[油气储运]探析原油管道投产过程中存在的问题与对策

本文发表于《中国化工贸易·中旬刊》 2020年7期

摘 要：针对原油管道投产过程中的各种类型问题，本次研究结合我国原油管道的投产现状，首先对原油管道的投产方式及相关过程进行简单研究，在此基础上，对原油管道投产过程中的各种问题进行全面分析，并提出问题的解决措施，为保障我国原油管道投产的顺利进行奠定基础。研究表明：针对不同的原油类型，需要采用不同的原油管道投产方式，并需要对投产过程中的各种环节进行严密的监控，在投产过程中非常容易出现全线无流量、高点流速计算异常、末站无排气以及混油量大等一系列的问题，需要根据问题的不同采取不同的措施，全面保障原油管道投产顺利进行。

关键词：原油管道;投产过程;投产方式;问题;对策

0 前言

在原油管道建设完成以后，需要对其进行投产运行，根据原油性质的不同，管道投产运行的方式也存在一定的差别，但是无论采取何种类型的投产运行方式，都需要保障投产运行的合理性以及稳定性，并需要全面防止出现各种类型的问题[1]。如果原油管道的投产运行出现问题，不但会影响投产运行的效率，还会对后续管道的正常运行产生严重的影响。

针对此问题，本次研究主要是对原油管道的投产方式以及过程进行简单的分析，对投产运行过程中可能会出现的问题进行深入研究，并提出问题的解决措施，为保障原油管道投产运行的合理进行奠定基础。

1 原油管道投产方式及过程

在原油管道投产运行的过程中，根据管道内原油性质以及管道运行条件的不同，可以选择的原油管道投产运行方式也存在严重的区别，对目前常见的管道投产运行方式进行全面的分析可以发现，目前常见的投产运行方式主要可以分为三种类型，分别是注水投产运行、氮气投产运行以及投油投产运行[2]。

在三种投产运行方式中，投油投产运行的方式较为先进，目前我国大多数的原油管道都采用了该种方式进行原油管道的投产运行，我国对该种方法进行了反复的实验，相关企业已经具备了充足的经验。但是我国在原油管道投产运行方面的研究起步相对较晚，所以目前最常见的投产运行方式仍然以油顶水的方式为主，油顶水的投产运行方式步骤为：①向管道内注水，使得整个原油管道都被水充满;②对管道的性能进行全面的测试，确保管道已经达到了相关的标准要求;③向管道内注入原油，使用原油将管道内的水资源全部顶替出管道，进而可以完成整个油顶水投产运行方式的所有步骤。尽管我国在该种类型投产运行方式方面经验较为丰富，但是如果管道处于水资源较为短缺的西部区域，则该种方式的应用并不现实，这主要是因为该种方式的投资成本相对较高，也需要较长的准备时间，同时，在使用该种方式的过程中，被顶替出管道的水资源并不能直接排放，这主要是因为水资源中混合有大量的原油，如果直接排放会对周围的环境产生严重的污染问题[3]。因此，在选择原油管道投产运行方式的过程中，还需要对原油管道所处的地理位置进行全面的考虑，对管道的实际情况进行充分的调研，以此确保投产运行方式的应用效率，降低投产运行的成本，此时才能全面确保投产运行过程中经济化以及生态化。

2 原油管道投产过程中存在的问题及对策研究

2.1 全线无流量

所谓的全线无流量主要指的是在原油管道投产运行的过程中，各个站场中的流量计都没有示数，这使得工作人员无法通过仪表了解管道内液体的流动情况。针对此问题，工作人员主要可以通过三种方式对管道内的流量进行全面的控制：①在进行投产运行的过程中，可以使用泵的特性曲线对流量进行估算，并通过储罐中的液位变化情况对估算结果进行校核，但是如果输油管道沿线存在两台输油泵，则使用该种方法的误差相对较大，该种方法并不适用;②可以通过对清管器的运行速度进行全面的分析师，进而对上一段管道中的输量状况进行判断，该种方法在使用的过程中也需要根据实际情况进行调整;③在原油管道投产运行以后，如果管道中产生了两个压力远传点，此时就可以判断管道内的原油正处于满流状态，此时工作人员可以在清管器所处位置处以及储罐位置处建立流量，对管道沿线的摩阻进行全面的计算，以便对管道的输量进行全面的调整。例如通过清管器位置处或者储罐位置处的流量为500m3/h，在管道首末站位置处的摩阻压降为1.5MPa，如果首末站位置处的摩阻压降高于1.5MPa，此时管道内的流量将会大于500m3/h。通过以上分析可以发现，在进行原油管道投产的过程中，工作人员不能依靠出站的压力对出站的流量进行控制，这主要是因为压力还与高程的变化情况具有一定的联系。

