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文檔簡介
1、在原油管道運行過程中不可避免的存在停輸過程,正確分析原油停輸再啟動過程,保證再啟動過程的順利進行,對管道的安全運行和節(jié)能降耗具有很高的工程實用價值。
本文針對原油管道運行過程中,由于某些原因停輸一段時間之后管道內原油未全部凝結,而是在部分管壁形成一定厚度凝油層時的再啟動情況。停輸以后,管道沿線溫度不同,同時,文中還將管道內原油截面徑向分層,不同半徑處溫度也不同,對于反常點溫度以下的原油考慮其觸變性,對于凝油層部分,將其分段
2、并徑向分層,認為如果某處壓力所產生的剪切應力大于此處的屈服值,則這部分凝油層剝落。文中還將原油的壓縮性、壓力波傳遞等問題考慮在內。
管道的停輸再啟動過程是一個復雜的熱力和水力相耦合的過程,同時管內油流又與管外土壤傳熱,本文利用相關知識推導守恒方程,建立數(shù)學模型,然后利用有限元法和有限差分法、特征線法來求解模型方程,由于計算量較大,需要利用計算機編制計算程序。對于觸變性原油,文中推導出與剪切速率、剪切時間、剪切溫度有關的觸變
3、性模型方程,進而推導計算管道截面流量。文中利用一條管道的實際數(shù)據(jù)模擬停輸再啟動過程,其中,用原油具體的實驗數(shù)據(jù)回歸出觸變性方程,再啟動過程中得到的主要結論如下:
①計入啟動充裝過程,壓力波速比忽略油品降溫收縮時略小。
②管道內原油溫度變化情況分為:當熱油頭未到達時,溫度稍有下降;當熱油頭到達處,溫度急劇升高;熱油頭過后溫度緩慢升高,逐漸趨于穩(wěn)定。土壤溫度場的變化為:對于管道起點,當熱量未傳到時,溫度會稍有下降
4、,熱量傳到后,溫度升高,然后逐漸穩(wěn)定;對于管道末端,在熱油頭到達以后溫度才會開始緩慢回升。
③管道總壓力隨再啟動時間先下降,然后升高,最后逐漸下降趨于平衡。
④壁面剪切應力在極短的時間里衰減很快,然后再隨溫度緩慢變化。
⑤凝油層厚度隨再啟動的進行基本在不斷減小,
⑥對比原油以不同溫度、不同流量進入管道再啟動的情況,流量對管道壓力和油溫的影響較大。
⑦與不考慮反常點溫度
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