探析原油管道投產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題與對(duì)策

摘 要：針對(duì)原油管道投產(chǎn)過(guò)程中的各種類(lèi)型問(wèn)題，本次研究結(jié)合我國(guó)原油管道的投產(chǎn)現(xiàn)狀，首先對(duì)原油管道的投產(chǎn)方式及相關(guān)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單研究，在此基礎(chǔ)上，對(duì)原油管道投產(chǎn)過(guò)程中的各種問(wèn)題進(jìn)行全面分析，并提出問(wèn)題的解決措施，為保障我國(guó)原油管道投產(chǎn)的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。研究表明：針對(duì)不同的原油類(lèi)型，需要采用不同的原油管道投產(chǎn)方式，并需要對(duì)投產(chǎn)過(guò)程中的各種環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，在投產(chǎn)過(guò)程中非常容易出現(xiàn)全線無(wú)流量、高點(diǎn)流速計(jì)算異常、末站無(wú)排氣以及混油量大等一系列的問(wèn)題，需要根據(jù)問(wèn)題的不同采取不同的措施，全面保障原油管道投產(chǎn)順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：原油管道;投產(chǎn)過(guò)程;投產(chǎn)方式;問(wèn)題;對(duì)策

0 前言

在原油管道建設(shè)完成以后，需要對(duì)其進(jìn)行投產(chǎn)運(yùn)行，根據(jù)原油性質(zhì)的不同，管道投產(chǎn)運(yùn)行的方式也存在一定的差別，但是無(wú)論采取何種類(lèi)型的投產(chǎn)運(yùn)行方式，都需要保障投產(chǎn)運(yùn)行的合理性以及穩(wěn)定性，并需要全面防止出現(xiàn)各種類(lèi)型的問(wèn)題[1]。如果原油管道的投產(chǎn)運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，不但會(huì)影響投產(chǎn)運(yùn)行的效率，還會(huì)對(duì)后續(xù)管道的正常運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

針對(duì)此問(wèn)題，本次研究主要是對(duì)原油管道的投產(chǎn)方式以及過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，對(duì)投產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入研究，并提出問(wèn)題的解決措施，為保障原油管道投產(chǎn)運(yùn)行的合理進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

1 原油管道投產(chǎn)方式及過(guò)程

在原油管道投產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)管道內(nèi)原油性質(zhì)以及管道運(yùn)行條件的不同，可以選擇的原油管道投產(chǎn)運(yùn)行方式也存在嚴(yán)重的區(qū)別，對(duì)目前常見(jiàn)的管道投產(chǎn)運(yùn)行方式進(jìn)行全面的分析可以發(fā)現(xiàn)，目前常見(jiàn)的投產(chǎn)運(yùn)行方式主要可以分為三種類(lèi)型，分別是注水投產(chǎn)運(yùn)行、氮?dú)馔懂a(chǎn)運(yùn)行以及投油投產(chǎn)運(yùn)行[2]。

在三種投產(chǎn)運(yùn)行方式中，投油投產(chǎn)運(yùn)行的方式較為先進(jìn)，目前我國(guó)大多數(shù)的原油管道都采用了該種方式進(jìn)行原油管道的投產(chǎn)運(yùn)行，我國(guó)對(duì)該種方法進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，相關(guān)企業(yè)已經(jīng)具備了充足的經(jīng)驗(yàn)。但是我國(guó)在原油管道投產(chǎn)運(yùn)行方面的研究起步相對(duì)較晚，所以目前最常見(jiàn)的投產(chǎn)運(yùn)行方式仍然以油頂水的方式為主，油頂水的投產(chǎn)運(yùn)行方式步驟為：①向管道內(nèi)注水，使得整個(gè)原油管道都被水充滿(mǎn);②對(duì)管道的性能進(jìn)行全面的測(cè)試，確保管道已經(jīng)達(dá)到了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求;③向管道內(nèi)注入原油，使用原油將管道內(nèi)的水資源全部頂替出管道，進(jìn)而可以完成整個(gè)油頂水投產(chǎn)運(yùn)行方式的所有步驟。盡管我國(guó)在該種類(lèi)型投產(chǎn)運(yùn)行方式方面經(jīng)驗(yàn)較為豐富，但是如果管道處于水資源較為短缺的西部區(qū)域，則該種方式的應(yīng)用并不現(xiàn)實(shí)，這主要是因?yàn)樵摲N方式的投資成本相對(duì)較高，也需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間，同時(shí)，在使用該種方式的過(guò)程中，被頂替出管道的水資源并不能直接排放，這主要是因?yàn)樗Y源中混合有大量的原油，如果直接排放會(huì)對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問(wèn)題[3]。因此，在選擇原油管道投產(chǎn)運(yùn)行方式的過(guò)程中，還需要對(duì)原油管道所處的地理位置進(jìn)行全面的考慮，對(duì)管道的實(shí)際情況進(jìn)行充分的調(diào)研，以此確保投產(chǎn)運(yùn)行方式的應(yīng)用效率，降低投產(chǎn)運(yùn)行的成本，此時(shí)才能全面確保投產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)濟(jì)化以及生態(tài)化。

