复杂山地湿气集输管道积液动态累计规律

复杂地表条件下高含硫天然气集输管道积液会在管道低点聚集,降低管道输送能力,引起压力的急剧波动,加剧系统腐蚀。针对多起伏、高压力、大管径湿气集输管道积液的问题,建立了基于流型的气液两相流积液瞬态预测模型,模拟了普光气田P201集气站及末站集输管道积液动态累计规律。研究发现,在入口气量、管路结构不变的情况下,清管后积液首先出现在离入口最近的上坡段,随着输送时间的延长,积液从入口依次向下游推进。在气量为500×104 m3/d,入口质量含气率为0.008 9条件下,测试管路积液在36h后达到一临界值,此时管内积液量将不发生显著变化。临界积液量受气体流量影响显著,气体流速越大,气液界面剪切应力增加,携液能力越强,临界积液量越小。     

基于核电站管道系统防护的沉积问题研究

为了研究高温、高压下核电站内两相流中所含粒子在管道发生沉积的现象，深入探究粒子对管道的冲蚀沉积机制，采用相似原理与近似模化方法，设计并搭建了能够捕捉核电管道系统实际运行中关键参数的实验台。对30 h弯管沉积实验结果进行分析可知，90°水平弯管的外壁以及内壁为沉积热点区域，外壁轴向角30°～45°区域为沉积量最大区域；Co元素在8 mm×8 mm×3 mm样片上的沉积量达1.98×10－10 g。研究结果可为核电站辐射剂量预测以及辐射防护提供参考数据。     

起伏地区天然气管线清管过程分析研究

研究清管过程中气液两相流流动特征,有助于管线本身及上下游设备的设计和操作。因此,采用多相流瞬态模拟软件OLGA,对起伏地区天然气管线清管过程中气液两相流动规律进行了研究,重点分析了清管过程中的流型、压力、持液率、清管速度、积液量等参数的变化规律。结果表明,由于清管过程中地形起伏较大,气液两相流体出现了分层流、段塞流和环状流等3种流型;管道入口处压力最大,沿程压力逐渐减小,压力波动情况与流体持液量和地形有关;清管器速度总体上波动不大,平均速度为3.5～3.8 m/s;清管过程中出现的最大液塞段长度达到3 851.0 m;持液率不断变化,最大清出液量接近300 m3。研究结果对地形起伏地区天然气管线的清管作业具有一定的实际指导意义。     

基于优化BP网络的液体管道工况识别方法研究

利用环道实验装置模拟实际管道的不同工况,应用小波分析对原始信号降噪,并利用基于核的主成分分析方法（KPCA）提取处理后泄漏信号的时频域特征值,得到神经网络最终输入向量。由于传统BP神经网络在进行工况识别时容易陷入局部极小值,因此利用遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）对BP神经网络进行优化。结果表明,两种优化后的神经网络相较传统BP神经网络具有更强的识别泄漏工况能力。最后从测试准确度和训练时间两个方面,对两种不同优化算法进行对比并提出其不同的适用情况。     

基于Mat lab 对3 -TPT 并联机床的运动学仿真

介绍了一种新型3 -TPT 并联机床的机构组成与工作原理, 建立了3 -TPT 并联机床空间坐标系, 并在此基础上推导了该并联机床位置正反解方程, 针对并联机床正解复杂、存在多解的特点, 利用Matlab 软件对3 -TPT 并联机床位置正反解进行了部分解的仿真, 为推导和计算并联机床执行末端的速度、加速度以及作用力提供了基础。最后, 结合3 -TPT 并联机床位置正反解方程仿真出了该机床的最大作业空间, 并测得其体积为0.863 m3 。     

雅克拉集气处理站主冷箱汞腐蚀分析

汞是一种重金属元素,石油、天然气田中含汞在国内外处理装置中均已发现,而且具有较高的汞含量.天然气中的汞主要来源于烃源岩,汞对铝合金有较强的腐蚀作用,即使其含量很低也可能造成铝合金的严重腐蚀.雅克拉集气处理站天然气处理装置主冷箱则采用铝合金材质.本文通过雅克拉集气处理站天然气处理装置中汞的存在导致铝合金换热器腐蚀做一简要分析.     

