海底混输管道简单管网流动保障动态分析

［ 关键 词］流动保障：海底 管道 ；多相流；数值模 拟；段塞
流 动 保 障 的含 义 是 “ 各 种 环 境 条 件 下 ，在 在 整 个 油 田开 发 期 内 ，将 石 油 经 济 地 开采 出来 并输 送 至 处理 设 施 ” 。该 理 论最 早 于 １ ９ 年 Ｄｅｐ ｔｒ ９２ ｅｓ ａ 合 作 组 织 （ 多个 石 油 生 产 及 服 务 公 司 组 成 ）提 由 出 ，其 背 景 是 墨 西 哥 湾 深 海 油 田在 生产 中遇 到严 峻 的技 术 挑 战【。本文 以国外 某油 田为例 ，研 究海 １ 】 底 混输 管道 简单 管 网 的流 动保 障 问题 。 ｌ 目概 况 项 本 项 目涉 及 三 条海 底 混输 管道 ，三 条 管道 组 成 一个 支状 管 网，一 条管 线将 Ａ油 田的流 体 ，经 由 水 下三 通 （ Ｉ ． ＴＥ Ｉ Ｎ）输送 至 中心 平 台Ｃ 台上 进行 平 处 理 ，另 一 条管 线将 Ｂ 田的流体 输送 至 水 下三通 油 （ Ｉ． ＴＥ Ｉ Ｎ）处 ，与 来 ｆＡ油 田流体 混合 后 一 同输送 ｌ
４０３ ６９５
６５ ．
１ ４ ０ ０ ０ ．０２
５３４ ５５８
０１ ．
２ ０ ００ ０ ．０２
１ １４ ３ ０ ４ ８
建 立 一个 由三 条 海 管 组成 的支 状 管 网模 型 ，使 用 国 际主流 的管 道动 态模拟 软 件Ｏ Ｇ Ｌ Ａ进 行模 拟 。模 拟 时间 为１ｈ ０ 。通过 对流 型 、入 口压力 、出 口气 ／ 液 流 速 、 出 口段 塞 量 和 出 口液 流 量 的计 算 分析 ，指
３ 动态模拟结果及分析
因静 态 模 拟 没有 时 间变 化 的概 念 ，不 足 以反 映 管道 真 实 状 态 ，因 此本 文根 据 已知 的基 础 条 件
管线长度 （ ｍ ｋ）
管 径 （ ｎ ｉ） 绝对粗糙度 （ ） ｍ
质 量 流 量 （ ｇ ｈ ｋ／ ）
７２ ．
１ ４ ０００ ．０２
第６ 期
王彦瑞 等 海底混输管 道简单管 网流动保 障动态 分析
一 — ２
：二 二 二
一 ● ＯｎＩ 惭
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， 口 ． １＆… ● －… ＇ ｔ ３ ～
１７ ｋ ａ ０ ０ Ｐ Ａ有 较 大 幅 度 波 动 ， 波 动 范 围在 ２ ０ Ｐ ０ｋ ａ 左 右 。 产 生波 动 的 原 因可 能 是 由于 水 下 三通 的 汇 流 ，造 成 流 量 的 急剧 增 加 ，气 体 流 速 增 大 ，高 速 的气 体 使 气 液 分 界面 处产 生波 浪 ，并 且 使 液 体 与 管 道 上 部 管 壁 接 触 ， 形 成 段 塞 。流 动 状 态 不 稳 定 ，致使 入 口压 力不稳 定 。
０． ００１ ００ ５
Ｐｏａｅ ｒ ｐ ｎ
０ ０ ０ ０ ．００１
