热油管道扩能技术研究方案论文.doc
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1、重庆科技学院毕业设计(论文) 题 目 某热油管道扩能技术方案研究 学 院 石油与天然气工程学院 专业班级 油气储运工程2023级 学生姓名 苏 留 帅 学号 指导教师 汪 楠 孟 江 职称 副专家 副专家 评阅教师 田 园 职称 副专家 2023年5月26日注 意 事 项1.设计(论文)的内容涉及:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词 5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数规定:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不涉及图
2、纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件涉及:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。4.文字、图表规定:1)文字通顺,语言流畅,书写笔迹工整,打印字体及大小符合规定,无错别字,不准请别人代写2)工程设计类题目的图纸,规定部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)顺序
3、装订3)其它学生毕业设计(论文)原创性声明本人以信誉声明:所呈交的毕业设计(论文)是在导师的指导下进行的设计(研究)工作及取得的成果,设计(论文)中引用他(她)人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出,论文中的结论和结果为本人独立完毕,不包含别人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计(研究)所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表达了谢意。毕业设计(论文)作者(签字): 年 月 日摘 要 在油田开发过程中由于技术的改善生产设备的更新都促进了油田产量的增长,因此管线扩能的研究也是必须的。管线情况,某油田热油管道,采用开式流程,全线八个站,三
4、座热泵站,四座热站,尚有一末站,年输量100万吨/年,管道最高压力7.0MPa,现原油年输量达成150万吨。根据管线情况和工程实际经验分析,该设计通过对增长泵站数、加减阻剂、增长泵数、更换泵的方案进行管线的热力水力计算,鉴定各个站及管段在不同方案中的参数,鉴定四种方案的可行性。对方案分析后预选取了增长泵数、更换泵、加减阻剂的方案进行计算校核。拟定该管线扩能研究方案是采用在乌图美仁站增长泵组改为热泵站来增长泵站数的方案完毕,拟定管线的运营参数完毕管线扩能方案。关键词:泵 减阻剂 管线 摩阻损失ABSTRACTIn process of oil field development technolo
5、gy due to the improvement of production equipment updates are promoted oil field production increases, so the pipeline expansion study is necessary. Pipeline, an oil field oil pipeline, with an open process, all eight stations, three pump stations, four stations, and a terminal station, the largest
6、annual output1000000 tons / year, a maximum pressure of7.0MPa pipeline crude oil, the annual throughput reached 1500000 tons. According to the pipeline and practical analysis, the design through to increase pumping station number, adding drag reducer, increase the number of pump, pump replacement sc
7、heme of pipeline thermal and hydraulic calculation, judging whether each station and the pipe section in the different parameters in the schemes, decide four scheme feasibility. Analysis on scheme of pre-selecting the number increased after the pump, pump replacement, adding drag reducer for calcula
