动态负压射孔技术机理及模型分析

动态负压射孔是一种在射孔瞬间清理射孔孔道的新方法,其原理是在引爆射孔弹瞬间产生巨大负压,引起瞬间涌流,冲洗射孔孔道及周围损害带。由于静态负压射孔只能缓慢地产生较小的负压,所以动态负压射孔清洗得更加彻底干净。通过现场应用分析,得到动态负压射孔能够产生更小的表皮系数,并简化实际动态负压力产生曲线,得出各个参数对射孔效果的影响,更好地指导现场施工设计。     

波纹聚结板表面粗糙效应数值模拟研究

为研究波纹聚结板表面粗糙效应对油水分离的影响及机理,通过在聚结板表面设置不同形状粗糙元组对板进行粗糙化,采用FLUENT对粗糙化前后聚结板板间流域两相流体积分数分布及沿程上下壁面压力变化进行模拟。研究结果表明:聚结板表面设置粗糙元后,油水两相分层更明显,在横截面对称轴处,最高点相对于最低点油相体积分数提高约10%;聚结板表面设置半球形及圆柱形粗糙元的油水分层效果接近,且优于设置圆锥形粗糙元,在横截面对称轴Y=0. 014m处,前者较后者体积分数差最高可达约60%;聚结板设置粗糙元处出现了微小的压力波动,上壁面波峰处及下壁面波谷处压力相对于无粗糙元发生了一定程度的向上偏移,其他部分压力不变,加剧了聚结板沿程上下壁面的压力差,提高了油相在板间流动时上下波动碰撞的压差动力。所得结论可为聚结板的结构优化设计提供参考。     

聚驱井抽油泵排出阀阀罩过流阻力研究

聚合物驱开发原油过程中,由于流体黏度较高,抽油泵排出阀阀罩过流阻力通常较为显著,从而对抽油泵阀罩载荷分析及优化设计提出了挑战。但是,现有的阀罩过流阻力确定方法主要依赖于室内清水试验,与高黏流体性质差异较大,难以用于聚驱井阀罩过流阻力分析。因此,通过综合运用数值模拟及室内试验方法,分析了流体黏度、流量、阀罩开口宽度及开口长度等多种因素对阀罩过流阻力的影响,并构建适用于聚驱井的过流阻力经验计算公式,为聚驱井抽油泵阀罩的优化设计提供依据。研究结果表明:流体黏度及流量的增加均会导致阀罩过流阻力显著增大;而在满足强度要求的前提下,适当增加阀罩开口宽度及长度,可以有效降低阀罩过流阻力。研究结果可为油田提高采收率提供参考。     

热水循环采油工艺的影响参数研究

为了解决稠油高黏度和结蜡问题,采用空心抽油杆热水循环采油工艺,对稠油进行加热降黏、防蜡。运用传热学与流体力学理论,构建多物理场耦合计算模型,对井筒温度场进行数值计算。研究影响循环水注入流量和注入温度与空心杆沿程温度和油管沿程温度的关系曲线。结果显示,循环水注入流量与循环水注入温度对井筒温度场的影响较大,增加循环水注入流量对井筒温度提升显著; 提高循环水注入温度,井筒沿程温度得到相同幅度提升。     

埋地天然气管网土壤腐蚀的风险分析

随着埋地天然气管网运行时间的增加,防腐材料逐渐老化和土壤环境的恶化,埋地天然气管网受土壤腐蚀的风险越来越大,给城市安全构成严重威胁。为了对埋地天然气管网土壤腐蚀作出准确的风险预测,分析了导致埋地天然气管网土壤腐蚀的五种主要影响因素:电阻率、氧化还原电位、含水量、含盐量、土壤pH值。通过计算五种风险评价因子的风险隶属度函数,得出各风险评价因子的风险指标,运用层次分析法计算五种风险评价因子的权重,从而得到埋地天然气管网土壤腐蚀的风险预测图像。根据计算结果,对埋地天然气管网土壤腐蚀作出风险预测,为埋地天然气管网的工程防护提供了依据。     

