蜡沉积模拟与环道实验的对比分析

蜡沉积是影响含蜡原油管道安全运行的重要隐患。通过室内环道装置可以较真实地模拟实际管道中的蜡沉积现象,但利用环道实验研究蜡沉积规律需要大量的原油进行反复多次实验,在油样缺乏的条件下实验无法顺利完成。而采用PVTsim软件中的蜡沉积模块(Depo Wax)模拟管蜡沉积,并利用实验数据适当修正系统计算偏差,可以使模拟得到的蜡沉积规律与实验结果基本保持一致。

应变式压力传感器在环道实验装置中的应用

为了提高环道实验中压力的测量精度，应该选择合适的压力传感器，并要准确标定。正确选择压力传感器的方法是：根据不同的实验方案和实验条件选择具 不同灵敏度、频响、动态范围的传感器，对环道实验的不同测压点，应选用不同测量范围的压力传感器。

立式回转实验环道及测试

通过立式环管旋转时流体在环管内产生相对流动实现无流体驱动装置的流体管流模拟.通过环管上的压力传感器测得的压力变化曲线确定相对流动时形成的液位差,根据液位差与流体粘度(流变性)的关系,实现流体在环道内的流动模拟及实时测量.

成品油顺序输送实验环道设计

成品油顺序输送过程中对混油的处理会增加管道运营成本,因此需要研究混油的形成机理和复杂边界条件对其影响机理以改进混油切割和处理工艺。文中在相关环道实验的基础上设计了一个采用多种环道元件和管道结构以及不同运行工况的实验环道。设计从实验室规格、实际工况和实验流程出发,根据相似准则及水力条件计算确定环道管径、可行流速、运行压力等参数,并据此完成泵和传感器等仪器的选型。最后设计了2个代表性实验供参考。

液体管道破损处泄漏特性实验环道设计

文中借鉴顺序输送环道设计的有关经验,利用相似原理,设计了一个采用多种环道结构和元件的实验平台。该设计根据实际事故情况设置泄漏孔形状等边界条件,可最大限度模拟实际泄漏事故过程,研究各运行工况下管道破损处的出流特性和扩散规律,为泄漏量预测、泄漏后停泵方案优化等提供依据。

含蜡热油管道总传热系数新模型的实验研究

通过分析起点温度、油品密度、流速、动力黏度、比热容、埋深处地温及清管后运行时间等多种因素与热油管道总传热系数之间的相关性,用4种无量纲数对总传热系数物理特性进行表征。通过环道实验装置设计无量纲实验,确定最优预测模型的函数形式及各无量纲数的物理意义,进一步提出了由无量纲数构成用于总传热系数预测的新模型。对东北某输油管道进行预测的结果表明,新模型的预测结果与反算法计算结果相比,终点温度平均相对误差降低2.85%,在一定程度上解决了由于运行参数波动引起的预测误差偏大的问题。

顺序输送环道中弯管结构对混油量的影响分析

进行室内成品油管道顺序输送混油机理研究的实验环道,不可避免地会遇到弯头,常采用的有90°圆角和圆弧弯头结构。为优化设计顺序输送实验环道,针对90°圆角和圆弧弯头结构,建立二维模型并应用Fluent软件模拟了弯头对顺序输送过程中混油的影响。结果表明,在环道弯头内侧形成的不同尺度的涡流使流场发生较大变化,远离弯管内侧处会形成低流速区,对流过的混油段产生扰动,使混油量增多,从而产生不可控制的混油因素,且90°圆角弯管结构对混油的影响比半圆弧弯管对混油的影响更大,经过90°弯管的混油段长度相较于半圆弧弯管长12%。研究结果对成品油顺序输送实验环道设计具有指导意义。