8、tion. Determination of the pipeline on the capacity expansion of solution is taken in the United States increased pump group changed to kernel station pump station to increase pumping station number scheme, determine the pipeline operation parameters to complete the line capacity expansion plan.翻译结果
9、重试抱歉,系统响应超时,请稍后再试 支持中英、中日在线互译 支持网页翻译,在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看,使您体验更加流畅Keywords:pump;drag reduction agent;pipeline;friction loss目 录摘 要IABSTRACTII1绪 论11.1课题研究目的、意义11.2热油管线扩能技术研究国内外现状11.3重要研究内容21.4研究思绪22扩能技术工艺方案的分析42.1更换泵、增长泵工艺分析42.2增长泵站数的工艺分析42.3加注减阻剂工艺分析52.4铺设副管或加变径管工艺分析63某热油管道扩能方案分析及计算73.1某
10、热油管道基本概况73.2某热油管道扩能方案分析73.3某热油管道扩能方案的热力计算83.4某热油管道扩输后水力计算123.5更换泵、增长泵数方案计算153.6增长泵站数方案计算分析183.7添加减阻剂方案计算分析204扩能方案综合分析及选取244.1扩能方案综合分析244.2扩能方案的经济预算评价245选取方案运营参数的拟定276结论28参考文献29致谢30附录311绪 论1.1课题研究目的、意义在学习完本科油气储运工程专业课程之后,我对油气储运工程专业以后要从事的工作得以窥见一斑,也对油气储运工程有了一定的结识。油气储运工程研究方向众多,本课题要研究的只是热油管线的扩能技术。国内外现行的扩能
11、技术重要有:使用变径管、铺设副管、更换大型号的泵、增长泵站数量以及加减阻剂等方法实现管线的扩能。管线扩能技术的发展是随着各大油田的采油设备及技术的更新所发展的,也是提高公司效率的必须途径。并且有助于避免再建设新管道的麻烦和反复建设带来的资源与经济浪费。在原有管线的基础上将设计参数做出调整即可满足当前的生产需求。原油管道的扩能技术的研究能有效地减少原油管输时产生的摩阻, 减少动力消耗,可有效增长输量, 并能提高管道运营的安全系数和减少单位管线运营费用。通过对管线扩能技术的进一步学习更好的了解油气储运的发展和工作,通过训练和学习更好的掌握扩能技术在以后的工作中更好的发挥。对不同的扩能方案分析并给出
12、最优的运营方案。1.2热油管线扩能技术研究国内外现状国内外现行的扩能技术有:使用变径管、铺设副管、在厂站原有设备基础上更换大型号的泵、增长泵站数量以及加减阻剂等方法。在长距离输油管线的规划设计中,为了调整增压站站间距或增长管线的输量,常需在输油管线中敷设一定长度的副管或变径管,使输油管线的能量供应与消耗保持平衡。无论是敷设副管还是敷设变径管,从技术上讲,都可以有多种由不同参数(管径、壁厚与长度)组合的技术方案,且这些方案在技术上都是完全对的的。此外,在输油管线的设计中,若既可以通过敷设一定长度的副管,也可以通过敷设一定长度的变径管来满足输油规定期,要判断哪一种方式更优,也必须通过技术经济的分析
13、与计算方能拟定。使用变径管和敷设副管来增长原油管线的扩能时,由于管线的变径管设计方案与敷设副管方案仅仅是减小沿程阻力损失,从而使流体的能量得以高效运用,当铺设副管长度达成全长时,输量增长一倍,在扩能方面的作用比较小并且取得的增大输量的效果不明显所以一般采用较少1。更换大型号泵或增长泵数实现原油管线的扩能时重要是考虑原有管线的设计压力及管线沿程的设施的工作压力的合用范围。在原有的管线各个工艺指数都达成扩能工艺参数规定的情况下才干实行扩能方案达成扩能的目的以满足生产的规定。目前世界上应用较广泛的是增长泵站数量或加减阻剂的方法来达成增输的目的。而添加减阻剂是方便且经济实用的方法,也是国内外对于管线扩
14、能的重要研究方向,在这方面的现场实例也较多有比较好的生产数字来说明其经济价值。增长泵站数量来实现原有管线的扩能。国内广泛采用的是增长泵站的数量以达成增长输量的目的,但是这一方法采用事后要增长很多的配套设施以及人员的安排运营的费用较高。在增长泵站数量过后对于管线的原有的管线不必要做出大的改动就可以满足生产所需。增长泵站数量可以提供更充足的动力使原油在管线中以较大的速度输送并且可以满足较大速率下原油能量的损失。实现输量增长的空间较大,对于产量增长较大的油田比较合用,能更好的满足生产需求。在层流状态下,倍增泵站数则输量增长一倍,在阻力平方区倍增泵站数能使输量增长41。减阻剂研制和生产的发展趋势是采用
15、本体聚合使聚合物的分子量更髙,并且可以较好地控制分子量分布。采用特殊的后期解决工序,将使减阻剂中的 聚合物浓度可调,同时使减阻剂注人管道后能迅速分散,避免聚合物链之间互相纠缠,分子链的伸展不受限制,以收到最佳减阻效果。将高浓度减阻聚合物微粒封装在由某些惰性物质组成的外壳内,便制成了微囊减阻剂又称MDRA。微囊减阻剂的研制成功是减阻剂发展的一个新动向。生产微囊减阻剂的方法有很多种,重要涉及静态挤压法、离心挤压法、振动喷嘴法、旋转盘法、界面聚合、多元凝聚、悬浮聚合等。管线扩能技术的研究与发展能更好的适应现在原油的产量日增的趋势,更好的为石油生产做出奉献。1.3重要研究内容某油田热油管道,采用开式流
