油气爆炸抑制技术发展综述

由于油气的易燃易爆性,发生在油气工艺生产和储存场所的重大安全事故一般都伴随着油气爆炸,因此各国都非常重视油气爆炸抑制技术的研究。近年来随着研究深度的不断增加和研究范围的日益扩展,已经在阻隔爆、抑爆和泄爆三个方面取得了许多高水平的油气爆炸抑制技术研究成果。     

惰性气体抑制管道中可燃气体爆炸的数值模拟

管道内可燃气体的防爆抑爆研究对于石油及天然气工业的安全生产具有重要意义。以RNG 湍流模型及EBU Arrehnius燃烧模型为基础，建立了管道内可燃气体单步化学反应湍流爆炸模型；并以有限体积法求解了爆炸流动及反应控制方程，从而对二维管道中惰性气体抑制可燃气体爆炸的过程及规律进行了数值模拟。模拟结果与实验数据有着较好的吻合性，可为燃气管道中惰性气体防爆抑爆技术的工艺实施、系统设计和关键参数计算提供理论依据。     

油气二次运移可视化物理模拟实验技术研究进展

油气二次运移可视化物理模拟实验技术是油气成藏研究的重要手段,在石油地质理论发展中起着重要作用.通过调研国内外大量油气二次运移可视化物理模拟实验研究情况,按照物理模拟设备类别将其划分为一维玻璃管油气运移模拟实验、二维可视油气运移模拟实验、三维油气运移模拟实验等3类.系统梳理了国内外油气二次运移可视化物理模拟实验技术实验条件,总结了国内外这方面研究取得的重要进展.     

CNG加气站抑爆系统研制

现有CNG加气站普遍缺少预防和控制火灾与爆炸灾害事故的综合配套技术,特别是缺少先进的自动快速灭火抑爆技术及装备。CNG加气站现有消防设施动作时间长,不能有效防止天然气的爆炸,为此,开发研制了产气式自动干粉抑爆系统,由紫外传感器、控制器、抑爆器组成,可用于爆炸性气体（粉尘）场所的敞开或半敞开空间抑爆。当发生气体（粉尘）燃烧、爆炸时,紫外传感器接收火焰信号,传送至控制器,控制器产生触发电压,使抑爆器的产气剂释放出大量气体,驱动快速喷撒出干粉灭火剂,形成足够浓度的灭火剂粉雾体,有效扑灭爆炸火焰,具有动作速度快、抗干扰能力强、可靠性高、安装使用方便等优点,在天然气模拟爆炸试验中能有效抑制天然气爆炸,可用于CNG加气站或其他燃烧爆炸性气体场所,提高其整体防灾抗灾能力。     

含表面裂纹的内压筒体加贴板与钢丝缠绕的止裂抑爆研究

介绍了带裂纹内压筒体及大型油气管道在筒体外部加轴向弧形贴板并施以钢丝预应力缠绕的一种新的止裂抑爆技术。理论分析和实验结果表明，该技术对含轴向裂纹和环向裂纹的内压筒体均有较理想的止裂抑爆效果，是一种简单易行且安全可靠的延寿技术和工程止裂抑爆方法。     

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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。     

不同类型生烃模拟实验方法对比与关键技术

有机源岩生烃模拟实验是油气资源评价、油气源对比等研究中非常重要的技术手段.目前,该实验方法按其体系封闭程度可分为开放、半开放和封闭3种,各具优缺点,可根据不同的研究目的选择不同的模拟实验方法.实验过程中实际反应温度的测定是否准确,主要由实验体系的结构决定,对实验数据的应用效果影响非常大.不同类型样品在同一体系、不同压力条件下的系统实验,对弄清压力对生烃过程的影响具有非常重要的意义.      

不同模拟实验条件下烃源岩生油气能力对比及意义

通过对比研究地层孔隙热压生、排烃模拟实验与高压釜生烃模拟实验中油气产率及其演化过程与产物地化参数特征,结果表明由于模拟实验设置的边界条件不同,同样热解温度条件下地层孔隙模拟实验已生成的油气产率是高压釜模拟实验的两倍多,但地层孔隙模拟实验残余固态产物的岩石热解自由烃、生烃潜力、氢指数仍然大于高压釜模拟实验的。分析认为,高压釜模拟实验所设置的热解实验条件加速了干酪根的过度裂解,生成了更多的“焦炭”、二氧化碳和氢气,偏离了烃源岩的自然演化过程;而在地层孔隙模拟实验的实验条件,有效阻止了干酪根的过度裂解,使干酪根向油气的转化率较高,所得油气产率较高压釜大。实验数据表明,地层孔隙模拟的已生成的油气产率不仅大于原始样品的氢指数,且生油后残余固态产物仍具有较高的氢指数。因此,烃源岩的氢指数和模拟实验的油气产率均不能正确评价烃源岩的真正生油气潜量,提出采用油气指数来评价烃源岩的最大生油气潜量。      

生烃模拟实验方法现状与存在问题

源岩生烃模拟实验是油气资源评价、油气源对比等方面研究中的重要手段,随着近年来技术的进步,生烃模拟实验方法得到了改进.目前,生烃模拟实验方法按照体系的封闭程度分为开放体系、半开放体系和封闭体系3种,不同的实验体系具有不同的优缺点,可根据不同的研究目的选择不同的模拟实验方法.温度是影响源岩生烃模拟实验的最主要因素,实验过程中实际反应温度测定准确与否主要由实验体系的结构决定.对不同类型源岩样品,开展同一体系、不同温度和不同压力条件下的系统生烃模拟实验,探讨温压条件对源岩生烃过程的影响具有重要的意义.     