流花16-2油田海底管道原油蜡沉积规律实验研究

针对流花16-2油田海底管道原油蜡沉积严重的问题,利用环道蜡沉积实验,研究了不同原油温度、流速、油流与管壁温度区间及长时间老化作用影响下的蜡沉积规律和蜡沉积物性质。实验结果表明,在溶解度、剪切剥离、老化等不同的机理和作用下,原油温度、流速、油流与管壁温度区间及长沉积时间老化作用等因素不同程度地影响了蜡沉积物质量、沉积速率、含蜡量和实际沉积蜡质量。尽管流花16-2原油为低凝、低黏、低含蜡原油,但其所在海域较低的水温仍可使管道发生严重的蜡沉积,因此建议在制定清蜡方案时考虑更短的清管周期,确保油田海底管道的安全运行。

混输管道多相流结蜡实验装置与测试技术

为保障国家能源安全,以及深海低温水域油气资源开采顺利进行。有必要加快海底混输管道多相流结蜡技术研究,建设可真正模拟现场生产环境的油气多相混输管道。通过对蜡沉积机理和模型的分析,以及对世界范围内的典型混输管道多相蜡沉积装置的总结,阐述现有的海底多相流混输实验装置对于管道结蜡研究的不足之处,并对现有蜡沉积厚度测量方法进行了介绍。对建设陆上高压、大口径管道模拟真实深水生产系统,指导深水生产系统工程设计和生产运行具有重要价值。

稠油注CO2降黏管道输送技术研究进展及展望

通过调研稠油注超临界CO2管道降黏输送技术研究现状,分析目前研究中存在的问题,明确今后研究方向,可为稠油管道输送技术研究提供参考。目前国内外学者对超临界CO2在稠油中溶解特性、超临界CO2降低稠油黏度规律、室内环道实验、注超临界CO2稠油工艺技术经济模拟计算等进行了研究,结果表明,注超临界CO2工艺技术与加热、掺稀等传统稠油降黏输送工艺相比,在运行能耗和输送成本方面具有较大优势,但目前主要还是室内研究,距工业化应用还有很大差距,还需进一步在CO2与稠油相互作用的微观机理、溶解后与稠油的混相流动规律、溶解在稠油中的CO2在管输过程中的逸出问题、稠油溶解CO2腐蚀问题、输送工艺设计和终端CO2的分离回收工艺等方面加强研究。

保温原油管道蜡沉积速率模型的建立

在管道运行中,时常伴随着蜡沉积现象的发生,这种现象会导致输量减少,严重时还会出现凝管事故。针对输送庆吉混油的松山-葫芦岛保温原油管段,自制了室内保温环道实验装置,建立了蜡沉积速率的逐步回归模型和支持向量机模型,对比验证结果表明,支持向量机模型的稳定性和准确性高于逐步回归模型。应用建立的蜡沉积速率模型对现场管段进行了不同季节的蜡沉积预测,为管道现场最优清蜡周期的确定提供理论参考。

高含蜡海底油气混输管道蜡沉积规律研究

以渤中34-1油田高含蜡原油的油气混输为研究对象,通过小型环道蜡沉积实验和采用多相流动态软件OLGA、TUMAX软件进行了海底油气混输管道蜡沉积规律研究。结果表明,相对于单相管道而言,混输管道内气相流体流动对沉积的蜡晶具有较强的剪切剥离和携带作用;随着流体流速增大到一定程度后,蜡分子运动过程中剪切剥离效果占主导,蜡沉积速率减弱;随着管道入口流体温度升高,蜡晶溶解度升高,抑制管内流体中蜡晶的析出,而流体与管壁间的温差增大,使温度梯度增大,又促进管内流体中蜡晶的析出并在管内壁沉积。最后指出,现有的蜡沉积预测技术仍存在一定的限制条件,需要通过大量的实验研究进行验证和完善。