2 原油管道投產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及對(duì)策研究

2.1 全線無(wú)流量

所謂的全線無(wú)流量主要指的是在原油管道投產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，各個(gè)站場(chǎng)中的流量計(jì)都沒(méi)有示數(shù)，這使得工作人員無(wú)法通過(guò)儀表了解管道內(nèi)液體的流動(dòng)情況。針對(duì)此問(wèn)題，工作人員主要可以通過(guò)三種方式對(duì)管道內(nèi)的流量進(jìn)行全面的控制：①在進(jìn)行投產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，可以使用泵的特性曲線對(duì)流量進(jìn)行估算，并通過(guò)儲(chǔ)罐中的液位變化情況對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行校核，但是如果輸油管道沿線存在兩臺(tái)輸油泵，則使用該種方法的誤差相對(duì)較大，該種方法并不適用;②可以通過(guò)對(duì)清管器的運(yùn)行速度進(jìn)行全面的分析師，進(jìn)而對(duì)上一段管道中的輸量狀況進(jìn)行判斷，該種方法在使用的過(guò)程中也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整;③在原油管道投產(chǎn)運(yùn)行以后，如果管道中產(chǎn)生了兩個(gè)壓力遠(yuǎn)傳點(diǎn)，此時(shí)就可以判斷管道內(nèi)的原油正處于滿(mǎn)流狀態(tài)，此時(shí)工作人員可以在清管器所處位置處以及儲(chǔ)罐位置處建立流量，對(duì)管道沿線的摩阻進(jìn)行全面的計(jì)算，以便對(duì)管道的輸量進(jìn)行全面的調(diào)整。例如通過(guò)清管器位置處或者儲(chǔ)罐位置處的流量為500m3/h，在管道首末站位置處的摩阻壓降為1.5MPa，如果首末站位置處的摩阻壓降高于1.5MPa，此時(shí)管道內(nèi)的流量將會(huì)大于500m3/h。通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行原油管道投產(chǎn)的過(guò)程中，工作人員不能依靠出站的壓力對(duì)出站的流量進(jìn)行控制，這主要是因?yàn)閴毫€與高程的變化情況具有一定的聯(lián)系。

2.2 高點(diǎn)流速計(jì)算異常

在原油管道投產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，當(dāng)水頭或者油頭處于高點(diǎn)位置處時(shí)，將會(huì)處于自流的狀態(tài)，在經(jīng)過(guò)高點(diǎn)位置處以后，根據(jù)落差的不同，可以將流體的流動(dòng)狀態(tài)分為兩種類(lèi)型，分別是半管流以及段塞流，在經(jīng)過(guò)高點(diǎn)位置處以后，無(wú)論流體處于何種流態(tài)，都會(huì)加速然后進(jìn)入到勻速的狀態(tài)，在流體在通過(guò)最高點(diǎn)位置處以后，流體所受的重力將會(huì)大于管道內(nèi)的摩擦力，流體將會(huì)向下加速，流體的速度會(huì)不斷的增加，此時(shí)流體與管道之間的摩擦力也會(huì)不斷的增大，當(dāng)流體所受的重力與摩擦力相等以后，流體將會(huì)處于勻速的狀態(tài)。例如某管道的水頭在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)位置處以后，管道的傾角達(dá)到了0.62度，管道內(nèi)的流體將會(huì)處于自流的狀態(tài)，此時(shí)可以判斷清管器在經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)位置處以后，其速度可以達(dá)到之前速度的1.5倍，根據(jù)清管器的速度變化情況，工作人員可以做好排氣以及收球的準(zhǔn)備工作。

