探析原油管道投產過程中存在的問題與對策

摘 要：針對原油管道投產過程中的各種類型問題，本次研究結合我國原油管道的投產現狀，首先對原油管道的投產方式及相關過程進行簡單研究，在此基礎上，對原油管道投產過程中的各種問題進行全面分析，并提出問題的解決措施，為保障我國原油管道投產的順利進行奠定基礎。研究表明：針對不同的原油類型，需要采用不同的原油管道投產方式，并需要對投產過程中的各種環節進行嚴密的監控，在投產過程中非常容易出現全線無流量、高點流速計算異常、末站無排氣以及混油量大等一系列的問題，需要根據問題的不同采取不同的措施，全面保障原油管道投產順利進行。

關鍵詞：原油管道;投產過程;投產方式;問題;對策

0 前言

在原油管道建設完成以后，需要對其進行投產運行，根據原油性質的不同，管道投產運行的方式也存在一定的差別，但是無論采取何種類型的投產運行方式，都需要保障投產運行的合理性以及穩定性，并需要全面防止出現各種類型的問題[1]。如果原油管道的投產運行出現問題，不但會影響投產運行的效率，還會對后續管道的正常運行產生嚴重的影響。

針對此問題，本次研究主要是對原油管道的投產方式以及過程進行簡單的分析，對投產運行過程中可能會出現的問題進行深入研究，并提出問題的解決措施，為保障原油管道投產運行的合理進行奠定基礎。

1 原油管道投產方式及過程

在原油管道投產運行的過程中，根據管道內原油性質以及管道運行條件的不同，可以選擇的原油管道投產運行方式也存在嚴重的區別，對目前常見的管道投產運行方式進行全面的分析可以發現，目前常見的投產運行方式主要可以分為三種類型，分別是注水投產運行、氮氣投產運行以及投油投產運行[2]。

在三種投產運行方式中，投油投產運行的方式較為先進，目前我國大多數的原油管道都采用了該種方式進行原油管道的投產運行，我國對該種方法進行了反復的實驗，相關企業已經具備了充足的經驗。但是我國在原油管道投產運行方面的研究起步相對較晚，所以目前最常見的投產運行方式仍然以油頂水的方式為主，油頂水的投產運行方式步驟為：①向管道內注水，使得整個原油管道都被水充滿;②對管道的性能進行全面的測試，確保管道已經達到了相關的標準要求;③向管道內注入原油，使用原油將管道內的水資源全部頂替出管道，進而可以完成整個油頂水投產運行方式的所有步驟。盡管我國在該種類型投產運行方式方面經驗較為豐富，但是如果管道處于水資源較為短缺的西部區域，則該種方式的應用并不現實，這主要是因為該種方式的投資成本相對較高，也需要較長的準備時間，同時，在使用該種方式的過程中，被頂替出管道的水資源并不能直接排放，這主要是因為水資源中混合有大量的原油，如果直接排放會對周圍的環境產生嚴重的污染問題[3]。因此，在選擇原油管道投產運行方式的過程中，還需要對原油管道所處的地理位置進行全面的考慮，對管道的實際情況進行充分的調研，以此確保投產運行方式的應用效率，降低投產運行的成本，此時才能全面確保投產運行過程中經濟化以及生態化。

2 原油管道投產過程中存在的問題及對策研究

2.1 全線無流量

所謂的全線無流量主要指的是在原油管道投產運行的過程中，各個站場中的流量計都沒有示數，這使得工作人員無法通過儀表了解管道內液體的流動情況。針對此問題，工作人員主要可以通過三種方式對管道內的流量進行全面的控制：①在進行投產運行的過程中，可以使用泵的特性曲線對流量進行估算，并通過儲罐中的液位變化情況對估算結果進行校核，但是如果輸油管道沿線存在兩臺輸油泵，則使用該種方法的誤差相對較大，該種方法并不適用;②可以通過對清管器的運行速度進行全面的分析師，進而對上一段管道中的輸量狀況進行判斷，該種方法在使用的過程中也需要根據實際情況進行調整;③在原油管道投產運行以后，如果管道中產生了兩個壓力遠傳點，此時就可以判斷管道內的原油正處于滿流狀態，此時工作人員可以在清管器所處位置處以及儲罐位置處建立流量，對管道沿線的摩阻進行全面的計算，以便對管道的輸量進行全面的調整。例如通過清管器位置處或者儲罐位置處的流量為500m3/h，在管道首末站位置處的摩阻壓降為1.5MPa，如果首末站位置處的摩阻壓降高于1.5MPa，此時管道內的流量將會大于500m3/h。通過以上分析可以發現，在進行原油管道投產的過程中，工作人員不能依靠出站的壓力對出站的流量進行控制，這主要是因為壓力還與高程的變化情況具有一定的聯系。