流花16-2油田海底管道原油蜡沉积规律模拟分析

流花16-2油田海底管道原油在深水不保温输送过程中,管壁结蜡对管道全线总传热系数的变化影响很大。本文通过室内环道蜡沉积实验建立流花16-2油田管道蜡沉积预测模型,模拟研究了不同沉积时间条件下管道沿线结蜡速率及结蜡厚度的变化,并引入单位时间管道全线总结蜡量概念对管道全线结蜡速率进行了描述。结果表明,在管壁结蜡层的保温作用下,管道沿线最大蜡层厚度位置处的总传热系数迅速降低导致后管段油流温度升高,管道沿线蜡沉积速率峰值向管段末端移动;随着沉积时间的增长,管道全线结蜡区域逐渐扩大,导致单位时间管道全线总结蜡量增大;根据管道沿线最大蜡层厚度2 mm或管道全线总结蜡量10 m^3的沉积时间,推荐流花16-2海底管道清管周期为3~5 d,以保障海底管道的安全运行。

路面铺装材料环道疲劳实验的动态实时测试与数据分析

在公路路面铺装材料环道疲劳实验上构筑了基于压电传感阵列的动态实时自动检测系统 ,获得了路面铺装材料在 70万次连续碾压疲劳试验全过程的动态数据 ,探索了通过小波分析等数据分析方法 ,发现路面铺装材料疲劳、开裂、破坏等渐变过程的方法 ,其结果与人工肉眼判别的裂纹和损害情况基本吻合。

油水两相流蜡沉积研究进展

在总结国内外多相流动中蜡沉积研究成果的基础上,着重分析了目前对油水两相蜡沉积机理、冷指实验、环道实验和蜡沉积动力学模型的研究,并提出了一些建议。

轻质油水乳状液转相点模型研究

以轻质原油为实验对象,进行室内环道实验,根据实验测量得到的转相点,优选出精度较高的转相点计算模型,再对优选出的模型进行改进,使其适合于轻质原油转相点含水率的计算,并进行实验验证。改进模型相比Decarre&Fabre模型计算误差值有明显减小,平均误差在10%以内,最大误差也明显减小,说明改进模型在计算轻质油水乳状液转相点时取得了很好的效果。

油包水乳状液管流蜡沉积规律研究

以高含蜡原油、水为实验介质,探索了油包水乳状液在管流实验条件下的蜡沉积规律,着重研究了温度及含水率条件的影响,分别从沉积物质量、碳数分布和含水量的角度,定量分析了油包水乳状液管流蜡沉积的相关机理。结果表明:沉积物质量随含水率增加呈先增大后减小的趋势,但沉积物含水量却始终增大,同时沉积层厚度与含水率关系图谱中拐点含水率随温度降低而前移,由此揭示了多相管流蜡沉积中胶凝作用的影响,这将为油水混输管道的设计、运行和管理提供相关理论支持。

西区油田高含水期原油粘壁规律研究

针对西区油田高含水期常温集输过程中原油会出现粘壁的情况,对高含水期不同含水率原油进行了石蜡杯实验和室内环道实验研究。通过改变流体流量、温度、含水率等因素,得到了粘壁厚度、粘壁速率与温度之间的变化规律。并对实验数据进行了公式拟合,得到了粘壁温度关系式。通过比较实验值和计算值发现,采用拟合公式计算西区油田粘壁温度所得结果误差小,可以较好的应用于实际生产。

影响减阻剂减阻效果因素的量化分析

减阻剂在应用过程中会受到不同因素的影响,一个良好的应用条件可以使减阻剂发挥出最大的减阻效果。通过室内环道实验、现场加剂运行数据,从加剂浓度及管道流动情况两个影响因素来探讨其对减阻率的影响,进一步实现影响因素的量化分析。研究表明:减阻剂的减阻效果主要受雷诺数和加剂浓度的影响,加剂浓度对减阻率的影响关系符合公式DR=A(1-e^(-K?10-6)),在减阻剂开始降解失效(临界雷诺数)前,雷诺数对减阻率影响关系同样符合公式DR=I(1-e^(-J?10-6))。