一、埋地原油热输管道结蜡层厚度的模拟计算(论文文献综述)
李浩[1](2020)在《热输含蜡原油管道安全停输时间与再启动工艺研究》文中进行了进一步梳理在全球经济飞速发展的这个时代,我们对石油的需求在与日俱增,因此安全且高效的管道运输方式逐渐被广泛应用。众多管道种类中,水下管道和架空管道由于受地理因素影响较大,一般专管专用,而埋地管道优点多、应用广。出于管道计划检修、自然灾害、资源缺乏导致的断输和各种人为因素,使得管道被迫停输,在停输期间管道热力水力均发生变化,影响着管道是否能够再启动,因此有必要对埋地热油管道安全停输时间与再启动工艺进行研究。为了更加准确地分析总结管道停输和再启动过程相关参数变化,本文通过在前人理论计算的结论上,加以应用模拟软件对相关的稳态工况和停输工况的热力模型进行模拟,并对再启动模型进行热力水力模拟。主要从以下方面进行了探究:(1)建立了埋地热油管道的稳态工况时的传热数学模型,采用分段比热容进行分段计算沿程温降。(2)建立了埋地热油管道停输工况数学模型,采用元体平衡法对该模型求解,得出管道安全停输时间的基本公式。使用Fluent模拟软件模拟了相关因素影响管道停输温降规律。(3)建立了再启动工况热力水力耦合数学模型。采用冲击波理论和双特征线法进行求解。(4)利用Fluent模拟软件模拟了某一埋地热油输送管道的不同工况,并分析其停输温降规律、周围土壤温度场和再启动过程管道沿线温度变化和进站口压力变化规律。
王力[2](2019)在《低输量含蜡原油管道清蜡周期与清蜡工艺研究》文中认为当油田进入生产后期,油井产液量不足,甚至部分油井枯竭关闭,绝大部分油田的输油管道输量减少,进入低输量运行时期。而我国开采出原油中的含蜡原油占80%以上。相比于正常运行的管道,含蜡原油在低输量运行中更容易结蜡,其清蜡周期更为频繁。文中主要针对低输量含蜡原油管道蜡沉积严重的问题,计算低输量含蜡原油管道的蜡沉积速率,优化清蜡周期,并提出切实可行的清蜡工艺。文中首先分析了在低输量状态下的管道的运行参数变化,在进行最低输量计算时,考虑摩擦生热,考虑蜡沉积层对管道运行的影响。其次通过分析低输量管道上的含蜡原油沉积状况和机理,计算沉积层厚度。在计算沉积速率的过程中,考虑蜡沉积层与管道运行之间的相互影响,划分小管段,通过编程的手段以迭代求解的方法计算沉积层的厚度。通过对蜡沉积预测的算例的分析,得到低输量含蜡原油管道蜡沉积冬季和夏季沉积层在管道分布规律不同的结果。然后针对以上结果,分别提出冬季以结蜡最厚处沉积层厚度大于2mm,夏季管道沉积层厚度超过5.1mm的比例大于30%为安全清蜡界限。接着计算管道经济清蜡周期,与安全清蜡周期相比,选取周期较小的作为管道最优的清蜡周期。最后通过分析管道清蜡工艺,针对低输量含蜡原油管道清蜡易卡堵的问题,设计改进了圆柱形清蜡器。
胡志勇[3](2019)在《保温原油管道蜡沉积规律实验研究》文中研究指明保温输油管道中的蜡沉积物会减小管道的有效内径,増大输送阻力,严重时可能导致管道堵塞事故,给原油的安全输送带来了极大的威胁。研究保温原油管道蜡沉积规律对于科学制定清蜡方案及保证管道的安全运行具有重要的实际意义。针对东北某新建保温管道掺混输送含蜡原油的实际状况,本文建立了带有搅拌功能的冷指实验装置和室内保温环道实验装置,探究了混合含蜡原油在不同实验条件下的蜡沉积规律及其影响因素,提出了适用于混合含蜡原油体系的蜡分子扩散系数计算式;基于分子扩散、老化作用和剪切能原理建立了保温原油管道蜡沉积厚度和含蜡量计算模型并将环道实验结果和模型计算结果进行了对比分析。研究成果如下:(1)利用自制的冷指实验装置,研究了沉积时间、冷热浴温度、搅拌条件等因素对蜡沉积规律的影响,结果表明:随实验时间的增加,沉积物的质量和硬度增加而沉积速率减小;热浴温度不变时,随着冷浴温度的降低沉积物的质量和沉积速率增大而硬度减小;冷浴温度不变时,随热浴温度的升高沉积物硬度增加,有搅拌时分子扩散作用增强导致沉积物质量增大,而无搅拌时的低温胶凝作用导致沉积物质量先减小后增大,此时最大沉积质量对应的温度为析蜡高峰的起点;同等温差下,较高温度区间的蜡沉积物质量和沉积速率更小,高温区间的析出物以大碳数蜡分子为主因而含蜡量更大;搅拌条件下的沉积物质量、沉积速率和含蜡量均大于无搅拌时的数值;一定转速范围内,随转速的增大沉积物质量和沉积速率减小而硬度增加。(2)改进了Hayduk-Minhas经验公式,提出了适用于混合含蜡原油体系的蜡分子扩散系数计算式,改进后的蜡分子扩散系数计算值与实验值的相对误差最大值小于22%,平均值仅为8.83%,计算精度得到较大提高。(3)环道温度场分布的计算结果表明:测试管入口处的管壁温度梯度较大,迅速衰减后沿管长方向降速趋于平缓;当管壁出现沉积物后油流向管壁处散热的热阻增加,散热的热流密度降低,导致沉积层内表面的温度梯度比初始时刻有所降低,并且降幅随着距离入口端长度的增加逐步减小;测试管内油温与套管中的冷却水温度相差越大,管壁的平均温度梯度越大;相同环境条件下随着测试管内原油流量的增加,管壁的平均温度梯度增大。(4)综合考虑了分子扩散、老化作用和剪切作用对蜡沉积过程的影响,建立了动态的保温含蜡原油管道蜡沉积动力学计算模型并提出了使用改进的Euler方法求解传质和传热常微分方程组。