原油從井口到集輸站的管道,通常會(huì)采用地埋方式。為了防止原油中的蠟因溫度不高而產(chǎn)生凝結(jié),或壓降過大,可采用電伴熱來維持管道中原油溫度,將電伴熱安裝在管道外壁(安裝方法參考:電伴熱技術(shù)安裝指導(dǎo))。采用管外伴熱的方式,為原油起到加熱和保溫的作用。在穩(wěn)定傳熱過程中,如果不考慮油流的摩擦熱,dl管段的熱平衡方程為(見下圖):
邊界條件:l=0,Tm=T0.
式中,Tm為混合物的溫度,單位:℃;kl和kl3為流體與管壁間和管壁與土壤間的傳熱系數(shù),單位:W/(m.℃);Tw為管壁的溫度,單位:℃;l為從井口起算的管長,單位:m;Ts為地表溫度,單位:℃;T0為井口溫度,單位:℃。
原油集輸管道電伴熱效果
計(jì)算條件:油流量2010t/d,含水30% ,進(jìn)口油溫5010℃,進(jìn)口油壓115MPa,管長500m ,伴熱長度400m,電伴熱系統(tǒng)為管外恒功率伴熱帶。
由上圖表可見,隨著電伴熱強(qiáng)度的增加,出口油溫升高,壓降減小,進(jìn)而改善了流體的輸送特性。
多相流壓力降的計(jì)算
在稠油生產(chǎn)過程中,井筒內(nèi)油溫過低會(huì)增大抽油機(jī)負(fù)荷,造成抽油桿斷脫等事故。因此,求出產(chǎn)液溫度分布后,需要進(jìn)行壓力和抽油工況計(jì)算(包括懸點(diǎn)載荷、桿柱折算應(yīng)力、最大扭矩和功率等)。在含水率和生產(chǎn)油氣比不同的情況下,各種垂直氣、液兩相流壓降的計(jì)算方法以奧齊思澤斯基(Orkiszewski)方法最佳。井筒中產(chǎn)液的流動(dòng)為油、氣、水三相流動(dòng)。由于從井底至井口,壓力、溫度、流體物性、流動(dòng)參數(shù)及流態(tài)都在變化。所以,只能將井筒分成若干微元段,逐段求出每段的壓力降,再求其總和。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn),對于油、氣、水混和輸送管道中水平多相流的壓力降計(jì)算,較好的方法是Beggs2Brill方法。