水射流技术石油工程论文

2022-04-30

今天小编为大家推荐《水射流技术石油工程论文(精选3篇)》,供需要的小伙伴们查阅,希望能够帮助到大家。摘要:大口径管道定向钻穿技术在很多工程施工都需要使用,例如输油管道、燃气管道、输水管道等,在现代施工当中,大口径管道定向钻穿技术的使用频率越来越高。大口径管道定向钻穿大都是长距离穿越,因此,在实际的施工过程中,会遭遇各类型复杂地层的阻碍,这就需要对此项技术进行改良,以适应各类型复杂地层,实施高效率、高质量施工。

水射流技术石油工程论文 篇1:

石油工程水射流基础与应用课程建设与实践

摘要:为了进一步提升《水射流基础与应用》课程教学效果,对教学大纲和教学内容进行了修订,辅以课堂教学方法改革,提高了学生的学习积极性与参与性,与改革前相比,学生的平均成绩、优秀率、学生评教等均有明显提高。

关键词:石油工程;水射流基础与应用;课程建设;教学改革

高压水射流技术在油气钻井提速、压裂增产、储层改造等方面具有举足轻重的作用。尤其是近年来随着油气工程技术的快速发展,高压水射流相关技术应用领域的宽度与深度均得到了快速拓展,从高压喷射钻井提速到水力喷射压裂增产,从高压水射流冲砂洗井解除堵塞到高油气比射流增效,从油套管切割到水射流除垢除蜡,贯穿了钻井、完井、采油、增产等石油工程上游全过程,因此高压水射流相关理论与技术越来越得到重视,相应选修该门课程的学生数量也逐年增加。

为了使学生更好地掌握高压水射流技术及理论在石油工程中的应用,在本科生和研究生课程中均开设了选修课。该门课程自开设以来一直采用高压水射流实验室的多媒体教学材料,教学内容与教学大纲较为陈旧。《水射流基础与应用》课程是以高等流体力学为基础,以实验流体力学为手段,辅以结构设计和现场实例分析等综合性课程。以往教学过程中发现水射流基础理论、水射流切割机理、空化与自振射流等部分不好理解,学生很难在课堂有限的时间内听懂并掌握,需要课前预习、课后复习。然而学生通过有限篇幅的多媒体很难将复杂的公式、射流破岩理论等理解透彻,教学效果欠佳。

因此,为了进一步提高《水射流基础与应用》课程教学效果,进行了课程体系调整以及教学内容制订,同时对教学方法进行了改革,并取得了较好的效果。研究成果將为新世纪石油工程科研与实践高素质人才培养奠定基础。

一、完善教学内容与教学大纲

水射流基础与应用是本科生的选修课,主要讲述水射流基础理论、水射流切割机理、喷射系统和喷嘴、磨料水射流、空化与自振射流、脉冲和聚能射流、旋转水射流等七章内容,共计2学分,32学时,其中实验教学2学时,课堂讨论2学时。课堂最后2学时以讲座的形式介绍水射流技术在石油工程领域的应用,拓宽学生的知识面。随着科技的快速发展,出现了多种新型射流技术,并在相关领域得到了成功应用,因此改革后的教学内容中增设了新型射流技术与应用,主要介绍低温液氮射流技术、超临界CO2射流技术、高温热力射流技术等,使学生对射流技术领域的最新进展有所了解。

此外,在过去几年的教学过程中,以原理讲解为主,实例较少,学生理解起来较为困难。在大量调研和实验的基础上,对原有的七章连续高压水射流发生装置基础内容进行了更新,增加了最新的理论与发现,同时增加了大量的实例应用,通过视频、图片等流媒体形式展示,通俗易懂。使学生在学习基础理论的同时,对现场应用有了更深的了解。

二、教学方法改革

从教学实践中发现,学生对水射流技术在石油工程中的应用了解甚少,难以建立起感性认识,导致课堂教学时学生参与意识不强、大多时间是被动听讲,缺乏互动交流的基础和研讨式教学过程。为了提高学生课堂学习的积极性,提高石油工程本科生的实践能力和创新能力,对课堂教学模式进行了改革,从原有的“填鸭式”讲解教学,转变为启发式、小组讨论教学模式,同时辅助了课堂实验,提高了教学效果。

