深水流動保障技術

《深水流動保障技術》是2021年上海科學技術出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：深水流動保障技術
• 作者：李清平,姚海元,程兵
• 出版時間：2021年
• 出版社：上海科學技術出版社
• ISBN：9787547852583
• 類別：能源與動力工程
• 開本：16 開
• 裝幀：精裝

內容簡介

本書主要介紹了深水流動安全流動保障的實驗系統、關鍵技術、工藝流程和研究進展。全書分為10章，首先對比了國內外流動安全保障技術研究現狀，指明了我國今後的發展方向；接著主要介紹了國內外流動安全實驗系統建設運行情況，深水多相混輸系統流動安全工程設計及相關軟體的開發；然後分別介紹了深水流動安全流動保障中的段塞預測技術、蠟沉積預測技術和水合物防控技術，以及流動安全處理設備及工藝，防腐工藝及進展；*後主要介紹了流動安全監測技術，並給出作者對相關技術的展望及建議。通過閱讀本書，技術人員可以了解深水流動安全保障中的各類關鍵防控措施及相應工藝流程，並有助於在工程設計和現場作業中解決實際生產中的問題。

圖書目錄

第1章緒論1

1.1深水流動安全保障技術研究概況3

1.1.1深水流動安全保障技術研究目標和計畫3

1.1.2深水流動安全保障技術研究方向6

1.2國外深水流動安全保障技術研究進展7

1.2.1水合物預測和防控技術研究進展8

1.2.2蠟沉積預測和防控技術研究進展9

1.2.3混輸體系段塞預測及控制技術研究進展11

1.2.4深水油氣田流動監測技術研究進展12

1.2.5深水多相流動態腐蝕研究進展13

1.2.6水下油氣水處理技術研究進展14

1.2.7多相流試驗系統研究進展14

1.3我國深水流動安全保障技術研究進展15

1.3.1深水流動安全保障技術攻關目標16

1.3.2本課題主要研究成果17

1.3.3課題研究的作用及研究趨勢18

1.3.4今後研究方向20

第2章流動安全實驗系統及實驗技術21

2.1流動安全實驗系統概述23

2.2水合物實驗技術25

2.2.1挪威高壓輪型環管25

2.2.2NTNU環路26

2.2.3法國IFPlyre環路27

2.2.4中國石油大學（北京）實驗環路27

2.2.5法國阿基米德環路27

2.2.6美國埃克森美孚公司環路28

2.2.7中國科學院廣州能源研究所水合物環路29

2.2.8美國塔爾薩大學FAL環路30

2.2.9澳大利亞Hytra環路31

2.2.10中國海油中國石油大學（北京）水合物實驗環路31

2.2.11中國海油西南石油大學水合物固態流化開採實驗環路32

2.2.12各實驗環路對比33

2.3蠟沉積環路實驗技術34

2.3.1美國塔爾薩大學多相流研究中心氣液兩相流蠟沉積實驗裝置34

2.3.2法國IFPlyre蠟沉積實驗環路35

2.3.3荷蘭殼牌公司多相蠟沉積環路35

2.3.4加拿大卡爾加里大學實驗裝置35

2.3.5美國俄亥俄大學實驗裝置36

2.3.6挪威泰勒馬克大學蠟沉積實驗裝置37

2.3.7荷蘭代爾夫特理工大學實驗裝置37

2.3.8挪威生命科學大學蠟沉積實驗裝置38

2.3.9中國石油大學（北京）蠟沉積實驗裝置39

2.4段塞流實驗技術39

2.4.1美國塔爾薩大學L型立管段塞實驗裝置40

2.4.2挪威科技大學實驗平台40

2.4.3英國克蘭菲爾德大學實驗平台41

2.4.4阿姆斯特丹殼牌石油研究與技術中心實驗平台41

2.4.5中國石油大學實驗平台41

2.4.6SINTEF多相流實驗平台42

2.4.7中國海油西安交通大學多相流實驗平台43

2.4.8多相流實驗系統對比44

2.5多相流腐蝕實驗技術45

2.5.1美國俄亥俄大學腐蝕測試環路與實驗裝置46

2.5.2美國塔爾薩大學三相環路49

2.5.3IFE實驗環路50

2.5.4美國Cortest公司實驗環路50

2.5.5英國南安普頓大學實驗環路51

2.5.6挪威科技大學實驗環路51

2.5.7中國石油CFL1型動態腐蝕實驗環路裝置52

2.5.8中國海油北京科技大學氣液兩相環路實驗裝置53

2.5.9中國海油研製的多相流動態環路腐蝕評價裝置53

2.5.10中國海油研製的深水多相流動態腐蝕評價系統54

第3章深水多相混輸系統流動安全工程設計57

3.1設計規範和標準59

3.2流動安全設計所需基礎數據60

3.3海底多相流混輸管道的流動安全設計技術60

3.3.1流型預測62

3.3.2壓降計算62

3.3.3設計目的和設計餘量63

3.4常用流動安全設計軟體64

3.5自主研製的多相管流模擬分析軟體TPCOMP 1.068

3.5.1軟體開發背景68

3.5.2軟體主要功能69

3.5.3穩態計算模組的改進69

3.5.4瞬態計算模組的改進75

3.6工程套用81

3.6.1荔灣氣田群開發82

3.6.2陵水172氣田開發82

3.6.3流花深水油田群開發84

