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          一體化孔板流量計

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          一體化孔板流量計清管技術分析

          作者: 來源: 發布時間:2019-10-25 14:03:18

              摘 要:一體化孔板流量計是石油、天然氣傳輸的主要設備,包括輸油站、油氣管線、減壓站等設施組成,在運用輸油管道進行石油或天 然氣傳輸時,會由于管道內石蠟的沉積作用,而導致一體化孔板流量計內壓強增加、石油流通面積減小,甚至導致管道堵塞的情況。本文主 要探討一體化孔板流量計的清管技術,通過使用清管器,對一體化孔板流量計進行清管通球操作,并在管道內壁涂敷緩蝕劑、環氧樹脂涂層,可以有效解決一體化孔板流量計的腐蝕、堵塞等問題。

              一體化孔板流量計作為輸送石油或天然氣的通道,其管道鋼材的抗腐 蝕性、管道內流體流通性,會對油氣資源的正常傳輸產生影響。當 前一體化孔板流量計的材質大多為鋼管,通過法蘭、焊接等進行節點處的連 接,并使用閥門控制管道的開閉、油氣流量。針對一體化孔板流量計存在的腐蝕、堵塞等情況,利用清管工具進行管道內腐蝕、結蠟、原油沉積 的處理,以保證油氣傳輸、接卸公眾的順利開展。

              1 我國西部地區一體化孔板流量計概況
              當前我國西部地區的一體化孔板流量計,主要包括花格線、輪庫線、塔輪 線、庫爾勒至鄯善線、馬惠寧線等。不同輸油管道橫跨多個地區,各地區自然氣候、地理環境、設計壓力、輸油能力存在較大差異,通常 使用自動化控制設備,進行輸油管線的控制、監視管理。其中輪南 至庫爾勒線、庫爾勒至鄯善線,為我國zui靠近西部的輸油管道線,采用高壓力、大站距方案進行建設,輪庫線全長 191.79 公里、年輸 油能力 100~300 萬噸。而庫鄯線全長 475 公里、年輸油能力500~1000 萬噸,分為庫爾勒站、馬蘭站、覺羅塔格減壓站、鄯善站,采用 X65 的 A級鋼管進行建設,一體化孔板流量計共穿越山脈、河流、溝渠、沼澤和沙漠 33 處,沿線海拔落差高、晝夜溫差大(zui高溫 47℃、zui低溫 - 32℃),容易導致一體化孔板流量計的腐蝕、原油沉積堵塞等問題。自1997年以來,庫爾勒至鄯善線已經完成 21 次清管作業,在庫鄯線氣溫回落的情況下,輸油管壁周圍的原油溫度較低,含蠟原油會析 出厚度不一的蠟,管道摩擦阻力變大、內徑減小,從而影響油氣資 源的正常運輸。當前庫鄯線輸油管壁的zui大結蠟厚度可達 1.8cm, 相同主泵轉速下管道內壓力上升、輸油流量降低。因此需要通過使用清管球等清管工具,更新清管工藝,對一體化孔板流量計清管作業,來完成 石油或天然氣的傳輸任務。

              2 一體化孔板流量計清管技術、清管工具的改進分析
              2.1 一體化孔板流量計清管技術的改進
              一體化孔板流量計石油、天然氣運輸過程中,通常受到管道內壁粗糙度、原油溫度、混油傳輸等因素的影響,造成管道內蠟油析出、凝結的狀 況,并導致管道中油氣正常傳輸出現問題。首先管道、原油內壁之 間的溫度差值,將使得原油結蠟、蠟油析出與凝結情況出現,因此在 對油氣管壁進行正常清管錢,需要用清管球進行一次清管作業,從而有效清除管道存在的蠟層。其次,油氣傳輸中不同石油共用一條 油管的情況,會在管道內的交替輸油節點處,存在一段不能使用的混油產品。特別對于大管徑的油品傳輸,各成品油輸送過程中產生的混油較多,將其作為廢品處理會大量巨大的經濟損失。因此控制油氣在“混油頭”“、混油尾”之間的輸送速率,在 減壓站部位將混油頭油氣資源,切換至減壓閥旁通線管道進行傳 輸,能夠減少減壓閥部位的水擊、管道堵塞等事故。此外,為保證油 氣清管工作的順利進行,某些一體化孔板流量計還通過在減壓站上安裝過濾器,對正向傳輸的石油、天然氣進行過濾,以減少蠟油沉積、混油 產品傳輸出現的管道堵塞情況。

