埋地热油管道启输投油时间的确定

采用有限单元法对埋地热油管道启输投油时管道周围的土壤温度场进行数值计算,利用计算结果确定投油时间。算例结果表明,预热20h后开始投油,符合预热要求,与工程实际相符合。该技术的应用为热油管道经济、安全投产提供了可靠的理论依据。     

油、水混合预热投油过程中传热数值计算

在热油管道启输前,需要预先对管道进行预热,为确定合理预热介质总量和预热时间,有必要预先知道预热过程中管道周围土壤温度场和管内介质温度的变化规律。用有限元法对以油、水混合预热过程中土壤传热进行数值计算,对预热管道管内介质沿程温降进行了分析,得出了油、水混合预热过程中输油管道管内介质温度变化规律,以此为依据确定相应的预热输油工艺,可使预热输油达到安全节能的目的。     

停输对冷热原油顺序输送混油影响的数值模拟

基于顺序输送混油理论,建立冷热原油顺序输送混油控制方程。借助计算流体动力学软件 FLUENT,对顺序输送管道停输前后混油体积分数的分布规律进行数值计算。分析了输送顺序对停输过程混油体 积分数的影响。研究表明:水平管段顺序输送停输后,受惯性力的作用,后续原油继续前行,使混油段增长且随着停 输时间的延长,采用前俄后庆的输送方式比前庆后俄输送混油段长。对于竖直管段,在相同条件下与水平管段相比 混油长度相对较短。采用前俄后庆的输送方式与前庆后俄输送混油长度接近,但前者混油体积分数分布比较均匀。 可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

输油管道预热介质流速对预热时间的影响

输油管道在启输过程中,准确计算和预测管道周围土壤温度场以及管内介质温度随时间的变化规律,是确定合理投油时间和预热介质总量的关键.以热水为预热介质,通过不同流速条件下管道预热过程传热数值计算,对预热管道周围土壤温度场的分布及管道沿程温降进行了分析,得出了介质在不同流速下,输油管道预热情况,利于依此确定相应的输油工艺,达到...     

液体管道投产充水段长度及油水混合体积计算方法研究

为了保证投产安全, 大落差液体管道空管投油通常选用水作为隔离介质。针对充水段长度的确定及油水混合体积计算的问题, 从投产过程出发分析了影响充水段长度和油水混合体积的因素, 在此基础之上给出了计算模型, 并通过已投产管道的现场数据对所提出的模型进行了验证。计算结果与现场实测值对比结果表明, 模型与 实际情况很好地相吻合。     

油品顺序输送管道混油浓度的数值计算

针对求解顺序输送管道混油浓度的问题,简要分析了管道在不同流态下的混油机理。依据紊流扩散理论,采用数值积分方法,编制了用于求解顺序输送管道动态运行混油段内混油浓度分布,以及管道终点截面混油浓度的计算程序。为顺序输送管道混油特性的分析预测及混油浓度的计算提供了一个实用可靠的方法。     

埋地热油管道启输过程土壤温度场三维数值模拟

在考虑气候条件和启输温度变化的情况下,用有限单元法对管道周围土壤温度场进行了三维数值计算,得到了不同时刻的土壤温度场分布情况。同时,对不同温度热水预热时的埋地热油管道启输过程的土壤温度场进行了对比,结果表明,虽然提高预热介质的温度可以达到更好的预热效果,但过多提高预热介质的温度,并不能得到最佳的预热效果。     

有边水带油环气藏水侵量计算方法

准确预测水侵前缘的水侵速度和累积水侵量,对油气田的开发技术对策调整具有重要意义。结合渗流力学原理,针对有边水带油环的气藏建立了计算其水侵速度和水侵量的数学模型,该模型考虑了油环带渗流阻力的变化而引起的水侵速度的变化。通过论证和计算,得出了快速、实用的求解算法。利用所建立的数学模型,进行实例计算,证明该方法具有较强的可操作性。     

预热管道中原油沿程温降和土壤温度场数值模拟

制定科学合理的埋地管道预热工艺,需要准确预测埋地管道周围土壤温度场和管内油品温度变化情况。用有限元法对埋地管道预热过程中管道周围土壤温度场和管内油品温度进行数值计算,得出了不同时刻埋地管道周围土壤温度的分布和管内油品沿程温度变化情况。通过对计算结果分析表明,预热介质、不同介质混合预热时间、土壤温度、气候条件等对管内油品沿程温降有很大影响。通过计算可确定经济、安全的管道混合预热工艺。该方法的应用可为热油管道经济、安全的预热投产提供一定的理论依据。     

T型管处成品油混油下载过程数值研究

为研究顺序输送成品油管道混油在T型管处的分输问题,应用多相流模型,将90^#汽油与0^#柴油作为交替输送对象,建立了顺序输送混油控制方程。对汽柴油在不同输送顺序下形成的混油通过支管下载的过程进行数值计算,得到了混油量分布情况,分析了输送顺序不同时分输部分干线中混油对混油段的影响。结果表明,对干线管道中的混油通过沿线所设站场进行适量下载等混油处理,可显著缩短混油管段长度,减小管道末站对混油段下载的压力。     

含特殊管段的含蜡原油管道热力计算与分析

针对含蜡原油长输管道管内外情况均十分复杂的特点,详细研究了含特殊管段的含蜡原油长输管道,利用有限元法对热油管道处于不同工况下的热力模型进行了求解,并在计算过程中对特殊管段进行了巧妙的处理,最后通过算例详细分析了特殊管段对处于不同工况的原油管道热力特性的影响。结果表明,结蜡层的存在会使处于正常运行管道中的原油散热能力减弱,但却会使停输管道内的原油温降速率增大;而管道沿线浸水段的存在,不仅会使管道正常运行中末端油温偏低,还可能使管道在停输中中间浸水段的油温远远低于末端温度,严重影响对停输管道顺利再启动的判断。     