高含水原油流动沉积实验装置研制

设计并搭建高含水原油实验装置,装置主要包括试验管路、油水分离系统、数据采集系统和电路控制系统。设计出有机玻璃管水浴实验段,以便观测流动形貌和初始沉积过程,基于射流喷射混合器原理完成油水混合装置的设计,使管内流动状态与现场实际相符合。为保证在实验过程中游离水和原油的有效分离,以游离水分离器为基础,设计出适用于高含水原油分离的油水分离器。同时设计出配套数据采集系统和电路控制系统,有效解决了实验数据采集和参数调控的问题。经过实验验证,该实验装置能够较好地适应高含水原油流动沉积研究。     

湿气管线积液影响因素及其敏感性分析

利用多相流模拟软件OLGA中的稳态计算功能对稳态工况下的积液影响因素进行研究,分析了湿气管线输送介质的气液比、流量、管线倾角和直径、流体组分、运行温度和压力等条件对积液的影响规律。研究发现,不同流型的物理模型和流动机理差别非常大,流量、倾角等对积液的影响都与流型有关;管线中的积液量随着气液 比增大而减少,在低气液比下其影响更为敏感;积液量随着直径的增大而增多,随着C3~C9₊ 等组分含量的增加管线中的积液量增加,随着压力的升高逐渐增多,随着温度的升高而逐渐减少。     

基于弱磁效应的管道应力检测技术

应力集中是造成铁磁性金属管道破坏的主要原因，通过应力的有效检测，可对金属管道的使用状态进行预判，有效保障设备的使用安全。利用铁磁材料能量平衡理论，对应力作用下的材料弱磁效应进行了分析；通过基于金属能带理论的仿真软件建立铁磁材料三维仿真模型，计算了拉应力作用下体系的磁效应特征；设计制作基于差动对称结构的微弱磁场检测传感器，通过基于弱磁传感器的应力检测系统对不同类型的管道应力集中状态进行检测，并利用其他应力检测手段对应力集中情况进行了验证。结果表明，弱磁传感器可有效检测管道表面的弱磁场信号；在应力集中区，弱磁场信号表现出剧烈的波动特征；各种检测手段均验证了弱磁应力检测的有效性，弱磁应力检测技术可有效检测由缺陷或变形等导致的管道应力集中。     

多相混输管道常温集输半径确定与应用研究

油田进入高含水期后集油能耗迅速上升,如果开展常温集输可节约成本,带来一定的企业效益。为判断管道能否进行常温集输,根据现场实测数据,构建并修正水力热力计算模型,进行水力热力耦合计算,确定了管道的常温集输半径,并采用单因素敏感性分析方法对常温集输半径各影响因素的敏感性进行排序,在此基础上研制常温集输半径图版,为地面常温集输工作提供指导。结果表明,修正后的水力热力模型可以较好地预测该管道的压降、温降,其计算值与实测值的平均相对误差分别为9.42%、5.31%;对常温集输半径影响最大的三个因素为起点温度、起点压力、产液量;利用以上三个因素绘制的图版为管道能否实施常温集输提供了依据,当不能常温集输时,可以通过查询图版确定管道起点所需的温度压力。     

水试压后输气管道的清管过程稳态分析及程序设计

综合分析了长距离大管径的输气管道在水试压后,利用清管球擦除管道内试压水的过程.从稳态的角度出发,分析了清管球在管道内的运行规律,提出了相应的清管数学模型,并编写了稳态模拟分析软件Pigging.根据中国某气田的一条φ558.8 mm×12.7 mm,总长约106 km的输气管道所提供的相关数据进行了模拟计算.计算结果表明:在输气管道进行清管稳态计算时,如果设定管道的通球速度,计算出的管道入口压力和流量参数是时时变化的,这在生产实际中较难控制.建议从更切合生产实际的瞬态角度出发分析清管过程.     

水试压后输气管道的清管过程瞬态分析及程序设计

在所建立的水试压后输气管道的稳态清管模型基础上,从瞬态的角度出发,分析了清管球在管道内的运行规律,提出了相应的清管数学模型.根据数学模型和相应的数值计算方法,研制了水试压后输气管道的瞬态模拟分析软件Pigging.着重介绍了Pigging的流程、总体结构和功能设计.根据中国某气田的一条Ф558.8×12.7,总长约106 km的输气管道所提供的相关数据进行了模拟计算.其结果比较符合生产实际,可为任一输气管道的清管通球运行情况的预测和监测提供理论及计算依据.     

