集肤效应电伴热管道再启动三维非稳态传热过程数值模拟

对集肤效应电伴热管道停输再启动过程进行了研究。考虑管道正常运行及停输过程中管内原油粘度、密度、比热容、导热系数随温度的变化情况,同时考虑停输过程中的原油凝固潜热对温降的影响,对集肤效应电伴热管道加热到输送温度的过程进行了数值模拟,数值模拟结果可为确定合理的停输再启动时间、管道安全启动提供理论指导。     

大功率集肤效应电伴热系统的研究

介绍了管道集肤效应电伴热系统的一种新型设计方法,推导了管道温度控制系统的数学模型,介绍了系统硬件和软件设计.通过伴热电源控制器输出脉宽调制(PWM)信号,控制绝缘栅双极性晶体管(IGBT)逆变电路输出方波交流电,利用集肤效应原理对管道进行伴热.调整控制信号的占空比,可以调节电源的输出电流,达到控制系统输出功率的目的.试验初步验证了系统的可行性和有效性.     

电伴热方式下稠油管道结构参数对安全停输时间的影响

建立电伴热方式的稠油伴热管道二维非稳态模型,分析了管道的保温层厚度、伴热管个数以及位置参数对稠油管道安全停输时间的影响及其变化规律。研究结果表明,在单管伴热的情况下,管道的保温层厚度分别为60、70 mm和80 mm时,安全停输时间分别为26、30 h和34 h;在双管伴热的情况下,双管夹角的变化对安全停输时间的影响较小,安全停输时间约为36 h。     

超稠油水膜面减阻输送技术的数值模拟

超稠油水膜面减阻输送技术是能源领域的一项节能技术。超稠油运输的主要困难是因超稠油具有 较高的粘度,所以在输送过程中需要大量的能耗,提高输送成本。采用水膜面输送技术可克服这个难题。采用水膜 面输送技术时,在超稠油和管壁之间形成低粘度的环状水膜面,使高粘度的超稠油不直接与管壁接触,从而减小输 送阻力,有效降低能量消耗,节约成本。以辽河油田特石管道超稠油水膜输送现场试验数据为参考,应用计算流体 力学软件对其进行了数值模拟。模拟结果表明:超稠油水膜面减阻技术减阻效果非常明显,而且与试验数据很好地 相吻合,对实际运行具有一定的理论指导意义。     

集肤效应电伴热管线局部腐蚀研究

超稠油输送集肤效应电伴热是输油管道加热的主要设备,在超稠油输送中发挥了极为重要的作用.一旦伴热管和主管焊接部位发生局部腐蚀就会导致穿孔与破裂,将会直接影响超稠油输送并带来巨大经济损失.辽河油田特石输油管道发生此局部腐蚀现象,通过对腐蚀环境模拟进行研究,得出结论是保温层破裂,导致水分进入,使得伴热管与主管发生局部腐蚀.     

生物质混燃特性的数值模拟与实验研究

为探究生物质混燃特性，以圆筒形燃烧室的锅炉为例进行数值模拟与实验研究。选取玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质作为混燃燃料，利用FLUENT软件分别对4种单一生物质在燃烧室中心截面上的温度分布进行数值模拟，并根据模拟结果进一步将燃烧室中心截面温度最高的玉米秸秆和最低温度的稻秆混合燃烧模拟和实验研究，来研究不同质量掺混比、一次风速和一次风温对生物质混燃的影响。研究结果表明：4种生物质分别燃烧时，燃烧室中心截面上最高温度的排序依次为：玉米秸秆>棉秆>木屑>稻秆，玉米秸秆的最高温度相比另外3种生物质高100 K以上，玉米秸秆与稻秆的最佳质量掺混比为7:3,最佳一次风速、一次风温分别为48 m/s、1 300 K,且在最佳混燃参数下，生物质混燃提高了生物质单燃的燃烧特性，有效地解决了生物质单燃时热值较低的问题；并通过混燃实验研究了玉米秸秆与稻秆在最佳混燃参数下的燃烧特性，验证了其模拟值与实验值之间具有良好的一致性。     

同步电机定子空心导体集肤效应的研究

为分析大型同步电机空心导体的集肤效应,采用了将导体分层处理的方法。根据电路基本定律,列出了计算各层定流的矩阵方程并推导了有关的计算公式。对不同空心导体的最大电流密度与损耗增加系数进行了数值计算。     

空心圆导体集肤效应的数值算法

在计算空心圆导体的集肤效应时 ,采用了对导体分层的处理方法 ,并根据电磁基本定律 ,推导了各层电流密度的数值计算公式 ,解决了用解析法难以计算的问题 ,而使用该方法编程远比使用有限元法简单 .同时给出了几种不同导体电流密度及透入深度的计算结果 ,得出了半径较大的圆导体在考虑集肤效应时可当作平面导体来处理的结论 .     

