【摘要】：埋地管道由于影響因素少,安全密封,可長(zhǎng)期運(yùn)行的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于我國(guó)油氣管道輸送領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)所產(chǎn)原油大部分為粘度較高、凝點(diǎn)較高的高蠟原油,在埋地?zé)嵊凸艿劳］敽?管內(nèi)原油溫度會(huì)逐漸下降,原油粘度增大,蠟晶在原油中逐漸形成并隨停輸時(shí)間的增加形成網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu),造成凝管事故,導(dǎo)致再啟動(dòng)困難。針對(duì)埋地?zé)嵊凸艿劳］敽鬁囟葓?chǎng)開展研究,對(duì)確定管道的停輸時(shí)間、制定再啟動(dòng)的方案,優(yōu)化管道經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。因此本文針對(duì)埋地含蠟原油管道停輸后管內(nèi)原油和管外土壤溫度場(chǎng)的非穩(wěn)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.對(duì)埋地?zé)嵊凸艿劳］敽笤蛡鳠岱绞降淖兓�、溫降的過(guò)程以及影響因素開展研究,闡明原油析蠟過(guò)程和固相蠟質(zhì)生成機(jī)理。利用差壓掃描量熱法(DSC)測(cè)定原油的析蠟點(diǎn),探討析蠟潛熱的選取,并分析析蠟潛熱對(duì)原油比熱容-溫度變化曲線的影響。2.建立管道,土壤和外界環(huán)境耦合的物理模型,根據(jù)土壤恒溫層理論進(jìn)行簡(jiǎn)化。分別利用焓法、分區(qū)法和顯容法建管道停輸?shù)臄?shù)學(xué)模型,通過(guò)比較選擇適用于具有相變過(guò)程的顯容法建立數(shù)學(xué)模型。3.對(duì)埋地管道停輸過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,分析管內(nèi)原油的溫降規(guī)律,研究析蠟潛熱、初始油溫、環(huán)境溫度、地表與大氣換熱系數(shù)等因素對(duì)原油溫降和溫度場(chǎng)分布的影響,并對(duì)析蠟分界界面的變化過(guò)程進(jìn)行模擬。研究季節(jié)變化,土壤導(dǎo)熱系數(shù)和管道埋深等對(duì)熱油管道周圍土壤溫度場(chǎng)分布的影響。
【圖文】：

的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等�，F(xiàn)蠟晶主要是由原油的溫度決定，溫度較高時(shí)溶于原油的雜質(zhì)外，原油為液態(tài)單相體系。當(dāng)分子會(huì)根據(jù)相對(duì)分子量的大小陸續(xù)達(dá)到過(guò)飽分散相形式存在，隨著溫度進(jìn)一步降低，析出有一定強(qiáng)度的海綿狀空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[35]，將液態(tài)晶由分散相轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)相，最后原油失去流動(dòng)停輸過(guò)程原油傳熱方式變化道停輸過(guò)程中，一些學(xué)者會(huì)忽略掉管內(nèi)原油自處理為分散熱源或存在連續(xù)熱源的導(dǎo)熱過(guò)程，，在較小的溫差下就可發(fā)生自然對(duì)流，因此在只考慮導(dǎo)熱而不考慮對(duì)流傳熱會(huì)使計(jì)算溫度高

析蠟點(diǎn)對(duì)研究原油的析蠟過(guò)程具有重要指導(dǎo)意義。目前常用測(cè)定方法有偏粘度法、激光法、超聲波法和差壓掃描量熱法[40]，其中差示掃描量熱法(Diffing Calorimetry，DSC)[41]，測(cè)定速度快，靈敏度高，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，，廣泛應(yīng)熱分析研究中。因此采用差壓掃描量熱法來(lái)測(cè)定原油的析蠟點(diǎn)并根據(jù) DSC油析蠟釋放的潛熱量。 差壓掃描量熱法壓掃描量熱儀由計(jì)算機(jī)控制溫度，測(cè)量樣品和對(duì)照樣品同時(shí)放入到 DSC 油時(shí)，以比熱容和相態(tài)不受溫度影響的空氣作為參照樣本，將溫度升高至15-20 度左右，然后開始以一定的速率開始降溫，記錄各個(gè)溫度點(diǎn)原油樣品熱流密度差值，記錄并繪制熱流差值曲線。圖 2.2 中可以看出，原油的熱流曲線在和基線（參比樣品的熱流曲線）保段時(shí)間后，隨著溫度的降低，原油熱流曲線發(fā)生偏離基線時(shí)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)即點(diǎn)，此時(shí)蠟晶開始析出，析蠟潛熱開始釋放，隨著溫度進(jìn)一步降低，原油頂峰時(shí)所對(duì)應(yīng)的的溫度即為析蠟速率最大時(shí)的溫度。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE832

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2562709