码头卸油管线氮气通球清管工艺计算

清管作业是油气管道生产过程的必要环节,对管道安全运行管理具有重要意义。对于码头卸油来说,当同一条管道收油种类发生变化时,必须清管。因此,在分析清管介质对成品油管道综合影响的基础上,建立了氮气通球清管数学模型。以天津港某码头卸油管线为例,进行计算,得出了不同时刻管内氮气量、进口压力及清管球的位置。计算结果可为实际工程设计提供一定的参考。     

海洋平台渤中29—4项目全线通球调试实践

以海洋平台渤中29—4项目为例,介绍了海底管道在试运投产前进行全线通球扫线作业中清管器的选取及相关技术参数的计算,最大限度的利用了平台设施和工艺流程,减少临时设施的使用和人力投入。结合全线通球的实际经验,指出整体通球作业时应注意的问题,对以后类似工程项目具有一定的借鉴意义。     

输油管道清管器受力数值研究

管路清管技术的研究对管线的运行管理具有非常重要的意义, 在分析清管物理模型的基础上, 建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法, 并进行了数值模拟。结果表明, 利用数值模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布, 利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行状况。     

低输量输油管道的清蜡周期研究

由于东北管网输量逐年下降,管道的热损失,尤其是清蜡结束后一段时间内的热损失相当严重,这已成为管道运行中的一个突出问题。按原有的清蜡工艺对管道进行清蜡已经不能满足管道运行的经济性要求。根据结蜡厚度对输油成本的影响和东北管网的蜡沉积规律,建立了适合低输量含蜡原油管道的清蜡周期模型。提出对于低输量含蜡原油管道需要先确定给定流量下的经济余蜡厚度,再用传统方法计算清蜡周期。用数值方法对模型进行求解。结果表明,对于低输量含蜡原油管道,每次清蜡时保留一定的余蜡厚度是合理的;与传统方法相比,在经济余蜡厚度基础上确定的清蜡周期能更好地满足实际需要。     

流体动力学能量方程实验设备抽排气研究

一般圆管的液体流动过程中通常混有气体,管流是液体与气体的两相流动。实验依靠能量方程实验设备把低位水箱的水输送至高位水箱形成恒定流,由下水管送到实验区,当流量增大时串入大量气体,测量点参数完全失效。采用新研究的液气两相流抽气装置有效克服了气体串入实验管段,保证实验管路为满管流,满足能量方程、能量损失的科学实验。     

T形多分支管气液两相分流特性的数值模拟

T形多分支管分离器含有复杂多分支结构,广泛应用于两相及多相流研究中.借助流体模拟仿真工具Fluent,模拟了不同时刻T形管中油气两相流动情况,得到了各分支管内油气分离特性及进出口处的质量流量数据.结果表明,当油气两相混输液流经T形管时,重力的作用使管道中的油气两相分布不均匀;随着时间的增加,顶部汇气管的输出物大部分为气...     

射流清管器运动特性与清管段塞耗散分析

为了分析射流清管器的运行规律与清管段塞的耗散特性,对一实际深水气田进行射流清管动态模拟,通过改变清管器的压降系数和旁通率,分析清管器速度波动特点以及清管段塞耗散规律。研究表明,清管器速度随压降系数呈幂律分布,在敏感区间,压降系数的微小变化使清管器速度大幅波动。清管器平均速度随旁通率的增加线性下降,通过改变旁通率可实现清管器速度的控制。利用射流气体对前方积液的吹扫和携带,可有效地减小积液堆积,降低运行阻力,避免清管器在立管底部出现停滞。旁通的存在使清管段塞沿程耗散,段塞体液相分率下降,液膜区增长,终端的清管段塞量显著降低。射流清管器旁通率的优选需要综合考虑合适的清管器速度波动范围,同时确保清管段塞量处于捕集器的处理范围内。     

异径T型管道内油气分离过程数值模拟

气液两相流经T型管后,两相介质在各自分支管内相态分布不均,严重时支管内可能只有气体,而主管内为气液混合物。借助CFD软件数值模拟了不同时刻分支处的流动情况,得到了分支管内油气分离特性。结果表明：油气流经T型分支管时,会在支管处出现气液分离现象,离分支口越近,分离现象越明显;当距分支口一定距离时,几乎没有分离现象。