金属丝网结构对开敞空间爆燃波抑制作用的实验研究

实验旨在研究金属丝网结构对开敞空间预混乙炔-空气爆燃波的抑制效果。描述了金属丝网层数、气云半径等参数对丝网结构内外两侧压差的影响。结果显示，在气云半径以及丝网结构半径给定的条件下，丝网结构内外两侧压差随着丝网层数的增加，先减小后增大，存在一个最小值；特定的丝网结构，将对某一特定半径气云的爆燃波起到最佳的抑制效果。另外，通过与同样气云条件的开敞空间爆炸压力场进行比较发现，单纯地增加丝网层数并不是更好地抑制爆燃波的有效方式。     

平板形障碍物对气云爆烯威力加强作用

利用一维球形流体力学方程导出了开敞空间可燃气云弱点火条件下爆燃过程的压力分布场,编制了求解压力场的计算程序,解释了平板形物体气云爆燃威力的加强作用.进行了乙炔-空气气云的爆燃实验,对计算结果进行了考核.计算结果与实验结果的偏差小于20%.     

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液化石油气是一种成分复杂的混合物，这就大大增加了对其爆炸进行数值计算的难度。采用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)方法，对石油气的混合成分进行了简化处理，进而对石油气爆炸进行了数值模拟，建立了描述液化石油气爆燃的理论模型，采用SIMPLE算法对模型进行了求解。计算的超压与实验值相比较，球形容器内最大偏差为9.09%，平均偏差为4.58%；开敞空间情况下，最大偏差9.02%，平均偏差3.92%。还对工业上可能产生的液化石油气可燃气云爆燃威力进行了预测，当气云半径为100 m时，最大超压可达48.432 kPa。研究表明，大尺寸气云可以产生具有破坏力的超压。     

内部平板对半球形气云爆炸超压的影响

以乙炔 空气为介质,进行了平板障碍物对开敞空间气云爆炸威力影响的试验研究,比较测得的超压与时间曲线发现,有障碍物的气体爆燃超压呈多峰值形式,超压值随着障碍物几何尺寸的增加而增大,障碍物开孔率和位置的变化也对爆炸超压产生影响。障碍物的存在是开敞空间可燃气云爆炸产生巨大破坏力的主要原因之一。     

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开敞空间可燃气云爆炸，尤其是在障碍物诱导下具有极大破坏力的爆炸，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，研究约束条件对气云爆炸场的影响，对进一步提出可行的防爆、抑爆方案提供理论依据具有重要意义。为此，建立了开敞空间可燃气云爆炸的实验系统，对半球形乙炔—空气预混气云内半球条栅形障碍物对爆炸威力的影响进行了实验研究。障碍物半径为0.1～0.3 m，条栅宽度为15～60 mm，空隙率为20%～75%，气云半径为0.25～1.25 m。通过对实验数据进行曲线拟合回归，并经方差检验，得到了对实际应用具有指导作用的拟合关系式。     

AMAL波形阻火器在蒸汽锅炉上的应用

1前言阻火器作为其重要的阻爆和阻燃的保护装置，已被广泛应用于各种领域的可燃气体处理过程中。对于具有持续着火源的燃油和燃气锅炉来说，阻火器就显得更为重要，它不仅保护着锅炉和装置的安全，而且直接影响着锅炉的效率。多年来，国内燃油燃气锅炉普遍应用的阻火器是由金属骨架和丝网共同组成的金属丝网阻火器，其阻燃和阻爆效果取决于金属丝网的层数，可靠性不高。相反，层数的增加不仅使液体的流动阻力增大，而且极易堵塞和损坏，严重影响锅炉的正常运行。AMAL公司开发和设计制造的波形阻火器具有结构独特、性能可靠和气流阻力小的…     

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可燃气体在运输、储存、加工和使用过程中，因可燃气体泄漏而形成的气云爆炸事故，常常会造成巨大的人员伤亡和财产损失。研究气云爆炸的特性和威力，可防范事故，减小损失。中采用有限差分方法编制了求解可燃气云爆炸过程的定解方程的数值模拟程序。方程组中的源项由能量均匀加入法处理，爆炸场中的间断问题通过人工黏性模型处理。经开敞空间乙炔——空气气云爆炸实验结果检验，数值计算结果的偏差在13％以内。计算结果表明，气云半径越大，爆炸最大压力和压力增加速率越大；气云爆热越大，爆炸最大压力和压力增加速率越大。     

