多起伏地形下油气混输管道的水力特性

油气混输与单相输送的水力特性因油气之间的滑脱有很大的不同,多起伏管道表现得更为明显。塔里木油田塔中401计量站至塔中四联合站输送管道(塔四联管道)累计起伏高度超过300m,起伏地形造成油气混输非常困难。利用多相流动态模拟软件OLGA对这种工况进行了动态模拟计算和分析,研究了影响管道混输的几个主要因素,并以管道混输启动参数对计算结果进行了验证。

油气混输管道中的波动现象

研究表明,在油气混输管道中,由于气液两相物性的差异和气液相间相互作用等原因,以及在管道停输、启动过程、段塞流动、清管、入口液量的瞬态变化等不稳定操作工况下,都伴随着不同的波动现象。气液多相管流中的波动现象,可分为密度波、压力波、界面波3种。不同性质波的存在加快了流体流动,增强了界面间能量和动量传递,使得两相流的传热、传质及流型都发生很大变化。同时,巨大的压力波动对管道及其下游处理设备带来一定的安全隐患。分析了气液两相流中密度波、压力波、界面波的研究进展,旨在为进一步研究油气混输管道瞬变流动提供理论借鉴。

测量油气混输管道中液塞速度的差压波动分析法

分析了压力波动信号互相关求液塞速度存在的不足,引入了差压波动分析法,明确了液塞到达和离开上、下游取压点的时刻与差压波动信号之间的关系;分析了电导探针信号、差压信号和压力信号互相关所求得的相关速度的含义,指出差压互相关得到的是液塞运动速度,电导探针信号互相关得到的是液塞速度与液膜段界面波速度的平均值,压力信号互相关得到的相关速度具有随机性。根据空气-水、柴油和机械油的试验结果,回归出液塞速度的经验关系式,指出了影响液塞速度的主要因素。该研究结果丰富了段塞流特征参数的测量方法,为段塞流特性的深入研究提供了一种新的实验方法。

基于FLACS CFD的不同气油比油气混输管道泄漏火灾后果对比

不同气油比的油气混输管道泄漏后果危害形式和风险差异的准确判断对于管道泄漏应急处置至关重要。以中国西部某油田集输管道为研究对象,针对不同气油比管道泄漏的火灾危害进行了对比分析,构建了FLACS CFD模型,并研究了油气混输管道原油泄漏形成池火的火灾特征和影响范围,以及天然气泄漏形成喷射火的高温分布和影响规律。研究结果表明:应急处置应考虑不同气油比下池火与喷射火危害的差异。在油气混输管线泄漏10 min形成稳定火焰的场景中,气油比低于100 m^3 /t时,原油池火为火灾危险的主要影响因素;气油比高于200 m^3 /t时,天然气喷射火为主要影响因素;气油比超过250 m^3/t,高温覆盖距离不再明显增加;40 m为此场景下混输油气泄漏喷射火致死距离上限,120 m为温度影响上限。

多起伏大高差油气混输管道停输和再启动瞬态流动规律研究

采用OLGA软件建立了某油气混输管道几何模型,研究了管道停输和再启动过程中的瞬态流动规律。首先,分析了管道稳态运行时沿线温度、压力和持液率的分布特点,确定了沿线温度最小值所处位置及压力最大值所处位置,分析了环境温度和停输时间对运行参数的影响,确定了可保证温度最低点处原油温度高于其凝点的安全停输时间。在实际运行过程中,停输时间不应超过安全停输时间,否则容易出现管道凝管、启动压力过大等问题,威胁管道的安全运行。

海底油气混输管道中清管段塞的控制方法

随着海洋油气田开发的快速发展,海上油田油气集输系统越来越复杂,海底油气混输管道越来越多,输送距离也越来越长。海底油气混输管道操作条件的改变(如管道的停输、再启动、清管操作、输量变化等)、地势的起伏等可能形成管内严重段塞,影响下游设备运行甚至造成危害。针对某海上油田开发中油气混输管道运行遇到的段塞流问题,分析对比了3种清管工况清管段塞流量,以及下游平台接收清管段塞流的流程,计算了段塞流捕集器台数及尺寸,并提出了控制段塞的方法。旨在为进一步开展海底油气混输管道严重段塞流的研究提供借鉴,为工程实践提供参考。

金县1—1油田至锦州25-1南油田油气混输管道段塞流模拟分析

论文呆用目前国内外先进的OLGA动态模拟软件，对金县1-1油田CEPA平台至锦州25—1南CEP平台油气混输管道进行了段塞流模拟分析，分别模拟了油田ODP配产输量工况和油田开采后期油气产量下降工况的管道出口压力、温度，立管底部压力，出口油的质量流量，天然气的质量流量、流型、持液率，累积液体流量，以及管道沿线的流型，油气的质量流量、持液率等随时间的变化。通过分析模拟结果，认为在油田ODP配产输量工况下，管道中没有产生严重段塞流工况；而在油田开采后期，油气产量下降，流速降低，出现了严重的段塞流现象，并将对管道下游设备产生严重影响，需要采取措施控制管道中的严重段塞流。

