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埋地式原油集输管道电伴热的计算

2025年11月24日 09:39:54      来源:皖缆集团股份有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:6

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    原油从井口到集输站的管道,通常会采用地埋方式。为了防止原油中的蜡因温度不高而产生凝结,或压降过大,可采用电伴热来维持管道中原油温度,将电伴热安装在管道外壁(安装方法参考:电伴热技术安装指导)。采用管外伴热的方式,为原油起到加热和保温的作用。在稳定传热过程中,如果不考虑油流的摩擦热,dl管段的热平衡方程为(见下图):

dl管段热平衡方程的电伴热计算式


    边界条件:l=0,Tm=T0.
    式中,Tm为混合物的温度,单位:℃;kl和kl3为流体与管壁间和管壁与土壤间的传热系数,单位:W/(m.℃);Tw为管壁的温度,单位:℃;l为从井口起算的管长,单位:m;Ts为地表温度,单位:℃;T0为井口温度,单位:℃。
原油集输管道电伴热效果
    计算条件:油流量2010t/d,含水30% ,进口油温5010℃,进口油压115MPa,管长500m ,伴热长度400m,电伴热系统为管外恒功率伴热带。

原油集输管道电伴热效果分析图表


    由上图表可见,随着电伴热强度的增加,出口油温升高,压降减小,进而改善了流体的输送特性。
多相流压力降的计算
    在稠油生产过程中,井筒内油温过低会增大抽油机负荷,造成抽油杆断脱等事故。因此,求出产液温度分布后,需要进行压力和抽油工况计算(包括悬点载荷、杆柱折算应力、扭矩和功率等)。在含水率和生产油气比不同的情况下,各种垂直气、液两相流压降的计算方法以奥齐思泽斯基(Orkiszewski)方法。井筒中产液的流动为油、气、水三相流动。由于从井底至井口,压力、温度、流体物性、流动参数及流态都在变化。所以,只能将井筒分成若干微元段,逐段求出每段的压力降,再求其总和。根据国内外的经验,对于油、气、水混和输送管道中水平多相流的压力降计算,较好的方法是Beggs2Brill方法。

 

原油集输管道电伴热

 

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