海上油气田水下立式采油树生产通道流动规律及结构优化

水下采油树中油气流动的通道很多,流体对生产通道壁面的冲蚀会导致其失效。借助CFD(计算流体力学)软件研究生产通道模型的冲蚀特征,并应用BP神经网络对CFD模拟得出的数据进行训练和预测,再将上述BP神经网络模型并入遗传算法GA中,从而建立起基于GA–BP的过流通道结构优化模型,以最大冲蚀率的极小值为优化目标对生产通道进行结构优化,以延长其使用寿命。     

天然气携砂气固两相流在弯管处冲蚀磨损分析

为了研究固体颗粒参数及弯管结构参数变化条件下弯管的冲蚀规律及最大冲蚀位置,基于CFD软件Fluent对弯管进行了网格无关性分析和入口段长度分析来确定最佳分析模型,选用Oka冲蚀模型和Forder壁面恢复模型计算弯管冲蚀,研究了颗粒直径和管径比对弯管最大冲蚀位置的影响。分析结果表明:颗粒速度对冲蚀速率的影响较大,二者呈指数关系,冲蚀速率随质量流量的增加比较均匀,当颗粒直径达到一定大小后,冲蚀速率增加较慢;管道直径和管径增大均会减小弯管的冲蚀速率,管径比对冲蚀速率的影响较大,二者呈现指数关系;颗粒直径基本不影响最大冲蚀位置,而最大冲蚀角度随着管径比的增大而减小。所得结果对管道设计及工程实际安全运营具有一定的指导作用。     

液固两相流对活动弯头的冲蚀研究

为了探究流体在输送中对活动弯头的冲蚀规律,以76. 2 mm (3 in) 10型长半径活动弯头为研究对象,建立了该型号活动弯头的物理模型。利用Fluent软件进行仿真分析,分别针对活动弯头的安装角度、流体进口速度、固体颗粒质量流量及固体颗粒直径等因素进行了数值模拟。研究结果表明:流体对活动弯头的冲蚀速率随着安装角度的增加呈现出先增大后减小的变化规律,并且在安装角度为3π/8时冲蚀速率达到最大值;随着流体进口速度的增大,其对活动弯头的冲蚀速率逐渐增大,其增长速率也逐渐增大;冲蚀速率与固体颗粒质量流量呈线性正相关关系;当固体颗粒直径增大时,冲蚀速率呈现出先减小后增大的变化规律,在颗粒直径为150μm时达到最小值,在颗粒直径大于500μm时,冲蚀速率的增长趋于平缓。研究结果可为活动弯头的进一步优化设计提供参考。     

35CrMo钢冲蚀磨损性能和机制的研究

油气作业中,井控管汇受高速携砂液冲蚀,易引发管汇破裂和刺穿,造成工业事故。为了解井控管汇常用材料35CrMo钢的冲蚀磨损性能,采用冲蚀磨损试验机研究了含不同粒径支撑剂的携砂液对35CrMo钢冲蚀时,冲蚀角度(5°~30°)和冲蚀速度(20~45 m/s)对其冲蚀磨损性能的影响;并通过扫描电镜对35CrMo钢表面的冲蚀坑进行了微观形貌扫描,分析了冲蚀角度和冲蚀速度对冲蚀机制的影响。研究结果表明:35Cr Mo钢的冲蚀率与冲蚀速度呈指数关系;在对数坐标系中,冲蚀率与冲蚀速度呈线性关系;支撑剂的粒径对速度指数n影响很小;随冲蚀角度的增加,冲蚀率呈指数关系增大,冲蚀犁沟的长度变短,深度加深,撞击凹坑的数目增多。冲蚀坑的形成机制取决于支撑剂颗粒冲蚀能量的大小及其切向分量与法向分量的大小。     

高压节流阀冲蚀机理研究

对油嘴工况条件进行了研究,计算了油嘴工作过程中的临界速度和冲蚀速度,经比较得出了油嘴冲蚀的基本流态,在此基础上,研究了油嘴的冲蚀机理,分析了油嘴冲蚀的冲蚀因素和冲蚀类型,描述了油嘴失效的机理。研究表明,油嘴冲蚀从表面上分析主要存在气流冲刷效应和应力集中及振动作用两方面的影响。从根本机理上看,油嘴的冲蚀磨损率随气流密度和冲蚀速度的增加而增大,并与冲蚀角的大小有密切关系;油嘴损坏是由于应力疲劳断裂和脆性断裂两种冲蚀机理复合形成的冲蚀机理造成的。     

基于Fluent的天然气运输管道弯头冲蚀模拟分析与防控措施研究

针对天然气运输管道的典型弯道冲蚀问题,依据现场实际生产情况,基于Fluent流体模拟软件建立相应的物理模型,选用standard k-ε模型、DPM离散相模型和冲蚀速率方程,分析讨论了固体颗粒直径、气体流速以及弯管角度对弯管冲蚀磨损的影响规律。结果显示:流体流速越快,颗粒对弯道的冲蚀越明显,流速与冲蚀率呈正相关;在同一流速下,随着颗粒粒径的增大,冲蚀率逐渐减小,最后趋于稳定;不同角度的弯头受到的侵蚀是不同的,应根据现场操作环境的差异,设计合适角度的弯头。模拟分析结果表明,天然气流速和固体颗粒直径是影响管道弯头冲蚀率的主要因素,并根据模拟结果提出了冲蚀防控措施。     