              2.2 一體化孔板流量計清管工具的改進
              一體化孔板流量計清管工具包括機械清管器、泡沫清管器、清管球等, 機械清管器通常為膠質皮碗、金屬構件組配的密封清管器,而泡沫 清管器是在膠質皮碗內,填充孔洞型軟質泡沫而制作的清管器,泡 沫清管器長度為管道內徑的2 倍。其中清管器內存在前、后兩組刮 蠟板、1 塊支撐板,泄流孔處于前、后刮蠟板的中間部位,主要作用為減少析出蠟層在清管器內部的堆積,但由于后刮蠟板受到前刮 蠟板的阻擋,大量蠟質無法被泄流孔中流出的油流帶走,因此需要 對泄流孔進入管道的流道進行疏通,才能保證原油析出蠟質的正 常排放。因此對于清管器內部結構改造,可以取消清管器骨架上的 泄流孔,將一體化孔板流量計與骨架進行直接連接,前刮蠟板、后刮蠟板刮 下的蠟塊可以進入清管器管道,以減少蠟層對泄流道的堵塞情況(具體如圖 1 所示)。在運用改造清管器,進行一體化孔板流量計清管作業時, 能夠將清管器運行速度控制在 10~15km/h,同時增加混油頭長度, 使管道內沉積的蠟塊或蠟層逐漸變小,以取得清管作業的預期效果。

           

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              3 一體化孔板流量計清管作業的技術實現流程研究
              3.1 清管收發球作業流程
              在對一體化孔板流量計清管作業的研究中,本文主要以庫鄯線輸油管 道的清管為例,進行清管流程、清管運行參數的分析。庫爾勒至鄯 善線已經進實施 20 多次的清管,有著豐富的現場清管操作經驗, 清管收發球作業通常分為兩個階段,較前個階段從馬蘭站發球,覺 羅塔格減壓站收球;第二階段從庫爾勒站發球、馬蘭站收球,之后再從馬蘭站發球、覺羅塔格減壓站收球,zui后再進行一次收發球后 回到鄯善站。整個收、發清管球的操作流程,通常運用收發球小車 發送清管球,進行石油管道內蠟塊的清理作業,由于較前個階段已 經對馬蘭站、覺羅塔格站的蠟層進行提前疏通,因此管道內混油輸送的“混油頭”在經過馬蘭站、覺羅塔格減壓站時,不會產生管道阻塞的情況。而在一體化孔板流量計輸油量計算的過程中,主要利用清管器跟 蹤儀器,進行清管球清理距離、混油頭量的計算,來盡可能減少“混 油頭”廢油的損耗。

              3.2 一體化孔板流量計蠟塊、蠟層的清理流程
              混油頭、原油蠟堵是一體化孔板流量計傳輸,zui常遇到的清管作業問題,
          其中減壓站作為管道與管道之間相連的分配系統,容易在原油大 顆粒固體通過減壓閥過程中,發生蠟塊、蠟層的堵塞問題。也就是說減壓站的減壓閥設備連接部位,zui有可能出現蠟層沉淀后的堵 塞,因此在對一體化孔板流量計清管作業的過程中,應對混油流入減壓閥的 行走路線進行重新設計,減壓站的旁通管線將作為備用路線使用。

              3.3 清管球的作業流程
              庫鄯線輸油管道的全長 475 公里,在清管球從庫爾勒首站發球 后,會隨著清管作業運動路程的逐漸增加,而清理出越來越多的蠟 塊、蠟層等沉積物,清管球會將管線中清掃的蠟堵存儲至收球筒 中,還有部分蠟塊沉積會進入到末站油罐。而且若清管過程中已經形成蠟堵,則需要對主泵轉速的壓力進行控制,盡可能減慢清管器 的行走速度。之后使用液體過濾器對輸送的原油進行過濾,流量計 過濾器通常置于減壓閥、泄壓閥的前面,過濾掉堵塞管道的雜質。 而在混油產品產生的過程中,應去除鄯善末站的液體過濾器,直接 由輸油管道進入大罐。較前階段:從馬蘭站發球,覺羅塔格減壓站 收球的清管作業。庫爾勒泵站輸油壓為 7.6MPa、主泵轉速2850r/min,輸油泵流量為 720m3/h,清管器運轉一切正常。之后在不同油品混合進入減壓站后,主泵轉速開始下降至 2700r/min,混油頭 流入減壓閥,清管器對混油頭中析出的蠟塊(體積約為 1m3)進行清 理。第二階段:從庫爾勒站發球、馬蘭站收球,之后再從馬蘭站發球、 覺羅塔格減壓站收球,zui后再進行一次收發球后回到鄯善站。由于 馬蘭站已存在清管球,對流經馬蘭站、覺羅塔格減壓站的油氣資源進行清管作業,因此該段蠟質會伴隨混油頭向后續站點行進,單次清管的蠟塊質量可達 100kg。而流經馬蘭站、覺羅塔格減壓站的混 油頭,也會進入減壓閥管道中進行壓力、流動速度的調整,這時庫爾勒泵站的主泵轉速為 2700r/min、減壓閥開度為 50%,清出蠟塊 質量達 20kg。

              結束語
              當前我國存在華北、東北、西北、中部等多條輸油管線,不同油 氣管道中油蠟的沉積,不僅會造成管道內部壓強增大、流體輸送面積減小,而且能夠導致管道腐蝕、堵塞等情況的發生。在這一油氣傳輸形勢下,油氣管理人員應改進傳統的清管技術、清管工具,通過兩個階段的清管作業,采用混油頭輸入減壓閥的傳輸方式,保證 油氣傳輸過程中通道面積、壓強的穩定性,避免蠟塊或蠟層出現二 次沉積的現象。

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