中俄东线大口径输气管道的投产气体运移规律及注氮量优化

发布时间：2022-01-10 06:30

　　中俄东线天然气管道是外径1 422 mm超大口径天然气管道在国内的首次应用,投产采用氮气作隔离、后续天然气置换的方式。为了进一步明确中俄东线天然气管道在投产过程中各气体的运移规律以及确定合理的注氮量,采用计算数值模拟的方法,建立了基于外径1 422 mm管道的组分输运模型,进行了基于投产实测数据的模型可靠性验证,分析了不同管径、不同初始氮气封存管容比、不同置换速度条件下的气体运移规律,得到了理论最优注氮管容比值。研究结果表明:①天然气置换时,重力因素不可忽略,与小口径管道天然气沿着管道中心线"锥进"不同,中俄东线天然气沿着管段的顶部突进;②天然气置换速度是影响气体运移规律的主要因素,置换速度越快,纯氮气管容比值越大,最终将趋于一个极大值,投产时应适当提高天然气置换速度;③在氮气封存压力为0.02 MPa的条件下,5 m/s、7 m/s、9m/s、15 m/s、30 m/s的天然气置换速度对应的理论最优注氮管容比值分别为7.60%、5.00%、4.50%、4.00%、4.00%。结论认为,该研究成果可为大口径天然气管道的安全、经济投产提供借鉴。 

【文章来源】：天然气工业. 2020,40(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

天然气置换过程的模拟二维几何模型示意图

根据《天然气管道运行规范：SY/T 5922—2012》[12]，为保证天然气置换过程中的安全，置换过程中氮气隔离段的氮气体积分数应大于98.00%，大于该值则认为是纯氮气段。若管道内不存在氮气体积分数大于98.00%的氮气段，则认为天然气已经突破。由于该标准比中俄东线北段现场实践中氮气体积分数大于95.00%的标准更加严格，因此考虑安全因素，下面的数值模拟研究将按照98.00%的标准进行。2.2 重力对置换过程氮气分布规律的影响

模拟外径1 422 mm管道不同氮气封存量的情况，采用单因素变量法，设计了初始注氮管容比（L1）分别为6.00%、7.00%、8.00%、9.00%、10.00%的5种工况进行模型。参考《天然气管道运行规范：SY/T 5922—2012》[12]，天然气置换速度不宜超过5 m/s，将各工况天然气置换速度均设置为5 m/s。2.3.1 不同工况下置换过程中氮气分布规律分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]中俄东线智能管道数据可视化探索与实践[J]. 王巨洪,张世斌,王新,李荣光,王婷.  油气储运. 2020(02)
[2]起伏输气管道投产置换混气过程机理研究[J]. 张楠,胡其会,李玉星.  油气田地面工程. 2019(S1)
[3]天然气管道投产充压时间的预测[J]. 冯亮.  油气储运. 2016(01)
[4]输气管道气体置换的中间注氮方法[J]. 闵海鹏,谢雪梅,赵翔,唐红军.  油气储运. 2015(06)
[5]输气管道投产中氮气置换的原则及技巧[J]. 崔茂林,吴长春.  天然气工业. 2015(02)
[6]天然气长输管道气推气投产工艺混气段影响因素[J]. 牛化昶,姚琳,陈传胜.  油气田地面工程. 2013(12)
[7]应用仿真软件模拟天然气管道投产气体置换的探索[J]. 李刚,杨广涛,李华,梁康.  石油和化工设备. 2013(08)
[8]大口径、高压力长输天然气管道的投产技术[J]. 陈传胜,敖锐,姚琳,牛化昶.  油气储运. 2013(05)
[9]天然气管道氮气置换过程混气段数值模拟[J]. 范开峰,王卫强,马跃,姜晗,庞自啸.  石油化工高等学校学报. 2013(01)
[10]天然气管道投产置换混气段长度的研究[J]. 段威,张健,张硕,刘海萍.  天然气与石油. 2012(03)

硕士论文
[1]天然气管道投产过程中混气规律的研究[D]. 蒲丽珠.西南石油大学 2014



本文编号：3580219