带有凝油层的原管道停输再启动研究.pdf

摘要 在原油管道运行过程中不可避免的存在停输过程，正确分析原油停输再启动过程， 保证再启动过程的顺利进行，对管道的安全运行和节能降耗具有很高的工程实用价值。 本文针对原油管道运行过程中，由于某些原因停输一段时间之后管道内原油未全部 凝结，而是在部分管壁形成一定厚度凝油层时的再启动情况。停输以后，管道沿线温度 不同，同时，文中还将管道内原油截面径向分层，不同半径处温度也不同，对于反常点 温度以下的原油考虑其触变性，对于凝油层部分，将其分段并径向分层，认为如果某处 压力所产生的剪切应力大于此处的屈服值，则这部分凝油层剥落。文中还将原油的压缩 性、压力波传递等问题考虑在内。 管道的停输再启动过程是一个复杂的热力和水力相耦合的过程，同时管内油流又与 管外土壤传热，本文利用相关知识推导守恒方程，建立数学模型，然后利用有限元法和 有限差分法、特征线法来求解模型方程，由于计算量较大，需要利用计算机编制计算程 序。对于触变性原油，文中推导出与剪切速率、剪切时间、剪切温度有关的触变性模型 方程，进而推导计算管道截面流量。文中利用一条管道的实际数据模拟停输再启动过程， 其中，用原油具体的实验数据回归出触变性方程，再启动过程中得到的主要结论如下： ①计入启动充装过程，压力波速比忽略油品降温收缩时略小。 ②管道内原油温度变化情况分为：当热油头未到达时，温度稍有下降；当热油头 到达处，温度急剧升高；热油头过后温度缓慢升高，逐渐趋于稳定。土壤温度场的变化 为：对于管道起点，当热量未传到时，温度会稍有下降，热量传到后，温度升高，然后 逐渐稳定；对于管道末端，在热油头到达以后温度才会开始缓慢回升。 ③管道总压力随再启动时间先下降，然后升高，最后逐渐下降趋于平衡。 ④壁面剪切应力在极短的时间里衰减很快，然后再随温度缓慢变化。 ⑤凝油层厚度随再启动的进行基本在不断减小， ⑥对比原油以不同温度、不同流量进入管道再启动的情况，流量对管道压力和油 温的影响较大。 ⑦与不考虑反常点温度仑汗原油的触变性相比较，考虑触变性时，再启动过程中 原油温度稍微偏低，但压力减小很多，随再启动时间的增加，两种情况下求得的管道压 力基本趋于一致。 关键词：含蜡原油，凝油层，停输，再启动，触变性 onRestartofa with a of Study PipelineLayer GelledCrude0iIafterShutdown Luo and Yu(OilGas StorageTransportation Engineering) DirectedProf．LiChuanxian by Abstract Inthe ofa withcrude is is operationpipeline oil，shutdown inevitable，it process very to shutdownandrestart wecan importantanalyze make process processcorrectly,therefore surethatthis Canstart ithas val