埋地输油管道泄漏污染物热力迁移实验研究

发布时间：2019-09-29 00:04

【摘要】：埋地管道作为一种长期、稳定、高效的运输方式,广泛地应用于石油等能源的输送。埋地输油管道运行管龄久远造成的腐蚀以及一些人为破坏,导致管道破损、石油泄漏,不仅造成了大量的资源浪费和经济损失,而且由于石油的致突变、致畸、致癌效应,其对土壤和生物造成的生态破坏是难以修复的。埋地输油管道破裂后,其内石油污染物泄漏流入土壤中,其流动传热规律是埋地输油管道泄漏检测和石油污染物后期修复的基础,该过程属于多孔介质中传热传质问题。本文通过埋地管道泄漏污染物热力迁移实验,探讨泄漏污染物在土壤类多孔介质中的传热传质现象,分析总结其迁移过程的影响因素,可为数值模拟埋地输油管道泄漏过程提供基础实验数据,也为埋地输油管道泄漏的光纤和红外等方法检测、污染物迁移控制和污染土壤的修复提供支持。为研究埋地输油管道泄漏污染物热力迁移规律,本文首先探讨了表征污染物迁移状态的参数及其测量方法,结合埋地输油管道泄漏实验的可行性,确定温度为污染物泄漏迁移实验的表征参数。设计了埋地输油管道泄漏二维和三维实验装置,测定了实验用多孔介质的孔隙率和污染物的粘度。埋地输油管道泄漏二维实验装置能够实现可视化实验,实验装置由六部分组成:污染物扩散实验箱、温度采集传输记录系统、污染物加热和泄漏系统以及图像采集装置。该实验装置可记录流体在多孔介质中的迁移锋面,并可实现多种孔隙率、温度和流体的扩散迁移实验。埋地管道泄漏污染物热力迁移三维实验装置分为流体储存加热系统、流动循环系统、仿真泄漏实验箱体、室外冷源通风循环系统等五部分。该实验装置通过室外冷源通风循环系统实现仿真泄漏实验箱体内低温环境,通过加热系统对泄漏污染物加热,通过流动循环系统将流体泄漏至仿真泄漏实验箱体内。埋地管道泄漏污染物热力迁移三维实验装置可以实现大地冻土、变流量、变温度的模拟实验。利用搭建的二维实验装置,进行了多孔隙率下的污染物扩散迁移实验,比较了孔隙率、温度和流体种类对其扩散的影响,分析了污染物热力迁移的规律。利用三维实验装置进行有压埋地管道污染物扩散泄漏实验,分析了流体种类、流速、流体温度、以及多孔介质条件对泄漏污染物迁移的影响。通过本文研究,初步建立了埋地输油管道泄漏污染物热力迁移的实验装置,获得了冻土条件下泄漏污染物迁移过程的基本规律,为进一步研究埋地输油管道泄漏污染物热力迁移奠定了基础,为相关技术领域的工程设计及分析提供了参考。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE832

【参考文献】