原油流动保障2015-3-9-2-给克拉玛依讲

原油管道流动保障技术介绍流动保障项目组2015年3月9日22汇报提纲一、技术背景与技术需求二、技术成果简介三、工业技术应用情况

3我国在海内外所产原油80%以上为易凝高粘原油。此类原油凝点高、粘度大，常温下流动性差，造成原油管道在运行停输及清管过程中可能面临以下风险：1）运行过程中发生初凝；2）停输后发生凝管；3）清管过程中发生蜡堵。一、技术背景41）运行过程中发生初凝在管道运行过程中，特别是低输量管道，当进站温度过低、油品物性波动较大或遇到雨雪等恶劣天气时，存在进入不稳定工作区的可能，即发生初凝（压力逐渐上升流量逐渐下降），如果不及时采取措施将发生凝管。一、技术背景52）停输后发生凝管由于管道停输时间过长，沿线温降较大，造成部分管段原油呈现较强的触变性，使得管道再启动压力大于管道设计压力造成凝管。一、技术背景63）清管过程中发生蜡堵由于管道沿线结蜡量较大，或局部结蜡厚度过大，造成在管道所能承受的压力范围内无法推动清管器前行，即发生蜡堵。一、技术背景7为保证原油管道安全平稳运行，避免管道在运行、停输和清管过程中的各种风险，应做好以下几个方面工作：

一、技术需求1）原油流变机理及流变性测量原油的流动性随管道的流速、温度、压力变化过程发生很大改变，必须掌握原油流动性机理，测量原油流变特征。2）原油管输过程模拟管道输送涉及多种复杂的热力与水力过程。掌握各种输送条件下管道的热力与水力特性，必须借助管输过程模拟手段。83）降凝剂定制及工业应用传统的加热输送，须设置密集的加热站，管道建设投资大、能耗高、安全隐患多、运行灵活性差，一些低输量管道甚至无法运行，必须改善原油流动性。4）流动安全性评价要保证含蜡原油管道在安全平稳运行的基础上实现节能降耗运行，必须全面评价管道的安全状况，实现安全与能耗之间可控调节。一、技术需求99汇报提纲一、技术背景与技术需求二、技术成果简介三、工业技术应用情况

1010二、流动保障技术成果整体介绍：流动保障技术成果是依托于油气管道流动保障实验室，该实验室是“油气管道输送安全国家工程实验室”、“集团公司油气储运重点实验室”的重要组成部分。本实验室的主要作用是依托实验仪器掌握原油流变机理和原油在管输过程中的流动状态，以评价原油管道的安全状况，制定即安全又经济的输送方案；研发出新产品、新工艺以降低原油粘度和凝点，改善原油的流动特性，提高原油管输过程的安全性和经济性。1111二、流动保障技术成果技术成果一：原油流变机理及流变性测量①

流变表征体系和流变测量通过不同指标来表示原油流变的不同特性，明确了相关指标的测量方法和原油流变的影响因素；②

数学描述建立了原油随温度及流动过程变化的多个数学模型。1212二、流动保障技术成果知识产权：发明专利石油产品凝点的精确测试方法及装置石油产品倾点的精确测试方法及装置制定相关测试标准：1313二、流动保障技术成果技术成果二：原油管输过程模拟管输原油流动状态全模拟装置双管差压对比室内小型环道宝坻环道1414二、流动保障技术成果知识产权发明专利7项：实用新型专利5项：1515二、流动保障技术成果技术成果三：降凝剂定制及工业应用发明了GY2降降凝剂和纳米降凝剂，可将大庆原油凝点由33℃降至18℃，成功解决了大庆原油降凝降粘的世界性难题。2013年获得ASME全球管道奖、中国石油与化工联合会发明一等奖。

移动降凝剂注入装置1616二、流动保障技术成果知识产权：降凝剂定制及工业应用标准18项1717二、流动保障技术成果技术成果四：

流动安全性评价利用所建立的原油流动性数学模型，以及通过多级放大试验结果修正的传热、结蜡、停输再启动等模型，基于高效数值算法，开发了冷热油交替输送、间歇输送、管道结蜡预测、停输再启动、流动安全评价等软件，实现了管道各种运行工况的准确计算，评价管道的安全状况和制定即安全又经济的运行方案。1818二、流动保障技术成果知识产权：软件著作权11项1919汇报提纲一、技术背景与技术需求二、技术成果简介三、工业技术应用情况