2.2 高點流速計算異常

在原油管道投產運行的過程中，當水頭或者油頭處于高點位置處時，將會處于自流的狀態，在經過高點位置處以后，根據落差的不同，可以將流體的流動狀態分為兩種類型，分別是半管流以及段塞流，在經過高點位置處以后，無論流體處于何種流態，都會加速然后進入到勻速的狀態，在流體在通過最高點位置處以后，流體所受的重力將會大于管道內的摩擦力，流體將會向下加速，流體的速度會不斷的增加，此時流體與管道之間的摩擦力也會不斷的增大，當流體所受的重力與摩擦力相等以后，流體將會處于勻速的狀態。例如某管道的水頭在經過最高點位置處以后，管道的傾角達到了0.62度，管道內的流體將會處于自流的狀態，此時可以判斷清管器在經過最高點位置處以后，其速度可以達到之前速度的1.5倍，根據清管器的速度變化情況，工作人員可以做好排氣以及收球的準備工作。

2.3 末站無排氣

根據現場的工作經驗可以得知，在水頭經過最后一個高點位置以后，末站就可以做好管道的排氣工作，但是在水頭經過最高點一直到末站見水的過程中，末站都沒有排氣現象，在末站有少量的水排出以后，末站又產生了大量的排氣現象，經過對管道進行全面的分析發現，此時的水頭已經進入到了末站，這主要是因為管道沿線位置處存在較長距離的穿越，穿越位置處管道呈現出U型結構，在管道充水以后，大量的水資源處于管道的低洼位置處，進而形成了一種局部的水柱，嚴重阻礙了氣流的排放。管道內進入大量的水資源以后，會對氣體產生嚴重的壓縮，此時水柱將會被推動到管道落差較大的位置處，在整個U型結構的出口位置處產生水柱，如果管道上游位置處的壓力相對較大，則可以刻骨這種水柱的壓力，進而導致在末站位置處不存在排氣的現象。

2.4 混油量大

在油頭進入到末站位置處以后，末站接收到的液體中混油量相對較大，在投油運行的過程中，并不存在停輸現象，因此，不存在停輸的影響問題。產生該種問題的原因主要是在液體經過管道最高點位置處以后，存在嚴重的不滿流問題，在管道的上段位置處為空化段，該段中的流體將會從正壓區域向負壓區域流動，流體的穩定性較差，進而產生了空化現象，在管道的中段位置處屬于加速段，管道的上段和下段位置正好相反，流體將會從負壓區域向正壓區域流動，此時管道內液體的翻滾現象較為嚴重，消耗的能量相對較多，在混油段經過高點位置處以后會進行加速，然后才勻速流動，在滿流段位置處將會產生減速現象，在流體翻滾的過程相當于對流體進行嚴重的攪拌，進而使得管道內流體的混油量逐漸的增加。

3 結論

通過本次研究可以發現，在原油管道正式運行之前，對其進行投產實驗十分重要，目前常見的投產運行方式主要可以分為三種類型，分別是注水投產運行、氮氣投產運行以及投油投產運行，投產運行最常見的問題為全線無流量、高點流速計算異常、末站無排氣以及混油量大，工作人員需要根據問題出現的原因，分別采取有效措施，全面保障投產運行的順利進行。

參考文獻：

[1]黃逸，馬占山，畢波.石油化工管道安裝的常見問題及相應對策研究[J].中國石油和化工標準與質量，2013（16）：247.

[2]郭振江.原油管道輸送常見問題分析及對策研究[J].中國石油和化工標準與質量，2016，36（07）：94+96.

[3]于宏慶.原油長輸管道密閉輸送常見問題及解決對策[J].化工管理，2014（02）：41.

作者簡介：

劉琛（1983- ），男，河北保定人，工程師，從事長輸油氣管道運行管理工作。