(一)启发式教学

教学属于师生双边活动,调动师生的积极性,使之在教学活动中发生有效互动,才能提高教学质量与效果。本门课程主要采用悬念情境的创设方法提高学生的学习积极性。

课前进行充分的教学素材准备,如相关的动画、图片等,同时对教学内容进行精心安排,第一步讲什么、第二步讲什么都要进行精心策划,逐步引导学生,吸引学生的注意力。以第一章水射流基础理论为例,课下需准备日常生活中常见的水射流现象及其相关工业应用图片以及动画视频,先以动画开场让学生们了解什么是水射流,在日常生活中存在哪些水射流现象,相关的工业应用有哪些。随后提出问题:水射流是如何产生的?给学生充足的思考时间,并引导学生积极回答问题,让学生对水射流有了基本认识之后,再进行相关基础理论的讲解,以此提高教学效果。对积极参与讨论的学生予以记录,在期末评定中的平时成绩中加分,进一步激发学生的学习动力。

(二)小组讨论式教学

启发式教学过程中并不能完全调动所有学生的学习积极性,为此还需要配合小组讨论式教学模式,强化学生参与。

将学生分为5—8人的讨论小组,每个小组推选一名组长。根据相关教学内容设置不同的讨论问题,均以工程项目的形式提出,自主选题并组织实施,同时根据难易程度赋予相应分值(该分数将与期末考试成绩挂钩),通常给学生4周时间,最终选派一名学生以多媒体讲解的形式答辩,并由老师和各小组组长打分。经过三个学期的实践和完善,共设置了5个讨论题:①消防喷嘴种类及结构,如何提高消防水枪射程?举例说明(70分);②自然界中的空化现象有哪些?工业生产中如何减小空化破坏作用?又如何利用空化作用?举例说明(80分);③影响磨料射流切割的因素有哪些?如何提高磨料射流切割效果?举例说明(70分);④利用fluent软件模拟锥形喷嘴射流,得到其速度场、压力场分布,并给出提高锥形喷嘴射流效率的意见和建议(100分);⑤实验或数值模拟对比研究薄壁出流及厚壁出流不同,得到其各自初始时刻的出流轨迹(公式),保存视频、图片等资料(100分)。

经过实践,发现大部分学生选择了分值较高的④、⑤两题,并且在答辩过程中进行了很好的展示,有的学生甚至将简单的模拟实验器材拿到现场进行演示,表现出了很高的积极性。通过调查发现,90%以上的学生参与了小组讨论,学生的自主学习意愿较强;学生讲解完毕后,进行提问和解答,深入讨论,最后老师进行讲解,对项目实施的效果、讲解表达能力、多媒体制作能力等进行详细点评和讲解,使学生通过训练提高其项目组织实施能力、团队协作能力、讲解表达能力等,同时强化其工程意识,为学生走向工作岗位奠定基础。

(三)完善课堂实验

水射流基础理论主要来源于现场实践与实验,为此水射流基础与应用课程也无法脱离实验。针对小孔口出流理论与空化射流两部分重要内容,设置了课堂演示实验,利用塑料瓶和吸管,自制小孔口出流实验装置;利用亚克力管和注射器组合,自制空化发生装置,通过课堂演示和学生体验操作,极大地激发了学生的兴趣和学习的积极性。

此外,结合课程主体内容和中国石油大学(北京)高压水射流实验室的实验基础,设置了超高压磨料水射流切割以及超临界CO2喷射破岩两组实验。由于实验过程中均有高压流体,存在一定的危险性,因此两个实验均采用观摩的方式进行。

实验前向学生全面介绍实验装置的结构以及关键零部件的组成和功能,同时对学生说明今后从事该实践活动过程中应注意的事项,尤其是安全教育方面。实验过程中,学生积极踊跃地提问,大大地激发了学生的学习兴趣。通过室内观摩实验,使学生对高压水射流技术及其应用有了更加深入的了解,促进了其课堂理论学习的积极性和主动性,同时还能增强学生的安全生产意识。

