庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油浓度及流变性研究.doc

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1、庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油浓度及流变性研究张冬敏鹿广辉姜宝良李建廷熊辉管道科技研究中心摘要：2007年1月7日庆铁老线实现了大庆原油与俄罗斯原油等温顺序输送工艺。大庆原油属石蜡基高凝、高粘原油，通常采用加热输送工艺。俄罗斯原油属中间基含硫低凝、低粘原油，通常采用常温输送。对于在同一条长距离、大口径管道上进行顺序输送两种物性及流变性差别较大的原油，在我国还是首例。由此为庆铁老线能够在经济的、安全的顺序输送工艺条件下运行，在庆铁老线开展差温顺序输送大庆与俄罗斯原油过程中，不仅应对两种原油的输送温度及混油量进行研究和确定，更应对两种

2、原油在交替输送过程中，由于输油温差、混油浓度变化对混油段原油流变性的影响进行研究和分析。因此确定两种原油的混油温度、混油浓度变化规律对其混油段原油流变性的影响尤为重要，它直接关系差温顺序输送大庆原油与俄罗斯原油的运行安全。关键词：原油顺序输送差温顺序输送混油浓度混油温度原油流变性一、前言自70年代初东北管网建成投产以来，各线一直采用单一加热输送大庆原油工艺运行。2007年1月7日东北管网庆铁老线打破了30多年的热输大庆原油工艺运行格局，实现了等温顺序输送大庆与俄罗斯原油。原油顺序输送与成品油顺序输送的关注点有所不同，原油顺序输送除了要考

3、虑混油量、混油段的混油浓度、混油切割以外，最重要的是要考虑油品的混油温度及混油段的混油流变性，它直接关系到在顺序输送过程中各种原油输送温度的确定以及管线运行的经济性及安全性。二、原油顺序输送混油机理的产生及庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油量的理论计算与监测结果分析1.原油顺序输送混油机理原油顺序输送与成品油顺序输送的混油产生机理是相同的。在管道流场中，由于两种流体界面处的分子之间的扩散运动，使两种油品产生混合。流体在层流状态下，由于在管线截面处的流速分布不均匀性是造成混油的主要原因；流体在紊流状态下，紊流核心部分中流体的最大局部流速

4、随雷诺数的增加而接近于流体的平均流速，此时局部流速的不均匀及分子的扩散和紊流脉动是产生混油的主要原因。2.庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油量的理论计算及监测结果分析原油在顺序输送过程中，混油量的大小与雷诺数有关。原油混油量的理论计算采用成品油的奥斯汀－柏尔费莱（Austin－Pelfrey）混油计算公式：（1）（2），（3）式中：－雷诺数；－临界雷诺数；－混油段长度，m；－管道长度，m；－管道内径，m；－油品在管道中的体积流量，m3/s。根据奥斯汀－柏尔费莱混油计算公式及现场实际运行情况，对庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油的混油长度

5、进行了理论测算及现场混油监测，其结果见表2－1。表2－1庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油长度理论计算及现场监测结果站间运行情况输量（m3/h）理论计算混油长度（km）现场监测混油长度（km）林源－垂杨投产期间20003.603.43林源－铁岭20006.556.24林源－垂杨日常运行23003.23/林源－铁岭1700～23006.784.41备注：日常运行垂杨站分输600m3/h，垂杨至铁岭输量为1700m3/h。从表2－1可知，理论计算混油量大于实际运行时的混油量。顺序输送投产期间现场监测的混油长度比日常运行时的混油长度要长，其

6、主要原因是在顺序输送投产前，庆铁老线热输大庆原油时，管道内有大量的凝油附着在管道内壁，在顺序输送俄油时将管线内壁的凝油融解冲刷下来，使之其混油量大于日常运行时的混油量。一、庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油浓度及流变性的变化规律1.庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油混油流变性变化规律庆铁老线顺序输送大庆与俄罗斯原油时，针对管线运行中大庆油顶俄油、俄油顶大庆油，在铁岭站对混油段进行了连续取样，并对不同时间所取的油样进行了原油流变测试，同时对俄油占混油中的不同比例进行了配比试验，测试结果见表3－1及图3－1和3－2。表3－1铁岭站顺序输送大

7、庆与俄罗斯原油混油流变及混油浓度测试结果名称取样时间混油流变测试结果33℃、20s-1下粘度（mPa.s）俄油占混油中的不同配比流变测试结果33℃、20s-1下粘度（mPa.s）含俄油比例俄油顶大庆油14：54680.0655.40％15：55680.0655.40％16：10308.0346.610％16：1931.028.1245％16：2616.8617.7655％16：319.879.8870％16：425.875.3290％16：554.515.05100％大庆油顶俄油15：104.485.05100％15：309.509.8

8、870％15：3577.380.8630％15：45657655.40％15：50657655.40％3－1日常运行铁岭站俄油顶大庆油混油流变性3－4日常运行铁岭站大庆油顶俄油混油流变性从表3－1和图3－1