低输量原油管道节能运行优化研究

为实现低输量原油管道的安全平稳运行,以负荷率较低的管道为研究对象,在考虑水力特性和热力特性上的基础上,通过逐步迭代法确定管道的最低输量界限,并研究了不同优化方案的可行性和经济性,从节能角度确定了适合低输量管道的运行方案。结果表明,最低输量界限随输量和地温呈季节性变化,冬季的最低输量明显大于夏季;为避免含水率过高引发的腐蚀问题,掺水输送后的原油含水率不应超过20%;掺水输送方案、设置中间加热站方案和小管径输送的预计投资回收期分别为1.85年、12.31年和4.67年;采用掺水输送时,每天可减少运行费用740元,具有较好的节能意义。研究结果可为同类管道运行方案的制定提供实际参考。

地面集输玻璃钢管结蜡原因与机理分析研究

某油田地面集输玻璃钢管线投产后出现蜡堵,严重影响油田正常生产。为了确定玻璃钢管结蜡原因与机理,从具有不同结蜡程度的3条在役玻璃钢管线截取试样,开展宏观检查、理化试验和润湿性分析等对比试验研究。结果表明,该3条玻璃钢管试样的成分结构、树脂含量、硬度和固化程度未见明显差异,符合玻璃钢管的标准要求,它们对柴油均表现为超亲油状态,润湿性未见明显差异。结蜡程度的不同主要是由管道运行温度所致,低流速、低气液比加速蜡沉积。玻璃钢管结蜡机理与钢质管道基本一致,为分子扩散机理,但玻璃钢管的临界表面张力、导热系数和粗糙度更低,使其不易发生蜡晶的沉积与聚集,展现出更佳的防结蜡性能。通过降低管材表面张力和实现疏油状态,将是提升玻璃钢管防结蜡性能的有效途径。

基于压力波法的管道堵塞检测技术

在油气输送管道中,由于低温、高速流动、搅动等因素的影响,天然气在管道中易形成水合物堵塞管道,而油品则易发生凝结堵塞管道。为此,提出了利用管道堵塞前后两端压差的剧烈变化来检测管道的堵塞,并首次提出了利用管道水击过程中的正压波确定油气管道堵塞位置的原理和方法。其原理为:当管道堵塞时,在管道首端发出一个脉冲正压波,正压波沿管道向下游传播遇堵塞物后反弹向首端传播,在管道首端可以获得两次正压波信息;通过采集管道首端压力信号,并利用小波变换法提取压力信号突变信息,获得正压波两次通过传感器的时间差,最后结合正压波波速便可以确定管道堵塞的位置。该方法具有所需设备少、操作费用低、操作简单等优点,优于现有的管道堵塞位置确定方法。

克拉玛依油田几种不同密度的原油对γ射线的衰减研究

用γ射线透射法研究了克拉玛依油田的几种不同密度的原油对γ射线的衰减,测量了管道内几种原油的厚度响应曲线。实验装置由137Csγ源和NaI(Tl)闪烁探测器组成。测量结果表明:原油厚度响应曲线的斜率与原油密度成很好的线性关系。

中哈原油管道两国计量输差数学模型分析

用流体的连续性方程并结合质量守恒定律对中哈管道阿塔苏站-阿拉山口站的参数进行分析后建立了计量输差的数学模型关系,通过数据验证了该模型。结果说明两国之间毛重计量输差的主要影响因子是输送过程中两站间管道中油品密度变化率,从而为解决两国间流量计计量数据争议提供了重要参考。

稠油-水混输对海管腐蚀行为影响因素研究

针对海上稠油-水混输可能出现的海管腐蚀问题,采用电化学测试法,研究温度、矿化度和pH值三种因素对海管常用X52钢的腐蚀行为影响。结果表明:X52钢腐蚀速率随温度升高逐渐增大,使腐蚀电流密度达到最大,溶液电阻和电荷转移电阻达到最小,因此适当调整外输温度可控制温度对海管腐蚀的影响;60℃下,HCO3-浓度升高时腐蚀速率先增大后减小,400mg/L时出现极大值;相同温度下,Cl-浓度升高时腐蚀电流密度和容抗弧直径先增大后减小,因此添加配伍性好的缓蚀剂可有效缓解高矿化度对海管腐蚀的影响;25℃下,pH值升高时腐蚀电流密度的对数呈线性下降趋势,电荷转移电阻逐渐增大,因此设法调节采出液pH值在中性以上也可缓解腐蚀。

