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埋地式原油集輸管道電伴熱的計算

信息22來源:收集整理 浏覽次數:2677 發布時間:2017-01-23

    原油從井口到集輸站的管道,通常會采用地埋方式。為了防止原油中的蠟因溫度不高而産生凝結,或壓降過大,可采用電伴熱來維持管道中原油溫度,将電伴熱安裝在管道外壁(安裝方法參考:電伴熱技術安裝指導)。采用管外伴熱的方式,為原油起到加熱和保溫的作用。在穩定傳熱過程中,如果不考慮油流的摩擦熱,dl管段的熱平衡方程為(見下圖):

dl管段熱平衡方程的電伴熱計算式


    邊界條件:l=0,Tm=T0.
    式中,Tm為混合物的溫度,單位:℃;kl和kl3為流體與管壁間和管壁與土壤間的傳熱系數,單位:W/(m.℃);Tw為管壁的溫度,單位:℃;l為從井口起算的管長,單位:m;Ts為地表溫度,單位:℃;T0為井口溫度,單位:℃。
原油集輸管道電伴熱效果
    計算條件:油流量2010t/d,含水30% ,進口油溫5010℃,進口油壓115MPa,管長500m ,伴熱長度400m,電伴熱系統為管外恒功率伴熱帶。

原油集輸管道電伴熱效果分析圖表


    由上圖表可見,随着電伴熱強度的增加,出口油溫升高,壓降減小,進而改善了流體的輸送特性。
多相流壓力降的計算
    在稠油生産過程中,井筒内油溫過低會增大抽油機負荷,造成抽油杆斷脫等事故。因此,求出産液溫度分布後,需要進行壓力和抽油工況計算(包括懸點載荷、杆柱折算應力、最大扭矩和功率等)。在含水率和生産油氣比不同的情況下,各種垂直氣、液兩相流壓降的計算方法以奧齊思澤斯基(Orkiszewski)方法最佳。井筒中産液的流動為油、氣、水三相流動。由于從井底至井口,壓力、溫度、流體物性、流動參數及流态都在變化。所以,隻能将井筒分成若幹微元段,逐段求出每段的壓力降,再求其總和。根據國内外的經驗,對于油、氣、水混和輸送管道中水平多相流的壓力降計算,較好的方法是Beggs2Brill方法。

 

原油集輸管道電伴熱