中洛原油管道结蜡规律

2014-04-06李琛刘学王燕西南石油大学大庆油田设计院中国石油大学华东

油气田地面工程 2014年12期

李琛刘学王燕西南石油大学大庆油田设计院中国石油大学（华东）

中洛原油管道结蜡规律

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通过建立濮阳原油蜡沉积模型，预测不同运行工况下中洛管道沿线的结蜡厚度分布。同一运行条件下，沿着管道输送方向，管壁结蜡厚度逐渐增大，到达结蜡高峰区后逐渐减小；随着运行时间的延长，结蜡最严重处略向后方偏移。随着出站温度的降低，中洛管线内出现蜡沉积的管段逐渐增长；结蜡最严重处逐渐向出站处推移，且蜡层厚度基本相同。

中洛管道；结蜡厚度；结蜡规律；温差

长输原油管道的结蜡问题是影响管线安全经济运行的重要因素，几乎原油管道的所有安全经济问题，都直接或间接与管道内所输油品的结蜡过程和结蜡状态有关。通过建立濮阳原油蜡沉积模型，可预测不同运行工况下中洛管道沿线的结蜡厚度分布。

1 蜡沉积模型的建立

通过大量的不同油温、壁温、油壁温差、壁面剪切应力等条件下的原油结蜡实验，建立的濮阳原油的蜡沉积模型为

式中W为原油的蜡沉积速率g/(m·h)；τw为管壁处剪切应力（Pa）；μ为管壁处原油的黏度（Pa·s）；为蜡晶在原油中的溶解度，即温降1℃析出蜡晶的百分数；为管壁处原油的径向温度梯度（℃/mm）。

现场热油管道沿线油温不同，不同截面处的温度场、流场及原油流动性不同，因而蜡沉积速率和结蜡厚度也不同，而管道沿线的结蜡状态又影响到整个管道系统的热力、水力工况。在建立结蜡动力学模型的基础上，通过模拟管道沿线的流场和温度场，进行相应条件下的蜡沉积速率与结蜡厚度的计算，寻求现场条件下的管道结蜡规律。

2 管道结蜡分析

由于中洛线六个站间运行参数相差不大，故选取濮阳至滑县站间管线进行结蜡规律研究。依据现场数据，输量Q=13000t/d，取冬季平均地温，出站油温分别取54、51、48℃，从三种运行条件下管道结蜡厚度曲线可以看出：在靠近出站口的管段上由于壁温高于原油析蜡点，所以管壁处无结蜡层生成。而后沿管道输送方向，结蜡厚度逐渐增大，到达结蜡高峰区后结蜡层又逐渐减薄。这是因为，随着油流向前，油温下降，蜡分子浓度梯度有所增大，结蜡层逐渐增厚；再往后由于原油与管壁的温差进一步减小，温度梯度减小，结蜡层厚度逐渐减薄。

随着出站温度的降低，中洛管线内出现蜡沉积的管段逐渐增长；结蜡最严重处向管道出站口偏移；运行时间相同时，结蜡最严重处的蜡层厚度基本相同。

随着运行时间的延长，同一运行条件下结蜡最严重处略向后方偏移。这主要是因为，结蜡层具有保温作用，随着结蜡厚度的增大，油温升高，结蜡高峰区对应的油流温度略向后方偏移。从出站温度48℃时、运行10天后结蜡最严重处蜡沉积速率随时间的变化关系可以看出，随着运行时间的延长，运行10天后结蜡最严重处蜡沉积速率逐渐减小。这是因为随着运行时间的延长，结蜡厚度逐渐增大，油流与外界换热的热阻增大，结蜡层表面温度上升，与油流的温差减小；同时结蜡厚度的增大也使得管道壁面的剪切应力逐渐增大，从而使得蜡沉积速率逐渐减小。