曾勇
大港油田公司第一采油厂 天津市滨海新区 300280
摘要：随着油田的发展与进步以及地面工艺的不断更新，电加热技术得到了广泛的应用，在进行生产运行过程中，由于受到外界环境的影响，电加热埋地油气集输管道在不同季节所需的电功率也是不同的，因此，对其进行深入研究是非常有必要的。基于此，文章对电加热埋地油气集输管道热力进行了详细的探究，以期可以为同行业提供借鉴。
关键词：电加热；埋地管道；热力
引言
电加热埋地油气集输管道集输工艺就是用传统的热水伴热被取代成以电热为主要的供热设备，以此来进行油气集输的一项符合现代技术发展的新工艺。它是以缠绕在集输管道电热丝通电来进行发热，借管壁介质进行传导使之均匀受热，以此来达到管道传输的温度要求为工作原理的。这种新的工艺技术，使在电加热管道运输过程中相互不受影响，局部出现问题能局部解决。同时通过电加热替代双管掺水工艺，可以减少掺水量或停掺，降低掺水炉使用负荷，节约天然气用量。
1电加热埋地油气集输管道模型的建立与简化
温度场假设大地温度为恒温不变的均质情况下，在不考虑大地介质表面温度的变化和热力参数的改变，而根据半无限大物体在周期变化边界的条件下计算产生的表达式。它也正是因为在大庆地区实地现场探测的温度结果，在地下8米的深度以至于温度波的上下波动幅度已经很小了。所以把该层面以下认为是终年保持2.2℃的等温层已经相对足够精准。在暂时忽略大地表面的温度变化，并且假设大地的热物性参数已经是常数的情况下，把大地温度场简化为一个不稳定常态的导热温度。在相对复杂的边界条件和几何条件下，地面土壤和输送介质都会有相对的变化，不可能得到一个完全准确，没有错误的解析式。在计算它的相对数值的时候，计算区域在地面两点之间的土壤温度变化比较小，所以就可以当成是定值处理。
2电加热埋地油气集输管道的实验原理及分析
在进行电加热集输管道时，大地温度场的变化对于数值的处理至关重要。所以我们也要进一步研究埋热集输管道的大地温度场的变化情况，并且在此基础上建立一个小型的电加热埋地油气集输管道的试验台。能让电加热埋地油气集输管道在各种不同的情况下进行试验。争取每组试验都能在稳定或者是不稳定的情况下进行试验。在实验的过程中，我们也能根据测试的结果分析，绘制出电加热埋地油气集输管道周围的大地温度场的温度分布情况。由此分布情况也可以得出一些规律。在埋气管道周围的大地温度场中，外界大气的温度变化对其产生了周期性的影响。在冻土季节的时候，因为大气中的温度较低，所以在气温回升时的变化也会比较明显，电加热埋地管道周围的温度呈现两条等温线的情况，大气温度的提升也必然会导致管道周围地表温度的提升，从而使地表中的零度等温线向地下移动，这也就意味着地表的冻土开始解冻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在电加热埋地油气集输管道的周围以一种半环形状，由于大地温度波具有相对延迟性，在某一深度节点中的某一时间段内，大地温度场会出现或低或高的变化幅度，这也是为什么会出现两条等温线的原因。管道内的散热情况也在间接影响着管道周围等温线的变化，随之而来又出现了环状的等温线。
3电加热埋地油气集输管道的实验结论
影响大地温度场的主要因素是相对稳定的生态环境和电加热埋地管道的散热情况。各种实验数据分析表明，在假设各种参数不变的情况下，如果大气处于一个不稳定的生态环境时，随之而来的大地温度场也开始发生变化，从而管道内温度介质也发生了变化。反之，如果当大气温度不变时，管道内介质也会在一定的情况下发生改变，这种改变也会引起大地温度场的温度变化。
4油田集输管道的优化方式
4.1正确使用防腐材料
在选择集输管道防腐材料的时候，要尽量选择化学性质比较稳定材质的材料作为防腐原材料。玻璃是一种质量轻、表面光滑的防腐材料之一，其具有较强的耐腐蚀性，一些具有腐蚀性的化学物质在玻璃内不利存留，尤其是钢化玻璃，其本身质量非常好，在遭受撞击的时候不容易出现损坏的现象；另外，尼龙材料也是一种较好的防腐材料，尼龙材料不仅材质较轻，而且耐磨性、耐腐蚀性强，可以达到集输管道长期使用的实际要求，但是尼龙材料的生产制造成本要比玻璃高很多。石油企业在进行油气集输管道的制作时结合油气运输的实际情况，加大对上述两种防腐材料的使用，有效的提升油气集输管道的防腐性能。
4.2合理使用缓蚀剂
一般情况下，油气集输管道的防腐施工过程中会在防腐介质中合理的掺入少量的缓蚀剂，这样就能缓解集输管道材料与环境中化学物质产生化学反应，有效的抑制集输管道出现腐蚀的情况。但是缓蚀剂只能在一定程度上借还集输管道防腐的发生，不能从根本上消除集输管道的腐蚀情况，因此，在缓蚀剂的添加过程中要严格的控制其使用量，这样才能避免缓蚀剂对油气集输管道造成损害。目前在油田集输管道防腐过程中主要使用的缓蚀剂有有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两种，而有机缓蚀剂在油气集输管道的防腐中使用较为广泛。
4.3加强油田集输管道的防腐蚀管理
鉴于油气集输管道目前严重的腐蚀情况，油田企业要充分重视集输管道的防腐工作，要安排专业的防腐技术人员对集输管道进行定期的检修和维护，及时发现集输管道在运行过程中出现的问题，并及时上报腐蚀情况，同时采取相关的措施来抑制防腐的发展；要加强油田集输管道防腐蚀管理机制的建设，逐步形成一套切实课程的集输管道维护保养机制；另外，还要加强对油田集输管道腐蚀激励以及腐蚀原因的调查，从根本上抑制集输管道出现腐蚀情况的可能性，要加强与油气集输管道检修工作的相互配合，不断的提升油气集输管道防腐工作的效率；此外，要加强对油气集输管道防腐施工的管理，尤其是针对油气集输管道弯道、接头等部位的防腐施工管理，同时还要提升集输管道焊接人员的专业技术水平，尽量避免在施工过程中出现破坏防腐层的现象发生。这样才能有效的减少腐蚀为油田集输管道带来的影响，才能保证油田集输管道的安全、稳定运行。
5结语
经过反复的研究实验结果表明，电加热埋地油气集输管道工艺不仅可以在不影响其他方面完成原油的集输生产，还能在最大程度上减少原油的掺水量，降低掺水机器设备的承载能力，缩小油气集输管道的管径，从而减少热量的损耗。并且，使用电加热埋地油气集输管道还能更加符合节能环保的社会发展新要求，减少燃料能源的使用，在天然气能源的用量方面也能大大的减少。所以在油气集输管道的输送过程中，周围土壤温度和传输介质性质随时间季节的变化规律的掌握对电加热技术应用具有重要意义。但由于现在的季节变化明显，实验没有一个相对稳定的依据，所以容易造成了投资的不确定，设备的闲置浪费，为此，电加热管道热力研究需要更完善的科学运行管理。
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论文作者:曾勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
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