第4章多相流動規律及段塞預測和控制技術87

4.1兩相及多相流流型研究現狀89

4.1.1垂直上升管中流型的研究現狀89

4.1.2垂直下降管中的氣液兩相流流型91

4.1.3水平/微下傾管中的多相流流型93

4.1.4流型轉變機理與模型的研究現狀94

4.2段塞流理論、模型及預測技術97

4.2.1段塞流成因及其危害98

4.2.2段塞機理研究現狀99

4.2.3段塞流理論預測模型研究現狀105

4.3段塞流控制技術114

4.3.1段塞流控制技術簡介114

4.3.2立管頂部智慧型節流段塞控制技術119

4.3.3高效緊湊型分離器段塞控制技術122

4.3.4射流清管段塞控制技術124第5章多相蠟沉積規律及預測技術129

5.1蠟沉積機理及其影響因素132

5.1.1蠟沉積機理132

5.1.2蠟沉積的影響因素134

5.2蠟沉積預測模型135

5.2.1單相蠟沉積模型135

5.2.2油水兩相蠟沉積模型142

5.2.3油氣兩相蠟沉積模型147

5.3蠟沉積測試方法153

5.3.1偏光顯微鏡法154

5.3.2冷指法154

5.3.3差示掃描量熱法155

5.3.4黏度法155

5.3.5環路法155

第6章管道內水合物防控技術157

6.1水合物的結構與類型159

6.2天然氣體系中水合物堵塞的機理160

6.3水合物生成預測方法163

6.4海底油氣混輸管道水合物控制164

6.4.1機械控制164

6.4.2熱法控制164

6.4.3熱力學抑制167

6.4.4低劑量水合物抑制168

6.5海底油氣混輸管道水合物堵塞解堵169

6.5.1水合物堵塞形成預警169

6.5.2水合物堵塞解堵174

第7章流動安全處理設備及工藝179

7.1水下增壓技術181

7.1.1水下增壓系統典型工藝流程182

7.1.2水下增壓設備的分類及技術特點182

7.2水下分離技術189

7.2.1水下分離器的功能和安裝位置189

7.2.2水下分離器的分類190

7.2.3水下分離器的設計標準及分析198

7.2.4水下分離器設計的影響因素203

7.2.5水下分離器的套用工程案例204

7.3水下氣液旋流分離器縮尺樣機研製207

7.3.1水下氣液旋流分離器總體技術要求207

7.3.2水下氣液旋流分離器設計參數208

7.3.3水下氣液旋流分離器系統組成208

7.3.4工藝方案描述208

7.3.5水下氣液旋流分離器結構設計209

7.3.6水下氣液旋流分離器控制系統設計212

7.3.7水下氣液旋流分離器防腐設計213

7.3.8水下氣液旋流分離器縮尺樣機的測試215

第8章海底管道多相流腐蝕與控制研究進展219

8.1深水油氣管道的主要多相流腐蝕類型221

8.1.1濕氣冷凝造成的管道頂部腐蝕221

8.1.2高氣相流速下的腐蝕與緩蝕劑有效性224

8.1.3油水兩相層流工況下的腐蝕與緩蝕劑有效性228

8.2深水油氣管道多相流腐蝕研究方法229

8.2.1多相流管道腐蝕監測方法229

8.2.2實驗室多相流腐蝕模擬方法229

8.2.3多相流腐蝕關鍵參數監測方法230

8.2.4流體力學模擬231

8.3深水海底管道多相流腐蝕規律研究進展232

8.3.1流態的影響232

8.3.2流速及壁面剪下力的影響233

8.3.3油水比或含水率的影響233

8.3.4濕氣冷凝的影響235

8.3.5固相顆粒的影響237

8.4海底管道多相流腐蝕工況下的緩蝕劑套用238

8.5國內海底管道多相流腐蝕與控制研究進展240

第9章深水流動安全監測技術241

9.1流動監測技術簡介243

9.2流量監測虛擬計量技術245

9.3泄漏監測技術249

9.4堵塞監測技術及系統研發253

9.4.1堵塞監測技術及常見方法253

9.4.2堵塞監測系統研發及測試255

第10章技術展望及建議259

10.1基本認識與套用成效261

10.2問題和挑戰264

10.3發展方向思考與建議266

參考文獻270

作者簡介

叢書主編曾恆一，中國工程院院士，主持設計我國代自升式鑽井平台，獲首屆國家科技進步二等獎；主持設計我國艘新型單點系泊浮式生產儲油船，獲國家科技進步一等獎；主持我國艘，也是世界的第六代、3000米水深半潛式鑽井平台——“海洋石油981”的前期研究與概念設計，獲國家科技進步特等獎集體獎。主持國家科技重大專項“海洋深水油氣田開發工程技術”項目。獲“中國工程設計大師”稱號。 主編李清平，中國海油資深專家，第四屆中國青年科技協會委員，2006年百千萬人才工程人選，2011年全國三八紅旗手，國務院政府特殊津貼專家。主要從事流動安全保障等領域海洋工程技術的研究工作，獲省部級科技進步獎10餘項。作為“十一五”“十二五”“十三五”國家科技重大專項“深水流動安全保障技術”的課題組長，其課題研究成果成功套用於中國海油在南海荔灣3-1氣田群、流花油田群和陵水深水氣田群油氣田開發工程項目。