设计并进行了一系列的室内环道实验,以探究运行时间、轴向位置、流量和环境温度等因素对蜡沉积厚度和含蜡量的影响。实验结果表明:当环境温度一定时流量越大,则蜡沉积层的厚度越小,含蜡量越高;当流量一定时环境温度越高,则沉积层厚度越薄,含蜡量越高。使用模型进行模拟预测得到的结果与实验值具有良好的一致性。(5)对于现场生产管道,蜡沉积厚度随保温原油管道沿线的分布呈现先增大后减小的趋势。从管道起始点至沉积层厚度最大值位置,油流温度迅速下降,但由于管壁温度较低,此时管道中心位置与沉积层界面之间存在着较大的温度梯度,蜡沉积厚度在管线前段快速增长。当轴向位置超过沉积层厚度最大值之后,油流中心温度降至较低温度,油流中心与沉积层界面的温度梯度减小,导致蜡沉积层的厚度逐渐减小。对不同季节不同运行时间的保温管道沿线蜡沉积厚度进行了预测,预测结果为制定管道清蜡周期提供科学依据。
李霄,杨永春,杨涛,朱健[4](2018)在《结蜡对内置电缆连续油管流场的影响》文中认为为了研究结蜡分布和结蜡厚度对原油流速、压力的影响规律,解决原油在输送过程中管壁结蜡带来的能量损耗及安全隐患。采用简化结蜡模型,利用Fluent软件对结蜡和无结蜡直井中内置电缆连续油管的流场进行三维数值模拟。结果表明:原油进入结蜡管道后,沿井筒轴线缓变流动,在结蜡起始位置和终止位置附近,原油流束局部会相应地收缩或扩张;由于存在石蜡层,过流断面不再是环形,流速云图也脱离了轴对称分布,流速峰值出现在过流断面未结蜡的部分且明显增大,无论是否结蜡,流速径向分布曲线均为抛物线型;结蜡井筒与无结蜡井筒过流断面处压力相等,且过流断面压力由入口向出口降低;结蜡井筒除了沿程能量损失外,还存在局部能量损失,因此井筒能量损失更大。
张立林[5](2018)在《含蜡原油管道清蜡周期计算》文中进行了进一步梳理目前我国所生产的原油基本上都是含蜡原油,管道输送时易结蜡,运行一段时间后需要进行清管。本文主要研究如何确定经济清管周期,降低管道运行成本,为以后的工程应用提供理论基础。本文在分析了蜡沉积机理、影响因素的基础上,利用主成分分析法确定了蜡沉积速率影响因素的权值,比选出了与权值结果靠近的蜡沉积速率模型。在考虑了原油温度沿管线真实分布对原油热力特性和流体动力特性的影响以及流型的转变的情况下,给出热油管道运行过程中的热力、水力计算方法,利用python语言编写了管道蜡沉积厚度计算程序,对管道不同运行条件下,沿程结蜡厚度进行了预测。在预测的基础上,首先,建立了以输油成本为目标函数,以管道运行天数为自变量的清管周期优化模型,编写计算程序,借助现场实际数据计算分析了单位输油成本随管道运行天数以及单位经济输油成本随不同出站油温、输量和管道沿线地温的变化规律,确定了最佳清管周期。其次,在前期建立的清管周期优化模型的基础上,又考虑余蜡厚度对清管周期和输油成本的影响,建立了含有清蜡周期和余蜡厚度两个自变量的清蜡周期优化模型,同样编写计算程序,并借助现场实际管道计算分析了清管周期和输油成本随余蜡厚度以及最优余蜡厚度随不同出站油温、输量和管道沿线地温的变化规律。最后,对比分析了两种清管周期计算模型在不同工况下的经济实用性,给出了一种余蜡厚度的确定方法。实例计算表明:该优化模型对影响因素反映比较全面、算法可靠、程序准确。余蜡厚度对经济输油成本的影响程度与管道的运行工况有关,对于不同的输油管线,在确定余蜡厚度时应根据管道的实际运行工况确定。
黄晨醒[6](2017)在《不加热原油管道结蜡特性研究》文中研究指明本文选取临濮线输送杰诺油为算例,研究不加热原油管道的结蜡特性。通过实验测得杰诺油的基本组成、密度、凝点、密度、比热、析蜡特性以及粘温曲线等基础物性参数,利用Couette结蜡装置并借助Flunt软件模拟装置内部温度场,得到杰诺油的室内蜡沉积规律,规律为当油样与结蜡筒壁面温差相同且样品筒转速相同时,蜡沉积速率与蜡晶溶解度系数的变化趋势基本一致;当样品筒转速、结蜡筒壁温一定时,改变油样温度,蜡沉积速率随着壁面处温度梯度的增大而增大;当油样温度、结蜡筒壁温一定时,蜡沉积速率随着样品筒的转速不断增大而减小。不加热原油管道的径向温差导致蜡分子扩散至管壁沉积下来,因此本文选取的结蜡模型为基于Fick扩散定律的普适性结蜡模型-黄启玉模型,结合室内杰诺油蜡沉积规律的实验数据,建立了适用于杰诺油的蜡沉积模型。在此基础上编写了计算程序,用以模拟计算不加热原油管道在不同工况下的蜡沉积速率、管道运行成本和最佳清管周期,通过与一定时间内运行现场的清蜡量的比较,验证了程序的准确性。以临邑-赵寨子站间管道为例,计算分析不加热管道的结蜡特性,深入地研究了蜡晶溶解度系数、温度梯度、粘度和剪切应力对管道结蜡速率和最佳清管周期的影响。模拟不同工况下的结蜡速率,研究发现:在冬季和春秋季随着出站温度的降低,杰诺油的蜡沉积速率逐渐降低,在夏季结蜡速率变化情况复杂,但结蜡最严重处的蜡层厚度变化不大并且朝着管道出口处方向移动。随着输量的增加,管道的蜡沉积速率先逐渐减小后逐渐增大。随着地温的升高,蜡沉积速率的大体趋势是逐渐减小。四个蜡沉积因素对管道结蜡的作用可总结为在温度较高的管段,蜡晶溶解度系数对管道结蜡的作用是最为显着的;管壁处剪切应力和粘度对结蜡速率的影响力度一般;温度梯度在极小的情况下会很大程度上减缓蜡沉积的速率。在最佳清管周期的研究中,本文发现在冬季和春秋季出站温度的降低会使日平均运行成本的斜率减小,最佳清管周期延长,在夏季随着出站温度的降低,最佳清管周期先减小后增大;输量的增加会使管道日平均运行成本增加、最佳清管周期缩短,地温的升高会使管道日平均运行成本先减小后增大,最佳清管周期延长。在实际运行中,避免出站温度过低、适当增大输量,都能有效避免频繁清管。改变出站温度、地温以及结蜡厚度,发现临濮线临邑至赵寨子站间摩阻始终与流量呈单增的关系,管道不易进入不稳定工作区。本文采用material studio软件,通过分子模拟计算的方法表征了油与蜡层之间的相互作用、蜡层之间的相互作用。通过改变温度,研究温度的变化对油-蜡,蜡-蜡层吸附能的影响,从微观角度探讨了温度对结蜡层剥离特性的作用机理。
