针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，包括建立输油管道的模型；建立所述输油管道的模型的任一终端的所述伴热电缆与所述输油管道的管道壁接线联结件模型；建立输油管道的模型的进线端零线的接线端子模型；采用固定周期的基波离散成谱冲击函数对所述伴热电缆的输入火线电压的进行模拟；所述输油管道的模型与数据接口模型建立连接；对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的电流密度和热流分布进行分析；对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的截面进行截面电流密度和截面热流分布分析。以及装置。以解决伴热管从输油管道中穿过，影响到管道内原油的流动速度，以及增大输油管道电伴热的施工难度及成本的问题。

【技术实现步骤摘要】
针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法和装置
本专利技术涉及内置式输油管道集肤效应电伴热领域，具体说是一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法和装置。
技术介绍
集肤效应伴热技术(SECT，SkinEffectElectricalHeatTraceTechnique)作为一种有效的管道保温及防冻技术在管道输油领域得到广泛应用。目前常用的集肤效应加热方式是把伴热管焊接到输油管道上，伴热电缆从伴热管中间穿过。由于伴热管在输油管道之外，导致自身热耗较大；如果将伴热管从输油管道中穿过，势必会影响到管道内原油的流动速度，且增大现有输油管道电伴热改造的施工难度及成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法、装置和系统，以解决伴热管从输油管道中穿过，影响到管道内原油的流动速度，以及增大现有输油管道电伴热改造的施工难度及成本的问题。第一方面，本专利技术提供一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，包括：建立输油管道的模型，所述输油管道中充满流动的原油介质，伴热电缆位于所述输油管道中心轴线上或者所述伴热电缆的局部与所述输油管道的管壁接触；建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于，包括：建立输油管道的模型，所述输油管道中充满流动的原油介质，伴热电缆位于所述输油管道中心轴线上或者所述伴热电缆的局部与所述输油管道的管壁接触；建立所述输油管道的模型的任一终端的所述伴热电缆与所述输油管道的管道壁接线联结件模型；建立输油管道的模型的进线端零线的接线端子模型；采用固定周期的基波离散成谱冲击函数对所述伴热电缆的输入火线电压的进行模拟；所述输油管道的模型与数据接口模型建立连接；利用所述数据接口模型，对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的电流密度和热流分布进行分析；提高计算精度，对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的...

【技术特征摘要】
1.一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于，包括：建立输油管道的模型，所述输油管道中充满流动的原油介质，伴热电缆位于所述输油管道中心轴线上或者所述伴热电缆的局部与所述输油管道的管壁接触；建立所述输油管道的模型的任一终端的所述伴热电缆与所述输油管道的管道壁接线联结件模型；建立输油管道的模型的进线端零线的接线端子模型；采用固定周期的基波离散成谱冲击函数对所述伴热电缆的输入火线电压的进行模拟；所述输油管道的模型与数据接口模型建立连接；利用所述数据接口模型，对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的电流密度和热流分布进行分析；提高计算精度，对所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的截面进行截面电流密度和截面热流分布分析；根据所述热流分布和所述截面热流分布分析，利用所述电流密度、所述热流分布，以及所述截面电流密度和所述截面热流密度，与实验条件环境下的热流密度与电流密度进行校核，得出分析结论。2.根据权利要求1所述一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于：对所述输油管道的管道壁接线联结件模型以及所述接线端子模型进行简化分析，包括：进行所述输油管道与述伴热电缆，以及所述输入火线与所述伴热电缆和所述输油管道之间的联结件简化，以及删除所述输油管、所述输入火线、所述伴热电缆以及所述输入火线之间是连接零件；所述输油管道与所述原油介质，以及所述伴热电缆与所述原油介质之间接触面进行柔性连接处理；所述输油管道与所述伴热电缆的端子之间接触面进行刚性连接处理。3.根据权利要求1所述一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于：所述提高计算精度的方法，提高网格划分效率：利用各向同性来减少模型的网格数量，提高网格划分效率，使径向所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆满足各向同性原则，取出所述输油管道、所述原油介质和所述伴热电缆的任意体积单元，对所述任意体积单元进行网格划分；设定疏密有秩的网格设定规则，对所述任意体积单元局部细化。4.根据权利要求1所述一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于：所述伴热电缆的热流分布，包括：所述伴热电缆的的轴向和所述伴热电缆的径向温度；利用傅里叶定律以及所述伴热电缆集肤效应的基本运动方程，得到三维稳态温度场的混合边值方程，利用所述三维稳态温度场的混合边值方程求解所述伴热电缆的的轴向和所述伴热电缆的径向温度。5.根据权利要求3所述一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟方法，其特征在于：对所述伴热电缆、所述输油管道的外壁、所述伴热电缆与所述输油管道的外壁接触点，以及输入火线和所述输油管道的接触点局部细化的分析。6.一种针对内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟装置，其特征在于，所述内置式输油管道集肤效应电伴热的模拟装置存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：建立输油管道的模型，所述输油管道中充满流动的原油介质，伴热电缆位于所述输油管道中心轴线上或者所述伴热电缆的局部与所述输油管道的管壁接触；建立所述输油管道的模型的任一终端的所述伴热电缆与所述输油管道的管道壁接线联结件模型；建立输油管道的模型的进线端零线的接线端子模型；采用固定周期的基波离散成谱冲击函数对所述伴热电缆的输入火线电压的进行模拟；所述输油管道的模型与数据接口模型建立连接；利用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，杨民瑜，付磊，王久生，崔广学，李文彬，任金路，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，大庆石油管理局，大庆方兴油田开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11