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中国油气管网运行关键技术及展望 被引量：5
1
作者 梁永图 邱睿 +3 位作者 涂仁福 杜渐 廖绮 邵奇 《石油科学通报》 CAS 2024年第2期213-223,共11页
管道是连接油气产业链上下游的关键纽带,是现代能源体系和现代综合交通体系的重要组成部分。在油气体制深化改革和“碳达峰、碳中和”战略目标下,油气管道正朝着大型化、网络化、多元化的方向发展,为大规模复杂管网的运行管理带来了新... 管道是连接油气产业链上下游的关键纽带,是现代能源体系和现代综合交通体系的重要组成部分。在油气体制深化改革和“碳达峰、碳中和”战略目标下,油气管道正朝着大型化、网络化、多元化的方向发展,为大规模复杂管网的运行管理带来了新的机遇和挑战。基于我国油气管网发展现状,聚焦系统分析、仿真优化、运行监测和新型管道输送4个关键领域,剖析了油气管网运行相关研究的发展动态以及面临的难点,包括管网系统可靠性和韧性评估技术、管网运行仿真和调运优化技术、管道本体监测与修复技术以及氢气、甲醇、液氨、LNG管道输送技术等。针对“全国一张网”新阶段和“多能源互补”新动向,总结了数字孪生、智能调控、智能预警、多网融合等前瞻性技术攻关方向,旨在推动我国油气管网安全、高效、绿色转型。最后,提出展望:现阶段,需要立足我国能源资源禀赋,加快适应新形势下的管网运营模式,发挥油气管网在“全国一张网”发展新阶段下的能源大动脉作用;未来,需要稳步推进多元介质的管网灵活输送,挖掘油气管网在综合立体交通和综合能源系统中的发展潜力。 展开更多
关键词 油气管网 体制改革 低碳转型 运行管理 关键技术
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考虑两层相关性的腐蚀油气管道失效概率计算方法
2
作者 王赤宇 虞维超 +6 位作者 陈磊 张华斌 张杰 王超 王子宇 廉凌峰 黄辉荣 《石油科学通报》 CAS 2024年第5期819-830,共12页
在腐蚀油气管道失效概率计算中,存在随机变量相关和腐蚀缺陷相关的两层相关性。针对当前腐蚀管道可靠性评价中对相关性影响的研究不足,本文提出了考虑两层相关性影响的腐蚀油气管道失效概率计算方法。该方法首先基于Copula函数对具有相... 在腐蚀油气管道失效概率计算中,存在随机变量相关和腐蚀缺陷相关的两层相关性。针对当前腐蚀管道可靠性评价中对相关性影响的研究不足,本文提出了考虑两层相关性影响的腐蚀油气管道失效概率计算方法。该方法首先基于Copula函数对具有相关性的随机变量进行抽样,结合管道失效极限状态方程,计算单个腐蚀缺陷的失效概率。进一步采用系统可靠性理论,考虑缺陷间相关性,对含多个腐蚀缺陷的腐蚀油气管道失效概率进行计算。并以我国某条天然气管道的实际数据为例,采用拉丁超立方抽样方法研究了两层相关性以及缺陷数量对管道失效概率的影响,并基于敏感性分析,量化了随机变量相关系数和腐蚀缺陷相关系数对腐蚀油气管道失效概率的影响。结果表明,缺陷相关性对管道失效概率计算影响明显高于随机变量相关性。小孔泄漏和爆裂失效概率随着缺陷之间相关系数的增大而减小,随着缺陷数量的增加而增大。随机变量相关性对管道小孔泄漏失效概率没有影响,管道爆裂失效概率随着壁厚与管径相关系数的增大而减小,随着初始缺陷长度与深度的相关系数增大而增大。缺陷轴向与径向增长速率相关系数的增大对管道爆裂失效概率的影响具有双向性,预测周期内大约前16年随着相关系数的增大,管道爆裂失效概率增加,大约25年后随着相关系数的增大,随相关系数增大而降低。研究成果适用于分析含多个腐蚀缺陷的油气管道可靠性评价,对管道安全运行、油气资源平稳供应具有参考意义。 展开更多
关键词 腐蚀油气管道 双层相关性 拉丁超立方抽样 可靠性 失效概率
原文传递
横向滑坡载荷作用下埋地PE管道的损伤数值模拟
3
作者 燕集中 沈利民 +1 位作者 杨洪 汤文亮 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7114-7121,共8页
埋地燃气输送管道服役环境复杂,其中滑坡地质灾害严重威胁管道的服役安全。以埋地聚乙烯(polyethylene,PE)管道为研究对象,利用ABAQUS有限元软件模拟了横向滑坡载荷作用下的管道损伤行为,探讨了滑坡参数(滑坡体位移量)、管道埋深以及内... 埋地燃气输送管道服役环境复杂,其中滑坡地质灾害严重威胁管道的服役安全。以埋地聚乙烯(polyethylene,PE)管道为研究对象,利用ABAQUS有限元软件模拟了横向滑坡载荷作用下的管道损伤行为,探讨了滑坡参数(滑坡体位移量)、管道埋深以及内压对PE管力学性能的影响。研究结果表明:滑坡作用下埋地PE管最大偏移、最大Mises应力和最大主应变均位于管轴向横截对称面上。管道最大Mises应力随滑坡位移的增大而增大,管底为管道最终屈服点,屈服主要原因为管横截面被压扁变形。管道未屈服时,最大Mises应力随内压的增大呈现先减小后增大的现象,最大主应变随内压的增大而增大。最大Mises应力和最大主应变均随埋深的增大而增大。 展开更多