(四)成绩评价标准改革

以往的学生成績评价标准大多是以期末成绩为主导,忽视平时成绩。如期末考试成绩占总分数的80%,平时作业和考勤成绩占20%。这种考核模式忽视了对学生学习过程的考核,造成了部分学生平时不认真学,期末考试前突击复习即可拿高分的现象,实际上这类学生并未学到真正的知识点,考试结束后很快就会遗忘所学知识。为了减少高分低能现象,需加强学习过程考核。为此,该课程将考勤、课后作业、讨论课成绩、实验课成绩等四项过程考核成绩比例提高到40%,降低期末考试成绩的比重。此举可进一步提高学生学习的主动性和积极性,促使学生积极参与小组讨论与实验课,提高动手能力,为培养科研与实践高素质人才奠定基础。

三、教学效果分析

通过2014年到2016年三个学期的不断改革,学生平均成绩和优秀率均稳步提高,此外学生对教师的教学评价得分也逐年升高(见表1),同时从学生问卷调查的反馈来看,大部分学生认为课堂教学生动,辅以视频教学、课堂讨论、课堂实验等方式,提高了学生参与的积极性,激发了学生的学习热情。

四、结论

通过近四年的水射流基础与应用教学改革,促进和完善了教学课程体系,达到了课程建设的总体目标:

(1)以创新能力培养和提高综合素质为目标,完善了水射流基础与应用课程教学内容和教学大纲,增设了新型射流技术与应用内容,使学生了解最新射流理论与技术的发展动向;

(2)对课堂教学模式进行了改革,从原有的“填鸭式”讲解教学,转变为启发式、小组讨论式教学模式,辅助了课堂实验,提高了教学效果。此外,通过学生成绩评价标准改革,将学生培养目标从重视结果培养转变为重视过程培养,提高了学生教学活动参与的积极性;

(3)通过三个学期的不断深化改革,学生的学习成绩和优秀率均稳步提高,学生的反馈意见也更加积极,对教师的满意度也逐年提升。

参考文献:

[1]李根生,黄中伟,田守嶒,等.石油工程专业完井工程课程建设与实践[J],石油教育,2012,(2):85-88.

[2]张忠华,周阳.对启发式教学几个问题的探索[J],教育导刊,2009,50-52.

[3]李建英,刘阳春.启发式教学方法中教师的角色和作用[J],中山大学学报论丛.2006,26(50:136-139.

[4]许玉清,马建山,张庆荣等.国际化人才培养的认识及对策研究[J].石油教育,2012,(1):62-64.

[5]代仁艳.学分制下高等院校成绩评价标准的思考[J].赤峰学院学报,2014,30(4):250-251.

作者:王海柱 田守嶒 李根生 黄中伟 盛茂 张逸群 杨睿月 李敬彬

水射流技术石油工程论文 篇2:

大口径管道定向钻穿越复杂地层的施工分析

摘要:大口径管道定向钻穿技术在很多工程施工都需要使用,例如输油管道、燃气管道、输水管道等,在现代施工当中,大口径管道定向钻穿技术的使用频率越来越高。大口径管道定向钻穿大都是长距离穿越,因此,在实际的施工过程中,会遭遇各类型复杂地层的阻碍,这就需要对此项技术进行改良,以适应各类型复杂地层,实施高效率、高质量施工。本文将对大口径管道钻穿复杂地层施工技术进行分析,提出其技术发展以及施工稳点,文章最后则以举例方式提出了大口径钻穿复杂地层施工设计与建议,分析了川气东送工程中的一个典型项目。

关键词:大口径管道定向钻穿技术、复杂地层、技术发展、施工要点、案例分析

大口径管道定向钻穿复杂地层是一种施工难度较大、施工周期较长,且变换因素较多的工程类型,而且带有一定的危险性,在施工过程中常易遭遇各类困难和阻碍,尤其是在冻土层和土层结构复杂的地区(山脉、黏土区、河流),需要灵活的对施工进行控制,调整原有的技术工艺和施工方案。本文对该项技术进行分析讨论的目的就是为了提升这项技术的适应性,推动其发展,使之能够适应现代管道工程的需求。

