三相流环状集输管网运行费用优化研究.pdf

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1、北京石油化工学院学报第22卷第4期Vo1．22NO．4JournalofBeijingInstituteof2014年12月Dec．2O14Petro—chemica1Technology三相流环状集输管网运行费用优化研究翟婧，刘德俊H，张旭光，刘丽艳。(1．辽宁石油化工大学石油与天然气工程学院，辽宁抚顺113001；2．辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新123000；3．中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁抚顺113006)摘要：实际生产过程中要保证安全混输就不能一味降低掺水量、温度或压力，需要注意他们之间的匹配关系，综合分析掺水量、温度和压力对总运行费用的影响

2、。三相流环状集输管网运行费用的研究是通过环状集输管网的物理模型、管内油气水三相流之间的温降模型，建立以降低管道运行费用为目标函数的数学模型。分析了掺水量、温度和压力与总运行费用之间的变化关系，找到了掺水量为影响运行费用的主要因素，掺水温度次之，掺水压力影响最小，而且得到管道总运行费用的最优方案。关键词：三相流；环状集输管网；运行费用；优化中图分类号：TE86文献标志码：A油气水混合物沿集油管道从井口到转油站不同掺水温度、掺水量计算出能耗，得出了最节的流动属于三相管流口]。油气水三相流动现象能的运行方式是在安全混输情况下降低掺水温广泛存在于石油与天然气工业中]，对于开采度。李

3、小月l=6通过比较不同流态的输油方案，处于后期的油田，随着能耗不断增加，相关费用研究出了不同温度下流态变化对输油管道系统不断上升，严重影响了油田的生产成本，在实际运行费用的影响。LeiZHUl7利用电导波动信生产过程中，应综合分析掺水量、温度和压力对号测量对垂直上升管道进行实验，得到了用替总运行费用的影响，因此对三相流环状集输管代数据方法来描述三相流动态特性。z．Y．网运行费用的研究不仅是有利于三相流学科的Wang_8利用电导传感器技术研究了三相流流发展，而且为油田开采带来可观的经济效益和型特征的变化。Wilkens和Jepson_9通过对上实用价值。倾5。的倾斜和高压的水

4、平管道中三相流型进国内外学者对三相流的流型及环状集输流行观测发现，加大倾斜角度会促使段塞流在低程的节能运行进行了大量的研究。刘晓燕通流量下快速形成。然而针对三相流试验环路进过对油田生产现场试验数据记录及相关理论分行运行费用优化的研究鲜有报道，基于此，笔者析，研究了质量含水率高于85．09／6环状集输流利用最优化计算约束总成本，建立三相流在环程的安全混输温度界限为36。C。Taitel_4将划状集输管网中运行费用的计算模型，对由电费分气液两相流流型的方法用到三相流中，研究和煤炭费用所产生的总成本进行了优化设计，了分成流向其他流型转变的方法，在较低气体以期对环状集输管网的费用计

5、算提供一定的理流速下与试验结果吻合。毛前军等]通过测试论基础。1环状集输管网运行费用模型的收稿日期：2014—0420作者简介：翟婧(1987)，女，在读研究生，研究方向为多相建立管流及油气集输技术，zhaijing8710@sina．com；刘德俊(1967一)，男，硕士，副教授，研究方向为原油及成品油管道输1．1三相流环状集输管网物理模型送技术、油品储存技术及设备研究与开发、储运物流优化、油气集输系统工艺技术及污水处理、输气管道技术、输油管道油从计量问出来的热水经8001TI管段温降后库安全评价等，通讯联系人，ldj88@163．com。与第一I=1油井产出液混合变为了

6、油气水混合第4期翟婧等．三相流环状集输管网运行费用优化研究37物，油气水混合物经325m管段温降后与第二费用。口油井产出液混合，再温降后，再混合，重复进热水总管行后回到计量间。三相流环状集输管网的试验回油汇管装置流程如图1所示，管段、原油、油井及其他基本参数分别见表1～表4。—×卜闸阀1．2三相流环状集输管网的数学方程⑤压力表三相流环状集输管网的运行费用包括加热—■■■■■■兰■■■●⋯水管H——油管炉的燃料费用和泵机组的动力费，优化管道系图1工艺试验流程统的目的是最大限度地降低管道的运行表1管段的基础数据表2原油的基本物性参数W—WR+WP(1)W一QEdAP／7I／36

7、00(2)WR—cQEB(T1一T1。)／(3)式中：W一总成本，元／s；W一燃料成本，元／s；表3油井的基本参数w一动力成本，元／s；Q一水的质量流量，kg／S；△P一压力损失，kPa；f一水的比热容，kJ／(kg·℃)；E一煤炭价格，元／kg；T一加热炉出口处的水温，。C；T。一油气水混合物经305m管段降温后的温度(即回到计量间温度)，℃；B一煤炭热值，kJ／kg。运行费用数学模型：表4其他基本参数假设热水与油井产出液均匀混合建立模型度，m；D一管道外径，m；c。一热水的比热容，J／分别为：管道内全是水的温降