大型LNG接收站泄漏事故灾害效应分析与预测

LNG接收站的储运介质主要是液化天然气,由于其具有易泄漏、易挥发扩散等特性,泄漏形成的可燃蒸气云团有可能引发火灾爆炸等严重后果,分析并预测接收站LNG泄漏事故产生的灾害效应,可以为LNG接收站选址、布局设计和事故灾害预防提供参考。为此,利用FLACS软件,根据国内某大型LNG接收站的现场布局建立LNG泄漏扩散三维预测模型,采用相对偏差率对不同风速、风向和围堰高度条件下的LNG泄漏扩散行为进行分析与评价,预测了接收站LNG泄漏事故产生的灾害效应。研究结果表明:①在300 s的扩散时间内,LNG泄漏扩散呈现重力沉降特点;②定量分析了泄漏点位置对国内某拥有5个储罐的大型接收站LNG泄漏与扩散效应的影响,确定3号储罐泄漏造成的灾害效应影响最大;③围堰高度对LNG气云爆炸灾害效应的影响最大,其次为风速和风向,而风向对LNG气云窒息灾害效应的影响最大,其次为围堰高度和风速;④发生泄漏事故意外点火爆炸,热辐射死亡最大半径为170.1 m,三度烧伤最大半径为213.7 m,二度烧伤最大半径为261.7 m,一度烧伤最大半径为370.1 m,其气云团覆盖的范围基本是死亡区,人员重伤死亡。     

真空膜蒸馏技术在石油化工领域的应用研究进展

石油化工是我国国民经济的重要组成部分,是现代工业的支柱产业之一。真空膜蒸馏(VMD)是一种新型的膜分离技术,它具有较高的膜通量、近乎100%的截留率和节能环保等特点。基于真空膜蒸馏的原理和传质传热过程,在炼厂脱硫液再生、海水淡化、油田污水处理等石油化工领域中的研究现状,以及近年来应用于石化方面膜材料的研究进展,对真空膜蒸馏在石化领域应用中存在的问题和不足进行了分析。分析认为在今后的研究中应注重耐强碱强酸和低成本膜材料的研制和开发,设计和研发适用于石化生产的可长期运行的膜组件,将真空膜蒸馏与其他先进技术相结合来提高生产效率和降低成本。     

NaCl对X80管线钢冲刷腐蚀行为的影响

长输管道的内腐蚀主要由原油中的腐蚀介质引起,腐蚀介质以氯化物为主。以X80管线钢为研究对象,研究不同质量分数NaCl对X80管线钢在含砂溶液中质量损失和冲刷腐蚀行为的影响。采用旋转圆柱电极装置,通过失重法、动电位极化和电化学阻抗技术进行实验分析。研究结果表明:在实验浓度范围内,X80管线钢在不同质量分数NaCl下的冲刷腐蚀过程存在相似性特征;NaCl对X80管线钢冲刷腐蚀过程的影响存在临界浓度,在NaCl质量分数小于7%时,冲刷腐蚀速率随着NaCl质量分数的增加而增大,当NaCl质量分数为9%时,冲刷腐蚀速率开始减小;Cl~-在X80管线钢的冲刷腐蚀过程中起到重要作用,导致冲刷腐蚀过程加剧。该研究结果对长输管道的防护具有重要意义。     

交叉并行海底管道阴极保护干扰数值模拟

随着海底管道的高速发展,海底管道也不免会发生交叉平行的情况,相邻管道间的阴极保护也会相互干扰。针对国内某X80海底输油管道参数和阴极保护系统参数,以管道所在海域的天然海水为电解质测量动电位极化曲线,作为有限元数值模拟的边界条件,并引入防腐层击穿系数ξ,分别研究海底管道在裸钢(ξ)=1、涂层破损严重(ξ=0.1)、涂层破损较轻(ξ=0.01)时两条交叉并行管道在不同交叉角度下的阴极保护电位。结果表明,两条交叉管道在不同的涂层质量和交叉角度下,其相互干扰规律有很大差别,且在管道交叉位置受干扰最严重。所得结果可为海底管道阴极保护设计和管道铺设等工程问题提供指导。     

储罐火灾消防资源需求预测及辅助决策系统开发

危化品储罐火灾扑救时消防力量、消防资源需求的科学预测是准确把握灭火时机、合理制定火灾扑救方案及总攻时间的基础。建立危化品储罐火灾扑救泡沫需求评价二级指标体系,采用模糊层次分析法建立了泡沫灭火剂用量评价数学模型,并根据事故类型、救援力量类别需求、各种应急救援装备与作战人员需求建立危化品储罐火灾消防力量需求预测模型。利用事故后果预测模型、消防力量需求预测模型,结合软件技术、物联网技术和地理信息技术(GIS),采用B/S架构开发基于GIS的大型石油化工储罐火灾扑救辅助决策系统,可进行事故后果预测与事故扑救消防资源需求预测,实现事故应急辅助决策方案自动生成与推送,有效提高了危化品储罐火灾扑救的科学性和效率。