障碍物对开敞空间蒸气云爆炸强度的加强作用

阐述了障碍物对开敞空间蒸气云爆炸威力的加强机理,概括了气云内部放置障碍物的开敞空间蒸气云爆炸(UVCEs)的实验、经验方法和理论研究情况,并分析了障碍物和火焰的相互作用机理,火焰加速机理是研究障碍物对开敞空间蒸气云爆炸威力加强作用的关键问题。     

多层丝网结构抑制管内气体爆炸的试验

建立了管内可燃气体燃烧爆炸和爆炸抑制的试验研究系统，该系统测试响应时间小于0.001秒，测量精度为0.5%。化学计量浓度的乙炔/空气充满整个管道，管道一端封闭一端开敞，在封闭端中心点火，研究了不同丝网层数和丝网目数对火焰传播速度和火焰淬熄的影响。研究结果表明，被丝网淬熄的临界火焰速度与丝网层数呈线性关系；将丝网层数、目数和丝网直径的乘积定义为丝网几何参数，根据试验结果得出了丝网几何参数与能够被丝网淬熄的临界火焰速度之间的关系。     

开敞空间工业气云爆炸研究进展

评述了开敞空间气云爆炸的研究进展情况，阐明了约束条件和障碍物对气云爆炸威力的作用。分析了通过理论研究提出的TNT当量法、多能模型法、自相似法和数值模拟法，评价了它们在实际应用中的优越性和局限性。     

含油气盆地砂岩目的层油气富集主控因素与基本模式——以渤海湾盆地南堡凹陷新近系砂岩油气藏为例

随着油气勘探开发难度越来越大,探究油气富集的主控因素并建立地质模式对于提高勘探成效具有重要的现实意义。以渤海湾盆地南堡凹陷为例,采用统计分析法研究了822口探井中8520个砂岩目的层段油气富集程度的影响因素与变化特征。分析表明,含油气目的层的孔渗结构、毛细管压力差以及周边源岩的排烃条件是影响油气富集的关键要素。源岩的排烃提供了物质基础,目的层的孔渗结构决定了容积空间,毛细管压力差是油气运移聚集的关键动力,三者缺一不可。在3种要素联合作用下,油气的富集程度随埋藏深度增大呈现出规律性变化。在初始埋藏阶段,目的层的孔隙空间大,但由于内、外毛细管压力差太小且源岩供烃量不足而不利于油气富集;在中等埋深阶段,源岩供烃充足,目的层的孔隙空间较大,内、外毛细管压力差大而有利于油气富集;在埋深较大阶段,源岩供烃潜力减弱,目的层的孔隙空间小,内、外毛细管压力差低,油气富集程度变差;在埋深非常大的阶段,源岩供烃潜力枯竭,目的层中束缚水的饱和度达100%,内、外毛细管压力差消失,油气不能富集成藏。油气的富集模式从机制上解释了高孔渗目的层不一定富集油气、低孔渗目的层有时能够高度富集油气的地质现象,为复杂条件下评价和优先钻探目标提供了新思路和新方法。     

地下储气库井管柱沿程流体状态数值模拟

确定注采过程中天然气在油管柱内的运动状态是分析储气库井管柱受力、确定冲蚀位置的关键。根据井身结构和运行参数建立天然气流经储气库定向井油管柱过程的物理模型,通过数值试验研究造斜段管柱内沿程速度、涡量和近壁压力分布;分析注采压差、井斜角及油管内径对管柱近壁压力的影响规律。结果表明:油管柱内流体状态受注采压差和井身结构影响,天然气流速和近壁压力在流入流出造斜段时发生波动;管柱沿程速度和动压随井深增大而减小,冲蚀点位置出现在造斜段流入端和流出端管柱中心线与最大狗腿角位置径向线的连线上;随着注采压差增大,流入端和流出端弯曲外侧和内侧平均压程比均明显增大;随着井斜角增大,流入端弯曲外侧和内侧的平均压程比增大,流出端弯曲外侧和内侧的平均压程比减小;随着油管内径增大,流入端弯曲外侧和内侧的平均压程比减小,流出端弯曲外侧和内侧的平均压程比增大。     