一、复杂地层条件下定向钻钻穿技术的发展趋势

大口径管道定向钻穿复杂地层施工技术在我国的运用时间并不长,但是随着我国各类基础设施建设需要和经济发展需要的变化和提升,大口径管道定向钻穿技术在不断的实际运用中得到了发展。无论是在工艺上、技术上,还是在设备上,该技术都有所提升。复杂地层条件下的定向钻穿技术今后将会逐步面向以下方向进行发展:

(一)钻井工艺、技术、设备发展多样化

如今的工程学科已经是多学科交叉模式下的综合性学科,在各类科学技术和专业学科的发展下,工程学科也将得到巨大的发展。复杂地层定向钻穿技术中的大位移钻井技术、欠平衡钻井技术等多个复杂、高端的技术等到了持续的发展,每一项技术背景下的机械、仪器更是在不断的更新换代,无论在工作原理上、工作效率或效果上,都有了很大的进步。

未来此项技术发展与创新的重要内容之一,就是发明和创新性的机械和仪器,以适应新兴技术的需求。并且,这也是大口径管道定向钻穿复杂地层的需要,这类工程更多的依赖于先进的机械设备和高端精密的仪器,如检测地层结构等工作,是离不开精密仪器的配合的,可以说,先进机械设备和仪器已经成为了此类施工工程中的主角。

(二)工具和作业集成化、自动化、智能化

集成化、自动化与智能化发展是现代仪器、工具以及各类器械、系统未来必然的发展态势,对于定向钻穿技术所施工的工具、系统来讲,亦是如此。定向钻穿技术施工复杂、而且属于地下施工,它需要一个集成化、自动化和智能化的控制管理平台,实现工具和作业的集成化、自动化与智能化。

(三)钻井信息数字化

信息是现代社会活动、经济活动、工程活动必不可少的数据资料之一。对于定向钻穿复杂地层施工来讲,它需要一系列的数据支持和辅助,例如:图层数据、工具状态、工具使用参数、施工实时监测数据、机械动作指令的输出、执行与修正等。其数据之多、变化之复杂、统计之困难可想而知。这就需要一个强大的显示和分析系统,对这些信息和数据进行分类整理、对比分析。因此,未来,定向钻穿技术将拥有一个钻井信息数字化系统,实现钻井信息数字化,实现对钻进作业的科学管理与控制。现代的三维成像技术、虚拟现实技术等都是典型的信息数字化技术,它们具有将抽象事物具体化、将无法直接观察的事物凸显化的功能,能够有效解决定向钻穿施工封闭施工的难题。

(四)专业分工与作业合作化

专业分工与作业合作化是定向钻穿复杂地层未来发展的必然趋势。专业分工能够体现各项目施工与各类型施工的差异性,让整个施工显得井井有条,精确解决复杂、高端的施工难题,也更有利于实现专业化的施工。同时,这也是未来该类型施工工程的需要。而作业合作化则是对专业分工的呼应,主要是将各类型的专业施工组合在一起,实现作业合作化与专业化,进一步刺激新型施工模式和新兴施工技术的诞生。

二、复杂地层条件下油气管线定向钻穿越技术控制要点

油气管线是大口径管道定向钻穿复杂地层施工中最为典型的施工工程。我国的川气东输以及国内、国际输油管道工程建设都使用到了此类施工技术。因此,本小节将以油气管道为例,阐述复杂地层环境下,管道定向钻穿技术的控制要点。

(一)定向钻进成孔方式

定向钻进成孔施工需要对成孔地段土层进行切割分离,对于疏松土质地区来讲,一般使用高压水射流即可。高压水射流主要是依靠组合喷嘴喷射高压水流,形成一定的力来起到成孔的作用。该技术成孔类型分为定向弧形孔和直孔两种类型。

对于存在硬質土壤夹层的土层来讲,高压水射流作业则一般选用牙轮钻头与弯接头组合工作,亦可选用合金钻头与弯接头组合工具。

高压水射流只适用于疏松土壤地带,无法在硬质岩层中起到成孔效果。当在硬质岩层进行成孔施工时,则选用钻头、弯接头和螺杆马达组合而成的钻进工具。依据岩层的坚硬层程度,可选择金刚石材质、刮刀钻头以及牙轮钻头等多种类型的钻头。

