發(fā)布時間：2020-08-13 16:14

【摘要】：我國海洋油田所產(chǎn)原油多為含蠟原油,海底管道在正常生產(chǎn)停輸或清管作業(yè)中面臨較高的堵塞風(fēng)險。相比開孔、注劑等傳統(tǒng)解堵方式,直接電加熱(Direct Electrical Heating,DEH)技術(shù)可大幅節(jié)省解堵時間和成本,有望成為處理海底管道蠟堵事故的高效、便捷的應(yīng)急手段。本文對海底管道在DEH應(yīng)急解堵中的相變過程及傳熱規(guī)律進行了較全面的研究,論證了DEH方法用于疏通海底蠟堵管道的可行性、高效性與經(jīng)濟性,可為我國海底管道蠟堵事故的應(yīng)急搶險提供理論參照。設(shè)計、搭建了海底含蠟原油管道DEH解堵實驗平臺,開展了1300A電流下含蠟量分別為20%、35%、50%和100%含蠟量下電流分別為1300A、1100A和900A共6組實驗。結(jié)果表明蠟堵熔化中液相分率的上升速率近似與含蠟量成反比、與加熱電流成正比,同時由于固液界面的下降,測溫?zé)犭娕疾荒芎芎玫牟蹲较嘧冞^程中的溫度不變現(xiàn)象,溫度反而出現(xiàn)突躍。冷卻凝固時間遠長于加熱熔化時間,使DEH技術(shù)具備用于海管多段接力解堵的可行性。6組實驗整體規(guī)律性良好,驗證了DEH解堵原理和本實驗平臺的科學(xué)性。建立了海底含蠟原油管道DEH解堵過程的物理模型和數(shù)學(xué)模型,利用FLUENT軟件模擬了管內(nèi)蠟堵的流動傳熱過程,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)從液相分率變化、蠟堵形態(tài)變化兩方面對該數(shù)值模型進行了驗證�；阡摴鼙谧罡甙踩珳囟鹊南拗�,從提高海上作業(yè)時效性和經(jīng)濟性的角度,研究了直接電加熱解堵的最大安全功率、高效解堵分率、高效解堵時間、最低解堵費用等工程關(guān)注的安全經(jīng)濟問題,并與常用管道直徑(152.4mm~813mm)之間建立了數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)。以文昌8-3油田海底管道局部蠟堵事故為例,完成了DEH解堵的工程方案研究。結(jié)果表明,電源輸出功率在2000kW時,1.1km長度單程管段高效解堵時間約3.33h,解堵成本約47.93萬元,整條海底管道解堵總成本約為240萬元。
【學(xué)位授予單位】：北京石油化工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE973.92

【參考文獻】

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本文編號：2792228