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据渤海石油公司提出不加保温层的沉垫储油问题，结合钻井船改装沉垫储油系统的设计，用渤海原油、大港原油做了生产模拟试验，通过试验研究掌握了水下储存高凝原油的油罐的传热量与所储原油物性相关的规律，即在相同的环境水温、相同的储油温度条件下，储存凝点高的原油其散热量小于储存凝点低的原油。油水置换时，热油与低温海水直接接触，热量直接从油层传给海水，油水界面附近的原油温度下降，水温逐渐升高，当油温低于原油凝固点时，在油水界面形成凝油层，其厚度随油温的降低而增加，在油水直接接触过程中，凝油层抑制了自然对流作用。 经过小试、中试、工业性试验与沉垫模拟试验，用大庆原油、胜利原油及大港原油，在试验室、室外水池和海河里，实测得到了轴向温度分布曲线，并根据实测数据进行了理论分析和数模计算。得出水下储油罐的传热主要通过罐壁和罐顶，油水界面的传热量不到10%，从而揭示了油水置换过程中热油与油水直接接触海水的传热规律。 根据含蜡原油的流变性，大庆原油高于40℃表现为牛顿流体，在凝固点至40℃表现为非牛顿流体，粘度大、流动性差，虽然在试罐中心区高于40℃，为自然对流区，温度较均匀，但靠近界面和罐壁的边界层温差大，流动性差，因此整个区域的计算程序按照导热来处理。混凝土油罐放置在海底，在储存热油时，其热量要通过罐壁、罐顶及罐内底层水向外界传递，再加上原油表面因冷凝而形成的凝油层，气柜安装导致传热过程相对比较复杂，但传热规律是工艺设计与结构设计中的重要依据。根据我国原油凝固点高、含蜡量大的特点，为获取水下混凝土储存高凝原油的各项传热参数，用大庆原油为试验物料，按照不同的环境条件、原油量、介质，做了许多组试验性研究工作，获得了大量试验数据，为论证水下混凝土储存高凝原油的可行性提供了重要依据。 基于试验数据，使用数学物理方程理论，建立数学模型;反过来，煤气柜再把数学模型离散化，利用有限差分法或有限元法，输入某种工况条件下己测得温度场布点测温数据及其边界条件作为初始值，通过程序运行，得出不同时刻的温度场分布。 该种方法建模方便、运行思路清晰明了，但是需要输入开始时刻的温度场数据作为程序运行的先决条件，比较麻烦。------------------http://www.jshhaf.com/
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发表于 2012-2-3 00:05:14
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