原油是 重要的戰略物資和寶貴能源。不銹鋼齒輪油泵原油管道運輸業(yè)在我國以及世界的經(jīng)濟發(fā)展中都發(fā)揮著(zhù) 重要的作用,因此不銹鋼齒輪油泵原油管道的輸送 和輸送技術(shù)是管道工作者 要研究解決的一個(gè)重要問(wèn)題。
一、原油輸送管道的介質(zhì)流動(dòng)機理
當液體在管道中流動(dòng)的時(shí)候,由于液體分子之間和液體分子與管壁之間發(fā)生相對運動(dòng),就會(huì )出現流動(dòng)阻力。與管道壁面接觸的流體分子在管壁摩擦阻力下速度急劇下降,由于流體分子間的相對運動(dòng)致使管道的液體輸送變成剪切流動(dòng)。隨著(zhù)流體與管壁的距離的增加,所產(chǎn)生的流速也會(huì )逐步加大,因此流體本身的物理性質(zhì)和管道內壁的光滑度是決定輸油量大小的主要因素。因此 原油管道的輸送性能和原油本身的性質(zhì)就能達到減阻增輸的目的。我國的原油多為“高凝固點(diǎn)、高含蠟、高膠質(zhì)瀝青質(zhì)”的“三高”原油,其特點(diǎn)是流動(dòng)性能差,往往是需要加溫加壓輸送。
二、油氣管道輸送的技術(shù)
1、加熱偷送工藝
對于“高凝固點(diǎn)、高含蠟、高膠質(zhì)瀝青質(zhì)”的“三高”原油來(lái)說(shuō),一般采用加劑加熱加壓的輸油工藝,在輸送過(guò)程中通過(guò)對油溫的提高來(lái)降低原油的凝固點(diǎn)和粘度,減小不銹鋼齒輪油泵管道在輸送時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力;同時(shí)將油流的溫度保持在高于原油凝點(diǎn)3~5℃以上,這樣能夠地防止凝管事故的發(fā)生。在油氣管道沿線(xiàn)處可以設置加熱站,利用管道保溫和埋地保溫的方式來(lái)減小軸向溫降,避兔原油的粘度增大而造成管道摩擦阻力的增加。對于加熱輸送工藝來(lái)說(shuō),加熱原油所需要的燃料費用以及不銹鋼齒輪油泵送原油時(shí)所需要的電力費用之和是評價(jià)該工藝的重要指標在優(yōu)化技術(shù)中,可采用“先爐后泵”的工藝流程,提高不銹鋼齒輪油泵的運行效率,降低動(dòng)力費用。對加熱爐的結構進(jìn)行改造地利用余熱來(lái)提高熱效率。在輸油設備上采用熱媒爐、熱管加熱爐以及節能型不銹鋼齒輪油泵等這些 設備,來(lái)減少油電方面的消耗和降低輸油的成本。
2、改質(zhì)偷送
所謂的改質(zhì)就是將原油進(jìn)行脫蠟、熱裂化、脫瀝青以及加氫裂化等一系列的煉制加工來(lái)改變原有的化學(xué)成分, 其流動(dòng)性,并且能夠將輕餾分油的含量提高,加強油氣長(cháng)輸管道的操作彈性。通過(guò)改質(zhì)后生成的輕質(zhì)油不僅使組分稀釋?zhuān)瑫r(shí)還能因為分子量的變小使蒸氣壓變大,增大管道的輸送量對于高含蠟原油來(lái)說(shuō), 加適合于脫蠟法,將原來(lái)的高含蠟原油與脫蠟后原油進(jìn)行棍合能夠實(shí)現低溫輸送。由于這種方法需要安裝一套加工的裝置,成本花費上比較高,但是其前景還是比較被看好的。
3、加劑偷送
加劑輸送就是利用添加化學(xué)劑對原油的流動(dòng)性進(jìn)行地 ,在加劑輸送中,對于長(cháng)輸不銹鋼齒輪油泵管道來(lái)說(shuō),剪切對原油流動(dòng)性的積累影響非常顯著(zhù),利用對管道輸送的剪切以及熱力條件進(jìn)行模擬以后,能夠地掌握和控制獲得添加劑的原油的流動(dòng)性變化,其中我國的魏-荊輸油管道就是采用加熱加劑的方式來(lái)進(jìn)行輸送的。對于原油的凝點(diǎn)降低可以采用添加降凝劑,在原油進(jìn)行改性以后,所含的析蠟溫度保持不變,所以在輸油管道運行溫度降低的時(shí)候,便會(huì )有 多的膠質(zhì)、蠟以及瀝青質(zhì)析出,將凝油或者其他的雜物一起粘附在輸管道的內壁上,不僅降低了傳熱的系數,同時(shí)又減少了管道的輸送截面,與低輸量管道的運行的要求正好符合,對于原油的流速的提高以及散熱的減少損失有利。相對于大輸量的管道,流通面積的減少就會(huì )造成流動(dòng)阻力的增加,需要進(jìn)行定時(shí)清管。在工業(yè)運用的時(shí)候,含蠟原油對于降凝劑的選擇非常的嚴格,在選擇的時(shí)候可以通過(guò)對不同的兩種或者是多種降凝劑進(jìn)行復配,從而擴大它的使用范圍,達到 的降凝效果。同時(shí)還可以使用降粘劑、減阻劑、乳化劑以及稀釋劑來(lái)對于原油的輸送技術(shù)進(jìn)行 。
4、 氣的飽和偷送
氣飽和輸送是針對于油田在較高壓力下進(jìn)行的油氣分離,通過(guò)使 氣當中的一部分溶解在原油中,來(lái)降低原油中的粘度以及減少管輸摩阻的一種方法,為了避兔將 氣從原油中分離出來(lái),在不銹鋼齒輪油泵管道輸送的過(guò)程中要將輸油管道、設備的壓力與分離壓力相等或者高于分離壓力。通過(guò)在實(shí)踐中發(fā)現,在等溫輸送高粘原油的時(shí)候采用這種方法 加地。
5、輕質(zhì)原油稀釋偷送
輕質(zhì)原油稀釋的輸送技術(shù)的主要原理就是按照稠油和輕質(zhì)油的配比進(jìn)行稀釋輸送,通過(guò)在原油加入適當的輕質(zhì)油作為稀釋劑,使原油的粘度降低下降,摩阻減小,流動(dòng)性增加,從而可以達到降粘增輸的目的,當稀釋的比例和棍合的溫度在選擇得當的時(shí)候就可以地提高輸油量,達不到減阻增輸的效果。目前該技術(shù)也已在我國輸油管道中廣泛的應用。
對于不銹鋼齒輪油泵油氣管道的輸送性能的技術(shù)還有很多,比如液體彈性波輸送、低粘液環(huán)輸送、旋流輸送、磁性液體粘性減阻輸送、避兔振動(dòng)減阻輸送、仿生非光滑表面減阻輸送以及物理場(chǎng)處理輸送等等方法都為管道在清蠟、防垢以及減阻增輸提供了 多的新工藝,對管道流體的輸送以及控制,都是非常重要的。
對于我國目前油氣管道的建設而言,還有很多地方需要進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)怎樣才能使我國的輸油技術(shù)達到一個(gè) 高的水平,對于油氣工業(yè)來(lái)說(shuō)也是一個(gè)巨大的挑戰,不僅僅在設備上要進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)對于輸送技術(shù)上還要進(jìn)行不斷地創(chuàng )新,從每一個(gè)細小的環(huán)節著(zhù)手,加強我國油氣工業(yè)的建設,推進(jìn)經(jīng)濟和社會(huì )的向前發(fā)展。