水联运投产过程中的清管器排气方法技术

本申请公开了一种水联运投产过程中的清管器排气方法，属于管道投产领域。其中，在具有连续大落差和U型液体管道的投产领域，本申请提供的清管器排气方法能够有效排除管道中的积气。因此，本申请能够有效地解决连续大落差输油管道的水联运投产过程中，因管道内气体导致的排水过程中出现的诸如问题：排水管线大幅震动，甚至摆动等问题；因管道实际压力超出理论计算压力，造成管道流量过低，严重时导致水联运无法正常进行的问题；由于气阻的存在而导致管道破裂，进而出现环境污染等事故的问题。进而出现环境污染等事故的问题。进而出现环境污染等事故的问题。

Exhaust method of pig in the process of water combined transportation production

【技术实现步骤摘要】
水联运投产过程中的清管器排气方法


[0001]本申请涉及管道投产领域，特别涉及一种水联运投产过程中的清管器排气方法。

技术介绍

[0002]管道投产是正式投入运营之前的重要步骤，在此期间需要进行管道清洗、设备调试和排气等操作，正是这个步骤的实施确保了管道之后能稳定且安全地投入运营。
[0003]目前国内外在管道投产方面采用的方法有若干种，具体方案需要依据管道的自身条件和所输送的介质来确定。比如，对于输油管道来说，国内外主要采用三种投产方案，分别是：全线水联运投产方案、部分管段充水投产方案和空管投油投产方案。由于我国的油气管道横穿东西、纵贯南北，覆盖的地形十分复杂，因此国内诸多已建成和在建管道具有连续大落差和U型管段结构。对于这种类型的管道，常常采用全线水联运投产方案。
[0004]其中，全线水联运投产，是指在管道正式投油前，管道全线输水联运，而在连续起伏管道中，由于落差较大，水头(即气液界面)经过管段峰点后以不满流的形式继续向下游流动，到达管段低点时形成U型液段封闭，最终导致管段积气，形成若干积气段，严重阻碍水联运投产进程。因此，在具有连续大落差和U型液体管道的投产领域，亟需一种积气的排气方法。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种水联运投产过程中的清管器排气方法，该方法能够有效排除管道中的积气。所述技术方案如下：
[0006]根据初始时刻的气液界面位置和下坡段谷点的液体累积量，确定气液混合区的初始流型；以及，在上坡液塞段投放清管器；调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0007]根据更新后的气液界面位置和清管器位置中的至少一项，确定是否满足流型转换条件；响应于满足流型转换条件，所述气液混合区由所述初始流型转换为新的流型，调用与所述新的流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；响应于不满足流型转换条件，继续调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0008]重复执行上述确定是否满足流型转换条件以及调用相应的清管器排气模型更新气液界面位置和清管器位置的步骤，直至计算结束。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述流型包括：第一基础流型、第二基础流型、第三基础流型、第四基础流型、第五基础流型；
[0010]其中，所述第一基础流型是指所述清管器在基本管段中运动经过谷点以后呈现的流型；所述基本管段包括一个上坡段和一个下坡段；
[0011]所述第二基础流型对应气液界面已经过峰点，且在液体累积过程中，所述清管器未经过所述峰点，且下坡段谷点的液体未完全堵住下坡段的气体；
[0012]所述第三基础流型对应所述清管器未经过所述峰点，且下坡段谷点的液体完全堵住下坡段的气体；
[0013]所述第四基础流型对应所述清管器已经过所述峰点，且所述清管器推动气体向下运动并压缩气体；
[0014]所述第五基础流型对应积气段尾部到达下坡段谷点，且积气段的气泡逐渐破碎进入液体。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述流型还包括：第六组合流型、第七组合流型、第八组合流型和第九组合流型；
[0016]其中，各个组合流型均对应两个相连接的基础管段；每个组合流型对应的第一个基础管段的上坡段小于目标长度，第二个基础管段的高程小于目标高度；
[0017]所述第六组合流型和所述第八组合流型，均在第二个峰点后出现气液分层流和液体累积，但并未形成新的液塞；
[0018]所述第六组合流型中所述清管器未经过第一个峰点，所述第八组合流型中所述清管器已经过第一个峰点；
[0019]所述第七组合流型和所述第九组合流型，均在第二个峰点后形成新的液塞；
[0020]所述第七组合流型中所述清管器未经过第一个峰点，所述第九组合流型中所述清管器已经过第一个峰点。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置，包括：
[0022]响应于所述初始流型为第一基础流型，调用与所述第一基础流型匹配的清管器排气模型，获取所述清管器在当前时刻的运动速度；
[0023]根据所述清管器在当前时刻的运动速度、所述清管器在当前时刻的位置、当前时刻与下一时刻的时间差，获取所述清管器在下一时刻的位置；
[0024]根据所述清管器在当前时刻的运动速度、所述气液界面在当前时刻的位置、当前时刻与下一时刻的时间差，获取所述气液界面在下一时刻的位置。
[0025]在一种可能的实现方式中，所述响应于满足流型转换条件，所述气液混合区由所述初始流型转换为新的流型，调用与所述新的流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置，包括：
[0026]响应于所述气液界面已经过峰点，所述气液混合区由所述第一基础流型转换为第二基础流型，调用与所述第二基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0027]其中，所述第二基础流型对应的所述气液界面位置为下坡段谷点。
[0028]在一种可能的实现方式中，在调用与所述第二基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置后，所述方法还包括：
[0029]响应于下坡段谷点的液体累积量大于临界值，所述气液混合区由所述第二基础流型转换为第三基础流型，调用与所述第三基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0030]其中，所述第三基础流型对应的气液界面位置为下坡段谷点位置与目标数值之和，所述目标数值为上坡段液塞的高度与上坡段倾角的正弦值之比。