2.2 高点流速计算异常

在原油管道投产运行的过程中，当水头或者油头处于高点位置处时，将会处于自流的状态，在经过高点位置处以后，根据落差的不同，可以将流体的流动状态分为两种类型，分别是半管流以及段塞流，在经过高点位置处以后，无论流体处于何种流态，都会加速然后进入到匀速的状态，在流体在通过最高点位置处以后，流体所受的重力将会大于管道内的摩擦力，流体将会向下加速，流体的速度会不断的增加，此时流体与管道之间的摩擦力也会不断的增大，当流体所受的重力与摩擦力相等以后，流体将会处于匀速的状态。例如某管道的水头在经过最高点位置处以后，管道的倾角达到了0.62度，管道内的流体将会处于自流的状态，此时可以判断清管器在经过最高点位置处以后，其速度可以达到之前速度的1.5倍，根据清管器的速度变化情况，工作人员可以做好排气以及收球的准备工作。

2.3 末站无排气

根据现场的工作经验可以得知，在水头经过最后一个高点位置以后，末站就可以做好管道的排气工作，但是在水头经过最高点一直到末站见水的过程中，末站都没有排气现象，在末站有少量的水排出以后，末站又产生了大量的排气现象，经过对管道进行全面的分析发现，此时的水头已经进入到了末站，这主要是因为管道沿线位置处存在较长距离的穿越，穿越位置处管道呈现出U型结构，在管道充水以后，大量的水资源处于管道的低洼位置处，进而形成了一种局部的水柱，严重阻碍了气流的排放。管道内进入大量的水资源以后，会对气体产生严重的压缩，此时水柱将会被推动到管道落差较大的位置处，在整个U型结构的出口位置处产生水柱，如果管道上游位置处的压力相对较大，则可以刻骨这种水柱的压力，进而导致在末站位置处不存在排气的现象。

2.4 混油量大

在油头进入到末站位置处以后，末站接收到的液体中混油量相对较大，在投油运行的过程中，并不存在停输现象，因此，不存在停输的影响问题。产生该种问题的原因主要是在液体经过管道最高点位置处以后，存在严重的不满流问题，在管道的上段位置处为空化段，该段中的流体将会从正压区域向负压区域流动，流体的稳定性较差，进而产生了空化现象，在管道的中段位置处属于加速段，管道的上段和下段位置正好相反，流体将会从负压区域向正压区域流动，此时管道内液体的翻滚现象较为严重，消耗的能量相对较多，在混油段经过高点位置处以后会进行加速，然后才匀速流动，在满流段位置处将会产生减速现象，在流体翻滚的过程相当于对流体进行严重的搅拌，进而使得管道内流体的混油量逐漸的增加。

3 结论

通过本次研究可以发现，在原油管道正式运行之前，对其进行投产实验十分重要，目前常见的投产运行方式主要可以分为三种类型，分别是注水投产运行、氮气投产运行以及投油投产运行，投产运行最常见的问题为全线无流量、高点流速计算异常、末站无排气以及混油量大，工作人员需要根据问题出现的原因，分别采取有效措施，全面保障投产运行的顺利进行。

参考文献：

[1]黄逸，马占山，毕波.石油化工管道安装的常见问题及相应对策研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013（16）：247.

[2]郭振江.原油管道输送常见问题分析及对策研究[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（07）：94+96.

[3]于宏庆.原油长输管道密闭输送常见问题及解决对策[J].化工管理，2014（02）：41.

作者简介：

刘琛（1983- ），男，河北保定人，工程师，从事长输油气管道运行管理工作。

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2021/06/28