(二)油气管线定向钻穿越的地层土质不宜太疏松

疏松的土壤虽然有利于钻进和成孔,但是在进行土层选择时,还应当考虑安全和使用需要,因此,不能够选择太过疏松的土层。一般讲,地层中存在粉砂层、中砂层、亚黏土层等中和性土层的地层较为适合,而对于地层为流沙层、硬质卵石层的地层来讲,是无法进行施工的。当油气管道穿越河流、河谷地区时,则进行和开挖、套管或者固结等方式进行定向钻穿。

(三)泥浆控制

泥浆控制是定向钻穿施工中的关键环节,对泥浆成孔以及固壁性能的要求极高,泥浆控制步骤为:施工泥浆添加剂、一级钠基膨润土,按照计算好的比例进行混合加工,配比过程要严格按照相关要求执行;使用两套加料配浆系统进行配比,保障泥浆水化充分,提升泥浆的性能和循环周期;配置泥浆回收系统,以降低施工污染度,实现泥浆的循环使用;使用淡水进行膨润土水化,将泥浆的粘稠度控制在45至60s之间。

(四)选择人、出土点位置

人、出土点位置选择组要综合考虑施工需求,例如钻进机械安置、蓄水池搭建、取水点位置、管段组装、回托场地建设等,另外,还应当考虑环境保护因素和工期管理要求,尽量选择环境恢复量小、平整开阔的地区。但是,当管线穿越河流时,一般不存在合适的人和出土点位置,这就需要采取一定的措施,人为的搭建这样一个平台,亦或是调整施工。例如:合理布设回拖管道运输、辅助设备、焊接作业点,入土端根据钻机安置要求、运输、泥浆池布设要求等选择恰当的位置。

三、施工过程

下文,笔者将举例举水穿越工程施工过程,讲述上述施工方式和要点控制下的施工效果。

(一)首次施工概况

该类型工程的首次施工首先进行了导向孔成孔施工,而后使用了七级扩孔方式,一级扩孔口径达到了1524毫米,符合施工要求和国家规定。完成扩孔之后,施工队伍进行了修孔,直至四根管道畅通进出演示孔洞。连续进行4次洗孔之后,开始回拖作业,第四根钻杆进行回拖时,出现了断裂,而后技术人员修正了管道角度,再次进行回拖,二次回拖时,钻杆拖至普通地层,回拖速度大幅度下降,经多举并措后无效。而后,再次调整回拖方案,受阻,采用滑轮回拖,实现了管道拖出。

(二)二次施工概况

原计划回拖方案失败后,施工团队重新调整了方案,依据气流方向采用了顺气流回拖方式,并往右平移了10m的距离,而后将入土角度控制为9度30分,将出土角度控制为8度,调整穿越轴线开挖度等数据,使用对穿方式进行导向孔作业,而后再次进行穿越。

二次施工中连续七次进行了扩孔,并修订了泥浆固结处理范围,二次施工方案实施成功。

(三)原因分析

通过两次施工前后对比,笔者发现,在首次施工当中,从扩孔到修孔使用了34d的时间,这是造成回拖中断的主要原因之一,回拖中断进而导致孔壁泥浆大量失水,泥饼强度与性能有所下降,这就容易数显孔壁塌陷或变形问题。首次施工进行了三次1422.4mm的洗孔作业,但是效果欠佳,与1524mm的一级空形成了台阶式的交界处,造成回拖失败。

