蒸汽吞吐與蒸汽驅(qū)熱力采油方法是開(kāi)采稠油的主要工藝技術(shù)，輸汽系統(tǒng)在生產(chǎn)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中存在著不同程度的熱能損失。調(diào)研數(shù)據(jù)表明遼河油田48條總長(zhǎng)23km的地面輸汽管線，地面輸汽管線平均散熱損失為298.0W/m~2，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許zui大熱損失188W/m2的1.58倍，折算浪費(fèi)成本600余萬(wàn)元/年，嚴(yán)重影響熱采的經(jīng)濟(jì)效益。

因此優(yōu)選保溫材料與保溫結(jié)構(gòu)，維持管輸蒸汽的溫度與干度，大幅改善稠油熱采效果，提高稠油開(kāi)采經(jīng)濟(jì)效益。 本文對(duì)蒸汽管線的常規(guī)保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，同時(shí)研制出新型膠凝保溫材料，提出蒸汽管線主動(dòng)加熱保溫結(jié)構(gòu)，建立管線保溫結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，給出保溫材料與保溫結(jié)構(gòu)。

主要開(kāi)展以下6個(gè)方面工作：

1.分析評(píng)價(jià)現(xiàn)有的輸汽管線保溫狀況，調(diào)研保溫的薄弱環(huán)節(jié)和存在問(wèn)題，為減少蒸汽輸送和注入過(guò)程中的能量損失、提高注入井蒸汽干度、實(shí)施節(jié)能技改，提供依據(jù)和。根據(jù)注汽管線的工作特點(diǎn)和要求，建議采用絕熱性能優(yōu)良的隔熱材料作為地面輸汽管線的保溫材料，并采用復(fù)合式保溫結(jié)構(gòu)，zui大限度地降低輸汽管線的熱損失。

2.針對(duì)常規(guī)保溫材料和氣凝膠材料，進(jìn)行導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、微觀特性評(píng)價(jià)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，篩選出保溫材料。

3.目前采用的保溫材料吸水性強(qiáng)、強(qiáng)度低，針對(duì)這一情況研制了一種憎水性強(qiáng)、高強(qiáng)度的保溫材料。該材料是一種高鐵鋁低鈣型固體粉料，在活化劑的作用下，它會(huì)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成固化物，這種固化物在420℃高溫的反復(fù)沖擊下無(wú)裂縫，不開(kāi)裂，強(qiáng)度和保溫性能基本不降低。為了提高這種材料的隔熱保溫性能，在配料時(shí)摻入增孔劑，使其在固化的同時(shí)能在內(nèi)部形成多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)材料容重的調(diào)控。

4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)保溫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及隔熱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，考慮粘結(jié)劑對(duì)保溫層的影響，以及外護(hù)層材料的力學(xué)分析，優(yōu)選出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、熱流密度低、隔熱效果佳的保溫結(jié)構(gòu)。

5．為充分利用太陽(yáng)能，降低管線外壁空氣對(duì)流換熱，建立主動(dòng)加熱保溫結(jié)構(gòu)模型，并應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)環(huán)境因素、不同保溫材料、外界溫度、夾層厚度以及夾層中介質(zhì)的種類進(jìn)行數(shù)值模擬，分析各因素對(duì)新型主動(dòng)加熱保溫方式的保溫效果的影響。 

6.根據(jù)蒸汽管線保溫結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，開(kāi)發(fā)了管線優(yōu)化保溫設(shè)計(jì)運(yùn)行管理軟件。該軟件可用于保溫材料的選擇，保溫層厚度優(yōu)化，為蒸汽管線保溫施工和運(yùn)行提供優(yōu)化方案。