海底管道深水流动安全保障技术研究.pdfVIP

学兔兔 !O 2015年12月 海底管道深水流动安全保障技术研究 晏 妮 王晓东 胡红梅 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院， 北京 102200 摘 要 ：当前海上油田的开发逐步 向深水 区扩展，对位于高压低温深水环境 中的混输海底管道 提出了更高的要求。介绍了几种类别的海底混输管道现状，针对各种复杂流型提 出了相适应的压 降求解方法；阐述 了段塞流产生的危害及其预测和预防方法；多相流计量的精度 因为其不均匀性而 受到了影响，因此虚拟计量成为了主流发展对象。同时，低温环境可能导致生成天然气水合物而堵 塞管道 ，针对该问题提出相应的解决方法，从而保证深水中设备和海底管道的流动安全。 关键词：深水流动安全保障；多相流技术；天然气水合物；海底管道 DOI：10．3969 ．issn．1006—5539．2015．06．005 0 前言 的海底管道堵塞及渗漏，它主要集中处理因油气的不稳 随着油气资源需求的 日益增大，陆地油田的开采陆 定流动导致油 品在整个生产、处理 、运输过程中出现的 续枯竭 ，海上油田的开采范围也逐渐 由浅水区向深水 区 不经济、不安全 的运行工况。深水流动安全保障的 目 发展，但 由于深水区开采环境与陆地相比更恶劣 ，因此 ， 标 是防止水合物的产生 、石蜡和沥青质的沉积影响各 极大地增加了深水开采的难度，使油 田开发的经济效益 个部件的正常工作，并将油气的流动控制在一个稳定的 受到了很大的影响。针对该 问题 ，深水流动安全保障这 范围内，降低油气输送费用成本 ，实现安全、经济输送的 一 名词被提出。其中，多相流、深水环境 中水合物生成 目的 的控制 、相关流动安全技术等问题都需要重点探讨 ，从 而实现深水油 田的安全 、经济开发。 2 多相流技术 2．1 混输海底管道类别及其技术进展 1 深水流动安全保障的概念 由于油品产 出后所得的流体中，除原油外，还有伴 在海洋开发中，常以水深 300m为界线 ，低于 300m 生气 、水及部分杂质 的存在，从而构成了多相流 体。 的海洋开发区域为浅海开发 ，高于 300m 的海洋开发 区 根据管道 内流动介质是否一致 ，将管道划分为单相 、两 域为深海开发。由于深水是一个高压低温的环境 ，高压 相和多相流管道 。当前 国内外 已建成的混输海底管道 会使油气产品在运送过程中存在较大的阻力 ，低温容易 类别主要包括 ：气液两相流、液液两相流和油气水的气 造成蜡沉积物和生成天然气水合物堵塞海底管道 ，并且 液多相流管道等。 高静水压力的存在会产生焦耳汤姆逊效应…，使深水的 多相流体具有变化多，传质及流动不稳定 等特 环境温度进一步降低。由此可见，深水 中的环境是十分 点。因此，要根据流型的划分来选取计算公式计算流动 恶劣和复杂的，高压低温的环境给井简、设备 、海底管道 介质的能量交换及能量损失。多相流体划分 的两种 的流动安全增加了一定的难度。 方法 ： 深水流动安全保障主要涉及解决油气在流动过程 1)根据流体外观形状可分为 ：气团流、段塞流、气泡 中因水合物的产生 、石蜡和沥青质的沉积、腐蚀等造成 流、雾状流、分层光滑流、分层波浪流、环状流。 收稿 日期 ：2015—08—28 作者简介 ：晏 妮 (1990一)女，辽宁锦州人 ，硕士研究生，从事油气 田地面集输研究。 学兔兔 第 33卷 第6期 OILAND GASTRANSPORTATION AND S