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吉林建筑保温与结构一体化,稠油热采注汽管道保温结构模拟试验研究
稠油蒸汽驱资料统计表明，井底注汽干度每提高10%，可使油层厚度增加3%左右。稠油热采蒸汽输送管道保温条件差，会造成巨大的热损失，导致到达井口和井底的蒸汽干燥。辽河油田曙光采油厂现有油井1000多口，现有注汽干线100多公里，80移动式注汽管道蒸汽压力波动导致稠油热采注汽管道振动严重，保温结构的使用寿命只有2年。为加强保温，曙光采油厂对稠油蒸汽输送管道采用了多种保温材料。结果表中列出了绝缘材料。稠油蒸汽输送管道采用渣棉等软质材料保温结构后，突出的问题是保温材料下沉严重，结果表明保温管道上部热损失严重超过国家标准，造成大量的能源浪费；微孔硅酸钙在我国是一种很好的硬质保温材料，但硬质保温材料的缺口很难处理。振动后间隙较大，间隙的散热增加了保温结构的导热系数。近年来，国内保温涂料生产厂家很多，复合硅酸盐保温涂料应用广泛，但保温涂料施工难度大，不同厂家生产的复合硅酸盐保温涂料性能差异较大，为研究稠油热采蒸汽输送管道的保温结构，根据相关标准研制了一套保护端式微机监测热力管道模拟试验装置，并购置了相应的设备，对复合硅酸盐保温涂料和复合硅酸盐卷材组成的保温结构进行了一系列室内模拟试验，找到了一套适用于稠油热采及蒸汽输送管道的2室内模拟试验装置。1试验原理由傅里叶定律可知，稳态传热条件为*，筒壁导热系数为：>D2保温材料或外径；T，T2-保温材料或外表面温度Q-P>3电133对压力对的传热可以从方程中看出。在稳定传热的条件下，可以准确测量绝热材料的内外表面温度和内外直径，并对绝热材料导热系数模拟试验装置作了简要介绍。模拟测试装置是通过安装温度检测、温度控制、电源检测系统和显示打印五个测试装置来设计的，温度检测系统由19对imp35951cs微机和检测软温控系统simp35951d晶闸管及控制软器件框图组成，以下是主加热线1个内外测点1个内外测点1个内外测点11个内外测点s网络接口I打印机电脑主机SCR调压器1 SCR图装置的总框图。温度热电偶布置在绝缘材料的外表面，产生的毫伏信号送入imp35951c板，经补偿放大后，I/VA/D转换（模数转换）通过s网络送入计算机。在监控软件的支持下，将各点的温度显示在屏幕上并及时存储。温度控制系统对主试验段和两个保护段进行三路闭环控制。中间主加热段自动跟踪设定的实测管壁温度，两个保护段在监控软件的支持下自动跟踪主测试段，计算机通过s网络向imp359551d板和35951d板发送命令，输出一定的电流信号给晶闸管调压器。晶闸管调压器的输出控制晶闸管的触发角，从而调节加热功率，使装置尽快稳定在所需的稳态传热条件下。自动温度和功率检测系统自动检测温度和加热功率，在监控软件的支持下，上位机可以自动将数据保存到磁盘上。该装置能模拟注汽管道的运行工况，测试保温材料和保温结构的表观导热系数曲线，并利用3室内模拟试验结果进行分析。课题组参考曙光采油厂多年的实践经验和原管道的保温试验结果，选择了一系列复合硅酸盐保温涂料、复合硅酸盐保温型材及其复合结构，并对8厂家生产的复合硅酸盐涂料的结构导热系数进行了室内模拟试验，研究了每种材料的施工特点以及高温下是否出现裂缝。试验研究结果如表1所示，复合硅酸盐保温涂料的导热系数很高，但随着温度的升高，导热系数增加不大，且易于单独使用。由于涂层施工难度大，热采注汽管道不宜单独使用涂层，试验研究结果见表2。由表2可知，复合硅酸盐保温型材的导热系数比涂层的导热系数低30%左右。但复合硅酸盐保温型材是一种软质材料，单独使用时保温结构下沉严重，应与其它材料进行比较，采用复合硅酸盐保温涂料和型材（具体结构为：涂料+型材+涂料）对复合结构的开裂和下沉进行试验研究，结果见表3表1复合硅酸盐保温涂料性能试验结果试验项目：干容重（kg/m3）平均温度70c材料导热系数（w.7（MDJ）平均温度350C材料导热系数（（MD）材料导热系数方程a+B/平均温度70c结构导热系数（w.7（MDJ）平均温度200C结构导热系数（WV（MK））平均温度350C结构导热系数（w.V（MK））结构导热系数方程a+B/高温裂纹有裂纹表面裂纹多裂纹无裂纹无裂纹裂缝表2复合硅酸盐保温型材试验项目西昌福利厂垫江云方远大平均温度70c材料导热系数（VIV（MDK））平均温度350C材料导热系数性能试验结果
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