直接电加热技术在停井时管道瞬态传热分析

论文摘要

随着油气开采进入深海模式,深水低温高压环境更容易形成水合物并使蜡结晶。如何更好地保障油气运输安全是油气开采以来不断探索的学科与工程问题。目前,国外正在大量使用直接电加热(DEH)技术来解决管道保温问题。鉴于此,从传热学的角度出发,研究了在电磁、热、流三大物理场共同作用下的DEH技术。通过建立电磁热耦合模型,研究了DEH技术应用于瞬态停井工况下整个管道温度的变化规律,得到了加热电流、加热时间和温度三者之间的相互关系。计算结果表明:DEH的加热效率先慢后快,升温效果显著;加热电流越大,油液升温效果越明显,但加热时间过短,过高的加热电流对加热效果影响不大;对比自然温降曲线,在36 h之后会达到水合物和蜡结晶生成的临界温度,而采用了1 000 A电流的DEH技术后,整条管道始终维持正常工作的温度状态。研究结果为DEH的实际工程设计提供了重要参考依据。

论文目录

• 0 引言
• 1 DEH系统简介
• 2 电磁热耦合建模
•   2.1 模型主要参数选择
•     2.1.1 管道和油液参数
•     2.1.2 电缆参数
•     2.1.3 电流及频率
•   2.2 边界条件定义
•   2.3 耦合基本过程
• 3 停井工况下管道瞬态传热分析
•   3.1 沿程温降
•   3.2 径向温度分布
•   3.3 沿程加热效应
•     3.3.1 自然温降下温度随时间的变化关系
•     3.3.2 DEH电加热下电流大小与时间的关系
•     3.3.3 DEH电加热下电流大小对沿程温度分布的影响
•     3.3.4 DEH电加热下加热时间对沿程温度分布的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 黄鑫,段梦兰,安晨,王浩

关键词: 深水,直接电加热,电磁热效应,沿程温降,瞬态传热,耦合

来源: 石油机械 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油大学(北京)海洋工程研究院,中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

基金: 国家重点研发计划项目“基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术研究”(2016YFC0303704)

分类号: TE832

DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.08.021

页码: 132-139

总页数: 8

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