海底管道总传热系数的研究与确定

以聚氨脂泡沫塑料为保温材料的双重钢管保温管道为例,结合实验方法,论述套管空气夹层的当量导热系数、保温材料的整管导热系数及材料老化问题,并给出了海底管道的总传热系数计算公式.     

高寒地区高温油砂管道保温设计及周围温度场分析

油砂作为一种非常规石油资源具有黏度高的特点，通常需要采用高温输送方式。为保障油砂输送过程中的流动安全，同时分析高温油砂对环境土壤的热影响，避免管道外表面温度过高影响当地地表植物正常生长，需对高温油砂管道进行保温设计。推荐采用无机微孔保温材料作为双层保温管保温材料，保温层厚度50 mm。利用计算流体力学软件FLUENT建立双层管锚固件短管土壤埋设物理模型，对管道正常运行工况下进行稳态计算，确定锚固件保温层厚度50 mm，保温长度2.8 m；管道正常运行工况下，全管外管温度低于45℃；土壤导热系数为0.5 W/(m·K)的段落需要进行换土处理，更换导热系数较大的土壤类型；夏季外管壁温度比冬季高20℃；双层管间保温材料当量导热系数增加至0.039 W/(m·K)时，外管温度超过45℃；管道启动后初始10天内，外管温度迅速上升，随后升温变缓。研究结果可为今后其他高寒地区高黏原油管道保温设计提供参考。     

平板法及圆管法绝热材料导热系数测试

绝热材料的导热系数是绝热材料最主要的性能指标。在测量导热系数过程中 ,除准确测量材料本身的导热系数外 ,还应测定出绝热材料在其使用状况下的结构导热系数。对管道绝热的选材而言 ,其结构导热系数即为管状结构导热系数。本文介绍了两种测量绝热材料导热系数及其结构导热系数的方法 ,即 :防护热板法和防护端头形圆管法 ,并分析了对比测试结果。1 防护热板法保温材料平板导热系数测试原理保护环式平板导热仪参照国家标准 ,选用双试件保护平板法结构 ,仪器热板两侧对称地各放置一个试件和冷却板。冷却板由恒温水浴供以恒温水 ,保持其温度稳…     

海洋平台管道新型保温材料橡塑海绵应用简介

通过对保温材料导热系数、吸水率、防火性能等指标的对比,发现橡塑海绵材料因具有特有的闭泡微结构、导热系数低、防火性能高、安装快捷简易等优势,为一种理想的隔热保温材料。在使用中节约能源、安装方便,节约人力成本、降低劳动强度,具有很好的经济效益和社会效益,值得推广。     

海底管道硬质聚氨酯泡沫保温材料导热性能试验研究

针对硬质聚氨酯材料用于海底单层保温管道在保温性能上暴露出的不足之处,对硬质聚氨酯泡沫材料的导热性能进行试验研究,以确定在各种工况下保温材料的相关参数。文章从聚氨酯泡沫材料的基本性能、闭孔率和吸水率对导热系数的影响、外界压力对闭孔率影响等方面进行了试验研究,取得了相应的检测数据,为今后在不同工况下确定保温材料参数提供了参考。     

读者来信

编辑同志: 对于贵刊在1988年第6期上发表的杨瑞风同志所提供的“泡沫塑料保温材料一览表”,我们发现有值得指出与商榷之处。该表所列的泡沫塑料保温材料的导热系数均比实际可能的导热系数低了10倍,使用温度也与实际可使用温度不符,以第一种泡沫材料为例,这是1986年通过石油部部级鉴定并获部二等奖的其使用温度为-40～130℃,根据广泛调研,其它泡沫保温材料的实际使用温度也都在150℃以下,由于国内外目前尚无衡量泡沫保温材料耐热性和允许使用温度的统     

粉煤灰复合保温材料的应用

介绍粉煤灰复合保温材料的性能，通过与其它保温材料在使用温度，导热系数、使用效果和经济效益的对比，提出粉煤灰复保温材料全面推广的可能性，并具体阐明施工方法和使用效果。     

泡沫保温管道保温层整管导热系数的试验

为了给保温管道的设计与管理提供参考数据 ,利用瞬态法对黄夹克泡沫保温管道的整管保温性能进行了试验研究。结果表明 ,刚出厂时整管的平均导热系数为 0 0 39W/m·℃ ,比常用的快速导热系数测定仪测定的导热系数 ( 0 0 2 5W/m·℃ )偏大 56% ,更接近部颁标准0 0 35W/m·℃ ;同样的保温管道放置 6年后 ,整管的平均导热系数为 0 0 52W/m·℃ ,比刚出厂时增大 33%。     