四、设计与施工建议

针对上述的施工分析,笔者提出了以下四点设计与施工建议,分别是:施工地区上层为覆盖土层、下层为基岩,如果将穿越基岩交界面,必须要对上部覆盖层进行处理,最好采用对穿方式进行施工;考虑覆盖层与交界面形成台阶状,造成砂石滚落堆积,可采用夯套管方式进行。若套管夯击距离较长,则对基坑开挖位置进行调整,最好设置于地下水位线以上位置,举水穿越施工难度较大,采用套管夯击存在困难,一般选用注浆加固处理疏松的覆盖层;当地质为软硬交错的图层结构时,穿越作业首先选择硅管套管,这样的做的目的是为主管道穿越做好对穿的铺垫工作。进行硅管套管穿越需在管内预留电纜线,人为搭建主管对接所需的磁场,覆盖层夯击套管前段一般选择喇叭口形状,这样可以有效的防止卷边以及套管回拖受阻问题,如上述方式均无法有效实施,则考虑使用工业蜡润滑减阻或套管壁注浆方式进行穿越,亦可选择大吨位夯管锤进行夯击;大口径管道钻穿复杂地层应当尽量缩短扩孔与修孔,直至回拖作业之间的时间,保持作业的连续性,方式泥浆、泥饼等的质量和质地发生改变,在任何情况下,回拖的终止时间都不应当超过4h,只有这样才能保障整个钻进过程的连贯性,维持建材质量与性能。

五、复杂地层条件下定向钻穿越技术典型案例分析

工程概况:川气东输工程中有一个较为典型的施工项目——东苕溪穿越工程。该工程是整个川气东输工程中的难点,其施工点位于湖州南沼区境内,土层结构复杂,包括粘性碎石以及全风化粉砂岩,粘性碎石的深度高达500m,这项工程由华东管道工程有限公司承接,这是川气东输工程的瓶颈工程。

东苕溪穿越工程施工点概况介绍:施工位置往东方向150m为农田,出土点则设置在东苕溪西大堤西侧的200m位置,该位置为农田。实际穿越长度为581.6m。水平长度则为579.2m。入土角度设置为9度,出土角度设置为6度。管线输送压力设置为10MPa,主管道采用直缝埋弧焊钢管,口径为1016 X 26.2 mm X 70。

地层勘察结果:软土层较薄,河床下部土层厚度为两米,根据此项工程的管径设计来看,这样的土层厚度并不适合施工,达不到预设的管线掩埋深度设计要求,安全度也有所下降。因而,该公司选择了让管线穿越粘性碎石层和全风化粉砂层,使管道与河流分离,形成两个系统,如此一来,安全性就得到了保障。管线穿越这样的土层难度颇高,钻穿和成孔就非常的困难,需要对施工进行合理的设计和控制。

效果分析:该工程钻进作业至154m时发生了“顶小动”状况,此时钻头方向的掌握出现了困难,钻头位置处于粘性碎石土层当中,经分析以后发现,由于该施工地段位置特殊,因而在采用一般方法进行钻进作业时,卵石无法被切削,并被钻头带至地表,导致钻机扭矩、推力过大,钻杆因此发生弯曲,于是施工队伍采取了钻杆两边固定的方式,预防此问题,与此同时,改变了泥浆的排量和配比比例,改善了角度操作难的问题,再次采用了快速钻进的办法。在整个钻进过程,施工队伍遭遇了严重磨损、碎石以及卵石带出等多种问题,经过方案调整以后,都颇有成效,最终以高质量完成了此次施工作业。

结束语:

综上所述,大口径管道定向钻穿技术使用于复杂地层条件下,要应对不同的技术问题,面对复杂的施工环境以及各类型地层的阻碍和考验,需要人们在原有的技术工艺基础上进行改进,更新技术实施模式,修正施工方案,使之适用于不同的地层环境。未来,还需要在工具设备、仪器和技术上进行创新和改良,全面满足未来管道施工要求,不断地发展定向钻穿技术。

参考文献:

[1]陈周,冉永红,尤伟星,张浩.大口径管道定向钻穿越复杂地层的设计与施工 [J].油气储运,2012(01):311-313.

[2]陈德兴.燃气管道定向钻穿越卵石层等复杂地层的实践[J].煤气与热力,2012(07):142-143.

[3]徐伟平.浅析大口径管道水平定向钻穿越的施工技术[J].科技与创新,2015(16):1249-1251.

[4]沈平,吴云林.大口径管道水平定向钻穿越碎石粘土层施工技术[J].科技资讯,2013(01):54-58.

[5]金勇.大口径管道水平定向钻穿越施工技术[J].中国科技信息,2014(01):155-157.

