3.1.2 建立 ICEM CFD 模型 7

3.1.3 ICEM CFD 网格划分 10

3.2 FLUENT 基本设置及模拟  13 

第四章 模拟结果分析 20

4.1 单管模型模拟结果分析 . 20 

4.2 竖直放置双管模型模拟结果分析 ... 25 

4.3 水平放置双管模型模拟结果分析 ... 28 

第五章 加热结构优化设计 32

5.1 主流加热方式简介  32 

5.2 管道加热方式分析与总结 .... 33 

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1.1 引言 

我国是一个拥有广阔海洋领土的国家，拥有八千万公里的海洋线，美丽的海 洋风景之下蕴藏着丰富的海洋石油资源。海底石油的开采对于我们这样一个贫油 少气、多煤的国家来说意义非凡。 

长期以来，海洋石油开采技术被国外所垄断，经过长时间艰苦卓绝的努力， 现阶段海上石油开采技术已逐渐被我国科研工作者所攻破。“海洋石油 981”便 是其中一个杰出的代表，该平台为我国复杂的海洋状况、气候量身打造，可以抵 御南海多发的强烈台风。平台采用国际先进的 DP3 系统，在 1500 米的海洋深度 之内可以实现锚泊定位[1]。在 2015 年 7 月，“海洋石油 981”被部署到我国南海 进行勘探作业，并顺利完成中建岛海域的钻探作业。此举标志着我国海洋石油开 采技术达到国际先进水平[2]。然而，虽然我国已掌握部分海洋石油开采核心技术， 但是如何将开采出来的石油安全稳定地传输到陆地之上也是必不可少、尤为关键 的一个环节，没有稳定、合理、高效的输送方式，合理运用海洋石油资源就是无 稽之谈。 

就目前而言，海洋石油的开采运输主要有两种方法——船舶运输和管道运输[3]。船舶运输由于自身受海洋天气条件的因素的制约对于石油的安全稳定运输具有很大的影响，船舶在海洋中并不一定能够顺利装载石油，有时受天气影响，巨 型油轮甚至无法靠岸；并且，船舶运输所带来的一个巨大的问题就是资源的浪费， 海上石油开采若使用船舶运输将需要大量的船只浪费宝贵的运输资源，且船舶来 回运输所需消耗大量的燃料资源；最重要的是，船舶运输并不能实现石油的稳定 运输，船舶靠岸连接管道的过程中会浪费一定量的时间，造成不必要的浪费。所 以现代海上石油运输过程中，船舶运输比较少。相较于船舶运输，管道运输可以 实现油料的连续输送在运输的过程中节省大量的时间资源和人力资源；另一方面 管道运输不同于船舶运输，管道受天气洋流状况影响较小，管道运输的安全性和 稳定性相比于船舶运输有很大的提升；并且管道运输不同于船舶运输，在运输过 程中不需要消耗燃料造成资源的不必要浪费。所以，现阶段海洋石油的管道运输依然有着很高的利用价值和研究价值。 

然而，海洋管道运输也有一些其自身所不可避免的缺点。石油的管道运输受 石油自身物性参数影响较大[4]。当石油自身凝固点高于石油管道外部条件的时候， 依靠石油自生温度实现管内无热源流动是不可能的，此时由于石油自身物性参数 的影响，石油中的一些蜡质物质便会发生凝结粘管道之上影响运输效率，严重的 还会阻塞管道造成管道的破损造成海洋石油泄漏事件造成灾难性的事故。当石油 温度过高时又会造成能源的不必要浪费。由于石油管道也存在检修问题，石油管 道不可避免的需要停止运输，而海底的极低的环境温度很容易造成管内石油的凝 固，凝固后的管道需要大量能源使其继续使用，由此造成不可估量的经济损失。 因此，海底水平石油管道的保温研究是十分必要的。