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基于Pearson相关系数的集输管道流动腐蚀主控因素分析

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石油与天然气化工 2021年第2期50卷 93-99页

作者：宫彦双谷坛安超张爱良廖柯熹中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院中国石油天然气股份有限公司规划总院西南石油大学石油与天然气工程学院

油气田集输管道腐蚀穿孔直接影响油田的安全、环境和生产,明确管道腐蚀的主控因素至关重要。采用多相流瞬态模拟软件olga建立管道的里程-高程模型,模拟管道内部流动状态,如温度、压力、持液率、壁面剪切力、气液相流速等参数,利用Pearso... 详细信息

油气田集输管道腐蚀穿孔直接影响油田的安全、环境和生产,明确管道腐蚀的主控因素至关重要。采用多相流瞬态模拟软件olga建立管道的里程-高程模型,模拟管道内部流动状态,如温度、压力、持液率、壁面剪切力、气液相流速等参数,利用Pearson相关系数确定影响腐蚀的主控因素,结果表明:随着里程的增加,温度、压力和持液率呈现降低的趋势与腐蚀速率的规律一致,气液壁面剪切力和气液流速随着里程的增加呈现逐渐升高的趋势,但整体规律与腐蚀速度规律一致;影响集输管道腐蚀的主要因素是持液率(0.626),其次是气体流速(0.591),为油气集输管道“一管一策”的针对性实施提供了依据。

关键词：集输管道 olga 多相流计算 Pearson相关系数

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混输系统段塞流捕集器的动态模拟及选型

油气田地面工程 2012年第3期31卷 34-35页

作者：张国栋张国强惠晓荣中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司

采用olga多相流瞬态模拟软件对混输管线进行段塞跟踪模拟,从而获取管线运行工况及最大段塞液量和持续时间。根据分离器的选型系列,需选三列DN 3 600 mm×18 000 mm的段塞捕集器才能满足要求。应用简化模型,模拟18-3000管线正常运行及清... 详细信息

采用olga多相流瞬态模拟软件对混输管线进行段塞跟踪模拟,从而获取管线运行工况及最大段塞液量和持续时间。根据分离器的选型系列,需选三列DN 3 600 mm×18 000 mm的段塞捕集器才能满足要求。应用简化模型,模拟18-3000管线正常运行及清管过程中后部段塞流捕集器的运行情况,由模拟结果可知,管线设定的正常液位为1m,当清管段塞到来时,捕集器内液位最大值为2.2m,能接受全部来液量且控制在高低液位之间,段塞过后液位能及时恢复平衡状态。

关键词：段塞流捕集器管式容积式多相流模拟 olga

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海底输油管道清管过程中出口温度变化研究

石油机械 2023年第7期51卷 156-164页

作者：杨亚吉刘春雨唐宁依王文光李国豪杨纯孙媛中海石油(中国)有限公司天津分公司常州大学石油与天然气工程学院

清管过程中的温度变化对保障海管安全运行、保证油田正常生产至关重要。为此,基于多相流瞬态软件olga,结合渤海油田某输油海管实际运行工况,对海管清管过程中出口温度的变化规律展开研究,并通过现场数据对模拟结果进行验证。研究结果表... 详细信息

清管过程中的温度变化对保障海管安全运行、保证油田正常生产至关重要。为此,基于多相流瞬态软件olga,结合渤海油田某输油海管实际运行工况,对海管清管过程中出口温度的变化规律展开研究,并通过现场数据对模拟结果进行验证。研究结果表明:含水体积分数、输液量以及凝析气会明显影响温度、截面含水面积分数及各阶段持续时间的变化,不同因素下温度变化会经历初始阶段、升高阶段、下降阶段、恢复阶段等4个阶段;出口温度变化的直接原因是出口截面含水面积分数的变化,根本原因是流体热力学性质差异;现场验证表明,海管温度异常是含水体积分数、输液量及清管产物在清管段塞下综合作用的结果。研究结论可为海管清管的现场操作与管理提供一定的参考。