于晓洋[7](2016)在《用双曲正切模型计算庆-哈输油管道结蜡层厚度》文中研究表明结蜡层厚度在含蜡原油管道的日常运行管理中是个非常重要的参数。评价管道内部的结蜡情况经常要利用结蜡厚度这个参数。并且根据结蜡厚度的计算结果进行工况分析或者调整管道的运行参数。为此,针对大庆油田原油物性参数,采用双曲正切模型计算含蜡原油管道结蜡层厚度,并给出了相应的求解方法。
刘淼[8](2016)在《低输量含蜡原油管道优化运行》文中进行了进一步梳理目前我国油田所生产的大多数原油特点为高粘易凝原油,原油所采用的输送方式多为加热输送。近年来随着我国大部分油田进入高含水期,低输量运行问题也日显突出,随之产生的管道结蜡问题也严重起来。含蜡原油管道的输送成本主要由动力费用和热力费用两部分组成。这种加热输送方式的主要耗费来自于为原油加热的热力费用和增压所需的动力费用,且常常因为管道的运行参数不合理,导致管道运行的能耗偏高、费用过大。所以,对原油管道低输量的运行进行研究是非常有必要的。分析了国内外含蜡原油管道优化运行所做的工作,确定了本文的主要研究内容:从动力学和热力学的角度出发,进行原油管道的的优化分析。根据文中所确定的研究内容,这里主要考虑对管道运行费用的影响因素,确定出站油温和蜡层厚度为优化研究对象,在热力约束条件等约束条件下,建立了原油管道优化运行的数学模型。由于无法把优化模型中的非线性约束函数转化为线性约束函数,无法求解目标函数的一阶偏导数,本文从优化方法中选择了数值法对所建立的数学模型进行优化求解,在此基础上编写了输油管道优化运行的软件。结合实例,采用数值计算方法并用Microsoft visual basic 6.0编制程序对本文模型进行求解。计算结果表明:本文模型对影响因素反映比较全面、算法可靠、程序准确。
王晓东[9](2016)在《津华线原油管道结蜡规律研究》文中指出天津港—华北石化原油管道(简称津华原油管道)为2015年新投产管道,所输油品为冀东原油,该原油含蜡量高、流动性较差,在停输等工况下原油中的蜡晶容易析出并引发流动安全问题。而津华原油管道为新运营管道,目前尚缺乏充分的运行参数和运行管理经验,因此研究管道内原油结蜡规律可帮助管理者更好地掌握管道结蜡情况和运行工况,对确保津华原油管道安全运行具有重要意义。本文首先通过实验对冀东原油的物性及流变性参数进行了测试,然后采用旋转式原油动态结蜡实验装置测定了冀东原油白油和添加降凝剂的冀东原油在不同油温、不同管壁温度及不同搅拌速度下的结蜡速率,并通过数学拟合得到了冀东原油白油的结蜡模型,最后采用Pipephase软件模拟得到了津华原油管各季节的进出站温度、压力等运行参数,结合结蜡模型,计算了设计输量下津华原油管道各季节的结蜡情况。针对津华原油管道设计输量工况,计算了管道安全停输时间及管道临界输量,并采用基于可靠性的安全评价方法得到了管道停输再启动失败的概率,对设计输量下的津华原油管道流动安全性做出了评价。针对津华原油管道投产阶段及运行初期的低输量运行工况,确定了低输量的投产方案;结合对冀东原油添加纳米降凝剂结蜡实验,探究了原油加剂后结蜡规律的变化情况;基于此,对津华原油管道的低输量运行提出了提高出站温度、原油加剂热处理、分季节不均衡输送等流动保障措施,并论证了其可行性和经济性。
左果[10](2015)在《含蜡热油管道系统工作特性研究》文中提出我国生产的大部分原油为含蜡原油,且管输含蜡原油的工艺多采用加热输送。在含蜡原油加热输送的过程中,管壁结蜡会给管道输送带来很大的安全隐患,同时也会造成很大的能量(热能和压能)损耗。因此,研究站间结蜡规律,弄清蜡沉积对于管道和泵站系统工作特性的影响,建立模型预测管道中蜡沉积分布情况,对于提高管道系统的输送效率,确保原油的安全输送和制定合理的清管方案有着重要的实际意义。为此,本文以含蜡热油管道系统为研究对象,展开了以下主要研究内容。在站间含蜡热油管道实际运行过程中,原油物性及摩阻特性会随沿线油温的降低而不断变化,结蜡段管道的有效流通面积和传热系数将随着蜡层厚度的增加而不断减小,综合以上因素,同时计入沿程摩擦热的影响,对压降反算蜡层厚度的水力学平均蜡层厚度算法进行了改进,并利用MATLAB7.0编制了相应的计算程序。通过OLGA建立了站间等距的水平输油管道系统模型,各站间在相同的外界条件和输送同样油品的情况下,依次对不同的泵站升压方式:定速单泵、定速双泵串联和变速单泵进行了站间管道蜡沉积过程的模拟。根据模拟结果,分析了站间管道蜡沉积对不同型号离心泵的工作特性影响,研究了站间管道蜡沉积的分布规律和泵型选择对站间蜡沉积分布的影响。