[6]曾志华,杨威,马红昕,马晓成,郭清泉,孟艳山,赵翠玲.大口径管道定向钻对穿工程设计优化与施工[J].油气储运,2011(07):611-615.

[7]李骁晔,李树雷.水平定向钻在大口径管道穿越水阳江工程中的应用[J].石油库与加油站,2010(03):259-261.

作者:钟伦法 何坤鹏

水射流技术石油工程论文 篇3:

关于油气储运工程中应用的技术的分析与研究

摘要:近年来,我国经济建设飞速发展。我国自然资源的地理分布是不平衡的,经济建设离不开油气能源,油气资源丰富的地区往往储藏在一些西部经济不发达的地区,石油和天然气需要输送到经济发达地区。油气储运工程是一门专业,涉及到力学、传热等多学科的知识,油气储运工程技术需要创新和发展,就需要对油气储运工程技术进行技术储备,以满足社会的快速发展。本文就油气储运工程中应用的技术进行分析和研究,提出在油气储运工程中的需要注意的问题。

关键词:油气储运工程;应用技术;分析与研究

引言:我国是最早进行石油开采和利用的国家。我国自八十年代实施改革开放政策以来,经济高速增长,对能源的需求逐渐增加。石油行业是提供油气资源的重要行业,如今受我国石油资源的现状制约成为石油的进口国,无论是我国的油气田运输,还是进口油气资源,都离不开油气储运工程。气储运工程油是油气资源流转的重要解决通道,油气田能源运输、输送管道及油气配送这些油气储运工程的应用技术,在保障国家能源安全方面有很重要的现实意义。

一、油气储运工程概述

在新闻报道中都听说过“西气东输”工程,跨国油气管道工程这些名词,这些工程是关系国家经济发展的大事儿。《国民经济和社会发展十五计划纲要》中实施的天然气管道建设项目的近7000公里,还有未来规划设计的跨国油气更长距离管道工程。这些重点工程都是为了把西部的油气资源运输到经济发达的沿海地区,保障经济需要。

国家油气运输的途径有铁路、管道运输和水路运输,其中最主要的运输方式是管道运输。管道运输有独特的优越性,受地表的影响较小,运输的量大,可以长距离运输。管道运输根据运输货物内容分为原油管道运输、天然气管道运输和成品油管道运输,除了上述三种主要的货物运输内容,还有油气混合在一起的管道运输。

油气管道运输是通过管道建立一个封闭的运输空间,输送到各个应用油气的节点,输送的过程中会遇到很多问题,比如长距离输气管道会发生压降,需要利用压缩机等设备,以保持正常的运输气压,顺利输送至沿途用户。输油管道应用到的技术有等温输送、加热输送、降凝输送等很多种,输油管道运输路途中有离心泵、电动机等多种设备,这些设备给管道提供所需要的压能、输送动力,或者升温加热装置等,保障输送管道系统按照要求运输油气。

油气储运工程的应用到的技术

建立可靠的管道系统需要应用的技术有运输油气的自动化技术,含蜡原油加剂改型输送技术,大落差地段输油技术等运行控制技术,还包括运输管道设计技术、管道材料焊接技术、管道内检测、管道清洗等多项技术。下面介绍几种实践到的油气储运工程应用的技术。

自动化技术

随着信息技术发展,自动化技术已经很够替代生产实践中的多项人工作业,提高工作效率。在油气工程运转中应用自动化技术,可以控制各种设备运输参数,比如油气管道的单位输油量,通过设置合理的参数值达到保持输油管道的运输效率,节约运输成本。例如,在管道运输实践中发现,石油的黏度值是制约油气运输量的一个因素,原油黏度值越小,越容易运输。因此为了保障油气运输效率,则通过加热技术增加输油管道内温度,使原油黏度降低,保障输油效率。自动化技术与计算机网络通信技术结合控制输油管道的控制参数,提高油气储运工程中的工作效率。