螺旋管内流场数值模拟

螺旋管以其结构简单等优点在油水分离领域得到广泛应用。数值模拟作为一种可替代实验研究的 方法,广泛应用于螺旋管内流场变化规律的研究。采用VOF模型对螺旋管油水两相流进行数值模拟,得出了螺旋 管内流场变化特性:第9圈油水分离度达到95%,近进口端水相分布较大,沿重力方向水相分布变化不大并出现油 水重混合现象;靠近进口处湍动能强度、动压最大,动压在进口处突降而在外沿轴向线性递减;在进口端外侧剪切应 力最大,沿管道轴向分布变化不大。螺旋管内的油水分离数值模拟,为螺旋管油水分离技术的改进提供了一定的理 论基础。     

城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟

城镇燃气管道的分布区域人口及建筑众多,燃气管道一旦发生泄漏,将有可能造成重大的财产损失 甚至人员伤亡。因此,为了量化城镇燃气泄露危害,针对管道不同的破坏情况及气源建立了燃气泄漏各种源模型以 及扩散模型,并且建立了燃气管线动态泄漏扩散模型及伤害性危险范围。对第三方破坏所造成的城镇燃气管道泄 漏模型进行了模拟,采用CFD技术对管道泄漏燃气的扩散进行模拟研究,获得了泄漏气体的扩散数值模拟结果,为 城镇燃气管道安全运行提供了理论依据。     

埋地超稠油管道温度场分析

对超稠油埋地热油管道进行传热分析．建立管道与土壤温度场模型，并进行数值模拟计算分析。通过现场实验采集数据与数值模拟计算相比较，结果表明，当前保温措施能够满足工程要求。     

超稠油油藏双水平SAGD优化设计

曙一区杜84 块馆陶油层为一顶部和四周被水包围的特殊油藏, 为提高杜84 块馆陶超稠油油藏剩余油动用程度, 决定采用S AGD 开发技术。以油藏特点和开发现状为基础, 应用S TARTS 数值模拟软件, 采用变深度、不均匀网格进行油藏数值模拟, 对双水平井组合的SAGD 技术布井方式、水平段长度、水平段在油层中的位置、注采参数等进行了优化设计。实施效果表明, 各项参数的设计科学合理, 采用双水平井组合SAGD 技术, 提高超稠油原油采收率是经济可行的。     

同沟敷设原油和成品油管道三维温度场的数值模拟

热油管道周围温度场是管道停输再启动及管道安全运行的基础,只有准确掌握管道周围的温度场分布,才能使管道安全运行,避免凝管事故的发生。在同沟敷设管道中,常温输送的成品油管道必将影响热原油管道的温度场,因此同沟敷设管道的温度场与单根输油管道的温度场不同。为了准确掌握同沟敷设原油和成品油管道的温度场,以国内某同沟敷设管段为研究对象,采用Gambit软件的非结构化网格技术和F1uent软件的标准-模型对同沟敷设管道的三维温度场进行数值模拟。通过与相同条件下单根原油管道的温度场比较,分析成品油管道对同沟敷设原油管道的影响。     

稠油热采注蒸汽分配器的流场数值模拟

了解蒸汽分配器内的流场分布,比较一分三立式蒸汽分配器与一分三球形蒸汽分配器的分配效果。通过Fluent对一分三立式蒸汽分配器与一分三球形蒸汽分配器内部的流场进行数值模拟,分析分配器内密度分布、气相体积分布与速度场对蒸汽分配效果的影响。数值模拟结果表明,在蒸汽的干度与流量分布过程中,一分三球形蒸汽分配器要优于一分三立式蒸汽分配器。建立的一分三球形蒸汽分配器可为实际现场作业及高温高压球形分配器的建造提供参考。     

爬坡管道顺序输送混油特性的数值模拟

我国长输管道所经地区地形比较复杂,部分管道不可避免地需要承担存在较大落差的爬坡输送任务,而爬坡管道的倾角和输送顺序对混油特性有很大影响.针对此现象,借助VOF多相流模型,以三维直管为研究对象,分别就不同倾角和输送顺序对混油特性的影响进行了数值模拟.研究结果表明:当轻油先行重油后行时,随着倾角的增大混油量逐渐减小;当重油...     

M油田稠油油藏蒸汽驱数值模拟研究

M油田为一浅层特稠油油藏,目前已进入蒸汽开发后期,采出程度高,产量递减加快,开发效益下降。为挖掘油藏北部汽驱区潜力并提升开发效果,选择有代表性的井组,利用数值模拟的方法对其注汽速度、注汽干度进行优化设计,并对不同间歇汽驱开发方式的效果进行了对比研究,最后优选出适合目标区域的蒸汽驱开发方式。研究结果对相似油田蒸汽驱的开发具有一定的借鉴意义。     

超稠油油藏深部封窜调剖技术的研究

为解决辽河油田杜-84块超稠油油藏蒸汽吞吐开采过程中井间汽窜和调整吸汽剖面,提高蒸汽吞吐效果,研制了热固性封窜调剖剂,该封窜调剖剂热固性树脂(质量分数为5%~20%)+橡胶胶粉+交联剂(质量分数为2%~12%)构成。该封窜调剖剂粘度较低(100~200 mPa.s),便于注入施工,具有很好的分选性,容易进入高渗层或大孔道,可有效地减少对低渗透层的伤害,60℃成胶时间在8~59 h可调,在原始水测渗透率为5.800,10.153,15.181μm2的岩心中,热固性封窜调剖剂的封堵强度分别为0.71,0.75,0.77 MPa/cm,封窜调剖剂固化后在330℃高温老化60 d,成胶骨架不破坏,封堵率达到98%以上。目前,该封窜调剖剂已在辽河油田得到应用,取得很好效果。