根据大庆原油随温度变化的物性数据,采用最小二乘法回归求得物性公式中的常数项。根据铁岭至鞍山沿线在四季输油中的运行参数,应用本文结蜡段平均蜡层厚度模型计算了不同季节、不同运行时间段下的蜡层厚度,并结合OLGA模拟结果与大庆原油蜡沉积速率预测模型,对铁岭站与沈阳站站间管线的蜡沉积规律及其蜡沉积对管道系统工作特性的影响作了分析。通过以上的分析与研究,得出以下结论:析蜡高峰点以后的管壁处剪切应力、原油黏度以及径向温度梯度是影响蜡沉积速率的主要因素,其中径向温度梯度是首要影响因素,而当地温升高时,径向温度梯度对于蜡沉积速率的影响有所减弱,且地温升高越多,减弱幅度越大;站间沿线结蜡分布情况与泵站所选泵型直接相关,对于含蜡热油长输管道,泵站在选择用泵时,更应选择扬程与流量特性曲线较陡降的泵;大庆原油站间析蜡高峰区的温度区间为40℃左右,此温度区间正好处于站间II区(析蜡点与反常点之间)内,一年四季中,若1I区长度越长,则站间管道结蜡情况越严重。另外,结蜡高峰区内的蜡沉积速率相差不大,因此,站间高峰区越长,蜡沉积分布将越近视为“阶梯型”。
二、埋地原油热输管道结蜡层厚度的模拟计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、埋地原油热输管道结蜡层厚度的模拟计算(论文提纲范文)
(1)热输含蜡原油管道安全停输时间与再启动工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 热油管道传热研究 |
1.2.2 埋地原油管道稳态过程温降计算 |
1.2.3 停输温降过程的研究 |
1.2.4 再启动模型的研究 |
1.3 本文研究内容与技术路线 |
1.3.1 主要内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 稳态运行工况的热力水力计算 |
2.1 埋地热油管道物理模型 |
2.2 管道总传热系数 |
2.2.1 利用管道周围埋设介质热物性计算K值 |
2.2.2 热油至管内壁的放热系数α_1的计算 |
2.2.3 管壁导热的分析 |
2.2.4 管最外层至土壤的放热系数α_2的计算 |
2.3 热力计算的主要物性参数 |
2.4.1 原油的基本物性参数的确定 |
2.4.2 输油管道沿程温降计算 |
2.4 热油管道的摩阻计算 |
2.5.1 粘温关系式推导的摩阻计算式 |
2.5.2 热油管道的压降计算 |
2.5 小结 |
第三章 停输过程传热理论计算与模拟分析 |
3.1 管道停输过程分析 |
3.2 停输传热过程物理模型 |
3.3 停输传热过程数学模型 |
3.4 建立并求解土壤温度场数学模型 |
3.4.1 管道周围土壤温度场数学模型 |
3.4.2 二维非稳态相关计算 |
3.5 安全停输时间的计算 |
3.5.1 分析安全停输时间的计算过程 |
3.5.2 管道安全停输时间数学计算模型 |
3.5.3 安全停输时间约束条件 |
3.6 对Fluent模拟的结论做准确性验证 |
3.7 停输传热过程数值模型建立 |
3.7.1 网格模型的建立 |
3.7.2 模拟软件中的基本工况设置 |
3.7.3 定义物性参数 |
3.7.4 定义边界条件 |
3.7.5 设置求解参数 |
3.7.6 流场迭代求解 |
3.8 模拟分析管道停输温降的影响因素 |
3.8.1 不同大气温度对管道停输影响模拟 |
3.8.2 不同原油初始温度管道停输模拟 |
3.8.3 不同保温层厚度管道停输模拟 |
3.8.4 不同管径尺寸对管道停输影响 |
3.9 本章小结 |
第四章 再启动过程模型建立 |
4.1 停输后再启动过程分析 |
4.2 停输后再启动过程的数学模型 |
4.2.1 管内原油的数学模型 |
4.2.2 边界条件与初始条件 |
4.3 再启动数学模型求解 |
4.3.1 再启动冲击波未到达管道末端 |
4.3.2 再启动冲击波已到达管道末端 |
4.4 最小启动输量的确定 |
4.5 本章总结 |
第五章 计算实例与结果分析 |
5.1 基本参数 |
5.1.1 管道基本结构参数 |
5.1.2 油品物性参数 |
5.1.3 环境资料 |
5.2 稳态工况沿程温降模拟计算 |
5.3 停输过程沿程温降模拟 |
5.3.1 管道停输时沿线温度变化模拟 |
5.3.2 停输过程周围土壤温度场分析 |
5.4 再启动过程沿线模拟 |
5.4.1 再启动过程沿线温度模拟 |
5.4.2 再启动过程压力模拟 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(2)低输量含蜡原油管道清蜡周期与清蜡工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外现状 |
1.2.1 蜡沉积研究 |
1.2.2 管道清蜡周期研究 |
1.2.3 清蜡工艺研究 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 研究技术路线 |
1.5 创新点 |
第二章 低输量含蜡原油管道运行分析 |
2.1 低输量含蜡原油管道中原油性质对结蜡的影响 |