2020三、工业技术应用情况在原油流变机理及测量、管输过程模拟、降凝剂定制机工业应用技术成果上，形成了两大工业应用技术：1）易凝高粘原油加剂改性输送技术2）原油管道流动安全评价技术2121易凝高粘原油加剂改性输送技术1、加剂改性输送技术易凝高粘原油加剂改性输送，降低了输油温度，减少了加热站，提高了安全性，应用于西部原油管道、长庆、哈中、苏丹、乍得等多条管道。2222易凝高粘原油加剂改性输送技术2、顺序输送技术通过加剂改善易凝高粘原油流动性，实现了顺序输送平稳运行，应用于东北管网，实现了俄罗斯原油和大庆原油的顺序输送；应用于西部原油管道，实现了哈萨克斯坦原油与三种国产原油的顺序输送。233、冷热油交替输送技术在同一管道输送易凝高粘原油与轻质原油时，为了维持管道的温度场，通常轻质原油也要加热，浪费能源。加剂原油的输送温度可显著降低，实现了与不加热轻质油的交替输送。应用于西部原油管道，实现了吐哈原油与其他原油的冷热油交替输送。实现了85%管输原油的不加热安全输送。易凝高粘原油加剂改性输送技术244、间歇输送技术

易凝高粘原油加剂输送显著延长了管道的安全停输时间，可实现超低输量条件下的间歇输送。应用于中朝、任京、西部管道等原油管道，保障了管道的安全灵活运行。易凝高粘原油加剂改性输送技术2525原油管道流动安全评价技术25原油管道流动安全管理现状传统方法：采用确定性方法；确定性方法不足：某些情况组合可能产生危险工况，不能全面反映管道的流动安全状况。没有考虑影响因素的不确定性，无法对管道运行的安全程度进行量化。26控制指标：进站温度高于凝点以上3℃；不足：对不同原油、不同管道、不同季节、不同输量及地温条件等，以相同的凝点3℃以上作为进站温度，其安全裕量是不同的，导致一方面大部分管道流动安全余量过大、能耗过高，另一方面对于特殊条件下的管道安全余量不足。是经验式管理模式，无法全面评价管道的安全状况，不能实现安全与能耗之间的权衡。原油管道流动安全评价技术27新的方法：不确定性方法在集成以往成果基础上，提出了一种新的流动安全管理方法--基于可靠性原油管道流动安全评价方法，该方法能够确定管道的可靠度，解决了传统方法对安全无法量化的难题。建立了配套的原油管道流动安全管理体系，形成规范的流程化的有机整体，包含：作业步骤，作业流程，标准依据和相关的原油管道工艺计算方法。流动安全精细化管理原油管道流动安全评价技术28基于可靠性原油管道流动安全管理体系-作业步骤原油管道流动安全评价技术29原油管道流动安全管理体系的作用：首次实现了管道流动安全状况的全面管理，实现了对具有不同几何尺寸、不同环境下、输送不同性质原油的管道，采用相同的标准和流程进行定量评价，进而实现了管道安全与能耗之间的定量权衡，为管道设计、运行以及维抢修资源的配置等提供技术支持，为实现管道流动安全的可控管理提供了重要的技术手段。原油管道流动安全评价技术30基于可靠性的原油管道流动安全评价软件

是一套集成以往研究成果，如原油流变性预测、结蜡分析和预测、非稳态热力水力计算等核心模块，采用基于可靠性的极限状态分析方法，对原油管道整个运行期间的流动安全状况进行全面评价的通用软件。