2.3 末站無(wú)排氣

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工作經(jīng)驗(yàn)可以得知，在水頭經(jīng)過(guò)最后一個(gè)高點(diǎn)位置以后，末站就可以做好管道的排氣工作，但是在水頭經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)一直到末站見(jiàn)水的過(guò)程中，末站都沒(méi)有排氣現(xiàn)象，在末站有少量的水排出以后，末站又產(chǎn)生了大量的排氣現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)對(duì)管道進(jìn)行全面的分析發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的水頭已經(jīng)進(jìn)入到了末站，這主要是因?yàn)楣艿姥鼐€位置處存在較長(zhǎng)距離的穿越，穿越位置處管道呈現(xiàn)出U型結(jié)構(gòu)，在管道充水以后，大量的水資源處于管道的低洼位置處，進(jìn)而形成了一種局部的水柱，嚴(yán)重阻礙了氣流的排放。管道內(nèi)進(jìn)入大量的水資源以后，會(huì)對(duì)氣體產(chǎn)生嚴(yán)重的壓縮，此時(shí)水柱將會(huì)被推動(dòng)到管道落差較大的位置處，在整個(gè)U型結(jié)構(gòu)的出口位置處產(chǎn)生水柱，如果管道上游位置處的壓力相對(duì)較大，則可以刻骨這種水柱的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致在末站位置處不存在排氣的現(xiàn)象。

2.4 混油量大

在油頭進(jìn)入到末站位置處以后，末站接收到的液體中混油量相對(duì)較大，在投油運(yùn)行的過(guò)程中，并不存在停輸現(xiàn)象，因此，不存在停輸?shù)挠绊憜?wèn)題。產(chǎn)生該種問(wèn)題的原因主要是在液體經(jīng)過(guò)管道最高點(diǎn)位置處以后，存在嚴(yán)重的不滿(mǎn)流問(wèn)題，在管道的上段位置處為空化段，該段中的流體將會(huì)從正壓區(qū)域向負(fù)壓區(qū)域流動(dòng)，流體的穩(wěn)定性較差，進(jìn)而產(chǎn)生了空化現(xiàn)象，在管道的中段位置處屬于加速段，管道的上段和下段位置正好相反，流體將會(huì)從負(fù)壓區(qū)域向正壓區(qū)域流動(dòng)，此時(shí)管道內(nèi)液體的翻滾現(xiàn)象較為嚴(yán)重，消耗的能量相對(duì)較多，在混油段經(jīng)過(guò)高點(diǎn)位置處以后會(huì)進(jìn)行加速，然后才勻速流動(dòng)，在滿(mǎn)流段位置處將會(huì)產(chǎn)生減速現(xiàn)象，在流體翻滾的過(guò)程相當(dāng)于對(duì)流體進(jìn)行嚴(yán)重的攪拌，進(jìn)而使得管道內(nèi)流體的混油量逐漸的增加。

3 結(jié)論

通過(guò)本次研究可以發(fā)現(xiàn)，在原油管道正式運(yùn)行之前，對(duì)其進(jìn)行投產(chǎn)實(shí)驗(yàn)十分重要，目前常見(jiàn)的投產(chǎn)運(yùn)行方式主要可以分為三種類(lèi)型，分別是注水投產(chǎn)運(yùn)行、氮?dú)馔懂a(chǎn)運(yùn)行以及投油投產(chǎn)運(yùn)行，投產(chǎn)運(yùn)行最常見(jiàn)的問(wèn)題為全線無(wú)流量、高點(diǎn)流速計(jì)算異常、末站無(wú)排氣以及混油量大，工作人員需要根據(jù)問(wèn)題出現(xiàn)的原因，分別采取有效措施，全面保障投產(chǎn)運(yùn)行的順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[3]于宏慶.原油長(zhǎng)輸管道密閉輸送常見(jiàn)問(wèn)題及解決對(duì)策[J].化工管理，2014（02）：41.

作者簡(jiǎn)介：

劉?。?983- ），男，河北保定人，工程師，從事長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行管理工作。