油气集输管道腐蚀机理及防腐技术

在油气开采与运输的过程中,金属管道的内壁普遍容易发生腐蚀,若遇上多相流的恶劣工况,涂层和缓蚀剂还有可能失效。为解决油气水运输时会普遍碰到的多相流恶劣工况,本文对金属管道的腐蚀机理做了细致的分析,同时也阐述了几种防腐效果较好的手段。金属管道其腐蚀大致有土壤腐蚀、二氧化硫腐蚀、二氧化碳腐蚀、硫化氢腐蚀等几种。而防腐手段主要有管道外涂层技术、阴极保护技术、内涂层及衬里防腐技术、缓蚀剂防腐技术等。本文所讲述的腐蚀机理及防护技术对于管道的铺设及防腐具有重要的指导意义。     

油气集输管道内腐蚀及内防腐研究

由于油气集输管道中一般都是输送固、烃、水、气共存的多相流介质,含水量较大,使得油气集输管道内腐蚀问题日益严重。本文首先阐述了油气集输管道的内腐蚀分类,其次,分析了油气集输管道内腐蚀评估方法,同时,就油气集输管道内防腐措施进行了深入的探讨,具有一定的参考价值。     

油气水多相流检测技术的应用和发展方向

多相流检测技术在海洋石油工业应用广泛,其中在深水流动保障上起着重要的作用。本文介绍了多相流重要参数的检测技术和方法,探讨了多相流检测技术的难点和发展方向。随着海洋油气开采的不断深入,大力发展油气水多相流检测技术势在必行。     

含CO_2多相流管道内腐蚀直接评价方法研究

目前国内外均没有关于多相流输送管道内腐蚀直接评价的方法,该方法是目前国际上管道内腐蚀研究的重点内容,需综合考虑多相流模型与CO2腐蚀速率模型的影响。本文结合NACE标准探讨了含CO2多相流管道内腐蚀直接评价方法,直接评价方法主要分为四步骤分别为预评价、间接评价、详细评价、后评价,并以某海底多相流输送管道为例进行内腐蚀直接评价。     

油气混输三相不分离计量技术研究与试验

多相流计量问题是世界性计量难题。我厂在积极推广油气密闭混输集输模式,进行油田伴生气资源综合治理的同时,努力引进先进多相流计量技术及设备,以解决油气密闭混输情况下的油气水三相不分离计量问题。     

油气多相流流动特性分析

油气混输作为管道输送中一种常见形式,它在管道中的流动比较复杂,不同的参数会发生变化,特性也会发生相应的变化,所以本文主要分析了多相流流型的分类和流动特性,还对多相流的几种经典模型进行了分析。通过对多相流模型进行分析及探究,选取了其中两种模型进行了压降计算。根据多相流的特点以及其主要模型的对比,笔者认为:当管道内混合物容量减少,气体容量不变的情况下与气体容量增加,混合物容量不变的情况下多相流流型的变化与理论分析结果基本一致。     

油水分层流条件下腐蚀动力学特性模拟

当石油输送管道内处于油水分层流条件时,管道底部与酸性水层接触极易造成内腐蚀,严重威胁管道安全,传统的静止和单相流条件的腐蚀预测方法已不能指导管道的安全运行,而多相流动、离子传质、化学反应及电极动力学等多种不同尺度的物理化学过程对多相流腐蚀预测提出了挑战。本文基于多相流动特性及电化学腐蚀特性的耦合机理提出了分层流条件下腐蚀动力学模型,首先建立油水三层流传质计算模型,进而基于溶液区域和产物膜内部的传质计算,依据阴阳极电化学反应电流密度与传质通量之间的平衡关系,形成多相流条件下腐蚀预测方法。探究了离子传质、电极反应以及产物膜动态生长的耦合过程对腐蚀行为的作用机理,揭示了CO₂分压、温度对腐蚀发展规律的影响机制。研究发现温度、CO₂分压的改变会导致平衡反应方向的移动,从而改变离子浓度;离子的扩散系数是决定传质系数变化的内在原因;腐蚀速率的变化规律由产物膜生长和电极反应两种因素共同决定：腐蚀产物膜的生长会阻碍反应离子的传质效应,从而抑制腐蚀;而离子浓度的升高或传质增强会加快电极反应,促进腐蚀。     