原油管道流动安全评价技术31软件性能：

稳定性：稳定性良好；精度：温度平均偏差小于0.3℃；效率：比数值算法效率提高了450倍。原油管道流动安全评价技术32采用基于可靠性的原油管道流动安全评价软件，对秦京线、惠宁线和庆铁三线的流动安全状况进行了评价，确定了不同管段不同月份的安全等级，对安全裕量过高的提出了降低能耗的运行方式，对安全裕量过低的提出了保证管道安全运行的流动保障措施。原油管道流动安全评价技术33结论：1、惠宁线总体上绝大多数月份安全等级较高，流动安全性较好；2、部分月份管道运行存在进入不稳定工作区的可能性，应该加强监视，如3月和4月；3、部分月份管道运行发生初凝的可能性较大，应做好抢修等必要的准备，尽量采取措施改变目前输送工艺参数，如4月份。4、部分月份安全裕量过高，存在一定的节能空间，如11月和12月。1、惠宁线流动安全评价结果惠宁线2012年CFSI评价等级站间1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月惠安堡-孙家滩111211111111孙家滩-滚泉112211111111滚泉-渠口112311111111渠口-石空122211111111原油管道流动安全评价技术342012年11月渠口、石空进站温度均降低2℃，安全等级可以接受；12月份渠口、石空进站温度均降低3℃，安全等级可以接受。(1)降低进站温度，提高经济效益惠宁线2012年11月、12月降低进站温度CFSI计算结果时间站间实际进站温度降低进站温度-1℃-2℃-3℃CFSI等级CFSI等级CFSI等级2012年11月滚泉-渠口33.28111渠口-石空31.812-2012年12月滚泉-渠口31.63111渠口-石空31.8111原油管道流动安全评价技术352012年10月份允许停输时间由32h，延长至48小时后，管线综合流动安全状况还是可以接受的。(2)延长停输时间，实现经济停输惠宁线2012年10月降低进站温度CFSI计算结果站间32h36h48hCFSI等级CFSI等级CFSI等级惠安堡-孙家滩111孙家滩-滚泉111滚泉-渠口112渠口-石空111宝坻-大兴111大兴-石楼111原油管道流动安全评价技术362012年4月渠口站进站温度提高2℃，由25℃提高到27℃，其安全等级可由3级提高到2级。(3)提高进站温度，保障流动安全惠宁线2012年4月提高进站温度后流动安全性评价结果时间站间实际进站温度提高进站温度+1℃+2℃CFSI等级CFSI等级2012年4月滚泉-渠口25.1322原油管道流动安全评价技术37结论：1、庆铁三线全线各个站间安全等级都较高，流动安全性较好；2、对停输时间较短的月份，可以适当延长停输时间，为管线全面检修争取时间；3、对进站温度较高的站间，可以适当降低进站温度，得到的经济效益显著。2、庆铁三线流动安全评价结果

庆铁三线线2013年CFSI评价等级站间1月2月3月4月5月6月7月8月林源-太阳升11111111太阳升-新庙11111111新庙-牧羊11111111牧羊-农安11111111农安-垂杨11111111垂杨-梨树11111111梨树-昌图11111111昌图-铁岭11111111原油管道流动安全评价技术382013年牧羊、垂杨进站温度均降低2℃，8月昌图进站温度降低1.5℃其安全等级可以接受。(1)降低进站温度，提高经济效益庆铁三线线降低进站温度CFSI计算结果站间实际进站温度降低进站温度-1℃-1.5℃-2℃CFSI等级CFSI等级CFSI等级新庙-牧羊2月37.37111农安-垂杨5月35.05112梨树-昌图8月33.5912-原油管道流动安全评价技术392013年3月份允许停输时间由20h，延长至36小时后，管线综合流动安全状况是可以接受的。(2)延长停输时间，实现经济停输庆铁三线线2013年3月降低延长停输时间CFSI计算结果站间20h28h36hCFSI等级CFSI等级CFSI等级林源-太阳升111太阳升-新庙111新庙-牧羊111牧羊-农安111农安-垂杨111垂杨-梨树111梨树-昌图112昌图-铁岭111原油管道流动安全评价技术40结论：1、秦京线2013年全年安全等级较高，管道运行进入不稳定工作区和停输后再启动困难的概率很小，流动安全性较好，存在一定的节能降耗运行空间；2、部分月份管道运行存在进入不稳定工作区的可能性，应该加强监视，如4月和7月。秦京线2013年流动安全性评价等级站间1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月秦皇岛-昌黎111211211111昌黎-迁安111211211111迁安-丰润212221111111丰润-宝坻111111111111宝坻-大兴131111111111大兴-石楼1