关键词：海底输油管道清管 olga 出口温度截面含水面积分数凝析气

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模拟PID控制器对平台分离器段塞的控制

船海工程 2015年第6期44卷 125-128页

作者：倪玲英何生兵中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛66580

考虑到混相输送极易在管道的立管段形成严重段塞流,影响管道和下游油气水处理设备的正常工作,造成巨大的经济损失,利用olga多相流瞬态模拟软件对海底管道进行段塞流预测,并通过olga软件模拟PID控制器对严重段塞流的自动控制。结果表明,... 详细信息

考虑到混相输送极易在管道的立管段形成严重段塞流,影响管道和下游油气水处理设备的正常工作,造成巨大的经济损失,利用olga多相流瞬态模拟软件对海底管道进行段塞流预测,并通过olga软件模拟PID控制器对严重段塞流的自动控制。结果表明,利用PID控制器能够有效进行严重段塞流的控制,推荐在管道设计时应用olga软件先进行段塞流的预测,再通过olga软件进行PID控制系统的参数设计。

关键词：严重段塞流分离器 PID 控制器 olga 软件

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天然气凝析液管道携液特性

天然气凝析液管道携液特性

作者：江鸣中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在天然气的输送过程中,部分起伏的天然气管道由于压力与温度的变化产生凝析液,当管道输气量小于连续携液所需的临界流量时,管道积液会滞留在管内,严重腐蚀管道、影响天然气输量。相比于气井携液,针对倾斜管流动与携液机理的研究还不成... 详细信息

在天然气的输送过程中,部分起伏的天然气管道由于压力与温度的变化产生凝析液,当管道输气量小于连续携液所需的临界流量时,管道积液会滞留在管内,严重腐蚀管道、影响天然气输量。相比于气井携液,针对倾斜管流动与携液机理的研究还不成熟。本文采用实验研究与数值模拟相结合的研究方法,对倾斜管路的携液机理和流动特性进行研究。为管道输送系统的参数设计与控制、临界携液流速的预测、管线的清管作业提供指导,做出合理的选择,对实现高效率安全输送天然气具有重要科学意义。主要内容如下:（1）设计制造并安装不同倾角的管路实验系统,通过该系统实验研究零液体流动（ZNLF）的两相流携液特性。全管路采用可视化的有机玻璃管,有利于高速摄像仪对积液流动的拍摄与捕捉。积液的流动图与电导探针、压力传感器所测量的持液率、压力,为模拟与管道携液的流动规律研究提供了重要的实验数据。（2）试验研究了管道的携液过程,发现了积液未被携出管道之前,积液会出现一个流动循环:波浪流-过渡流-环状流-波浪流,并在上倾管内来回窜动;得到了上倾角为55°对应积液最难被携出管道;在低液量管道（持液率小于0.5）中随着持液率的增大,爬坡速度越小的规律。（3）采用多相流模拟软件模拟了影响管道携液的相关因素,并模拟试验工况,实验与模拟结果相符。模拟结果显示:压力减小、管径减小、下倾角增大、气流量增大,都会使积液减小;反之,压力增大、管径增大、下倾角减小、气流量减小,都会引起积液增多。（4）对于积液被携出管道存在的不同流型,分析其界面形态的不均匀性,层流界面采用流体流动速度场方程,环状流界面采用上薄下厚的圆环界面,分别建立临界连续携液模型。采用实验数据对该模型进行验证分析,发现该模型的最大误差在11%以内。对研究成果进行汇总,进行软件的编程,实现对天然气管道压力、温度、是否积液的实时监控。

关键词：天然气管道携液模型 olga 临界流速软件编制

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油气管道腐蚀速率预测方法研究

油气管道腐蚀速率预测方法研究

作者：李昊燃长江大学

学位级别：硕士

管道运输是油气输送的主要手段。输送过程中管内介质含有的酸性气体、介质的流态以及土壤中的细菌等因素会造成油气管道严重腐蚀,引起管道泄漏污染环境,引发安全事故造成巨大的经济损失。为了防止管道腐蚀事故发生,对管道腐蚀进行准确... 详细信息