长输原油管道设计方案优化研究

研究了原油管道优化设计中考虑加减阻剂输送工艺时数学模型的建立及求解。首先建立了加减阻剂后水力坡降和减阻剂浓度与原油流量、粘度及管径关系的两个数学模型。用遗传算法优化技术分别求得两个模型中的回归参数,实例检验其最大误差仅为2 9750%。以此模型为基础,建立了加减阻剂与不加减阻剂时原油管道优化设计数学模型,采用混合离散变量遗传算法,混合离散变量复合形法与数据库技术相结合的策略来求解模型。这样既保证了最优解的可靠性、准确性,又加快了寻优速度。给出了原油管道优化设计数学模型的求解流程。算例表明,采用加减阻剂输送方案进行优化设计时,必须考虑减阻剂、电力、燃料价格对年折合费用、运行管理费用的影响。该算例的最优方案是:先按平均流量下不加剂进行优化设计;运行输量超过平均输量时,采用加剂输送工艺进行优化运行。

降凝剂在海上含蜡原油管道中的应用

降凝剂在海上和陆上含蜡原油输油管道上的应用结果表明,降凝剂可降低含蜡原油凝点,改善含蜡原油低温流动性能,延长停输时间,减小停输再启动压力等,特别适用于海洋和沙漠中不宜建中问加热站的含蜡原油管道。对降凝剂的作用机理及其在海底管道的应用特点进行了介绍和论述。

含蜡原油集输管道结蜡规律及清洗技术研究

为了找出含蜡原油在集输管道中的结蜡规律,并有针对性的提出清蜡措施,提高含蜡原油的输送效率,实验室内采用冷指法蜡沉积模拟实验装置考察了油样温度、含蜡量以及碳数分布对蜡沉积量和蜡沉积速率的影响,并开展了含蜡原油集输管道热清洗现场实验。结果表明,油样的温度越高、原油中的含蜡量越高以及石蜡中的碳数分布越高,蜡沉积量和蜡沉积速率就越大,并且当沉积时间小于20h时,蜡沉积速率随沉积时间的延长而增大的幅度较大,当沉积时间大于20h后,蜡沉积速率变化的幅度逐渐减小。含蜡原油集输管道采取热清洗措施前,输送压力在1.3~1.6MPa之间,而热清洗后的输送压力则降低至0.5~0.7MPa之间,并且有效期较长,清管效果良好。

低输量下含蜡原油的管输方式

在管道运输含蜡原油的过程中,若实际输量低于管道允许的最低安全输量,则会产生凝管的危险。为了保证低输量下输送含蜡原油的安全性与经济性,介绍了4种较常用的低输量输送方式,简述了这些方法的原理,列举了相关研究方法,并对这些方法进行了综合评价,为解决含蜡原油低输量下的安全经济运输问题提供参考。

长庆油田原油输送管道内腐蚀预测分析

各种管道中水垢腐蚀产物碳酸盐和其他杂质沉积,会对管道形成强腐蚀。为了更好地解决管道内腐蚀问题,运用软件探讨温度、压力、管道直径、二氧化碳分压、管道倾斜角等参数对管道腐蚀速率的影响。结果表明:随着管道直径的增大,管道内的腐蚀程度降低;CO2气体分压的持续增加,对输送管道的腐蚀程度也会不断加重;同层流管道相比,拥塞段管道的腐蚀速率更高。基于以上条件下,对多相流管道相关的腐蚀问题做出详细分析,并且采用腐蚀风险分析方法预测管道可能发生腐蚀的位置。

