穿越河流输油管道泄漏扩散数值模拟

随着石油工业的迅猛发展,穿越河流输油管道已成为输送油品的重要途径之一。输油管道泄漏后不仅造成巨大的经济损失,还会带来严重的环境污染,对生命造成潜在威胁。对穿越河流输油管道泄漏扩散建立二维扩散物理模型对泄漏过程进行数值模拟。研究结果表明:管道泄漏过程可分为泄漏初期、泄漏中期、泄漏后期三个过程,水流速度对此三个过程的影响不同。水流对泄漏初期的影响不大,不同水速对泄漏中期的影响较大,在泄漏后期油品最终会扩散到水表面,水速越大油品扩散范围越大,且水速大到一定数值时会在泄漏中期发生溢流现象,使泄漏事故不易被发现。模拟结果与相关理论吻合较好,可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

高压天然气管道泄漏及事故危害规律研究

天然气长输管道泄漏扩散的基本理论,全面分析了影响天然气泄漏扩散的因素;建立了天然气长输管道泄漏模型,对不同影响因素下天然气泄漏的压力场、速度场、浓度场以及危险区域进行了模拟分析,阐述了不同工况下天然气长输管道泄漏的规律;通过模拟对比分析了不同泄漏孔径、不同泄漏压力对泄漏区域的影响;模拟分析了气体中含硫化氢和泄漏区域有建筑物时的泄漏规律。     

水下天然气管道泄漏扩散数值模拟

目前,对于水下天然气管道泄漏的研究相对较少,泄漏气体的扩散规律尚不明确,这给事故发生后的应急处理带来了很大的困难。建立水下管道泄漏二维模型,采用VOF多相流模型,通过模拟软件对不同水流速度下的天然气泄漏扩散过程进行数值模拟。结果显示:泄漏初期,气团聚集成球状,由于中部气团上升速度较快,气团变为月牙状,随后分裂为许多小气团四处飞散,随着水流速度的增加,泄漏气体浓度降低的更快,气团向右侧偏移距离增大。该研究对事故发生以后的危险区域划定有意义。     

埋地天然气管道持续泄漏数值模拟

针对埋地天然气管道泄漏扩散问题,采用有限体积法,建立埋地天然气管道泄漏扩散模型,在1~7级风场条件下,考虑土壤和大气稳定度对泄漏气体扩散的影响,从安全的角度出发,分析埋地天然气管道泄漏持续扩散情况,得出甲烷爆炸浓度云团在不同风场条件下的扩散规律。为埋地天然气管道的风险评估、安全运行和管理,事故分析,工程设计以及泄漏后应急措施等提供了参考理论。     

埋地管道土壤温度场的数值模拟

为避免凝管事故发生,需要准确知道埋地管道在受外界非稳态环境影响时,在不同停输时期管内油品和周围土壤温度场的变化规律,确定管道的允许停输时间。建立了埋地热油管道土壤温度场的非稳态传热模型,该模型较全面地考虑了边界条件和初始条件。数值模拟了预热启输过程土壤温度场的发展情况,分析了土壤温度场随时间的变化趋势。地表温度受大气影响最为明显,远离管道的深层土壤温度受大气温度变化影响较小,越靠近管道附近的土壤温度上升幅度越大,且受热油温度的影响越明显。     

埋地高含硫天然气管道泄漏扩散数值研究

针对输送高含硫天然气埋地管道在发生穿孔泄漏后的扩散过程进行系统分析,建立了埋地天然气管道泄漏扩散控制方程,根据输送高含硫天然气管道在不同工况下的泄漏过程数值模拟,得出天然气中主要成分甲烷及高浓度硫化氢的扩散规律,研究高含硫天然气管道埋地后穿孔泄漏扩散规律的差异,为埋地高含硫天然气管道泄漏后避免意外事故发生及进一步研究有毒气体扩散机理提供一定的理论基础。     