埋地油气混输管道的腐蚀机理与防护策略

埋地油气混输管道的腐蚀都是油气输送工作中十分棘手的问题。埋地管道具有外环境复杂的特点,且管道内部需要输送高温高压的多相流体,所以发生腐蚀的可能性较大。本文对埋地油气混输管道的腐蚀机理进行分析,同时提出相应的防护策略,以供参考。

基于KPCA-ICS-ELM模型的油气水混输管道腐蚀速率预测分析

由于油气水混输管道内的腐蚀性物质含量较多,因此,腐蚀速率相对较快。研究提出了一种基于KPCA-ICS-ELM模型的腐蚀速率预测模型,首先对KPCA(核主成分分析)算法、ICS(改进布谷鸟搜索)算法、ELM(极限学习机)算法分别进行介绍,提出KPCA-ICS-ELM模型的组合方法以及模型评估方法,在此基础上,通过实验的方式获取油气水混输管道的腐蚀速率数据,进而构建指标体系,通过实例验证的方式证明本次所提模型的可行性,通过与其它模型进行对比,证明此模型的先进性。结果表明:通过使用KPCA模型对影响混输管道内壁均匀腐蚀的影响因素进行分析发现,介质中的H_(2)S含量、CO_(2)含量、温度、流速、pH值对于均匀腐蚀速率的影响相对较大,使用本次研究所提出模型进行均匀腐蚀速率预测的最小误差为1.24%,均方根误差为0.9339%,希尔不等系数为0.5273%。与其它模型相比,本次研究所提模型的精度相对较高,证明使用KPCA-ICS-ELM模型对油气水混输管道进行均匀腐蚀速率预测的可行性及先进性相对较强。

多相混输管道温降的计算

根据气液混输过程中能量的传递规律,推导出了用于混输管道温降的计算公式,该公式考虑了焦耳汤姆逊效应和液体摩擦生热引起的温升,并进行了讨论。以一条油气混输管道为例,对三种计算方法的结果进行了比较。

油气混输管路清管方法及选择

随着石油工业的发展,特别是海上油田的开发对清管提出了许多新的课题.海底生产系统、复杂的管线形状和多相流技术推动着清管技术的发展.B.R.Purgatorio等人对两相流管线的清管状况进行过调查.调查发现,两相流管线的清管经验很有限,其原因是目前距离长的两相流管线相对较少.两相流管线清管中,球形清管器和盘式清管器使用较广,尚没有智能清管器用于两相流关系的先例.

临盘油田混输管道保护措施

临盘油田混输管道达198 km,前几年采油厂每年投资上千万元进行管道更换。针对混输管道损坏失效情况进行分析,制定了延长管道使用寿命的技术措施:优化设计管道直径;根据具体情况选用管材;投加缓蚀剂和杀菌剂;降低管道压力等。并对现场应用效果进行了评价。

水平管道段塞流特征参数的压差波动分析

分析了压力波动信号互相关求液塞速度存在的不足，引入了压差波动分析法；明确了液塞到达和离开上、下游测压点的时刻与压差波动信号起峰点与落峰点位置的关系；指出了压差信弓脉冲宽度为液塞义到达上游测压点和液塞尾离开下游测压点的时间间隔，脉冲宽度与液塞速度的乘积为液塞长度与差压传感器间距之和．把空气－水、柴油和机械油的试验结果与文献中经验关系式进行了对比，验证了该测量方法的正确性．

南堡油田NP1-29P海底管道焊接接头安全性分析

依据APIStd1104-2005《管道及有关设施的焊接》,在已知铺设外力和焊接接头断裂韧度值的前提下,对冀东南堡油田NP1-29P至NP1-2D海底油气混输管道焊接接头铺设阶段的安全性进行分析。评估结果表明,在同一工况下,随着断裂韧度CTOD值的增加,表面缺陷允许尺寸先增大,到达一定值后保持不变;埋藏缺陷尺寸一直保持不变。

气液两相分层流动相间结构稳定性分析

利用线性稳定理论.对气液两相分层流动模型进行了严格的理论分析.模型中考虑液相粘度的影响,得到了用于判断分层流气液相间结构稳定性的准则。此准则可以广泛应用于各种粘性流体的流型判断,通用性好,并且与泰特尔(Taitel)准则进行了比较。由于该分层流稳定性判别准则充分考虑了粘度影响,因而更适用于油气混输管道的计算,并可将其作为判断从分层流向其它流型转化的依据,为更准确地选择混相输送模型方程提供了更可靠的准则关系式。

改进的段塞流特性参数理论计算模型

段塞流特性参数的计算是油气混输管道工艺计算的基础。诸多研究成果表明 ,用平衡液膜简化法计算段塞流流动参数 ,其计算结果明显比试验数据的偏差大。在液膜高度渐变物理模型的基础上 ,用两相流水力学方程 ,推导了一个段塞流液膜区完全耦合的流动参数计算模型。在计算液塞区参数时 ,采用了一组综合流体物性、倾角、管径等因素的经验计算式 ,其中部分关系式经过Tulsa大学TUFFP数据资料分析 ,与现有半经验半理论的计算式相比 ,统计误差较小 ,准确度较高。利用改进的计算模型对某油田一段混输管道的段塞流特性参数进行了预测。