天然气水合物储运技术

天然气水合物储运技术是油气管道运输的创新模式,能降低运输费用,提高运输安全性。油气的主要成分有易燃易爆的特性,运输中有很大的危险,如果将天然气和水按照一定比例进行水合反应生成固化水合物,减轻了事故发生的可能。理论上1立方米的天然气水合物可以储存高达180立方米的天然气,受限于环境因素和实际条件的影响,实际应用中可以达到理论储存值的70%,以固化水合物形式进行管道运输成本降低很多。天然水合物运输比较容易控制,运输管道的安全性能提高了,运输成本大大降低,此项技术正在受到油气运输行业的青睐。

高压水射流技术

高压水射技术的原理是利用水作为介质,通过高压发生设备增压获得巨大能量,经过一定形状的喷嘴喷出高速水流。由于输油管道工作一段时间以后容易结垢,影响油气运输的速度和效率。利用高压水射流技术,在油气储运中可以进行高压水射流管道清洗除垢,管道除锈等用途。如换热器设备、管道小型储油设备、油桶和油罐车都利用了这项技术原理。高压水射流技术不会对环境造成污染,设备工作时不会伤害工作人员,作业安全性好,未来高压水射技术在油气储运工程中将会进一步发挥作用。

油气储运工程应用的技术问题分析

在我国的石油大学里有油气储运工程专业,这个专业是研究石油行业的石油天然气储存和运输以及管理相关的一门高新技术学科。油气储运工程是随着石油天然气开发的实际问题而产生的工程应用学科,是为了解决实际需求而存在的。下面三个油气储运问题给油气储运工程技术人员提出了挑战。

海底输油管道设计技术有待提升

目前我国在海底管道设计和施工方面还需要改进和创新实践,如今的国内海底管道不能做到油气输送出现问题时及时恢复,造成油气资源的巨大浪费,海底开采勘探油气比陆地难度更大,有复杂的海底地质条件,我们更要珍惜这来之不易的海底油气资源。海底输油管道设计技术急需投入人力进行研究,在海底管道的检测技术、维修技术和恢复技术上下功夫,寻求技术突破,从而使海底油气储运为经济发展助力。

天然气水合物技术有待提升

我们知道利用天然气水合物技术能使油气储运工程快捷高效。我国在天然气水合物研究领域技术落后于先进国家。天然气水合物的运输的优越性给我们油气储运工程的研究机构提出了挑战,天然水合物技术应用不能停留在浅层,要深入实际应用,一方面加强天然气水合物基础理论和方法的研究,另一方面加强天然气水合物应用技术的实践。两方面结合才能更好地推动油气储运工程的发展。

提升输气管网信息化技术和实践

油气储运工程领域的信息化程度不高,需要进行提升和实践。将信息化技术引入到大型复杂的天然气输气管网,构建一个智能化管网输送系统,这个系统将集成自动化控制、物联网和计算机应用软件,应用软件包括统计分析软件、调度优化软件、动态模拟软件和环境监测软件,同时需要配置先进的服务器和终端设备,构建一个软硬件结合的智能化输气管网平台,技术人员按照油气管理调控一体化、集成化及决策分析智能化为目标需求搭建该网络,进行先进的信息化手段管理和维护。

结語:

总而言之,在未来很长一段时间,油气能源还是社会需要的主要能源,油气储运工程应用必不可少。从油气储运工程应用技术方面进行实践、探讨和分析,最大程度地减少油气运输中对环境造成的影响,减少运输过程的能源损耗,通过采用多种先进储存技术和运输技术降低油气的损耗,建立现代储运技术模式,向高效管理、低成本、安全的方向发展,从而保障国家能源安全运输,以更好地为经济建设服务。

参考文献:

[1]胥伟.关于油气储运工程中应用的技术的分析与研究[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(11):184-185.

[2]郭亚妮,王贵国,王紫薇,杨蕊,王阿明,陈华锋.油气储运工程中应用的技术的分析与研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(05):149-150.

[3]崔涛.油气储运工程中应用的技术的分析与研究[J].化工管理,2019(06):171-172.

[4]王雨婷.油气储运工程中应用的技术的分析与研究[J].化工管理,2015(26):196.

作者:高坡

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:技术创新的石油工程论文下一篇:边坡工程稳定性探讨论文