[0031]在一种可能的实现方式中，在调用与所述第三基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置后，所述方法还包括：
[0032]响应于所述清管器已经过峰点，所述气液混合区由所述第三基础流型转换为第四基础流型，调用与所述第四基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0033]响应于所述清管器未经过所述峰点，且所述气液界面已经过峰点，所述气液混合区由所述第三基础流型转换为第六组合流型，调用与所述第六组合流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置。
[0034]在一种可能的实现方式中，在调用与所述第四基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置后，所述方法还包括：
[0035]在下坡段液塞的高度不大于零的情况下，响应于所述气液界面未经过峰点，所述气液混合区由所述第四基础流型转换为第五基础流型，调用与所述第五基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0036]在下坡段液塞的高度不大于零的情况下，响应于所述气液界面已经过峰点，所述气液混合区由所述第四基础流型转换为第八组合流型，调用与所述第八组合流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；
[0037]在下坡段液塞的高度大于零的情况下，响应于所述气液界面已经过峰点，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水联运投产过程中的清管器排气方法，其特征在于，所述方法包括：根据初始时刻的气液界面位置和下坡段谷点的液体累积量，确定气液混合区的初始流型；以及，在上坡液塞段投放清管器；调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；根据更新后的气液界面位置和清管器位置中的至少一项，确定是否满足流型转换条件；响应于满足流型转换条件，所述气液混合区由所述初始流型转换为新的流型，调用与所述新的流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；响应于不满足流型转换条件，继续调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；重复执行上述确定是否满足流型转换条件以及调用相应的清管器排气模型更新气液界面位置和清管器位置的步骤，直至计算结束。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流型包括：第一基础流型、第二基础流型、第三基础流型、第四基础流型、第五基础流型；其中，所述第一基础流型是指所述清管器在基本管段中运动经过谷点以后呈现的流型；所述基本管段包括一个上坡段和一个下坡段；所述第二基础流型对应气液界面已经过峰点，且在液体累积过程中，所述清管器未经过所述峰点，且下坡段谷点的液体未完全堵住下坡段的气体；所述第三基础流型对应所述清管器未经过所述峰点，且下坡段谷点的液体完全堵住下坡段的气体；所述第四基础流型对应所述清管器已经过所述峰点，且所述清管器推动气体向下运动并压缩气体；所述第五基础流型对应积气段尾部到达下坡段谷点，且积气段的气泡逐渐破碎进入液体。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流型还包括：第六组合流型、第七组合流型、第八组合流型和第九组合流型；其中，各个组合流型均对应两个相连接的基础管段；每个组合流型对应的第一个基础管段的上坡段小于目标长度，第二个基础管段的高程小于目标高度；所述第六组合流型和所述第八组合流型，均在第二个峰点后出现气液分层流和液体累积，但并未形成新的液塞；所述第六组合流型中所述清管器未经过第一个峰点，所述第八组合流型中所述清管器已经过第一个峰点；所述第七组合流型和所述第九组合流型，均在第二个峰点后形成新的液塞；所述第七组合流型中所述清管器未经过第一个峰点，所述第九组合流型中所述清管器已经过第一个峰点。4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述调用与所述初始流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置，包括：响应于所述初始流型为第一基础流型，调用与所述第一基础流型匹配的清管器排气模型，获取所述清管器在当前时刻的运动速度；根据所述清管器在当前时刻的运动速度、所述清管器在当前时刻的位置、当前时刻与
下一时刻的时间差，获取所述清管器在下一时刻的位置；根据所述清管器在当前时刻的运动速度、所述气液界面在当前时刻的位置、当前时刻与下一时刻的时间差，获取所述气液界面在下一时刻的位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述响应于满足流型转换条件，所述气液混合区由所述初始流型转换为新的流型，调用与所述新的流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置，包括：响应于所述气液界面已经过峰点，所述气液混合区由所述第一基础流型转换为第二基础流型，调用与所述第二基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；其中，所述第二基础流型对应的所述气液界面位置为下坡段谷点。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在调用与所述第二基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置后，所述方法还包括：响应于下坡段谷点的液体累积量大于临界值，所述气液混合区由所述第二基础流型转换为第三基础流型，调用与所述第三基础流型匹配的清管器排气模型，更新气液界面位置和清管器位置；其中，所述第三基础流型对应的气液界面位置为下坡段谷点位置与目标数值之和，所述目标数值为上坡段液塞的高度与上坡段倾角的正弦值之比。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在调用与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旺，冯亮，马剑林，陈小华，古丽，谢锐，张志坚，梁博，李霖，贾彦杰，梁俊，杨大珂，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：