基于CFD的水下采油树生产通道流动数值模拟

水下采油树生产通道是海洋油气井井底油气产出的通道,通过对通道进行开启和关闭以及节流实现对油气生产的控制。在介绍水下卧式采油树结构的基础上,运用CFD软件对水下采油树生产通道进行流体动力学三维数值模拟,研究液压驱动生产主阀开启和关闭的流动特性,并对生产通道的设计提出建议。建模时入口条件设置为速度入口边界条件,出口为压力出口边界条件,壁面为无滑移边界条件。分析结果表明,流体在直角拐弯处有较大的压降,设计时应尽量增大弯道角度和半径,合理布置采油树各部件,减少流道拐弯次数;闸阀开关过程中上游形成暂时的压力舱,应尽量减小主阀开闭对压力的影响。     

气体钻井井口装置冲蚀规律研究及优化配置

针对气体钻井中携岩气固两相流对井口装置中多功能四通造成的严重冲蚀问题,提出在原配置基础上加装排砂四通的井口优化配置方案。在结合气-固两相流和冲蚀理论,应用耦合运算模型对原配置下多功能四通的冲蚀情况进行仿真计算,并与实际检测的冲蚀情况吻合较好的基本上,利用该模型研究两种配置在放喷工况
下所用四通受放喷量、旁通出口压力、岩屑质量流量以及岩屑粒径大小影响的最大冲蚀速率和最大流体速度变化规律。研究表明,多功能四通和排砂四通内最大冲蚀速率都随放喷量和岩屑质量流量的增大而增大,随旁通出口压力和岩屑粒径的增大而减小;而最大流体速度都随放喷量增大而增大,随出口压力的增大而递减,受岩屑质量流量和岩屑粒径的影响基本不大。而优化后的配置相比原配置能大幅降低井口装置内的最大冲蚀速率和最大流体速度,可有效降低冲蚀风险,避免冲蚀破坏,提高井口装置整体的使用安全和工作寿命。     

海上油气井防砂筛管冲蚀规律和失效预测研究

防砂筛管冲蚀失效直接影响到海上油气井能否安全高效生产,实时掌控筛管冲蚀程度,预测筛管使用寿命是海上油气井生产安全的重要保障。通过设计管流式冲蚀实验装置,开展了筛网过流单元冲蚀实验,并基于冲蚀经典理论模型,拟合建立了筛管冲蚀速率模型;依据编织型过滤金属网布筛管结构特征,构建了完整结构的筛管外护罩、多层过滤筛网和打孔基管物理模型,应用计算流体力学流固耦合模拟器,研究网布式筛管冲蚀规律,预测生产工况下筛管冲蚀寿命,并进行了实例分析。研究结果表明,筛管冲蚀速率随含砂流体流速呈幂函数关系,随含砂浓度先线性增大后趋于平缓,随含砂粒径增大先增加后降低并趋于纯流体冲蚀速率。本文揭示的筛管冲蚀规律和建立的预测模型可为海上油气田防砂设计和安全生产提供理论依据。     

含砂介质对异径管的冲蚀磨损分析

为探究含砂介质对异径管的冲蚀磨损规律,建立了异径管物理模型,使用Fluent软件进行数值模拟,分别以介质进口速度、介质含砂质量流量、管口径比(小口管径与大口管径之比)和过渡段倾角为变量进行仿真分析。分析结果表明:异径管的冲蚀速率随进口速度的增大而增大,并且其增长速率也随着进口速度的增大而增大;异径管冲蚀速率与流体介质含砂质量流量呈正相关关系;随着管口径比的增大,介质对异径管的冲蚀速率逐渐减小;冲蚀部位在管口径比发生变化时也会发生改变,当管口径比较小时,冲蚀部位分布在过渡段靠近小口端一侧,管口径比增大,冲蚀部位发生偏移,并在管口径比达到0.7时,变成了靠近大口端一侧;过渡段倾角增大,含砂介质对异径管的冲蚀速率逐渐增大,其增长速率也随着过渡段倾角的增大而增大。研究结果可为异径管的设计和使用提供指导。     

Evaluation of the coking resistance of catalysts of steam conversion of hydrocarbons

Translated from Khimiya i Tekhnologiya Topliv i Masel, No. 10, pp. 9–10, October, 1991.     

石油企业知识型员工流失的原因分析与思考

对石油企业知识型员工流失的现状进行了描述,并分析了流失的原因;阐述了稳定知识型员工队伍的基本思路;从提高待遇、增进感情、发展事业、制度创新四个方面提出了相应的对策。对石油企业的人力资源管理理念的创新进行思考。