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《多相管流蠟沉積實驗研究進(jìn)展.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、712化工機械2014正多相管流蠟沉積實驗研究進(jìn)展全青刈于達(dá)1李雪1庚琳1宮敬1姜珊2(1．中國石油大學(xué)(北京)油氣管道輸送安全國家工程實驗室；2．中國石油天然氣管道工程有限公司)摘要總結(jié)歸納了國內(nèi)、外關(guān)于多相管流蠟沉積的研究成果，著重分析了油水、油氣兩相蠟沉積的實驗研究情況，提出了多相管流蠟沉積研究存在的問題和建議。關(guān)鍵詞油氣管道輸送多相管流油水兩相流油氣兩相流蠟沉積中圖分類號TQ022．4文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0254石094(2014)06-0712-06在含蠟原油管道集輸系統(tǒng)中，當(dāng)管壁溫度低于油溫且低于原油析蠟點溫度(WaxApp
2、earanceTemperature，WAT)時，溶解于原油中的蠟分子會析出形成晶粒凝聚，并在溫差等因素的驅(qū)動下移動到管壁處形成結(jié)蠟層，即蠟沉積?！。蠟沉積的發(fā)生會減小管道流通截面，增大管道輸送壓力，從而降低管道運輸能力，增加清管頻率，嚴(yán)重時甚至堵塞管道，這必然會對石油經(jīng)濟造成巨大損失，并嚴(yán)重破壞環(huán)境舊1。管道蠟沉積是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，涉及原油組成、油壁溫度、流速、流型及管壁材料等多種影響因素，因此蠟沉積的研究已是國內(nèi)、外石油工業(yè)中研究的熱點和難點
3、3。。目前國內(nèi)、外學(xué)者對蠟沉積的研究主要集中在單相蠟沉積研究，利用冷板、冷指和環(huán)道實
4、驗裝置探究蠟沉積機理、測厚方法、影響因素及預(yù)測模型等，并獲得了大量成果。相比于單相蠟沉積的研究，油水、油氣兩相蠟沉積的研究仍處于起步階段，油氣水三相蠟沉積目前還沒有發(fā)表的文獻(xiàn)。筆者在參閱了，大量國內(nèi)、外蠟沉積研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，著重對油水、油氣兩相流動蠟沉積實驗研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)和歸納。1油水兩相蠟沉積實驗研究1．1冷板、冷指實驗冷板、冷指裝置的工作原理為：將帶有循環(huán)冷卻液的金屬板或金屬管浸入溫度較高的含蠟原油中，由于溫差的存在，在金屬板或金屬管表面會形成蠟沉積層，一定時間后測量金屬板或金屬管上的蠟沉積量。這類實驗裝置可以研究冷卻液溫度、原
5、油溫度、時間、沉積表面性質(zhì)、化學(xué)試劑及含水率等對蠟沉積的影響。HsuJC等利用冷板實驗裝置研究了冷板表面不同潤濕特性對油水兩相蠟沉積的影響，實驗結(jié)果表明：在油潤濕的冷板表面，蠟沉積量基本沒有變化；而在水潤濕的冷板表面，蠟沉積量明顯減少¨。。AhnS等對冷板實驗裝置進(jìn)行改進(jìn)使冷板可以旋轉(zhuǎn)，以模擬管流中的剪切，并研究了非離子型表面活性劑對油水兩相蠟沉積的影響，結(jié)果表明：隨著含水率的增大，蠟沉積的質(zhì)量減小，而蠟沉積量與油相質(zhì)量的比值為一常數(shù)¨。。不過旋轉(zhuǎn)的冷板與實際管流中的剪切還是有一定區(qū)別的。CoutoGH等用冷指實驗裝置研究了含水率對油包
6、水型乳狀液蠟沉積量的影響，結(jié)果表明：在相同實驗溫度條件下，保持油水乳狀液總體積不變，隨著含水率的增大，蠟沉積量大幅度減小，且均比單相條件下的蠟沉積量小¨。。由于實驗過程中保持油水乳狀液的總體積不變，隨著含水率的增大(即水占總體積的比例增大)相應(yīng)油相體積減少，導(dǎo)致無法確定該實驗現(xiàn)象發(fā)生的原因是含水率增大還是油相體積減小。針對上述實驗的缺陷，ZhangY等用冷指實驗裝置研究了在油水乳狀液總體積不變和油相體}全青，女，1989年12月生，博士研究生。北京市，102249。第41卷第6期化工機械713積不變兩種條件下，冷指溫度、乳狀液溫度、含水
7、率和液滴大小、分布對蠟沉積量的影響，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在乳狀液溫度(冷指溫度)恒定、含水率相同的條件下，蠟沉積量隨著冷指溫度的降低(乳狀液溫度的升高)而增大，即隨溫差的增大而增大；在相同溫度條件下，隨著含水率的變化，蠟沉積的質(zhì)量與相應(yīng)乳狀液中油相的質(zhì)量比值為一定值，這與文獻(xiàn)[5]的實驗結(jié)果相符；在乳狀液溫度與冷指溫度差值一定的條件下，隨著乳狀液溫度與冷指溫度的升高，蠟沉積量減小，即相同溫差條件，隨著溫度區(qū)間的升高，蠟沉積量減?。辉谙嗤蕳l件下，隨著乳狀液制備時攪拌速度的增大，蠟沉積速率減小，即隨著乳狀液體系中分散相初始液滴直徑的減小、小
8、液滴數(shù)量的增多，蠟沉積量減小、‘5。實驗對比了油水乳狀液總體積不變和油相體積不變兩種實驗方法，結(jié)果表明這兩種方法沒有顯著差別，且蠟沉積量隨含水率的變化趨勢一致，即含水率增加導(dǎo)致蠟沉積量減少的原因與油相體積減小無關(guān)。1．2環(huán)道實驗盡管已建立的環(huán)道大小各異，但它們的原理、結(jié)構(gòu)相似，圖1為中國石油大學(xué)(北京)的多相蠟沉積環(huán)道流程。環(huán)道的實驗原理為：通過調(diào)節(jié)測試段內(nèi)循環(huán)水的溫度控制測試段壁溫，當(dāng)壁溫低于油溫且低于原油析蠟點溫度時，測試段內(nèi)將出現(xiàn)蠟沉積，使得管內(nèi)徑變小，差壓變大；同時將參比段水溫和實驗油溫調(diào)節(jié)一致，此時參比段無蠟沉積，管內(nèi)徑不變。
9、通過測得參比段和測試段的差壓值，可計算出測試段管徑，從而確定蠟沉積層厚度。圖j多相蠟沉積環(huán)道流程SergioNB在內(nèi)徑為25．4mm、總長度為13．5m的環(huán)道上研究了油水兩相在分層流和環(huán)狀流流型下的沉積現(xiàn)象