同沟敷设原油和成品油管道三维温度场的数值模拟

热油管道周围温度场是管道停输再启动及管道安全运行的基础,只有准确掌握管道周围的温度场分布,才能使管道安全运行,避免凝管事故的发生。在同沟敷设管道中,常温输送的成品油管道必将影响热原油管道的温度场,因此同沟敷设管道的温度场与单根输油管道的温度场不同。为了准确掌握同沟敷设原油和成品油管道的温度场,以国内某同沟敷设管段为研究对象,采用Gambit软件的非结构化网格技术和F1uent软件的标准-模型对同沟敷设管道的三维温度场进行数值模拟。通过与相同条件下单根原油管道的温度场比较,分析成品油管道对同沟敷设原油管道的影响。     

冷热原油长距离顺序输送动态传热特性数值研究

冷热原油顺序输送对土壤温度场的要求及其严格,这也是确保冷油过后,热油能否安全进站的关键。基于传热学和流体动力学,建立了埋地管道流动与传热控制方程,数值模拟了冷热原油顺序输送过程中管道沿线不同位置轴向油温及土壤温度场的动态变化过程。研究表明,随着出站油温的冷热交替周期运行,管道沿线不同位置 的管内油温及周围一定范围内的土壤温度场呈现周期性变化,并存在一定的时间或空间滞后性,且对于低输量运行的管道来说,超过一定输送距离后,输送温度趋于一致;在热油-冷油交替输送过程中,热油受前端冷油的影响,热油头进站温度最低,这是管道安全运行方案应考虑的主要因素。     

热油管道停输降温过程研究进展

管内含蜡原油在停输后的温降过程是一个伴随相变、自然对流及移动边界的不稳定传热的过程,目前停输降温过程的研究主要采用数值计算的方法。从管内原油传热和管道与外部环境传热等角度,对热油管道温降过程的研究现状进行综述,指出在计算时需要处理好管内原油的自然对流、具有移动边界的析蜡相变传热以及埋地热油管道外土壤求解区域的简化问题。只有充分考虑上述问题,对热油管道的停输降温过程进行研究,才能得出对实践更具有指导意义的结果。     

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中，当其输送工况变化后，管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏，油温及土壤温度将重新分布。因而，研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法（保角变换、拉普拉斯变换等）对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析，得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。     

含蜡热油管道低输量时结蜡对能耗的影响

结蜡现象对含蜡热油管道的运行能耗存在着两个方面的影响。其正面影响是管道结蜡层的存在 ,将降低管道总传热系数 ,使热力费用减少 ;负面影响是结蜡层会使管道的通流截面积减小 ,摩阻增大 ,所耗动力费用增加。特别是当管道长期处于低输量、偏离经济流速运行时 ,结蜡层的存在会对管道的热能及压能消耗产生更为显著的影响。为探讨结蜡层对管道运行经济性的影响规律 ,通过对比低输量下有无结蜡层时的管道能耗费用 ,并以节省的能耗费用最大为目标 ,建立了求解管道低输量运行时的经济结蜡厚度的数学模型。算例的计算结果表明 ,当管道输量低于设计值时 ,都对应着一个经济结蜡厚度 ,使得管道运行的能耗费用最省 ;同时在一定输量范围内 ,当输量下降的幅度越大时 ,其经济结蜡厚度亦随之增加 ,并且所节省的能耗费用亦越多。此模型为确定热油管道低输量时的经济结蜡厚度及经济清蜡方案提供了一定的理论依据     

不同埋深热油管道数值计算

在热油管道的输送过程中,管道埋深对其周围土壤温度场有很大影响,而且管道附加的保温层对管道自身的热力特性也产生影响。研究了不同温度、不同埋深下附加保温层的热油管道与其周围土壤温度场的关系。热油管道埋地深度越深,受地表温度影响越小。结果表明,在夏季,管道埋地越深,输油前土壤温度越低;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度比埋地较浅的管道低;在冬季,管道埋地越深,输油前土壤温度越高;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度反而比埋地较浅的管道高。因此,保温层应选取经济厚度,以期达到优化管道输送油品的温度、降低能耗、提高经济效益的目的。     

冷热原油交替顺序输送优化模型研究

冷热原油交替顺序输送总能耗费用主要包括加热炉的燃料费用和输油泵的动力费用.在保证安全输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小对于降低企业输油成本具有非常重要的意义.以输油总能耗最小为目标函数,建立冷热原油交替顺序输送优化模型.模型中将顺序输送分为4个时间阶段:冷油头加热非稳态阶段、冷油不加热准稳态阶段、冷油尾加热非稳态阶段和热油加热准稳态阶段.两个准稳态输送阶段采用两层嵌套法来求解,两个非稳态阶段采用两层嵌套法和满足高凝油油头(油尾)进站温度相结合的方法优选输油方案.结合工程实际给出冷热原油交替顺序输送优选算例,研究成果可为制定冷热油交替输送经济运行方案提供依据.     

西部原油管道冷热油交替输送过程温度场

热原油管道温度场的准确计算对管道的安全运行具有重要意义.建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对西部原油管道交替输送4种原油进行了模拟计算.结果表明:考虑不同管道运行历史得到的管道沿线油品温度最大偏差一般出现在进站位置,即管道加热站间距离越长,建立同样精度的温度场需要的管道运行历史越长.在当前算例范围内,考虑前一个月的管道运行历史计算得到的温度场即可满足工程精度要求.由于任意位置温度场的计算偏差都会累积到进站位置,因此随着站间管道距离的减小,初始温度场对运行过程的影响趋弱.