16、程,全线八个站,三座热泵站:首站、茫崖、中灶火,四座热站:大乌斯、甘森、乌图美仁和拖拉海,尚有一末站,管道长度为435.7公里,2736年数量最大100万吨/年,管道最高压力7.0MPa。现需要将原油年输量量达成150万吨。请做出合理的改造设计方案。重要设计内容针对本条管线提出也许的增长输量的技术方法或方案,以及相应的对目前输送工艺流程的改造方案以及设备调整放案;对扩能技术进行技术经济比较,提出合理经济的技术方案;提出增输后出管线正常运营参数;画出工艺改造后大乌斯站的工艺流程图(2#图纸)。1.4研究思绪 通过方案分析了解基本的扩能方法并对每个方案进行分析,结合现有的生产经验及该方案涉及到的管
17、线的生产条件分析过后。拟定选取更换泵、增长泵站数、加减阻剂三种方案进行进一步的计算分析,看所选取的几种方案是否可行。对计算出的可行的方案进行经济性评价,经济可行。进行全线运营参数的拟定,得出研究结论。研究思绪图见图1.1。增长泵站数加减阻剂方案分析铺设副管或变径管更换泵或增长泵数结合生产经验及管线生产条件分析更换泵或增长泵数方案增长泵站数方案加减阻剂方案方案经济性评价选取方案参数的拟定结论图1.1课题研究思绪2扩能技术工艺方案的分析2.1更换泵、增长泵工艺分析 管线在原有的输量规定下可以正常运营,但是在输量增长后也许由于流量的增长导致管线沿程摩阻增长在输送过程中原本没有处在翻越点的位置成了管线
18、新的翻越点,管线的泵的输量限制管线输送恩呢管理不能达成输量规定。管线沿程摩阻的增长也也许导致油流进站压力过低不能满足下一站的输送规定导致管线输送不能很好的完毕输送任务。在满足管线设计压力的条件下更换大型号的泵或者增长泵的数目来满足输量增长的生产规定3。 长输管线能量消耗及供应 (2.1)式中 沿程摩阻损失,m; 泵站及加热站的站内损失,一般取1520m油柱; 管段起终点高程差,m; 泵站扬程,m。输量的增长将导致、的增长,假如不更换泵则泵的扬程不会改变有也许导致油流能量局限性使油流在管线内流动异常阻碍生产,或者泵的扬程可以达成输送规定但是泵的流量较小时只有增长泵站内的泵数来增长流量节约投资。更
19、换大型号的泵的时候还需要考虑管线的设计压力是否满足泵的输出压力的条件,假如由于泵的更换导致输出压力高于管线的压力规定,则此种方法不能实行。由于管线扩输后流量增长原有的泵将不能满足输送规定,通过水力计算可以求得管线对泵扬程的需求,泵站内的泵在扬程满足需求时可以不进行泵的更换,只需要添加并联的同型号的泵来调节流量。在不更换泵的情况下增长泵数并使用并联的连接方式可以很好的增长泵站的流量,并且对管线的输送压力没有大的改变对原有的管线适应性较强。更好的控制在管线扩能过程中的工程成本并取得较好的效果。2.2增长泵站数的工艺分析随着油田生产设备的更换油田的产量也随着提高,原有的管线的设计输量不能满足生产的需
20、求,将导致油田的经济效益受到影响。扩能工艺的研究也愈来愈多,其中增长泵站数在原油管线输送扩能中应用广泛。增长泵站数重要是先进行管线能量损失的计算拟定管线输送过程需求的能量。假如能量局限性需要对泵站的可输送距离进行求解进行新的泵站的位置的拟定,并进行新站的运营参数的拟定来完毕管线的扩能。从该公式中可以很好看出管线的能量损耗有沿程损失和高差以及热站站内损失。因此在拟定需要新增的泵站的位置时需要对管线进行能量损耗的计算来拟定泵站间距。最后需要对增长泵站后的管线进行工况校核只有校核满足生产条件时才干最终拟定方案参数进行方案实行计划。泵站数增长后可由进行预测,由于泵站的增长管线沿程的能量的供应也增长了相
21、应的泵所提供的能量,并且需要考虑到新增泵站后站内损失的影响。在所有条件都满足新增泵站后的运营需求才干保证管线安全运营。或者在原有的热站内进行加泵组来实现管线能量的供应满足生产的需求3。2.3加注减阻剂工艺分析减阻的机理说法很多,尚无定论。如伪塑说、湍流脉动克制说、粘弹说、有效滑移说、湍流克制说等等。 油相减阻剂从其结构看,多数是流状链或长直链少侧链的高分子聚合物,如CDR102是高分子聚-烯烃。这种高分子聚合物纯剂为橡胶状固体,作为商品,一般是溶在烃类的溶液中。10%的减阻剂溶液呈非常粘稠的粘弹性体,较难流动,可拔成很长的丝。高聚物减阻剂能溶于原油或油品中,但不溶于水,遇水发生分子长链卷曲。减
22、阻剂溶液呈强牛顿特性,低剪切率下粘度高达3000Pas,120以下不会分解,比较稳定。 减阻作用是一种特殊的湍流现象,减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现,它是一个纯物理作用。减阻剂分子与油品的分子不发生作用,也不影响油品的化学性质,只是与其流动特性密切相关。在湍流中,流体质点的运动速度随机变化着,形成大大小小的旋涡,大尺度旋涡从流体中吸取能量发生变形、破碎,向小尺度旋涡转化。小尺度旋涡又称耗散性旋涡,在粘滞力作用下被减弱、平息。它所携带的部分能量转化为热能而耗散。在近管壁边层内,由于管壁剪切应力和粘滞力的作用,这种转化更为严重。 在减阻剂加入到管道以后,减阻剂呈连续相分散在流体中,靠自身特有的
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