大口径、高压力输气管道放空系统泄放后果分析及改进建议

大口径、高压力输气管道在提高天然气管输能力的同时,也对管道放空系统的设计、建设和应用提出了更高的要求。为了探究大口径、高压力输气管道放空后果与管道直径和压力的关系,以长距离输气管道放空系统的设计和建设标准规范为基础,采用TGNET、PHAST、FLARENET等多种仿真软件,对不同直径和压力等级的输气管道进行了放空量、泄放速率、马赫数和安全热辐射半径等放空参数的仿真分析。结果表明：①随着输气管道直径和压力等级的提高,现有规范下截断阀室分割的管段容积显著增加,管段内需要放空的天然气量呈指数级增加;②随着管道规格的升级,放空系统的泄放速率和放空管口流速也呈指数级增加,对应的马赫数、噪声、热辐射安全半径等放空参数均显著提高,天然气安全扩散半径也受到影响,对放空过程人员和环境的威胁显著增加。为了应对大口径、高压力输气管道放空造成的威胁,降低放空系统对人员和环境的不利影响,提出了以下建议：①缩短高规格管道在各类地区的阀室间距以减少放空总量;②增加阀室放空管数量;③延长允许放空时间,减小放空立管的泄放速率。     

低渗透储层原油边界层对渗流规律的影响

通过大量的室内实验,探讨了原油边界层厚度与毛管半径、压力梯度、流体粘度和组分的关系。边界层反映了储层、流体物性条件(储层孔隙度、渗透率、流体粘度、组分)和开发条件(压力梯度)的综合影响,认为边界层厚度随着毛管半径的增大而减小;在毛管半径相同的情况下,边界层厚度随压力梯度的增大而减小,最后达到一个临界值;毛管半径一定时,边界层厚度随粘度增加而增大;极性组分含量越大,吸附越明显,边界层厚度越大;边界层厚度越大,非达西渗流特征越明显。最后通过毛管束模型给出了描述低渗透油藏单相流体非达西渗流特征的经验方程。     

金属网布型筛管抗内外压能力研究与探讨

筛管的抗内外压强度是评判筛管使用性能的一项重要参数，在筛管的使用过程中，会产生来自内部或外部的压力，如果筛管防砂层承受不住压力而破裂，地层砂将通过破裂处进入油管，即防砂失败。目前油气田砾石充填防砂多使用金属网布型筛管和绕丝筛管。针对深水油气田砾石充填及大位移长水平井段砾石充填容易产生砂桥及堵塞的问题设计了多流道旁通筛管。在深水水平井多流道旁通筛管的研制过程中，由于采用金属网布作为过滤层，因此对金属网布型筛管的抗内外压强度进行了多次试验研究，对不同防砂层结构和加工工艺的筛管进行了多次试验，最终得到了一套符合内外压强度要求的金属网布型筛管结构和加工工艺。     

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文章将油管和环空视为“Ｕ”型管，根据下油管过程中和接单根时管内外流体的流动规律，应用流体力学基本理论，对完井下油管过程中管内喷完井液的原因进行了理论分析，推导了管内外液面高度差的计算公式。并结合两相流动理论，分析了管内外天然气的滑脱速度差异、流型转变差异。认为完井下油管过程中管内喷完并液的主要原因是：①下油管时管内外形成的液面差加速了天然气溢流进入管内；②管内天然气溢流膨胀比在环空快；③管内天然气滑脱上升比环空易形成气柱。同时，文中还介绍了气侵的原因及方式，并提出了预防和处理管内喷完井液的一些建设性措施。     

浮式生产系统泄漏天然气爆燃特性与安全区域

针对浮式生产系统（FPSO）生产运行过程中潜在的油气泄漏及火灾、爆炸等连锁风险,基于CFD方法建立油气处理系统泄漏天然气爆燃事故后果预测与评估模型,对特定事故场景条件下的天然气爆燃特性进行模拟和分析,研究爆炸超压、火焰温度及热辐射的发展规律,确定各危害指标影响区域及人员安全区域。研究表明,爆燃超压总变化趋势为一次超压阶段→负压阶段→二次超压阶段→基本稳定;原油热处理器泄漏端区域受超压影响最严重,最高达到12.5 kPa;爆燃超压对人体伤害的最小安全半径为R=16.3 m;30 s后天然气爆燃发展成为稳定的池火燃烧状态;火焰温度和热辐射的主要影响区域均集中在原油热处理器下部壁面、其对应的生产甲板以及电脱盐器、电脱水器喂给泵、海水冷却器等邻近设备表面,持续作用下将对船体和设备结构造成严重损坏;火焰温度和热辐射对人体伤害的最小安全半径分别为R=32.8 m和R=57.1 m,结合研究结果从工程应用角度提出适当建议。