输油管道停输再启动过程数值预测

东北石油大学本科生毕业设计（论文） 摘摘 要要 我国所产的原油中大部分为易凝高粘原油，此类原油需采用加热工艺方能正 常输送。输油管线不可能一直处于稳态运行，由于设备计划内的检修或一些突发 事故等原因可能导致管线停输。如+，油温大幅下降导致原油凝结，给再启动带来 困难。因此，预测高粘原油管线停输再启动过程中的温度分布对管道的安全运行 具有重要意义。 本文在对模型简化的基础上，计算停输再启动过程中的沿线温度分布。同时 研究一些参数对油温和流速的影响。重点研究再启动过程中沿程温度分布与流速 的恢复，得出合理的结果并加以讨论。 关键词：停输再启动；高粘原油；数值模拟 1 东北石油大学本科生毕业设计（论文） AbstractAbstract Western oil transferring pipeline is another large-scale pipeline project after west-east gas transferring pipeline that our country implemented the west development. The oil that western oil transferring pipeline have are Tuha mixture oil and north Xinjiang mixture oil and so on. They are high wax contented oil. The solidifying point is higher than the terrestrial temperature in winter and the fluidity in low temperature is very bad. So as to achieve the pipeline moving safetyand economy, we have to deal with the oil. This essay is researched that add to solidifying point reducer to improve their fluidity. Because of the long distance, the fluidity that be improved by add to the reducer is exasperated by water cuts and repeat heating. So this essay is mainly throwing theory analyze and experiment, imitate the crossing pump water cuts and transferring water cuts action that influence the added medicament oil’ s solidifying point. For the forecasting that the added medicament oil fluidity well, drawing up reasonable pipeline moving plan. Key words:Key words:solidifying point reducer; water cuts; solidifying point 2 东北石油大学本科生毕业设计（论文） 目 录 第第 1 1 章章绪论绪论 5 5 1.1 研究停输温降的目的和意义5 1.2 埋地热油管道停输的研究现状5 1.3 停输再启动模型建立的基础9 1.4 停输再启动模型的简化.10 1.5 论文工作预期成果.10 第第 2 2 章章计算所需相关参数的选取计算所需相关参数的选取 1 12 2 2.1 油品密度.12 2.2 油品比热容.12 2.3 油品粘度.14 2.4 流变行为指数.15 2.5 导热系数.15 2.6 稠度系数.15 2.7 水力摩阻系数.16 第第 3 3 章章稳态运行的沿程温降计算稳态运行的沿程温降计算 1 17 7 3.1 稳态运行过程概述.17 3.2 影响热油管道散热的因素.17 3.3 热油管道总传热系数的计算.18 3.4 沿程温降计算.21 3.5 流态判断与水力摩阻系数计算.22 3.6 沿程摩阻计算.23 3.7 模型简化假设.24 3.8 程序的编制与计算的实现.24 3.9 算例与结果分析.24 3.10 本章小结30 第第 4 4 章章埋地热油管道的停输温降过程研究埋地热油管道的停输温降过程研究 3 31 1 4.1 含蜡原油在埋地管道中的停输温降过程.31 4.2 停输温降的影响因素.32 4.3 停输温降模型初始条件的设置.32 4.4 模型简化假设.32 4.5 停输温降的计算.33 4.6 算例.34 4.7 结果分析.36 3 东北石油大学本科生毕业设计（论文） 4.8 本章小结.37 第第 5 5 章章埋地热油管道再启动过程的研究埋地热油管道再启动过程的研究 3 38 8 5.1 低温含蜡原油的触变性模型研究.38 5.2 再启动过程中流态的判定.40 5.3 再启动过程初始条件的设置.41 5.4 再启动模型简化假设.42 5.5 再启动程序的编制.42 5.6 再启动工况模拟与算例分析.42 5.7 本章小结.47 第六章第六章全文总结全文总结. . 4 48 8 参考文献参考文献 . . 4 49 9 致致 谢谢 5 51 1 附录附录 . . 5 52 2 4 东北石油大学本科生毕业设计（论文） 第 1 章绪论 1.1 研究再启动的目的和意义 目前，我国所产原油大部分是易凝高粘原油，易凝高粘原油包括含蜡量较高 的含蜡原油以及胶质、沥青质含量较高、密度较大的重质原油 (常称稠油)。易凝 高粘原油具有凝点高，粘度大等特点。这使常温下管输原油难以完成。 为了完成易凝高粘原油的管输任务，可以采取加热输送或加剂降凝减阻输送 等输送工艺。我国大部分管线都采用加热输送的方式，以达到减阻的效果。加热 输送时，管内油流的能量损失主要包含以下两个方面：其一为由沿程摩擦阻力产 生的压力能损失，这主要与油流流速及粘度有关；其二是原油与周围环境存在着 热交换造成大量热能损失。这两种形式的能量损失不是孤立存在的，它们之间会 相互影响，相互制约。这种相互作用表现为一方面，当原油的温度变化时，会引 起原油的粘度发生变化，从而导致原油沿程摩阻损失发生变化，由此沿程压力也 要发生变化。另一方面，管道的压力能主要是由泵站中输油泵提供的，输油泵的 功率一定，当沿程压降发生变化，导致泵的流量发生变化，这样在单位时间内， 单位长度管道中流过的热量就会发生变化，沿程温度跟着发生变化，这就又引起 了粘度的变化。两种变化就这样相互影响，直至达到另一平衡状态。 埋地热油管线不可能始终处于稳态运行过程之中，如果遇到防腐层/保温层修 补或是其他一些原因，管线将不得不暂时停止运行，这时的管线就由稳态运行进 入停输温降状态。自此时起，管内原油能量不断向外散失，且无新能量注入，这 使得管内