０ ０ ０ ０ ．００１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
０ ０ ０ ０１ ．００
ＮＰ０２４ Ｂ ［］ ４
ＮＰＯ３３ Ｂ ［］ ５
０ ０ ０ ４ ．０ １８
０ ０ ０ ０ ．０ ３６
０ ０ ０ ５ ．０１１
０ ０ ０ １ ．０３０
０００５ ．０１０
［ 要］以 国外某油田开发 工程海底混输管道管 网为例 ，利用０ Ｇ ． 瞬态模拟软件 ，对管道沿程 流体流型、管网出 口液流 摘 ＬＡ６２
量的 变 、 塞形成以及 出口气液流速变化情 况等进行流动保 障分析研 究，指导下游段塞 流捕集器 、 化 段 转输 泵等产品的设计 ，
为整个项 目提供啦 术支持 。
２ 一 ■ 论文广场 ０
一
２ ２ 第１ 石１ 化 ５备 ０ 和 工卷 油年 设
海底混输管道简单管网流动保障动态分析
王彦瑞 ‘ ，王东’ ，周建 ，王磊 ，赵轶 ，荆文明
（． １ 海洋石油工程股份有限公司 ， 天津 ３ ０ ５ ） ０４ １ （． ２ 中法渤海地质服务有限公司 ， 天津 ３ ４ １ ∞ ５）
出 口压 力 （Ｐ Ａ ｋａ ） 进 口温 度 （ ） ℃ ６ ． ２３ ６ ． ０９
８ ０ ００
导下游 段 塞流捕 集器 、转输 泵等 产 品 的设计 。
３１ ．流型分析
表２ 流体的组分参数
作者简介 ：王彦瑞 （９ １ １ ８ 一）。男，黑龙江人 ，本科 ，学士，
工程 师。现从 事海洋石油平 台及海底管道 的工 艺设计工作。
其 中：
Ｎ ｍ ａｅ
ＮＰ０２４ Ｂ ［］ ４ ＊
Ｍ Ｗ
１３ ８
Ｌ ｑ Ｄ ｎ ｉ ｙ ［ｇ ｍ］ ｉ ｅ ｓｔ ｋ ／
８９５ ４ ．
ＮＰ０３３ Ｂ ［］ ５ ＊ ＮＰ０５４ Ｂ ［］ １． Ｎ Ｐ ０６ １ｃ Ｂ ［］ １， ｌ Ｎ Ｐ ０ ７ １ Ｂ ［］ ４ ．
到Ｃ平 台上进 行 处理 。
Ｈ０ ２ Ｍｔａｅ ｅ ｈ ｎ
Ｅｔ ｎｅ ｈａ
０ ９ ８ ０ ．９ ０ ４ ０ ０ ０ ７ ．０ ５９
０． ００ ５ ０ ０１
０ ９ ７ ９ ．９ ９ ４ ０ ０ ０ ７ ．０５０
０． ００１ ００ ５
０ ９ ７ ９ ．９９８ ０００７ ．０５４
２７ ７ ４５ ６ ５６ ８ ７８ ５
９３８ ０ ． ９８５ ７ ． ｌ １． Ｏ ５９ １６ ． Ｏ １３
２基 础 数 据 管 道 参 数及 流 体 参数 如表 １ 所示 ，流体 的组分 参 数如表 ２ 示 。 所
表 １ 管道及流体参数
Ａ Ｔ Ｅ Ｉ 至 Ｉ－Ｎ Ｂ Ｔ Ｅ Ｉ Ｔ Ｅ Ｉ至 Ｃ 至 Ｉ－ Ｎ Ｉ－Ｎ
００００ ．０３８
Ｎ Ｐ ０ ５ ４ Ｂ ［］ １ ’ ＮＰ０６ １ Ｂ ［］ １ ‘ ＮＰ０７ １ Ａ ］４’ Ｅ
０ ０ ０ ２ ．０ ５ ５ ０ ０ ０ ３ ．０３７ ０ ０ ０ ８ ．０ ０ １
０ ０ ０ ３ ．０５３ ０００４ ．０３２ ０ ０ ０ ８ ．００２
０００２ ．０５９ ００ ０４ ．０３０ ０ ０ ０ ８ ．００２