管道运输是油气输送的主要手段。输送过程中管内介质含有的酸性气体、介质的流态以及土壤中的细菌等因素会造成油气管道严重腐蚀,引起管道泄漏污染环境,引发安全事故造成巨大的经济损失。为了防止管道腐蚀事故发生,对管道腐蚀进行准确有效的预测是非常有必要的。本文首先使用olga软件建立长距离起伏管道,应用腐蚀模块(Norsok M506模型和De Warrd95模型)对长距离起伏管路进行腐蚀预测模拟,对比分析流型、持液率、温度、CO分压、p H值、管内介质流速、介质剪切应力等参数与腐蚀速率之间的关系,优选出预测结果较好的Norsok M506模型;再使用优选出的Norsok M506模型建立简单管路进行腐蚀模拟,深入分析质量流量、管径、管道倾角、入口温度、出口压力、CO分压、含水率等因素对腐蚀速率的影响规律。然后使用灰色关联度分析法对olga模拟的长距离起伏管路数据进行关联度分析,得出管道倾角、压力、CO分压、气体密度、温度等是影响腐蚀速率的主控因素,以便于有针对性的进行腐蚀防护。为解决olga软件腐蚀速率预测时长比较短的问题,在传统灰色预测模型的基础上进行无偏灰色模型构建、背景值优化、数据实时更新和马尔科夫误差修正等多方面的改进,得到改进的灰色-马尔科夫预测模型。该模型腐蚀预测时长达到了90天,相比于传统灰色预测模型,预测精确度提升了76.95%,对油气管道中长期的预测精度也提升了76.02%。通过对油气管道腐蚀速率预测方法的系统研究,弥补了olga腐蚀预测缺陷、优化了灰色预测方法,所得到的新模型可用于现场腐蚀速率预测,对油气管道腐蚀进行针对性防护具有一定指导意义。

关键词：油气管道腐蚀预测 olga 灰色关联度灰色预测

安塞油田油气混输撬装设备设计及输送性能研究

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安塞油田油气混输撬装设备设计及输送性能研究

作者：付运金长江大学

学位级别：硕士

安塞油田地处黄土高原,单井产量小、地层压力低,采用撬装混输设备进行油气输送具有减少资源浪费、降低投资成本、加快建设进程的独特优势,设计开发新型油气混输撬装设备意义重大。在总结撬装设备国内外技术现状的基础上,针对安塞油田的... 详细信息

安塞油田地处黄土高原,单井产量小、地层压力低,采用撬装混输设备进行油气输送具有减少资源浪费、降低投资成本、加快建设进程的独特优势,设计开发新型油气混输撬装设备意义重大。在总结撬装设备国内外技术现状的基础上,针对安塞油田的生产特点,通过分析现有增压站的工艺流程,拟定了油气混输撬装设备集成方案,依据制定的设计原则对相关核心设备进行了计算选型,设计了油气混输撬装设备,采用SOLIDWORKS软件绘制了油气混输撬装设备的三维图。该设计的重要特色之一是采用防爆电磁加热器对混输介质进行加热,彻底解决了现有水套炉加热过程存在的资源浪费严重、污染环境及安全性差等问题;该设计的另一重要特色是混输泵采用“一主一备”的冗余工作方式,有利于整套设备寿命与可靠性的提高。为分析油气混输撬装设备的输送性能,首先总结了气液两相管流动计算模型和工艺计算方法,结合安塞油田某区块一条管道最长、起伏波动最大的油气混输管道采用多相模拟软件olga进行稳态模拟分析,得到混输管道在不同气油比、输量等条件下温度、压力等参数的变化以及之间的相互影响与管内流型,结果表明设计的油气混输撬装设备满足安塞油田油气混输的要求。在油气混输管道的段塞流及瞬态工况模拟中,分析了各种不同气油比和管道地形起伏剧烈变化处的管道段塞流,得出在管道出口安装节流阀,通过调节节流阀开度能有效抑制段塞流的结论。通过对在正常操作引发的瞬变工况,如混合管道的初始启动,流量瞬变,停输再启动等工况的模拟分析,得到了混输管道的温度,压力,持液率参数变化情况,经过对比发现设计的油气混输撬装设备适应能力强,能在突变工况下正常运行。仿真模拟结果也表明设计的油气混输撬装设备也有最佳运行条件,如在20-40的最佳气油比下进行油气混输,其运行效果较好。油气混输撬装设备的成功试运行表明了采用设计方法的先进性与科学性。

