华池作业区管输原油蜡沉积现象预测分析研究

摘要

原油蜡沉积是影响管道安全、经济、高效运行的一个重要问题。已经有了大量的试验和理论研究，建立了多种蜡沉积试验装置，并针对原油的蜡沉积机理、影响因素从不同角度提出了若干蜡沉积模型。
　　 长庆油田华池作业区原油高含蜡，目前针对含蜡原油的管路输送，其外输的主要方法是加热输送。本文从对含蜡原油管道正常运行过程分析入手，基于流变学、传热学、流体力学等学科的基本理论，考虑了原油沿管道向前输送过程中物性参数及流动状态的变化，分析了含蜡原油在管道中的流动特性，在试验的基础上建立了华池作业区原油的蜡沉积模型，编写程序，编写的程序考虑了牛顿流体和非牛顿流体这两种不同的流型，以及层流和紊流两种不同的流态。程序内置了输油管道的基础数据，包括各站高程，站间距等，这些数据是管线的固定数据，在一定时期内不会改变，也不需要修改。最后还分析了原油粘度、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子浓度梯度以及管壁剪切应力对蜡沉积速率的影响，并结合管线运行的实际情况分析了它们在不同的管段对蜡沉积速率的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 输油管道发展状况

1.4 含蜡原油研究现状

1.4.1 含蜡原油流变性的研究现状

1.4.2 原油管道热力计算研究现状

1.4.3 原油管道水力计算及允许最小输量研究现状

1.5 管壁结垢机理及其影响因素

1.5.1 管壁蜡沉积机理

1.5.2 管壁蜡沉积的影响因素

1.5.3 管壁蜡沉积计算

第二章 含蜡原油管道流动特性

2.1 流体的分类及其流变特性

2.1.1 牛顿流体

2.1.2 假塑性流体

2.1.3 屈服假塑性流体

2.2 含蜡原油流变特性

2.2.1 含蜡原油的相态变化

2.2.2 不同温度区间的流变特性

2.3 原油物性参数计算

2.4 原油流态和流型的判别方法

第三章 华池作业区原油基本物性

3.1 华池作业区原油的基本组成

3.2 原油密度与温度的关系

3.3 比热容的测定

3.4 华池作业区原油在不同温度析出的蜡量

3.5 华池作业区原油的热处理

3.6 华池作业区原油的粘温曲线

第四章 华池作业区原油蜡沉积规律的研究

4.1 试验装置

4.2 华池作业区原油的蜡沉积模型

第五章 管道结蜡及清管周期模型的建立

5.1 各种计算参数

5.1.1 计算管线内摩阻

5.1.2 计算幂律流体管流时管壁处剪切率及剪应力

5.1.3 计算热油管道的总传热系数K

5.1.4 计算径向温度梯度

5.1.5 管道沿线油温分布

5.1.6 计算原油密度以及粘度

5.1.7 计算管壁处蜡分子浓度梯度

5.2 建立清管周期模型

5.3 程序编写的过程

5.3.1 清管周期程序编写

5.3.2 管线结蜡厚度程序编写

第六章 华池作业区管线结蜡情况及清管周期的研究

6.1 华池作业区输油管线简介

6.2 华池作业区不同季节原油运行参数的选取

6.3 原油蜡沉积速率影响因素的分析

6.4 管线不同运行温度对结蜡的影响

6.5 管线在不同输量下的结蜡和清管周期研究

6.6 管线在不同季节的结蜡和清管周期研究

6.6.1 管线在不同季节结蜡情况

6.6.2 管线在不同季节不同时间下运行成本及清管周期研究

第七章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文