大落差管道改性输送工艺研究

三塘湖原油因凝点升高、黏度增大且输送管道落差大及沿线地温低等特点,需采取改性输送以保障管道正常运行。通过添加降凝剂和掺混稀油的改性试验表明:三塘湖原油对降凝剂感受性不强;红台原油对三塘湖原油降密效果较好;塔里木原油对三塘湖原油降凝和降黏效果均较好;当输送(三塘湖∶红台=10∶1)∶塔里木=8∶2的混合原油时,管道最小输量可降至290 kt/a,安全停输时间可延长至43.7 h。

降低管道原油输送输差的措施

随着我国经济的发展,国家对原油的需求量和消耗量越来越大。传统以铁路运输为主的输油方式效率低下,难以满足我国发展的基本需求。此外,采油技术的进步使得油田产量飞速提升,传统的输油方式难以满足油田的发展需求。在这种背景下,管道运输技术得到了广泛运用。在采用管道运输时,通常采用动态计量法,原油输差的产生与计量方法的选择关系密切。就原油输差产生的原因进行详细论述,探索可行性方案,力求最大限度降低管道原油输送的输差。

长呼线原油管道夏季节能优化运行方案

为保障长庆—呯和浩特原油管道(长呯原油管道)安全、平稳运行,实现降耗输送,在分析历年沿线温降、地温真实数据的基础上,利用经典油温预测工具计算了各管段总传热系数K,且在充分考虑油品物性、运行经验和风险因素基础上,确定了原油安全进出站温度及输量,进而探讨了长呼原油管道夏季一站启炉优化运行方案的可行性。实践结果表明:管道的总传热系数是预测出站温度的关键参数,须选择合适的预测工具;进站温度23℃是确保管道安全平稳运行的前提条件,是确定出站温度的重要依据;合理的输量可进一步提高方案的稳定性。方案实施后,管道运行能耗较2013年、2014年、2016年、2017年分别下降了25%、44%、22%、26%,节能降耗效果显著,证实了长呼原油管道夏季一站启炉的可行性,为后续运行工作提供了有力支持,为类似原油管道优化运行提供了参考和借鉴。

降低管输原油输差有关问题的探讨

原油在油罐储存、管道输送和计量交接过程中会产生输差,针对产生输差的成因进行初步分析,并就如何减少自用油、减小计量误差、降低损耗提出了具体措施和建议。

阿赛线长输油管道不停输换管投产施工方法

为实现新建原油管道在旧管道不停输的条件下换管投产,以站场现有设备和条件为依托,通过设置临时流程将旧管道和新管道分别与站内设备相连,实现新旧管道共用一套站内工艺设备,达到不停输投产目的。以阿赛线3号站—末站管道为例,通过临时流程设置、临时流程施工、带压封堵、新管预热、新管投油、旧管废弃等步骤,综合考虑清管、预热、试压、顶油等因素,对投产过程进行了详细计算,最终得到不停输投产施工方法,保证了一次投产成功。该研究成果可为同类管道的施工提供理论依据和实际参考。

不停输实现中哈原油管道阿拉山口计量站计量系统改造

针对中哈原油管道输量增加,且存在容积式流量计故障频发的问题,在不停输的情况下,先利用二路旁通安装两套科里奥利质量流量计,采用原有的检定系统进行临时检定;然后将原有三路容积式流量计计量回路改造为二路科里奥利质量流量计和一路应急旁通,同时对原水标罐及体积管进行改造。中哈两国计量院联合对改造后的四路质量流量计进行检定,检定完成后立即投入使用,不影响当月输油任务的完成,实现了不停输工况下的计量系统改造。

基于伽马射线透射法的管道油垢厚度模拟测量

原油管道中的油垢沉积易造成管道阻塞,管道内部油垢厚度的检测成为重要的技术课题。实验测量装置由137Csγ放射源和NaI(Tl)闪烁晶体探测器等组成,采用圆筒状石蜡模拟油垢,用射线透射石蜡,研究了不同厚度的石蜡对γ射线的透射特征,建立了透射强度与石蜡厚度关系的经验公式,其线性相关系数为0.9963。结果表明:伽马射线透射方法对油垢厚度的响应灵敏,可用于管道油垢厚度的无损检测。