影响埋地输油管道泄漏介质迁移两种因素分析

通过建立埋地输油管道泄漏污染物迁移二维模型,分别分析了泄漏油相、水相在管道不同泄漏孔径和位置发生泄漏时的扩散迁移规律。研究表明:泄漏油水污染物分布由苹果状、U状向椭圆状转变,泄漏孔径越大,泄漏速度亦越大,泄漏到地表的时间也相对提前;管道不同泄漏位置其泄漏油水污染物分布对称轴线不同,且油品在相对靠近地表泄漏时会提前泄漏到地表。本研究可为光缆检漏技术用于检测、定位埋地输油管道的泄漏情况和泄漏位置提供参考。     

埋地管道防腐技术浅析

埋地管道输油是目前原油的主要输送方式之一,但管道腐蚀严重影响其使用寿命和所输油品质量,甚至造成泄漏污染环境。进行分析埋地管道的腐蚀机理和影响因素以及相关防腐技术,针对不同的腐蚀类型采取相应的防腐技术。针对某输油管道应用阴极保护技术,用数据科学有效地进行了防腐控制。     

石油化工管线间歇输送技术研究

研究了石油化工管线在停输时受外界非稳态环境的影响下管内介质的温降情况,确定了管线停输温降允许的停输时间。对埋地管道正常运行情况、停输情况和再启动情况进行研究分析,建立了埋地管道间歇输送温降数学模型。以实际埋地管道为例,模拟历史最不利气候数据,观察埋地管道温度场的变化,并根据温度场的变化情况,对停输过程、再启动过程模拟分析,确定了铁大线埋地管道安全停输时间,为铁大线埋地管道安全越冬提供参考。     

埋地管道泄漏模型初探

对于天然气管道泄漏扩散模型的研究多集中在地表管道上,而我国长输管道多为埋地管道,所以研究天然气在土壤中的扩散规律,以建立埋地管道泄漏扩散模型是非常有必要的。天然气为牛顿流体,其在土体中的流动可用达西定律来描述,通过推导管道泄漏速率计算公式、考虑气体压缩特性的渗透速度计算公式最终得到埋地管道泄漏地表流量计算公式,可以此流量作为输入参数,应用各类地面上气体扩散模型模拟天然气的泄漏扩散过程。     

管道泄漏污染物一维迁移的LBM模拟

石油管道泄漏现象时有发生,对环境造成了危害,研究埋地管道石油污染物泄漏尤为关键。在此采用Boltzmann研究方法,通过多尺度技术和局部平衡态分布函数的Chapman-Enskog展开得到运算的平衡态方程,并给出了石油管道污染物泄漏迁移的一维有源扩散方程的格子Boltzmann模型,通过C++软件数值模拟进行运算。最终得出结果与理论解一致,验证了用Boltzmann方法研究污染物泄漏迁移的可行性。     

埋地管道夏季泄漏土壤温度场及原油分布数值计算

基于分布式温度光纤传感技术检测管道泄漏机理,研究了埋地管道泄漏传热特点,并采用有限容积法建立了管道泄漏多孔介质流固耦合换热控制方程,针对夏季埋地热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值计算,得出了管道正上/下方穿孔泄露后土壤温度场及原油分布随时间的变化关系.研究表明:夏季泄漏初期管道周围土壤温度场变化剧烈,泄漏位置对土壤温度场分布影响较大,检测管道发生泄漏可以使用分布式温度传感技术.     

埋地输气管道泄漏特性实验研究

为给埋地输气管道发生泄漏事故的后果分析提供边界条件，采用自行设计的环道装置，以空气作为实验介质，在不同土壤埋深（0~60 cm）、泄漏孔径（1~4 mm）和泄漏压力（10~50 kPa）条件下进行埋地管道气体泄漏实验，研究不同条件下气体泄漏量、动态压力、泄漏点前压力降的变化规律。对实验数据进行拟合，得到泄漏量与土壤埋深、泄漏孔径、泄漏压力的定量关系式，泄漏量与动态压力幅值的定量关系式，泄漏量与泄漏点前压力降的定量关系式。将计算结果与架空管道气体泄漏量计算的理论模型做对比，通过引入系数 \alpha ，得出适用于小孔泄漏（d ≤ 20 mm）、亚音速流动（P≤ 90 kPa）条件下埋地输气管道泄漏量预测的定量关系式。     

