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西部原油管道是目前我国输送工艺和运行方式最复杂的长距离原油管道,其中包括一些我国原油管道史上罕见的技术难题,例如具有超长站间距的加热输送管道的低输量运行,长距离同沟敷设的常温输送成品油管道对热原油管道油温的影响,因玉门站全分输而造成下游管道处于经常性停输的运行状态,以及多种原油的长距离顺序输送等。本文针对前三个问题进行了重点研究。
设计阶段通过定量管输模拟试验及停输再启动模拟实验,得出间距最大、地温较低的玉门-张掖站间冬季采用55℃加剂改性处理而不增设中间加热站可安全运行的结论,节省了增设4个中间加热站的投资和运行费用。通过本研究成果的应用,在1541km的干线管道上实现了多批次不同品种原油的降凝剂改性顺序输送,并且根据大量现场实测的原油及改性原油物性数据,统计了西部原油管道管输原油的物性变化规律和管输过程中降凝剂改性原油的流动性变化规律。研究表明,西部原油管道管输原油的物性变化很大,生产运行中应加以充分考虑;输送过程中加剂原油的凝点有反弹,但剪切的影响小于重复加热;一定范围内的重复加热可使加剂原油凝点大幅上升,凝点甚至可高于首站来油凝点;重复加热对降凝剂改性原油流动性的影响与重复加热前原油的温度有关。通过现场实测和相应管输模拟试验结果的对比,再次验证了改性原油管输模拟试验方法的可靠性。
首次采用数值模拟方法研究了成品油管道对稳态运行热原油管道和冷热原油顺序输送管道油温的影响,以及该影响与两管间距、管道埋深、土壤物性、输量、原油出站温度等诸因素的关系。计算表明,当管间距1.2m以上时,成品油管道对同沟敷设原油管道油温的影响较小。
西部原油管道所输吐哈油在玉门站全分输造成下游管段处于经常性停输的运行状态。通过将频繁停输中的非稳态过程类比于管道预热投产过程,近似确定了玉门-兰州管段停输前的土壤温度场初始条件,为热油管道频繁停输再启动研究提供了一种简化的可行处理方法,为今后深入研究打下了基础。
以上主要研究成果大多已应用于西部原油管道的建设和运行。