基于小波神经网络预测多相动态管道腐蚀速率

利用小波神经网络模型预测多相动态环境下油气集输管道腐蚀速率。首先通过室内多相动态腐蚀实验,获得了不同工况条件下的挂片腐蚀速率,用于训练和检验小波神经网络预测模型,然后利用多因子方差分析研究了温度、压力、流率、硫化氢含量、二氧化碳含量、溶解氧含量、含水率、盐含量和pH对腐蚀速率的影响程度,实现了各因素的有效性筛选,最后在确定隐含层节点数基础上通过训练、测试建立起适宜的小波神经网络预测模型,并进一步验证了模型可靠性。结果表明：除了压力外,各因素对腐蚀速率均有十分显著的影响,属于有效输入信号。当隐含层节点数为17时,8-17-1型小波神经网络结构表现出良好的准确性和稳定性。利用Levenberg Marquardt优化算法对模型进行了反复训练,直至其均方根误差小于容许收敛误差限0.001,预测值与实际值近似呈线性关系,训练、测试阶段决定系数分别为0.9992、0.9967,相关性较高,模型预测值和验证值亦不存在显著差异。因此小波神经网络预测模型对多相动态环境下油气集输管道腐蚀速率具有良好的预测能力。     

高含水期油气集输压降模型研究

本文使用国内外气液两相流及油气水三相流压降及相关有代表性的计算方法,计算了油气水三相管路的压降,并将计算结果与测试结果进行对比分析,发现Baker压降计算公式对油田集输中的多相流管道压降计算非常适用。     

多相管流蜡沉积实验研究进展

总结归纳了国内、外关于多相管流蜡沉积的研究成果,着重分析了油水、油气两相蜡沉积的实验研究情况,提出了多相管流蜡沉积研究存在的问题和建议。     

井流物在井筒中的多相流动及结蜡特性研究

在油田生产中,井筒内井流物的复杂多相流动和结蜡对油井的油气生产以及下游油气处理设施的运行有着重要的影响.对井流物在井筒中的多相流动及结蜡规律进行研究有助于提高油井的运行效率.对井流物在井筒中的油气水多相流和油井生产中原油在油管中的结蜡使用Ledaflow进行了模拟分析.根据模拟结果深入研究了井流物多相流动特性以及流型分布规律,并对油管运行中的析蜡规律进行了分析研究.     

埋地油气管道腐蚀机理研究及防护

埋地油气管道的腐蚀一直是油气储运及集输工程的一个重要问题.分析了埋地油气输送管道腐蚀的各种形式及主要腐蚀机理.针对输油管道的腐蚀问题,从土壤微生物、理化性质以及交流电对管道的腐蚀影响等方面进行了分析.介绍了埋地油气混输管道腐蚀防护的方法:加缓蚀剂、外涂层、内涂层和衬里保护、阴极保护法、杂散电流排流保护等.提出要提高油气...     

大型海底混输管道多相流水合物实验装置与测试技术

随着海洋油气开采深度的日益加深,深海低温高压的环境特点对海底管线的影响逐渐明显,开采出来的多相流体在这种环境下极易产生水合物,这些水合物会堵塞生产系统或管线,严重时会导致停产从而造成巨大损失。因此,深海混输管道的水合物防治问题越来越成为世界各海洋油气生产国研究者关注的重点。本文对全球范围内12条多相流水合物环道的技术指标与主要性能参数等进行总结和分析。通过分析多相流水合物的研究进展、国内外多相流水合物环道及各环道所用的主要测量仪器设备、全球多相流环道的技术指标与设计参数对比,对目前国内外多相流水合物环道实验装置的现状和进展进行总结。目前环道多集中于小管径、中低压和模拟介质实验研究,对我国南海深水气田大口径、高压力、长距离大型海底天然气凝析液混输管道并不适用。在"十三五"国家科技重大专项支持下,中海油设计并计划建造中试实验基地大型海底混输管道多相流水合物实验环道,本文为该实验环道的建设和关键参数的选择指明了方向。     