2.1.1 低输量含蜡原油管道原油粘度计算 |
2.1.2 低输量含蜡原油管道原油密度确立 |
2.1.3 低输量含蜡原油管道原油比热容计算 |
2.1.4 含蜡原油低输量管道运输流变性分析 |
2.2 含蜡原油管道运输的最低安全输量 |
2.2.1 含蜡原油管道工作特性分析 |
2.2.2 通过能量守恒计算最低安全输量 |
2.2.3 考虑结蜡层厚度时的最低安全输量 |
2.2.4 考虑摩擦生热时管道的最低安全输量 |
2.3 低输量含蜡原油管道蜡沉积分析 |
2.3.1 低输量含蜡原油蜡沉积机理分析 |
2.3.2 蜡沉积模型 |
2.4 低输量含蜡原油管道蜡沉积规律分析 |
2.5 结蜡与温降的关系 |
2.6 本章小结 |
第三章 低输量含蜡原油蜡沉积预测 |
3.1 低输量含蜡原油管道蜡沉积影响因素分析 |
3.2 低输量含蜡原油蜡管道参数计算 |
3.2.1 低输量含蜡原油管道径向温度梯度 |
3.2.2 低输量含蜡原油管道总传热系数K |
3.2.3 管道轴向温降 |
3.2.4 管道的摩阻分析 |
3.2.5 管壁剪切率及剪切力的计算 |
3.3 低输量含蜡原油管道蜡沉积预测 |
3.4 算例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 低输量含蜡原油管道清蜡周期函数 |
4.1 低输量含蜡原油管道清蜡周期模型 |
4.2 低输量含蜡原油管道经济清蜡周期计算 |
4.3 低输量含蜡原油管道安全清蜡周期 |
4.4 算例分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 低输量含蜡原油管道清蜡工艺 |
5.1 清蜡的方法 |
5.2 清蜡系统介绍 |
5.2.1 清蜡系统的工艺流程 |
5.2.2 清蜡器的收发装置 |
5.3 清蜡器 |
5.3.1 清蜡器的原理 |
5.3.2 清蜡器的特点 |
5.3.3 清蜡器的种类 |
5.4 卡堵分析 |
5.5 低输量含蜡原油管道清蜡器设计 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果 |
(3)保温原油管道蜡沉积规律实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
论文创新点摘要 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 蜡沉积的机理 |
1.2.2 蜡沉积的影响因素 |
1.2.3 蜡沉积实验装置 |
1.2.4 蜡沉积模型 |
1.2.5 保温管道温度场及蜡沉积研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 基于分子扩散机理的冷指实验研究 |
2.1 原油物性 |
2.1.1 基础物性 |
2.1.2 流变特性 |
2.1.3 粘弹特性 |
2.1.4 析蜡特性 |
2.1.5 蜡晶形态 |
2.2 冷指实验装置及温度场理论计算 |
2.2.1 实验装置 |
2.2.2 实验方案及步骤 |
2.2.3 温度场理论计算 |
2.3 冷指实验结果与分析 |
2.3.1 时间的影响 |
2.3.2 冷浴温度的影响 |
2.3.3 热浴温度的影响 |
2.3.4 转速的影响 |
2.4 蜡分子扩散系数计算 |
2.4.1 经验公式法 |
2.4.2 Fick扩散定律方法 |
2.4.3 经验公式的改进 |
2.5 本章小结 |
第3章 保温管道蜡沉积实验装置及其热力计算分析 |
3.1 保温原油管道蜡沉积实验装置及其实验方法 |
3.1.1 实验装置 |
3.1.2 实验原理 |
3.1.3 实验方法 |
3.2 实验装置测试段温度场计算及分析 |
3.2.1 保温含蜡原油管道温度场计算 |
3.2.2 计算结果分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 保温原油管道蜡沉积模型及实验研究 |
4.1 沉积层结蜡厚度和含蜡量变化对管道传热特性的影响分析 |
4.1.1 沉积层中含蜡量变化对蜡沉积有效导热系数的影响 |
4.1.2 沉积层厚度和含蜡量变化对管道传热特性的影响 |
4.2 含蜡原油管道蜡沉积动力学计算模型 |
4.2.1 分子扩散对蜡沉积过程的影响 |
4.2.2 含蜡原油管输蜡沉积动力学计算模型的建立 |
4.2.3 蜡沉积微分方程组求解 |
4.2.4 计算模型的求解 |
4.3 蜡沉积实验与模型验证 |
4.3.1 操作条件对蜡沉积厚度的影响 |
4.3.2 操作条件对含蜡量的影响 |
4.3.3 计算模型与实验对比 |
4.3.4 现场蜡沉积预测 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
作者简介 |
(4)结蜡对内置电缆连续油管流场的影响(论文提纲范文)
1 模型建立 |
2 模拟结果 |
2.1 流态 |
2.2 流速 |
2.3 压力 |
3 结论 |
(5)含蜡原油管道清蜡周期计算(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 蜡沉积研究 |
