塔里木哈拉塘地区积水原油管道清管周期研究

发布时间：2020-11-11 04:29

　　 塔里木油田哈拉塘区域的输油管道的输送介质为含水原油,管道的流速较低,并且油水两相不存在乳化现象,因此在输送过程中油相中的水滴会沉积在管道底部形成水相,并且该地区地形较复杂、局部起伏大,因此其中水相容易沉积在管道低洼处形成积水。这些积水沉积在管道中会带来许多问题:首先,由于管道的一部分被积水占据,导致油相的流通面积减小从而增大输送过程中的磨阻,使管道的运行成本增加;同时,管道中的积水也会加速管道内壁的腐蚀,缩短管道的使用年限;最后,在管道进行清管时,其中的积水会随着清管器排出,若管道内的积水总量大于下游处理设施的处理能力就可能造成下游设备的损坏。所以,必须定时对管道进行清管以排出其中的积水,可是清管周期若制定过短会增加管道清管成本降低管道经济性,而过长又会面临积水带来的种种问题。针对这一问题,本文首先通过对水滴沉降的研究确定油相中水滴的沉降规律,之后通过流型和油水两相流模型确定油流的携水能力,最终建立管道积水预测模型,并根据管道的积水情况建立合理的清管周期制定方法。具体研究内容如下:(1)为了研究油流中水滴的沉降量,首先使用对数正态分布函数建立了油流中水滴尺寸分布模型并通过与实验数据对比的方式验证了模型精度,然后通过纳维-斯托克斯方程推导了不同尺寸水滴沉积速率的表达式,同时根据其他学者的实验数据进行曲面回归得到油流中携带水滴总量的经验公式,最后综合上述公式建立了计算一段时间内水滴沉降总量的模型。(2)管道中流体的流型对后续的工艺计算以及模型选择有很大的影响,因此确定管道内流体的流型是建立油水两相流模型的前提。本文总结了目前国内外常用的四种流型判别模型,并且收集了国内外学者共15组实验研究数据,针对哈拉塘地区管道的运行工况对模型进行比选,最终分别确定了水平、上坡和下坡管道的流型判别模型,并对目标区域的管道进行了流型判别。(3)对国内外常用的油水两相流模型进行了考察,通过与实验数据进行比选的方法选取了精确度最高的模型由于计算管道中水相的流速及流量。并且综合之前建立的模型,基于准稳态的思想建立了管道积水预测模型,以塔三联外输管道为例对管道中积水进行了计算,同时通过OLGA软件模拟的方法,对建立的积水模型进行了验证。(4)针对管道的积水状况,建立了结合经济性和下游设备安全性两方面考虑的清管周期制定方法,并且通过此方法求得了塔三联外输管道的最佳清管周期。本文针对目标区域管道的特点进行了管道内积水研究,进而建立了积水管道清管周期制定方法,不仅可以为塔里木油田清管周期制定提供依据,也可为其他积水输油管道制定清管周期提供思路和借鉴。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE832.36
【部分图文】：

图１－７水相在管道起伏低洼处沉积??

图１－６油流中的水滴开始沉降??

图１－５充分混合的分散流??
【参考文献】

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本文编号：2878747