高炉渣棉管道保温复合结构数值模拟研究

利用Gambit建立了高炉渣棉管道复合保温结构模型并划分网格,在FLUENT模拟软件中对管道保温复合结构的传热过程进行了数值模拟计算,研究不同保温层厚度及不同外界环境条件下管道保温的温度场变化情况。结果表明:57,216 mm外径管道合适的保温层厚度分别为22,38 mm左右,模拟百米线长计算得到各种外界条件下的出口温度均在94℃以上,保温结构外表面温度均低于40℃,验证了这种复合保温结构在有无风或风速大小以及外界环境温度等各种条件下均可满足保温要求,并发现异形件在保温施工时需注意分支管道应相距适当的距离,否则会造成热量的大量损失。     

外压作用下夹层管整体式止屈器止屈性能仿真研究

在深水作业的夹层管受外部静水压力作用容易引发屈曲局部失稳,屈曲会沿着管道轴向传播并引发大范围破坏失效,实际工程中常采用设置止屈器的方法来限制屈曲传播,从而避免整段管道的报废.针对此问题,基于ABAQUS软件建立含止屈器的夹层管有限元模型,通过数值仿真分析夹层管在外压作用下的止屈器屈曲穿越变形形态,并对止屈器止屈性能进行...     

埋地蒸汽管道保温失效传热的数值计算

文中对埋地蒸汽管道进行了传热分析,建立了埋地蒸汽管道三维温度场物理模型。通过简化物理模型建立了大地温度场的三维数学模型,利用CFD计算软件进行了温度场模拟计算并进行了客观地分析,分析的结果对红外成像检测埋地蒸汽管道保温失效具有指导意义。     

原油长输防腐保温管预制质量的影响因素分析

防腐保温管的预制质量是影响整个原油管道工程质量的关键因素之一,保证防腐保温管的预制质量至关重要。结合对现场埋地管道硬质聚氨酯泡沫防腐保温层的失效原因分析,通过对现场聚氨酯防腐保温管生产工艺的研究,重点对聚乙烯外护管挤出工艺、穿管工艺、聚氨酯发泡工艺进行了分析,总结了原油长输防腐保温管"两步法"预制过程和储存、运输中的质量影响因素,研究成果对提高油气长输防腐保温管道预制质量具有积极作用。     

输油管道双管同沟敷设停输过程的数值计算

为了研究同沟敷设情况下,不同油品的温度、管道埋地深度以及管间距对管道停输过程的影响,在研究计算传热学和流体动力学的基础上,对输油管道同沟敷设建立了数学模型并给出了边界条件,利用ANSYS软件对模型进行了网格划分和施加载荷之后,对同沟敷设的温度场进行了模拟计算.结果表明:提高原油和成品油的初温、增加管道埋地深度都会增加原油管道的停输时间;当管道间距大于1.2m以后,成品油管道对原油管道的停输时间的影响很小.1.2m为双管同沟敷设管道安全运行的最小间距.     

改变热油管道埋深对土壤温度场的影响

由于长输管道沿线地质、水文、地形等条件的差异,管道埋深在管道沿线不同的地方往往不同。在热油管道的正常运行过程中,管道埋深对管道的热力特性及管道周围的温度场有重要影响。分析了不同气候、不同埋深条件下热油管道对温度场分布的影响,为实际工程中满足工艺条件下,通过改变管埋深度减少能源消耗提供借鉴。     

双层管道锚固件有限元分析及校核

对于有保温要求的油气输送管道通常采用双层管型式,内外管之间设置锚固件进行连接,预防泄漏扩散的同时更有利于内外管之间的载荷传递。针对某16英寸油砂项目双层保温管道,通过结构设计、有限元设计,建立锚固件、内管、外管和保温套管的有限元模型,通过有限元分析,分别计算水压试验工况、操作工况、停产工况和事故工况下的锚固件最大应力值。计算结果显示,4种工况下的锚固件最大应力值均小于ASME规范规定的许用应力值,满足规范和应用要求。     

疏水装置放水管温度场的数值模拟

水蒸汽管道中的冷凝水由疏水装置排出。为研究极寒地区疏水装置放水管冬季结冰的问题,采用计算流体力学软件Fluent建立了放水管死管段热损失的物理模型,并对管道内部温度场进行模拟分析。模拟结果很好地显示了管道内的温度场,并得到了管道轴线上的温度分布,结果表明:死管段长度对管道内温度场有重要影响。将死管段长度控制在0.2 m以内,可有效避免放水管冷凝水结冰的问题。     

基于Fluent的不同地貌埋地管道温度场数值模拟

为了研究不同土质对管道周边温度场的影响情况,运用GAMBIT建立了不同土质埋地管道温度场变化的二维模型。利用有限元法对埋地管道温度场进行了模拟,考虑了不同土质及地表温度对温度场的影响,给出了稳态与非稳态下的土壤温度场分布。结果表明:黄土层较其他土层更不易聚集液态水,非稳态耦合温度场更接近于实际情况。     

土壤烘干区对并行埋地管道周围温度场的影响研究

在并行埋地管道中,加热的原油管道引起其周围土壤湿度的重新分布,管道周围水分运移,在热管道周围形成土壤烘干区。为了研究土壤烘干区对并行埋地管道温度场的影响,采用Gambit软件的结构化与非结构化网格技术和Fluent软件的标准-模型对并行埋地管道的三维温度场进行模拟计算。模拟计算中考虑了耗散函数、大气温度和土壤恒温层温度沿管线的变化。结果表明:在考虑土壤烘干区的情况下,模拟计算结果与现场实测结果基本吻合。     

