多相流管输体系中水合物沉积机理研究进展

国内外对多相流管输体系中水合物沉积的研究虽然很多，但水合物沉积机理仍有待进一步研究。本文根据水合物沉积实验开展条件的不同，将多相流管输体系分为气体主导体系、油基体系、部分分散体系、水主导体系，总结了各体系的水合物沉积的主要机理，并提出了未来的发展方向。管输体系中水合物沉积机理包括水润湿沉积表面、水合物颗粒聚并、水合物的管壁膜生长、水合物颗粒的管壁粘附和水合物的颗粒着床沉积等。大多数学者认为：水合物的管壁膜生长是气体主导体系水合物沉积的主要机理；油基体系水合物沉积的主要机理是水合物颗粒的着床沉积；而部分分散体系和水主导体系的水合物沉积机理尚无统一定论，需进一步研究。多相流管输体系中水合物沉积研究未来的发展方向如下。①搭建全透明的流动环路，观测水合物在管路内实际的形成过程及沉积过程，对水合物沉积机理进行深入研究。②量化研究油水分层、油包水(或水包油)乳状液、自由水层对水合物沉积、堵塞的影响。③对于气体主导体系，除环状流和分层流外，有必要对段塞流、气泡流等其他常见的流型下沉积机理进行研究，重点在于开发一个综合模型来描述水合物沉积过程。④对于水主导体系，水合物形成过程出现的油水破乳的具体机理应是未来水合物沉积过程进行定量研究的方向。⑤国内外对垂直管、弯管及管阀件处水合物沉积堵塞理论研究较少，未来应着重这方面。     

架空输油管道泄漏危害研究

当架空管道发生小孔泄漏事故时,由于泄漏产生的油品和蒸发产生的石油蒸气云遇明火会发生燃烧和爆炸,对周边地区造成严重的经济损失和人员伤亡。因此,有必要对泄漏的不同阶段进行研究,确定不同阶段的危险性,得出事故不同阶段应急方案。以Fluent模拟软件为基础建立三维空间架空管道泄漏模型,研究不同孔径和风速对油池和其产生的石油蒸气云的扩散影响,得出油蒸气浓度扩散规律。     

呼吸阀阀体水压试验分析

呼吸阀是油罐的重要的附件之一,其试验压力关系到呼吸阀的安全性和可靠性,在呼吸阀标准SY／T0511—1996(石油储罐呼吸阀》中规定阀体水压试验压力为0．2MPa,而SY／T0511—1996(石油储罐阻火器》和老标准SY7510—87(石油储罐呼吸阀》中规定阀体水压试验压力为0．9MPa。结合呼吸阀的结构特点,对QZF-89型全天候呼吸阀进行压力实验,计算与分析结果表明,呼吸阀阀体水压试验标准为0．9MPa更为合理,为呼吸阀的设计及试验提供了一定的参数依据。     

中转油库储运物流系统优化研究

优化储运物流系统应侧重于油品供应链的优化,既要考虑到油品物流过程中各个环节的成本问题,还要结合企业自身的实际需求制定优化方案。基于油品储存及物流的相关理论,结合某中转油库实际生产情况,对现有的储油罐、鹤位、装车系统等储运设施优化整合,并建立数学模型对配送运输问题进行合理优化,从而降低运行成本,为企业带来更大的经济效益。     

含蜡原油管道化学防蜡剂研究进展

化学防蜡剂广泛应用于含蜡原油采输领域,为含蜡原油采输过程安全高效运行提供重要保障。目前已经开展了很多关于化学清蜡基础实验研究以及数值模拟研究,对化学防蜡剂的类型、作用机理及其应用范围进行了探究。常见的化学防蜡剂主要有稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂以及新型纳米粒子防蜡剂,它们通常通过水膜理论或蜡晶改性理论防止蜡晶发生联合和沉积。其中,稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂存在环境友好性差、环境适应性差或经济性差等缺点。今后的研究重点应该是探索绿色、高效且通用的化学防蜡剂,利用纳米粒子提高防蜡剂的性能,并且继续探索更加环保的化学防蜡剂。     

蒸汽驱地面集输系统热能综合利用研究

随着欢喜岭齐40块蒸汽驱工程的实施,蒸汽驱地面集输工艺参数也将改变,特别是井口的产出液温度将逐渐大幅度提高,最高温度可达到150℃,较高的井口采出液温度引起较大的剩余热能。如何有效地回收和利用剩余的热能,降低生产运行费用,提高蒸汽驱开发整体经济效益,是研究的主要目的。经过查阅文献和分析论证制定了3个初步方案:联合站集中换热、计量站集中换热和采油井口就地换热。在集输系统热力计算和换热器选型等计算基础上,对3种方案进行了经济性比较,结果表明,联合站换热方案的初始投资最小;井口换热方案的热效率最高。     

含硫天然气管道泄漏危险区域的数值模拟

针对埋地含硫天然气管道泄漏的实际情况,采用有限体积法,对埋地含硫天然气管道持续泄漏的甲烷及硫化氢体积分数进行了数值模拟。在模拟过程中,考虑了管道上层土壤作为多孔介质对气体扩散的影响,比较分析了同一时刻甲烷和硫化氢的危险区域,得出同一时刻硫化氢泄漏所造成的剧毒区域远大于且完全覆盖甲烷危险区域。对硫化氢和甲烷的共同影响区域,应同时采取防火防毒措施,而在硫化氢影响区域只需采取防毒措施。     

冷热原油交替输送安全节能研究

当冷热原油交替输送时,如果混油温度低于其凝点则容易出现凝管现象,但是如果输送温度过高,虽然能保证输送安全,却极易造成能耗损失,因此有必要从节能及安全角度进行研究。通过CFD软件对混油段的温度场进行模拟,结合混油段凝点实验和长吉输油管线数据,与实验结果进行对比并找出了危险点,从而降低了冷油加热温度并达到了节能的目的。同时,给出了两种安全节能输送方案:俄油全程加热到10.0℃;只对油尾加热到30.0℃,加热长度为1 380.8 m。进行经济对比分析的结果可知,第一种输送方案所需费用较传统输送方法可降低91.54%,第二种输送方案所需费用较传统输送方法降低98.16%,第二种输送方案的节能效果优于第一种输送方案。研究结果对工业生产具有一定的指导意义。     

PP熔体在非啮合双螺杆挤出机中流动的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件对PP熔体在双螺杆挤出机非啮合并列型螺纹元件中的流动进行了三维非等温非牛顿流场分析,求出了速度场、压力场、温度场的基本规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果对实际生产具有一定的指导意义。     

障碍物对管道中预混火焰压力发展的实验研究

研究了管路中甲烷爆炸过程中火焰传播规律和加速机理以及由于障碍物引起的火焰加速而导致的管内压力上升现象。研究结果表明,障碍物的存在对甲烷爆炸过程中火焰传播规律以及管内压力的影响十分巨大,障碍物的存在将使瓦斯爆炸过程中火烙的传播速度迅速提高,导致压力大幅度上升。加速作用的机理主要是由于障碍物诱导的湍流区对燃烧过程的正反馈造成的。