算及清管器速度对污油量影响研究

在对成品油管道进行清管作业时,清管器的前后会产生一定量的污油,污油量的大小会直接影响管输效益。为了更好地了解污油的下载量,提高效益,利用C FD模拟计算软件、动网格技术对曲阜济宁一段清管作业进行清管污油量模拟计算,绘制出拟合曲线,并拟合出曲线公式,通过实际污油下载量验证了拟合曲线的准确性。进一步分析了清管器运行速度对污油量的影响。该方法可用于预测清管污油量,为成品油管网清管工艺设计和优化运行提供理论依据和参考。