关键词：油气混输撬装设备设计输送性能段塞流 olga 模拟

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油气水多相流实验架应用模拟研究

油气水多相流实验架应用模拟研究

作者：耿华荣西安石油大学

学位级别：硕士

随着科学实验研究的发展,实验架模拟逐渐在各大科研院所、高等院校和石化企业等拥有核心地位。自20世纪60年代以来,实验架对研究实际油气输送管线问题至关重要,给研究人员带来极大便利。目前,各机构实验架的建设进入高速发展阶段,已建... 详细信息

随着科学实验研究的发展,实验架模拟逐渐在各大科研院所、高等院校和石化企业等拥有核心地位。自20世纪60年代以来,实验架对研究实际油气输送管线问题至关重要,给研究人员带来极大便利。目前,各机构实验架的建设进入高速发展阶段,已建成符合各种实验需求的不同类型实验架。本文在本校现有实验架结构、功能不足的现状下,结合大量调研文献资料与实验数据对实验架进行改进研究,解决利用实验架做实验受限制问题,满足实际工程需求。着重介绍本校多相流实验架及实验架的改进。结合相关研究,因地制宜,对本校实验架提出改进建议,提升各实验装置的最大利用率。利用现有实验架和改进后的实验架,进行不同工况模拟,加深对本校实验架的认识。利用模拟所得实验数据、相关参数,建立多相流实验数据库,为科研人员今后利用本实验架提供便利。对于工程实际问题,针对陕北管线蜡沉积问题,利用实验架结合多相流模拟软件olga,进行蜡沉积影响因素分析,为今后管线清管提供可行性建议。

关键词：实验架工况模拟数据库 olga 清管

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SAGD油砂集输工艺优化研究

SAGD油砂集输工艺优化研究

作者：张爱娟中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着社会的发展,世界各国对能源需求的增加,常规石油资源已无法满足石油需求的快速增长,油砂作为非常规石油资源的主要来源及能源产库,在世界能源供给中起着举足轻重的作用,已经成为全球瞩目的焦点。本文以中石油有限公司立项研究的《... 详细信息

随着社会的发展,世界各国对能源需求的增加,常规石油资源已无法满足石油需求的快速增长,油砂作为非常规石油资源的主要来源及能源产库,在世界能源供给中起着举足轻重的作用,已经成为全球瞩目的焦点。本文以中石油有限公司立项研究的《加拿大SAGD油砂地面处理技术研究与应用》为大背景,希望通过集输系统的研究分析,以期为集输工艺的设计提供指导,从而提高集输运行的经济性和安全性,完善SAGD油砂的集输设计。运用olga软件,建立了工程设计中集油管道和集气管道的计算模型,对集油管道和集气管道进行压降计算、温降计算。由于集气管道输送介质中CO湿气含量达15%,运用软件的腐蚀模型对集气管道的CO腐蚀情况进行了模拟计算。分析计算结果,发现集气管道的二氧化碳内腐蚀情况非常严重。继而通过分析操作条件、输送介质、管道路由以及管道所处环境对集气管道腐蚀速率的影响,发现:高温输送条件下(T>120℃),随着输送温度的升高,集气管道的腐蚀速度明显降低。一方面分析了对保温设计进行优化之后,管道的腐蚀情况。另一方面结合集油管道模拟结果,其运行温度高达170℃,且气体流量小的特点,探讨了油气分输模式转变为油气混输集输模式的可行性。并对比分析了两种集输模式的优缺点。由于油井产出液含砂0.1%,且井口不设除砂装置,在管道运行过程中,砂粒可能会对管壁造成磨损,特别是在管道的弯头部分。运用FLUENT软件,建立了不同结构形式的弯管的计算模型,分析砂粒在弯管内的流动情况及其对弯管壁面的磨损程度。对比分析了不同的弯径比的普通弯管、盲三通弯管和球形弯管的模拟结果,不同结构形式的弯管其磨损较严重区域及磨损速率的差异。综合分析经济性、加工难易程度和砂粒磨损严重程度角度,选择适合本流动工况下的弯管结构。

关键词： SAGD油砂集输管道 olga CO2腐蚀颗粒磨损