造型土珍珠岩的研究

一、发展概况早在18世纪40年代,人们使用植物纤维和动物毛类做保温材料。到19世纪70年代硅藻土、矿纤等材料得到应用。到20世纪50年代,保温材料需求量剧增,硅酸盐、泡沫混凝土、泡沫塑料等新型保温材料相继问世。目前,对保温材料提出了更高的要求,人们千方百计地寻求最佳容重、最佳导热系数和高效能廉价的保温材料。二、造型土珍珠岩造型土珍珠岩是属于膨胀珍珠岩的超轻质保温材料之一。膨胀珍珠岩具有容重轻、导热系数低、化学稳定性好、使用温度范围广、吸湿能力小、防火、无毒、无味、吸音等性能。为了运输、施工方便,常常根据工程需要预制成不同形状的块体或板材。造型土珍珠岩就是用     

矿棉制品与管道保温外层护套

工业设备的外绝热保温,以往常用的材料为草绳、蛭石、石棉、泡沫混凝土、膨胀珍珠岩等。但这些材料一般都具有容重大、强度低、导热系数大等缺点,因而保温层自重较大,破损率较高。目前许多工业设备采用了“三棉”(矿棉、玻璃棉、耐火纤维棉)型保温材料。保温工程实测表明:当管道上采用同样厚度的保温材料时,矿棉毡可比膨胀珍珠岩制品减少热损失50%以上,也就是说,要得到同样的保温效果,采用矿棉毡比用膨胀珍珠岩厚度减少1/2。如果计算单位面积保温层的重量,则矿棉制品只是珍珠岩制品的1/5～1/6。与蛭石制品保温相比,矿棉制品也有同样的优点。对用于工业设备外保温的矿棉制品,以前普遍反映手感性差,施工不便。最近,由南京“三棉”保温材料容重小、导热系数低、耐高温、化学稳定性好、无毒,此外还有良好的吸声性能。从单价看,“三棉”保温材料比较贵,但如果从实际铺盖的面积计算保温投资,则是便宜的。采用”三棉”保温材料可取得较好的技术经济效益(见表)。     

绥中36-1油田外输管道总传热系数理论计算分析

以绥中36-1油田外输海底双层保温管道设计数据和现场运行数据为基础,通过理论计算,对影响管道总传热系数的主要因素进行了分析,给出了用于渤海辽东湾南部海域、保温层厚度为50mm的海底双层保温管道总传热系数选取值,强调了在设计海底双层保温管道时应着重考虑的影响因素。     

保温油管海洋采油井筒温度压力计算耦合模型

生产管柱上部采用真空隔热保温油管是海洋油井提高产液温度,防止油井结蜡的有效手段,科学设计保温油管的合理下深则需要准确预测海洋采油井筒温度剖面。将产液视作气液两相流,分别建立了质量守恒、动量守恒和能量守恒模型,模型中考虑了温度和压力对原油、天然气和地层水热物理性质的影响,井斜角对换热和压力降的影响,以及电潜泵机械能损失引起的热源。采用交错网格和全隐式有限体积法离散技术,建立了适合于海洋生产井筒温度场和压力场耦合求解的数值方法,保证了模型求解的稳定和收敛。利用所建立的模型对1口海洋油井进行了井筒温度分析和保温油管下深设计,结果表明,模型预测精度高（相对误差为0.46%）,设计保温油管下深能有效地提高油流温度,避免油井结蜡。     

保护冻土层的真空隔热套管性能试验与数值模拟研究

针对冻土层钻井过程中可能引发的冻土融沉和井口下沉等问题，研究采用真空隔热套管保护冻土层，并采用试验和数值模拟方法研究了真空隔热套管的保温性能。试验结果显示:真空隔热套管能在限制径向传热的同时限制表面的轴向传热，减小套管表面的升温幅度和升温范围；其视导热系数远小于传统套管，在不同环境温度和钻井液温度下都具有保温性能；降低真空度可以提高其保温性能，强化其对冻土层的保护。数值模拟结果表明，真空隔热套管可以减小冻土层融化区域，降低冻土融沉和井口下沉的可能性。在此基础上，提出了降低真空度、加大套管总成内的隔热套管段长度和接箍处包裹隔热泡沫等提高真空隔热套管保温性能的工程措施。研究结果验证了真空隔热套管对冻土层保护的有效性和稳定性，对开发极地油气资源具有一定的指导作用。      