立管路由对含CO_2油水混输管线内腐蚀影响研究

随着CO2驱油和油水混输的发展,CO2腐蚀对海洋立管造成安全隐患越来越严重。本文应用全瞬态多相流软件OLGA,将多相流模拟与CO2腐蚀预测数值模拟相结合,研究了立管路由,即立管角度和立管高度对含CO2油水混输管线内腐蚀的影响,结果表明:一般情况下,油水混输立管内的腐蚀速率明显低于与之相连的水平段腐蚀速率,但当立管高度高于500m后,立管底部腐蚀速率出现极大值,失效风险升高。     

油气水三相流管道流动规律研究进展

随着管道混输技术越来越受到重视,多相流动的研究已经成为国内外研究的热点。本文就国内混输管道流动规律研究的现状和研究进展进行了综述。指出只有在对多相流动的流型和压降规律有足够认识的基础上,才能提出准确、合理的流型判别方法和压降模型,才能使油气水多相管流的研究工作取得突破性的进展,为实现油气水多相输送提出理论支持。     

苏里格气田站厂管道腐蚀预测及对策研究

开展了苏里格气田站厂多相流模型研究，分别采用OLGA和Fluent软件对长庆油田苏里格气田某集气站和天然气处理厂易失效的典型管线，开展了气液两相流流态研究，揭示了不同运行条件下的气液两相流流态、流型及其转变规律，开展了CO₂腐蚀和冲刷腐蚀速率模拟计算，进行了多相流管道流流型综合腐蚀速率预测，并开展了管道内腐蚀失效风险评估，明确了管道失效高风险点。基于管道腐蚀速率预测结果和管道失效高风险点分析，提出了有效预防管道失效的技术对策。     

Z形管不同位置泄漏的数值模拟

油气管道的泄漏易引发重大的安全事故并造成巨大的经济损失,特别是我国有些地区管网运行已有30多年,发生泄漏几率很大。及时发现管道泄漏事故并作出合理的解决方案,对控制事故的发展和减少由此带来的损失有着重要的意义。利用CFD仿真软件和有限容积法借助多相流VOF模型,研究了上下两个弯头的Z形管不同漏点的复杂工况,考虑了重力的影响,对其压力场进行了数值模拟,并对不同位置漏点对泄漏的影响做出了理论分析。     

气液相变换热过程中界面腐蚀的基础研究进展

由于两相之间会不断转换,相变换热被称为复杂的传热传质过程,其过程中会引起相变腐蚀,如冷凝液滴腐蚀、气泡腐蚀以及多相流流动腐蚀等。目前对于气液相变腐蚀的研究集中在对腐蚀产物的表征、分析,忽略了相变过程中由于能量传递引起的界面变化对腐蚀的影响。本文从相变腐蚀机理、腐蚀防护两方面出发,系统地总结管道内外冷凝液滴腐蚀、气泡腐蚀与多相流流动腐蚀等气液相变腐蚀领域的研究进展,并对其中存在的问题进行总结,同时归纳了用于研究相变腐蚀过程的腐蚀预测模型,分析其应用场合以及各种模型的优势与不足,以期为研究气液相变腐蚀监测与控制的学者提供参考,并指出气液相变换热过程中的气液两相界面腐蚀问题是未来相变腐蚀研究的重要方向。     

多相混输技术

随着石油工业的发展,多相流已成为一门新的学科,多相流输送在同一管道内同时输送油气水,可大大节省投资、减少运行费用,因而多相混输已成为当前油气管道输送工艺迅速发展的一个重要方面。     

多相混输管道弯管流动腐蚀数值计算

凝析气田管道中含有气液两相,在弯头处经常发生腐蚀穿孔现象。针对这一现象,利用计算流体力学方法,根据流体流动的规律,建立了弯管流动腐蚀的数学模型,运用有限元法来解方程。研究发现弯管的流动腐蚀与流体的运动息息相关,多相流经过弯管后流速、液相分布、湍动能、压力的大小和分布都发生了变化,引起管壁处某些部位剪切应力、含液率、湍动能、压力发生变化,加速了弯管的腐蚀。研究结果可以为弯管流动腐蚀的理论研究和多相混输管道安全管理提供指导。