曹津长输原油管道清管作业实践

清管作业是长输管道投产或运行的一项重要工作。文中分析了曹津长输原油管道清管作业实践,结合清管设备、清管前的准备工作、清管工艺流程和清管器的跟踪方法对长输原油管道清管作业进行了详细的介绍,为长输管道投运、开展在线检测提供参考。     

含蜡原油管道清管周期的确定及影响因素分析

原油通过管道输送具有能耗少、输量大、运费少的特点。含蜡原油在管道输送过程中,蜡沉积会使管道流通面积减小导致摩阻增大,但由于蜡层的保温作用,热损失会减小。以总运行费用为目标函数,建立清管周期与总运行费用之间的清管周期模型。用此模型通过C语言编程确定最佳清管周期,绘制曲线图分析埋地管道地温、日输量、燃料油价格对总运行费用随清管后时间的变化规律。     

西部原油管道降凝剂工业性试验方案

西部原油干线管道(鄯善-兰州)是目前国内第一条以加降凝剂改性输送室内模拟实验和工艺计算为依据而进行设计的长输原油管道(以加热输送为前提).文中在借鉴室内模拟实验的基础上,结合管道实际,分别考虑了试验输量(输入)、热油温度场的建立、停输、启停炉等各方面因素,制定了较为合理的工业性试验方案.主要包括进管原油的基本物性及其对降凝荆感受性的室内跟踪试验、常温输送现场物性测试、加热输送现场物性测试和降凝剂改性处理顺序输送工业性试验,为该试验的具体实施提供了依据.     

高含水原油集输管道内腐蚀检测监测技术

国内油田开发后期,原油集输管道含水率高,由内腐蚀导致管体腐蚀穿孔问题凸显,对于高含水原油集输管道,分析其内腐蚀影响因素,预测管体易腐蚀位置,采取有效的检测手段及具体监测方法解决。文中对高含水原油集输管道内腐蚀因素进行分析;建立典型管段模型进行FLUENT多相流模拟,得出水滴在弯头出口外侧及两颊处有沉积,为易腐蚀位置的结论。     

应力分析技术在长输埋地高凝原油管道上的应用

长输埋地高凝原油管道,一旦因应力集中过载出现开裂泄漏,停输抢修时间有限,存在全线凝管的风险。文中首先针对某长输埋地高凝原油管道出现裂纹的原因进行分析,然后采用数值模拟的方法分析出现裂纹的弯头应力集中情况,并对弯头补强前后的受力状态进行分析,最后对埋地高凝原油管道的设计、施工、运行提出建议。     

伴热稠油管道停输温降数值模拟

基于有限容积法,建立伴热稠油管道停输过程的非稳态传热模型,采用＂焓-多孔度＂技术,利用FLUENT软件,分别对伴热管与稠油管同时停输及稠油管道单独停输两种情况进行了数值模拟,并考虑了析蜡潜热对温降的影响,得出了不同时刻管内原油凝固区、混合区、液油区的位置及温度场的分布。结果表明：两种情况下,稠油固化过程基本相同。稠油管道单独停输时,管内原油温降速率比双管同停温降速率略慢,但在一定时间内相差不大。随着停输时间的延长,两种情况下管内稠油温降速率变化明显,说明伴热管对稠油管道短期停输影响不大。文中给出安全停输时间,为工程设计提供一定指导。     

西部原油管道输量与能耗分析

为降低西部原油管道管输能耗,通过计算管道在不同季节、不同流量下的摩阻损耗,结合管道参数和输油泵特性曲线,分析得出影响输油生产单位能耗的因素包括管输流量和输油温度。进一步计算得出了不同流量和不同季节对应的输油生产单耗。结果表明,流量对输油生产单耗影响较大,西部原油管道管输流量在1 000~1 400 m~3/h区间时生产单耗相对较低;流量大于1 600 m3/h时,生产单耗随流量上升接近线性增长。而输油温度对生产单耗的影响较小,同一流量下冬季生产单耗略高于夏季生产单耗。     

鄯兰原油管道清管效果

含蜡原油管道运行一段时间后,会有石蜡沉积到管壁上,需进行清管作业。为了研究鄯兰原油管道清管的效果,文中结合生产数据和长输油管道输油技术理论,对2012年8月—2014年8月的清管数据进行对比,分析清管的效果,为清管作业提供数据参考。     

双层海底管道起吊分析方法研究

在海底管道安装或维修过程中,有时需要对已铺设的管道进行起吊作业,管道起吊分析是这一作业的关键过程.针对结构较复杂的双层管,为了确定合理的双层管起吊分析方法,指导海上起吊作业,文中使用有限元分析软件SUSPEND和OFFPIPE,并采用双层管和等效单层管两种模型对管道起吊分析方法进行了研究和比较.结果表明:采用SUSPEND软件进行起吊过程分析时,等效单层管模型计算结果更准确,并与OFFPIPE软件计算结果相吻合；采用OFFPIPE软件进行管道起吊分析时,等效单层管模型和双层管模型计算结果一致,均可用于双层管起吊过程分析.     

石空-兰州原油管道清管运行分析

石兰线管道所输油品为长庆油田高含蜡原油,管道沿线较长管段温度低,在运行中管壁结蜡现象明显,四墩至兰州、红湾至景泰管段油温最低,且管线运行状况未知,因此进行清管作业。压力分析及总传热系数分析表明,清管效果明显。应制定安全、合理的清管计划,满足管道平稳运行要求。