埋地天然气管道泄漏危险区域的数值模拟

针对埋地输气管道的特点,建立埋地输气管道持续泄漏模型,运用有限容积法,对比分析多孔介质对天然气埋地天然气管道泄漏气体扩散的影响,得出管道上层土壤作为多孔介质,对气体扩散有重要的影响,由于其土壤阻力和毛管压力作用,使气体在地下消耗大量湍能,气体在地下危险区域呈下窄上宽,而在地上由于气体湍能减小,加上大气压的作用,致使气体危险区域呈上窄下宽。结计算结果为埋地天然气管道合理设计管道区域,指导管道敷设和安全运行提供理论指导。     

埋地天然气管道泄漏激光检测影响分析

激光技术是天然气管道泄漏检测的重要手段,而泄漏扩散过程对其检测过程存在一定影响。通过建立埋地天然气管道泄漏扩散模型,模拟得到了泄漏天然气扩散特性,计算了天然气扩散光谱检测值,分析了不同检测高度、不同泄漏口大小以及不同风速对天然气扩散光谱特性的影响。研究表明:泄漏口越大,测得的光谱检测曲线越低,降低幅度在距泄漏口40 m内最为明显;有风速影响时,光谱检测曲线最低点均向下风向偏移,在距泄漏口6 m左右时光谱检测值最小。研究结果可为合理有效地进行激光检测提供参考。     

王窑-西河口地区长6油藏沉积相研究

根据大量的岩芯观察及测井曲线分析,研究区长6油层组主要为曲流河三角洲前缘亚相沉积,可将该区三角洲前缘亚相划分为水下分流河道、水下天然堤、水下决口扇、河口砂坝、席状砂以及水下分流间湾等六种沉积微相。其中水下分流河道微相和河口砂坝微相是该区长6的有利储层,水下分流河道砂体和河口坝砂体是该区今后勘探的方向。沉积相分析师研究砂体分布的关键技术,沉积相确定的正确与否直接影响着着对砂体分布规律的认识。     

水平管路水环输送稠油减阻模拟实验

随着石油开采的增加，黏度较大的稠油输送受到越来越多的关注。基于自主设计的两相流水环输送稠油实验系统，模拟并开展了水环输送稠油实验。拍摄了水环发生器在不同间隙尺寸下的流动流型，分析了不同实验条件下的水环输送稠油减阻效果。结果表明：水环输送可以大大降低管道输送过程中压降；结合实验和模拟，水环发生器间隙尺寸在0.9～1.4 mm时，水环的减阻效果最好；流速增加会增大单位管道上的压降，降低水环输送的减阻效果。     

水分迁移冰水相变对冻土区埋地热油管道停输温降影响的研究

建立冻土区埋地热油管道停输过程水力、热力数学模型,并进行数值计算,考虑了土壤水分迁移、冰水相变及原油凝固潜热、自然对流换热对停输过程管内原油温降的影响,得到了停输期间土壤温度场分布。通过与不考虑水分迁移、冰水相变的停输温降进行对比。研究表明：受水分迁移、冰水相变的影响,管道周围土壤温度等值线向管道两侧移动范围较大,土壤平均温度与不考虑水分时相比偏高,在停输过程中管内原油温降速率小于不考虑水分时的情况,受土壤中水分的影响,停输过程管道周围土壤等温线延Y轴略向下偏移。     

渗流对海底管道非稳态传热影响的数值研究

基于多孔介质传热理论,建立海底土壤水热耦合控制方程.分析了海水温度和渗流速度对热油管道非稳态传热规律的影响,研究表明:海水渗流速度相对越大,管道周围土壤温度场在渗流方向的热作用半径越长,垂直渗流方向的热作用半径越短,且随着渗流速度的增大,整个土壤区域平均温度升高,土壤温度场达到稳定所用时间降低.在其他条件不变的情况下,...