在原油管道的运输中，减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻，增加输送量。本文结合马惠线加入减阻剂的应用实例，阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。

引言

        流体在管道中的流动与管壁产生摩擦阻力，导致整个流动系统能量消耗，降低了管道输送量。通过在输送的流体中添加高分子聚合物，在紊流状态下减少流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。用于降低流体流动阻力的高聚物化合物成为减阻剂，简称DRA。减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成，在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥重要作用。

        原油本身是黏度较高的流体，在进入管道输送时，其在输油管道中的流动状态受摩擦阻力作用，造成能量消耗增加，管道运输效率降低。在这种情况下，采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻，对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、降低能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义。减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下，有效地降低管道中流体的摩擦阻力，对输油管道的增输、节能、提高经济效益有非常重要的作用。

        减阻作用是一种特殊的湍流现象，减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现，它是一个纯物理作用。减阻剂分子与油品的分子不发生作用，也不影响化学品的化学性质，只是与其流动特性密切相关。在湍流中，流体质点的运动速度随机变化着，形成大大小小的漩涡，大尺度漩涡从流体中吸收能量发生变形、破碎，向小尺度漩涡转化。小尺度漩涡又称作耗散性漩涡，在粘滞力作用下被减弱、平息，它所携带的部分能量转化为热能而耗散。在近管壁边层内，由于管壁剪切应力和粘滞力的作用，这种转化更为严重。

        在减阻剂加入到管道以后，减阻剂呈连续相分散在流体中，靠本身特有的粘弹性，分子长链顺流向自然伸呈流状，其微元直接影响流体微元的运动。来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形。减阻剂分子间的引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变流体微元的作用方向和大小，使一部分径向力被转化为顺流向的轴向力，从而减少了无用功的消耗，宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果。减阻剂的添加浓度影响它在管道内形成弹性底层的厚度，浓度越大，弹性底层越厚，减阻效果越好。理论上，当弹性底层达到管轴心时，减阻达到极限，即最大减阻。减阻效果还与油品黏度、管道直径、含水、清管等因素有关。

        在管道输油过程中加入减阻剂，可以有两个方面的作用：一是在原定输油量不变的条件下，降低油流摩阻，减少管道沿程压头损失，从而降低泵的动力消耗，节约了动力能量；二是在原定压力不变的条件下，由于油流摩阻降低，使用减阻剂增加了管道输量，实现增输的目的。

国内外在输油管道上使用减阻剂的实例

       美国横贯阿拉斯加的原油管道，采用加减阻剂的方案，将原设计的12座泵站减为10座，日输油量由22.26×10⁷L增加到38.16×10⁷L。英国北海油田的管道，原设计方案管径为1066mm，经过方案比选，采用高峰时加减阻剂的方案，使管径改为914.4mm，大大降低了投资，还达到了输量的要求。

        在国内，例如铁大线继1986年现场试验成功后，在沈阳、熊岳和复县3个站段，间断投用减阻剂79天，用药97m，全线增输原油17.667×10⁶t，缓解了铁大线外输紧张局面，争取到较大的出口换汇，为国家创造了较高的经济效益。青海油田的花土沟至格尔木输油管道，原设计输油能力为每年100×10⁴t，后来油田产量上升，要求管道输送能力增加到每年150×10⁴t，若按照传统增加机械动力的方法，需要将原来4个泵站全部改建为热泵站，原来3个热泵站也需要改造扩建。不仅时间不允许，而且资金投入大。他们进行了减阻剂加注试验，试验结果证明，在不增加任何输油泵的情况下，使用减阻剂可以很容易地实现150×10⁴t的年输量，其所需费用远低于扩建泵站的投资。

        以马惠管道现场为实例，自马惠线2015年9月份投产以来，出站排量基本保持在350-380m³/h，出站压力最高7.0MPa,输油泵、电机的温度也随之升高，再加上夏季室内温度就很高，运行压力非常大，安全运行风险随之提升。经过分析研究最终决定使用减阻剂，加注减阻剂后输量在输油泵同样频率的情况下，可以增加到100-120m³/h的外输量，并且出站压力明显降低（见对比表）。即有效地解决了外输量低、出站压力高、输油泵各项参数的升高问题，又在短期的管道生产运营中获得了客观的经济效益。

结论

        通过对马惠管道原油输送过程中管道减阻剂应用实例的分析，对比添加减阻剂前后原油输量，可知管道减阻剂添加量小，但减阻效果明显，能够有效增加管道的输油量，降低输油能量消耗。综合上述实例分析，我们不难看出在输油管道上应用减阻剂的积极意义：

   1.大幅降低管道建设投资。管道的年输量是设计新管线的一个重要参考依据，但由于影响因素复杂多变，年输量无法精确预计。比如油田储量测算结果的准确程度、市场变化导致管道输油量和油品种类发生改变等因素都会造成管道年输量在较大范围内发生波动。针对这种情况，可以按照相对经济的条件进行设计，然后使用减阻剂来解决实际应用中超出设计范围的情况。这样一来，可以有效减小管道设计管径、调低泵站建设规模从而实现大幅降低管线建设投资的目的。

   2.在维持现有管道设备条件的情况下，使用减阻剂可提高输送效率。尤其是在瓶颈部位，使用减阻剂的效果非常明显，可以提高全管道的输送能力，达到多输快输的要求。

   3.使用减阻剂可以减少长距离输送对泵站的需求，不仅可以降低输送能耗和操作成本，而且可以在不停输状态下对泵机组或泵站进行检修维护、更新改造，使得维修改造成本有所下降。此外，使用减阻剂可以减少恶劣环境下的泵站建设数量，减少工作人员。

   4.使用减阻剂可以在不影响输送效率的前提下降低管道工作压力，从而提高管道运营的安全可靠性。我国东部输油官网由于多年运行，管道内外腐蚀严重，管道耐压能力大幅下降，给运营安全造成了重大威胁。通过使用减阻剂，大大降低了管道的输送压力，为管网输送安全提供了保障。

使用减阻剂作为一种短时间应急措施具有很大的优越性，所以近年来得到了广泛的应用。但对于需要长期增输的管道来说，由于需要大量的减阻剂，易使其经济效益不明显，而且在输油系统中增加了减阻剂的注入装置，使其整个系统的操作量、故障率有所提高，不利于日常操作管理和维护。所以对减阻剂技术既要优先考虑，又不能盲从应用，应用前必须要仔细做好综合考量。从长远角度看，在输油管道上应用减阻剂是大势所趋，加大对减阻剂应用技术的研究探索是我国管道工业发展的必然选择。