1.2.2 管道清管研究 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 研究技术路线 |
第二章 含蜡原油结蜡分析 |
2.1 含蜡原油物性参数分析 |
2.1.1 含蜡原油粘度确立 |
2.1.2 含蜡原油密度确立 |
2.1.3 含蜡原油比热容确立 |
2.2 蜡沉积机理分析 |
2.2.1 分子扩散 |
2.2.2 剪切弥散 |
2.2.3 布朗扩散 |
2.2.4 重力沉降 |
2.2.5 其它机理 |
2.3 蜡沉积影响因素分析 |
2.3.1 油温对蜡沉积的影响 |
2.3.2 油流和管壁温差对蜡沉积的影响 |
2.3.3 流速和管道运行时间对蜡沉积的影响 |
2.3.4 原油组成和管壁材质对蜡沉积的影响 |
2.4 管壁结蜡对温降和摩阻的影响 |
2.4.1 结蜡对温降的影响 |
2.4.2 结蜡对摩阻的影响 |
第三章 含蜡原油管道蜡沉积预测 |
3.1 蜡沉积模型 |
3.1.1 蜡沉积动力学模型 |
3.1.2 蜡沉积热力学模型 |
3.1.3 人工智能预测模型 |
3.2 蜡沉积影响因素权值衡定 |
3.2.1 权值衡定方法 |
3.2.2 主成分分析法衡定权值 |
3.2.3 权值衡定结果分析 |
3.3 蜡沉积模型选取及参数求解 |
3.3.1 管道径向温度梯度计算 |
3.3.2 管道轴向温降计算 |
3.3.3 管道总传热系数K计算 |
3.3.4 油品的导热系数计算 |
3.3.5 蜡晶溶解度系数计算 |
3.3.6 管壁处剪切应力计算 |
3.4 管道安全输量计算 |
3.4.1 热力安全输量 |
3.4.2 管道特性允许最小输量 |
3.5 蜡沉积层厚度计算 |
3.5.1 程序编写 |
3.5.2 实际管道相关参数 |
3.6 计算结果 |
3.6.1 不同运行温度下管道的结蜡情况 |
3.6.2 不同输量下管道的结蜡情况 |
3.6.3 不同沿线地温下管道的结蜡情况 |
第四章 含蜡原油管道清蜡周期计算 |
4.1 清管周期模型 |
4.1.1 模型建立 |
4.1.2 决策变量选择 |
4.2 模型中相关参数求解 |
4.2.1 沿程摩阻计算 |
4.2.2 安全约束条件选取 |
4.3 程序编写 |
4.3.1 程序编写思路 |
4.3.2 计算模块 |
4.4 实例应用 |
4.4.1 不同出站油温下的清管周期 |
4.4.2 不同输量下的清管周期 |
4.4.3 不同埋地温度下的清管周期 |
第五章 余蜡厚度对输油成本的影响 |
5.1 考虑余蜡厚度下的经济清管周期模型建立 |
5.2 模型求解 |
5.3 实例计算及结果分析 |
5.3.1 余蜡厚度对清管周期的影响 |
5.3.2 余蜡厚度对输油成本的影响 |
第六章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(6)不加热原油管道结蜡特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 蜡沉积机理 |
1.2.2 结蜡模型 |
1.2.3 结蜡层结构强度 |
1.3 研究内容 |
第2章 蜡沉积模型的建立 |
2.1 杰诺油的基本物性 |
2.1.1 杰诺油的基本组成 |
2.1.2 杰诺油的密度和凝点 |
2.1.3 杰诺油的比热和析蜡特性 |
2.1.4 杰诺油的粘温曲线 |
2.2 杰诺油室内蜡沉积规律的研究 |
2.2.1 Couette结蜡装置 |
2.2.2 杰诺油室内蜡沉积实验 |
2.3 杰诺油蜡沉积模型 |
2.4 本章小结 |
第3章 不加热原油管道结蜡和清管周期程序的编写 |
3.1 理论依据 |
3.1.1 蜡沉积模型参数确定 |
3.1.2 不加热原油管道油流热力计算 |
3.1.3 不加热原油管道油流水力计算 |
3.1.4 不加热原油管道最佳清管周期模型 |
3.2 程序设计思路 |
3.3 程序验证 |
3.4 本章小结 |
第4章 不加热原油管道输送研究 |
4.1 临濮线概况 |
4.2 不加热原油管道沿线结蜡分析 |
4.2.1 出站温度对管道结蜡的影响 |
4.2.2 输量对管道结蜡的影响 |
4.2.3 地温对管道结蜡影响 |
4.3 不加热原油管道清管周期分析 |
4.3.1 出站温度对最佳清管周期的影响 |
4.3.2 输量对最佳清管周期的影响 |
4.3.3 地温对最佳清管周期的影响 |
4.4 管道最小临界安全输量研究 |
4.4.1 不同出站温度对最小临界安全输量的影响 |
4.4.2 不同地温对最小临界安全输量的影响 |
4.4.3 不同结蜡厚度对最小临界安全输量的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 温度对结蜡层剥离特性的影响 |
5.1 力场的选取 |
5.2 油-蜡、蜡-蜡模型的建立及优化 |
5.2.1 油与蜡晶初始结构的建立及优化 |
5.2.2 油-蜡模型的建立与模拟计算 |
5.2.3 蜡-蜡模型的建立与模拟计算 |