一种新型的成岩模拟实验装置

文章介绍了一种新型的成岩模拟实验装置及实验方法。该实验装置，最高实验温度250℃，最高工作压力50MPa，空气往复泵流量30ml／min。50ml／min，能在温度不平衡及存在强迫对流的环境中，观察和分析测定岩样中各种矿物的迁移效率，以及温度、有机酸、CO2等因素对成岩作用的影响。应用效果表明，该装置具有密封、高压、高温和热对流循环系统的性能，在实验室中可通过微观的模拟实验方法，为研究庞大的地质体系中热对流成岩机制对油气运移的影响提供可靠的实验依据，为油气勘探开发和发展产生积极的实践意义。     

固井设备发动机防爆系统研究

针对目前固井设备不具备防爆功能的问题, 烟台杰瑞石油装备技术有限公司研制了JCMS210固井混浆橇中Detroit8V—71N发动机防爆气控系统。在对柴油发动机的引燃源进行分析后, 阐述了防爆气控系统设计方案, 给出气控系统工作原理图。室内试验和中海油田服务股份有限公司的现场使用证明, 这种防爆气控系统性能良好, 工作可靠, 能满足ZONE2的防爆要求, 解决了固井设备的防爆问题。     

应用火灾爆炸模拟技术提高石化建设项目安全设计水平

简述了目前常用的气体扩散、燃烧和爆炸模拟计算工具的功能及其在工程项目中的适用范围,为适应当前安全计算技术的进步和国家安全生产法规的要求,借鉴国外同行现行做法并结合国内工程项目的安全设计技术标准和管理规范现状,提高石化建设项目安全设计管理与技术水平,提出了修订部分石化工程技术标准和工程建设管理程序方面的建议。结果表明：在石化工程项目设计过程中下面几个方面应吸纳火灾爆炸模拟设计和研究工作成果：工艺设计,平面布置设计,构筑物防火与抗爆设计,消防系统设计。     

油气井用导爆索收缩性测试技术

为在高温环境中安全准确地测量导爆索长度的微量变化,研制了安全防爆的导爆索收缩性测试台架.此台架由导爆索安装装置、温度控制系统、防爆壳体、位移测量系统、无震动工作台面以及数据采集与处理系统组成.其加温过程采用6点PID自动温度控制;其长度测量采用互感式位移传感器,位移分辨率为0.1 μm或0.2 μm.该台架能满足产品标准对测试的要求.     

管道容器连通系统内气体爆炸影响因素的数值分析

采用数值模拟方法,通过对小型连通容器爆炸过程的分析,系统研究了管道和容器连通的系统内可燃介质发生爆炸时着火点位置和容器的几何尺寸对系统爆炸强度的影响,模拟结果与已有的实验结果基本一致。该研究结果可为大型连通容器系统安全防爆设计提供参考。     

液体拒传安全磁电雷管的研制及应用

在油气井电缆传输有枪身射孔作业过程中,当射孔枪密封破坏,枪体中渗漏进液体时,容易发生炸枪事故.研制的在空气介质中传导爆轰、在液体中隔断爆轰的液体拒传安全磁电雷管很好地解决了这一问题.液体拒传安全磁电雷管必须安装在射孔枪的底部位置,经过在安塞油田的试验和应用达到了设计指标和目的.     

滩海油气开发灾害评估软件系统设计与实现

滩海油气开发灾害评估软件系统是采用面向对象思想开发的32位Windows应用程序.该系统以近10 a来国内外海洋结构物灾害分析及其安全评估领域所取得的研究成果为基础,可对滩海石油装备在波流、海冰、冲刷、碰撞、地震、爆炸和火灾等灾害进行安全评估.文章介绍了系统的开发背景,总体结构和功能.实例计算结果表明,计算数据与现场测试数据吻合.该系统可以提高滩海油气开发灾害评估的效率,还能减少因灾害发生的可能所带来的各种不必要损失,其工程应用前景广阔.     

高凝原油降凝剂使用效果及性能

对一种新型液体原油降凝剂KYJN-1进行了室内模拟试验,考察了该降凝剂在实际运行环境下的使用性能及存放条件.试验结果表明,在加剂量为50 mg/L,热处理温度为75℃的最佳条件下,该降凝剂能降低原油凝固点8～13℃,现场生产运行环境对降凝效果没有影响,降凝剂现场存放温度为40～45℃.     

基于GIS的浮顶油罐安全监控系统的开发

近年来在浮顶油罐普及的同时,火灾、爆炸事故也越来越多。以某油库为实例,利用GIS技术,构建了一套浮顶油罐的安全监控信息系统,并对其功能进行了简单描述。该系统功能专一性强,从事故发生的根本原因入手,完全针对浮顶油罐的爆炸隐患。能杜绝火灾、爆炸的发生,是储油罐区实现数字化管理的重要组成部分。     

立式储油罐油气爆炸数值模拟研究

在储罐的维修改造中,由于封堵不严、罐板腐蚀穿孔等原因,焊接、切割、打磨时极易发生火灾和爆炸事故。采用Fluent软件对380 m³小罐内油气爆炸进行数值模拟,对比分析不同油气浓度及罐内不同含氧量对油气在罐内爆炸及火焰扩散的影响。经研究表明,油气爆炸存在最佳浓度范围和最佳初始含氧量,同时点火温度越高,气体的活化分子越多,油气的爆炸燃烧速度越快。该研究从数值计算的角度揭示了爆炸规律和机理,为提高安全风险意识及提升施工作业规范提供了积极的借鉴和警示作用。