基于明渠流原理的多相不分离计量装置

基于明渠流原理以及对多相流计量的研究,建立了四个液相计测模型和气相计测模型,并用非线性拟合的方法对模型计算出的液量和气量做进一步的修正。通过室内实验和现场实验的模型计算结果表明:98.1%液量数据误差控制在15%,93.3%气量数据误差控制在20%。对模型修正后误差:94.7%液量数据误差控制在10%,95.4%气量数据误差控制在15%。     

优化集输管网系统的有效方法

胜利浅海埕岛油田集输管网系统优化研究,涉及到最优化方面的数学理论、技术经济评估,以及如何通过计算机实现优化等问题。建立的目标函数包括管道费用(管材费用和管道建设费用)、动力费用、热力费用3部分。通过混合SUMT方法将约束优化转化为无约束优化,然后运用黄金分割法和POWELL法联合求解,得到最优值。此方法适用于离散变量和连续变量的优化。枚举法只适用于离散变量的优化。     

油水分离用水力旋流器理论模型及数值模拟

深入研究了液 -液水力旋流器的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法 ,并采用计算流体力学的原理和方法 ,建立了研究液 -液水力旋流器的物理模型、修正的三维k -ε模型 (即RNGk -ε模型 )和分散油相的代数滑移混合模型ASM。以SIMPLER算法为基础 ,研究了数值计算方法并做了实例计算。通过数值计算得到了液 -液水力旋流器内流体流动的速度矢量图、流线图和油相及水相等浓度分布图。计算结果与理论分析一致 ,证明了模型和算法的正确性 ,为进一步研究旋流器的结构优化、粒子跟踪和旋流器特性参数对分离效率的影响及旋流器性能预测等打下了良好基础     

湿天然气槽式孔板在线计量技术研究

针对当前湿天然气井口计量存在的技术难题，基于双槽形孔板的计量元件，研制了低成本双节流式孔板组合的流量计样机，研究了流体通过双槽型孔板时的流动特性以及各种气液比下双槽型孔板之间差压、压力、温度信号与气液分相流量之间的关系，建立了适用于双槽形孔板流量计系统的数学计量模型，并用此模型进行了室内计量实验、现场实验和国家计量中心的标定。测试结果表明，在实验范围内，气相流量的最大测量误差小于10%，液相流量的最大测量误差小于15%。该工业样机计量精度可以满足实际生产的需要。     

超临界CO_2管道停输过程中安全控制研究

鉴于目前对超临界CO2管道停输过程中管内温度变化及压力流量脉动冲击相关研究较少的现状,结合CO2准临界特性,研究了停输工况下超临界CO2管道内流体的变化规律,并针对停输及启输过程提出了相应的安全控制建议。研究结果表明,进入准临界区的CO2密度将在温度微小变化下发生剧烈波动,密度的剧烈波动使管内CO2流体体积波动变化,在管道固定体积约束下,剧烈波动的CO2流体将对管道产生剧烈的脉动冲击,危害管道安全;超临界CO2对管道轴向的波动变化体现为密闭管道内流体的脉动流量,管内CO2的脉动流量出现时间与脉动压力出现时间完全对应;超临界CO2管道停输时间存在危险时间范围,在危险时间范围到来之前结束停输可以避免对管道系统的冲击危害。     

基于盲源分离技术的泄漏音波信号滤波方法分析

音波法泄漏检测技术用于输气管道泄漏检测具有灵敏度高、实时性强、定位精度高等优点,但是现阶段受困于信号滤波技术,难以在实际工程中推广应用。总结了现阶段主要的时频域滤波方法,重点介绍具有代表性的小波滤波和维纳滤波的滤波原理,利用实验室采集的泄漏音波信号验证了两种滤波方法的实际滤波效果。并且讨论了基于时域和频域滤波方法的不足,分析了针对某些工况,滤波方法不能取得良好滤波方法的原因。在此基础上,引入了近年来发展迅速的盲源分离技术,阐述盲源分离的原理,通过分离构造信号说明了盲源分离技术具有更好的适用性和更好的滤波效果,最后利用实验室采集的泄漏音波信号进行了实际分离,表明盲源分离技术具有实际的应用价值。     

复杂地形条件下气液两相混输工艺水力模型建立

随着普光气田的开发,关于复杂地形条件下的气液混输工艺计算模型,特别是湿气集输工艺计算模型成为研究的关键问题。针对低含液复杂地形条件,建立了水力计算模型,提出了气液界面的凹面湿壁分数、剪切应力以及摩擦因子计算闭合关系式。开展了室内实验,验证了压力与持液率计算模型的准确性,收集了普光气田的现场生产压力和清管积液量数据,计算的压降结果与生产数据之间的误差在±5%以内,积液量的预测结果误差在±10%以内,吻合较好,建立的模型可以用于该条件的工艺计算。     

晃荡条件下氮膨胀液化过程冷箱运行可靠性

为了验证LNG-FPSO液化工艺及其核心设备--液化冷箱在海上晃荡条件下运行的可靠性,建造了小型撬装天然气液化装置,并通过冷箱的纵荡和横摇实验,对不同工况下板翅式换热器、膨胀机和分离器的工作性能及整体工艺系统的运行效果进行了分析。结果表明,晃荡条件下冷箱运行可靠,设备具有较强的抗晃动能力,带预冷的氮膨胀液化工艺可以适用于目标气田的海况;膨胀机水平安装可以减小晃荡的影响;横摇会提高气液两相分离过程的平衡程度及液相的蒸发率;横摇是对FPSO装置影响最大的运动形式,将工艺设备布置在船体的中轴线上可以减小设备晃荡的幅度。     

立管内水合物浆液流动特性及正交实验研究

通过FLUENT数值模拟技术对CO_2及天然气水合物浆液在立管内的流动特性进行了模拟,研究了水合物浆液平均流速、水合物体积分数、水合物颗粒粒径及连续相黏度对立管出口截面水合物浓度分布、速度分布及立管段压降的影响。通过正交实验确定了立管中CO_2水合物和天然气水合物阻力特性各影响因素的顺序均为:连续相黏度水合物颗粒的体积分数水合物颗粒的直径水合物浆液的平均流速,并在此基础上确定了各影响因素的最优组合,即平均流速2.5 m/s、水合物体积分数10%、连续相黏度1.79 m Pa·s、水合物颗粒直径50μm。研究结果可为深水流动安全保障技术的发展提供技术支持。     

基于管网运行优化的浙江管网增输能力研究

随着我国天然气市场和天然气管网的快速发展,管网的优化运行及增输成为了当前天然气管网运行的主要关注点。浙江省管网经过多年的发展,已经基本形成"多气源管网供应"格局,天然气管网规模不断增大,运行条件日益复杂。通过对浙江管网供气结构和运行现状分析,给出了当前夏季和冬季两个典型工况的管网运行负荷,提出了基于气源、管道及用户"三位一体"的综合优化方法,结合管网用户沿线分气条件计算优化了管网的最大输气能力,分析表明,浙江管网增输能力可以达到70×10~8m~3/a,可为浙江管网增输运行提供借鉴。