5.3 分子动力学计算结果与讨论 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(8)低输量含蜡原油管道优化运行(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究方法与技术路线 |
1.5 优化方法的特点及分类 |
1.5.1 优化方法的特点 |
1.5.2 优化方法的分类 |
1.6 本章小结 |
第二章 含蜡原油管道低输量问题分析 |
2.1 不考虑摩擦热时管道允许的最低输量 |
2.2 考虑摩擦生热时管道的最小允许输量 |
2.3 低输量含蜡原油管道低输量问题的影响 |
2.4 低输量含蜡原油管道不稳定性影响因素 |
2.5 有关低输量含蜡原油管道最优化问题 |
2.6 本章小结 |
第三章 结蜡规律研究 |
3.1 原油管道结蜡 |
3.2 管道结蜡机理 |
3.3 管道结蜡的影响因素 |
3.4 管道结蜡模型 |
3.5 热油管道安全输量 |
3.6 本章小结 |
第四章 管道优化运行数学模型的建立及求解 |
4.1 优化设计研究的目标 |
4.2 优化设计过程中的基本假设 |
4.3 原油物性与温度的关系 |
4.3.1 原油的密度与温度的关系 |
4.3.2 原油的粘度与温度的关系 |
4.3.3 原油的比热容与温度的关系 |
4.4 工艺参数的分类与设计变量的确定 |
4.4.1 工艺参数的分类 |
4.4.2 各工艺参数对运行费用的影响 |
4.4.3 设计变量的确定 |
4.5 目标函数的建立 |
4.5.1 管道蜡层厚度的计算 |
4.5.2 动力费用 |
4.5.3 热力费用 |
4.5.4 单位总运行费用 |
4.6 约束条件的建立 |
4.7 管道优化的数学模型 |
4.8 管道优化运行数学模型的求解方法 |
4.8.1 数学模型的假设 |
4.8.2 模型的基本思路 |
4.8.3 数学模型的求解步骤及分析流程图 |
4.9 本章小结 |
第五章 软件开发及算例分析 |
5.1 软件开发平台 |
5.2 软件的结构与功能 |
5.3 软件中的主要参数说明 |
5.4 软件界面介绍 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 原油物性参数拟合 |
5.5.2 约束函数计算 |
5.5.3 含蜡原油管道结蜡长度对平均蜡层厚度计算的影响 |
5.6 加热温度对管道运行的影响 |
5.6.1 加热温度对运行费用的影响 |
5.6.2 加热温度对结蜡厚度的影响 |
5.7 结蜡厚度对管道运行的影响 |
5.7.1 结蜡厚度对沿程摩阻的影响 |
5.7.2 结蜡厚度对动力及热力费用的影响 |
5.7.3 结蜡厚度对单位运行费用的影响 |
5.7.4 平均温度下水力学平均蜡层厚度对运行费用的影响 |
5.8 本章小结 |
第六章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
(9)津华线原油管道结蜡规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 蜡沉积机理及主要影响因素 |
1.2.2 蜡沉积模型的发展 |
1.2.3 原油管道流动安全性评价发展 |
1.3 主要研究内容 |
第2章 冀东原油物性及流变性测定 |
2.1 津华原油管道概述 |
2.1.1 津华线各站间参数 |
2.1.2 津华线沿线气象条件 |
2.1.3 津华线运行参数 |
2.2 原油物性及原油流变性参数测定 |
2.2.1 原油基本物性测定 |
2.2.2 DSC曲线测试 |
2.2.3 原油比热容测定 |
2.2.4 原油粘温特性测定 |
2.3 本章小结 |
第3章 动态结蜡实验 |
3.1 实验装置简介 |
3.1.1 结蜡实验装置概述 |
3.1.2 旋转式动态结蜡装置简介 |
3.1.3 设备调试及注意事项 |
3.2 冀东原油白油结蜡实验 |
3.2.1 实验目的 |
3.2.2 实验方案制定 |
3.2.3 实验数据汇总 |
3.3 加剂冀东原油实验 |
3.3.1 加剂原油凝点及粘度测试 |
3.3.2 加剂原油结蜡实验 |
3.3.3 原油加剂特性分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 津华原油管道结蜡厚度计算 |
4.1 原油管道结蜡厚度计算方法简介 |
4.1.1 基于清管作业计算结蜡厚度 |
4.1.2 当量管径法计算结蜡厚度 |
4.1.3 函数法计算结蜡厚度 |
4.1.4 基于结蜡模型计算结蜡厚度 |
4.2 津华线结蜡模型拟合 |
4.2.1 结蜡模型参数计算 |
4.2.2 结蜡模型拟合 |
4.3 津华线运行模拟及结蜡计算管段划分 |
4.3.1 管道总传热系数计算 |
4.3.2 Pipephase模拟管道运行 |
4.3.3 津华线结蜡计算管段划分 |
4.4 津华线结蜡模型参数计算 |
4.4.1 管壁处剪切应力计算 |
4.4.2 Fluent模拟温度场计算温度梯度 |
4.5 津华线结蜡计算 |
4.5.1 管道结蜡后总传热系数计算 |
4.5.2 津华线冬季结蜡计算 |
4.5.3 津华线夏季结蜡计算 |
4.5.4 津华线春秋季结蜡计算 |
4.6 本章小结 |
第5章 津华线流动安全性分析 |