海上多元热流体高效注入管柱关键工具研究

目前海上多元热流体热采使用的简易式注入管柱存在管柱整体隔热性较差和水平段多元热流体注入不均等问题。为此,研制了隔热关键工具和分段注热工具,并对注入水平段进行了分段设计,形成了海上多元热流体高效注入管柱。该管柱的隔热段主要由隔热油管、隔热接箍、隔热扶正器、隔热补偿器和隔热封隔器组成,具有良好的整体隔热性能,能减少注入热流体的热损失;水平段主要由均衡注入阀、分段封隔器和油管扶正器组成,能够实现水平段均匀注入。隔热关键工具和分段注热工具均能满足在330 ℃高温下长期工作的需求,隔热性能均达到D级,其中均衡注入阀已应用7井次,水平段均实现了均匀注入。研究表明,多元热流体高效注入管柱及其关键工具能够满足海上多元热流体热高效注入的要求。      

隔热管清洗技术研究

隔热管清洗一直是一个难题,为探索理想的清洗方法,进行了试验研究和理论计算,提出隔热管清洗的新技术。该技术使用高温蒸汽作清洗介质,将隔热管送入封闭的保温房内滚动,通过控制管子滚动的速度与步长,确保清洗效果好,运行安全可靠。     

提高隔热油管技术寿命的有效设计

隔热油管的技术寿命是指隔热油管保持必要隔热性能的持续使用时间。影响隔热油管技术寿命的主要因素是气害，特别是氢害。在分析氢害产生原因的基础上，提出了改进内外管材质、表面涂敷低辐射防腐层、包贴保护钢皮、用吸气剂和吸附材料吸收和吸附环空中的有害气体等防氢渗设计方案。同时也指明了在制造过程中要对选用的钢管严格进行预处理和高温去气、提高抽真空质量等防气害工艺措施。最后提出了在使用过程中应当遵循的防气害措施。     

超稠油井隔热套管完井工艺技术及现场试验

提高注入蒸汽热焓是超稠油热采开发的关键技术之一.为了保证蒸汽注入过程中的热焓,最大限度地降低热损失,防止高温蒸汽热胀冷缩损坏套管和水泥环,必须采用井筒隔热技术.常规的普通套管完井工艺配套热采隔热工艺技术,一般采用隔热油管注汽,普通油管转抽,导致频繁作业,下入井下工具多,事故风险大.隔热套管完井技术,采用隔热套管完井,配套注汽和生产一体化普通油管生产管柱,可有效解决井筒隔热问题,提高套管、水泥环的安全性和蒸汽热能的利用率,且可在放喷后马上转抽,使注采工艺得以简化,降低了人工成本和作业费用.在河南油田的超稠油区块现场应用中,该技术取得了很好的效果,实施的2口直井产量是该区块同类型井的2倍左右,经济效益明显,也为在同类油藏水平井实施先导试验作了有益尝试.     

过剩空气系数对加热炉的影响

从理论上分析了过剩空气系数对辐射传热和对流传热的影响 ,并通过计算实例说明了过剩空气系数对加热炉实际操作的影响     

Analytical Solutions for Steady and Transient Temperatures in Oil Pipelines

This paper presents three analytical solutions to the heat transfer problem where an insulated pipe transports fluids in an environment with a longitudinal temperature gradient. The first solution is for steady fluid flow condition. Closed form equations for temperature profile in the longitudinal direction and total heat transfer across the insulation are presented. The second solution is for fluid flow start-up process. A transient solution for temperature distribution in the pipe is presented. The third solution is for the process of changing flow rate (shutting-down is a special case). Again a transient solution for temperature distribution in the pipe is presented. An example application of the steady fluid flow solution is also shown in this paper. In this case, the mathematical model was used for prediction of temperature distribution in an oxidation reactor installed in a space station.     

渤海稠油热采隔热管优选和注氮工艺优化

渤海油田热采井已进行多轮次蒸汽吞吐,优化井筒隔热技术已成为热采井注汽中关键的技术之一。目前渤海油田L油田A23井已进行了三轮次的蒸汽吞吐现场作业,其中第三轮次注汽管柱在第二轮次注汽基础上进行了优化改进,采用了4-1/2″气凝胶隔热油管注汽工艺,较A23井二轮次使用的高真空隔热油管,有效降低隔热油管每千米的热损失由14.24%降为10.21%;同时采用了环空井筒间歇注氮工艺,降低井筒环空热损,较上一轮次有效地降低了11.86%的总注氮量。通过使用气凝胶隔热油管及环空间歇注氮工艺,降低了注汽井筒热损失,有效地节约了海上热采井注汽成本。