5.1 原油流动安全指标 |
5.1.1 原油管道失效形式 |
5.1.2 临界输量及停输再启动压力计算方法 |
5.2 基于可靠性的管道流动安全评价 |
5.3 设计输量下津华线流动安全性评价 |
5.3.1 不同季节流动安全性评价 |
5.3.2 最小临界安全输量的确定 |
5.4 津华原油管道低输量投产方案 |
5.4.1 预热投产计算公式 |
5.4.2 注意事项 |
5.4.3 确定预热投产方案 |
5.5 津华原油管道低输量运行流动安全保障措施 |
5.5.1 提高出站温度 |
5.5.2 冀东原油加剂运行 |
5.5.3 分季节不均衡输送 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与建议 |
6.1 结论 |
6.2 建议 |
参考文献 |
附录A 津华线结蜡计算汇总表 |
附录B 管道预热投产计算公式推导 |
致谢 |
(10)含蜡热油管道系统工作特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外管道蜡沉积研究现状 |
1.2.1 管道蜡沉积机理研究现状 |
1.2.2 管道蜡沉积模型研究现状 |
1.2.3 管道蜡沉积厚度研究现状 |
1.2.4 管道蜡沉积对系统工况影响的研究现状 |
1.3 含蜡原油管道流动特性研究现状 |
1.3.1 含蜡原油流变类型随温度的变化特点 |
1.3.2 含蜡原油摩阻特性 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.5 本文的主要技术路线 |
1.6 本文的主要研究成果及创新点 |
第2章 含蜡热油管道结蜡区平均蜡层厚度计算 |
2.1 含蜡热油管道稳态运行过程简述 |
2.2 含蜡原油流型和流态的判别方法 |
2.2.1 雷诺数 |
2.2.2 临界温度的计算 |
2.3 含蜡热油管道站间热力计算 |
2.4 含蜡热油管道站间水力计算 |
2.5 热油管道结蜡区平均蜡层厚度计算 |
2.6 蜡层厚度模型迭代求解过程 |
2.7 计算实例 |
2.8 本章小结 |
第3章 基于OLGA的含蜡热油管道系统运行模拟 |
3.1 OLGA蜡沉积模块简介 |
3.2 含蜡热油长输管道定速单泵运行模拟 |
3.2.1 DZ250×340×4型离心油泵的工作性能 |
3.2.2 含蜡热油长输管道模型建立 |
3.2.3 含蜡热油长输管道定速单泵运行模拟结果及分析 |
3.3 含蜡热油长输管道定速双泵串联运行模拟 |
3.3.1 ZS350×420和ZS350×480型离心油泵的工作性能 |
3.3.2 含蜡热油长输管道模型建立 |
3.3.3 含蜡热油长输管道定速双泵串联运行模拟结果及分析 |
3.4 含蜡热油长输管道变速单泵运行模拟 |
3.4.1 DZ250×340×4型离心油泵在转速2865rpm下的工作性能 |
3.4.2 含蜡热油长输管道模型建立 |
3.4.3 含蜡热油长输管道变速单泵运行模拟结果及分析 |
3.5 泵型选择 |
3.6 本章小结 |
第4章 热输大庆原油管线结蜡规律研究 |
4.1 大庆原油蜡沉积模型 |
4.2 大庆原油物性 |
4.3 铁—沈与沈—鞍线概况介绍 |
4.4 铁—沈与沈—鞍线站间结蜡区平均蜡层厚度计算 |
4.4.1 铁——沈与沈—鞍线站间热力计算 |
4.4.2 铁—沈与沈—鞍线站间水力计算 |
4.4.3 铁—沈与沈—鞍线站间结蜡区平均蜡层厚度计算 |
4.5 铁—沈与沈—鞍线站间蜡沉积模拟及分析 |
4.5.1 ZS350×320型离心油泵的工作特性 |
4.5.2 铁—沈与沈—鞍线大庆含蜡热油长输管道模型建立 |
4.5.3 冬季铁—沈与沈—鞍线站间管道结蜡结果分析 |
4.5.4 春秋季铁—沈与沈—鞍线站间管道结蜡结果分析 |
4.5.5 夏季铁—沈与沈—鞍线站间管道结蜡结果分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、埋地原油热输管道结蜡层厚度的模拟计算(论文参考文献)
- [1]热输含蜡原油管道安全停输时间与再启动工艺研究[D]. 李浩. 西安石油大学, 2020(10)
- [2]低输量含蜡原油管道清蜡周期与清蜡工艺研究[D]. 王力. 西安石油大学, 2019(08)
- [3]保温原油管道蜡沉积规律实验研究[D]. 胡志勇. 中国石油大学(华东), 2019(01)
- [4]结蜡对内置电缆连续油管流场的影响[J]. 李霄,杨永春,杨涛,朱健. 油气储运, 2018(11)
- [5]含蜡原油管道清蜡周期计算[D]. 张立林. 西安石油大学, 2018(08)
- [6]不加热原油管道结蜡特性研究[D]. 黄晨醒. 中国石油大学(华东), 2017(07)
- [7]用双曲正切模型计算庆-哈输油管道结蜡层厚度[J]. 于晓洋. 内蒙古石油化工, 2016(07)
- [8]低输量含蜡原油管道优化运行[D]. 刘淼. 西安石油大学, 2016(04)
- [9]津华线原油管道结蜡规律研究[D]. 王晓东. 中国石油大学(北京), 2016(04)
- [10]含蜡热油管道系统工作特性研究[D]. 左果. 西南石油大学, 2015(08)