关键词 ABAQUS 有限元模拟 埋地PE管 横向滑坡 力学响应
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海底气液多相流混输管道电伴热的热能节省特性研究
4
作者 王凯 苑世宁 张超 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期221-229,共9页
针对海底气液混输管道面临的结蜡、胶凝、摩阻过大等流动安全保障问题,提出了热能较为节省的电伴热方式。相对于常见的平台加热方式,基于海管系统总的热平衡原理,采用微积分方法推导出了电伴热相对热耗率的数学解析式,澄清了影响电伴热... 针对海底气液混输管道面临的结蜡、胶凝、摩阻过大等流动安全保障问题,提出了热能较为节省的电伴热方式。相对于常见的平台加热方式,基于海管系统总的热平衡原理,采用微积分方法推导出了电伴热相对热耗率的数学解析式,澄清了影响电伴热热能节省效果的主要因素,证明了电伴热与平台加热在加热能耗方面的优劣,并探明了总传热系数等关键因素对电伴热热能节省特性的影响规律。结果表明:在确保质量流量、保温措施及出口温度均相同的条件下,电伴热的热耗总是小于平台加热的热耗,具体的热能节省效果仅跟总传热系数、输送距离、管径、质量流速、液相质量分数5个关键因素有关。电伴热相对热耗率与总传热系数和输送距离近似呈线性负相关关系,与管径和质量流速近似呈指数式正相关关系,与液相质量分数近似呈线性正相关关系。采用电伴热方式时,由于不需要额外掺水确保管道的“最小安全输量”,在极低输量条件下的热能节省效果将更加显著。本研究成果可为海底气液多相流混输管道电伴热的热能节省特性认知提供理论依据。 展开更多
关键词 海底管道 含蜡原油 电伴热 多相流 流动保障 加热能耗
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城市燃气管道泄漏智能化在线监测实验研究
5
作者 饶永超 帅治辰 +2 位作者 王树立 石勐语 杨洁 《科技创新与生产力》 2024年第10期117-122,126,共7页
本文提出一种新型城市燃气管道泄漏检测系统,研发出集高效的检测管、真空泵抽气系统、管道泄漏点定位模型、PLC检控系统、GPRS数据远程系统于一体的天然气管道泄漏检测系统,并进行了实验。实验结果表明:压力值较小时,出现断流,渗透气体... 本文提出一种新型城市燃气管道泄漏检测系统,研发出集高效的检测管、真空泵抽气系统、管道泄漏点定位模型、PLC检控系统、GPRS数据远程系统于一体的天然气管道泄漏检测系统,并进行了实验。实验结果表明:压力值较小时,出现断流,渗透气体流型、流量均出现不规则现象;当压力值为60~101 kPa,实验效果较好。压力相同时,检测管内气流流量增大,甲烷气体渗透量变大;流量相同时,检测管内压力增大,甲烷气体渗透量变大。在压力、流量一定时,管长越长,甲烷渗透量越大。管路长度大,渗透到检测管内的甲烷气体量多,渗透的气体在检测管内部聚集的时间长,在气流作用下,经过甲烷检测仪渗透气体量大。本研究结果能够为城市燃气管道泄漏监测水平的提升提供技术支持。 展开更多
关键词 燃气管道 泄漏监测 智能化 实验研究
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天然气管道掺氢输送研究现状与分析 被引量：9
6
作者 高岳 朱红钧 +3 位作者 唐堂 李佳男 陈泉宇 刘文丽 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第3期118-128,共11页
天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了... 天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一,但氢气掺入天然气管道给管线运行工况、安全维护等带来了不容忽视的影响,具有一定的安全隐患。为此,围绕国内外天然气管道掺氢输送的技术研究与工程应用现状,讨论了影响天然气管道掺氢安全输送的主要因素,即掺氢引起的天然气物性改变、氢致失效和掺混不均,以及掺氢管道泄漏扩散和燃爆的安全问题。结果表明,天然气掺氢后,对现有管材提出了新要求,需开展相关实验以揭示氢致失效机理,掺氢天然气管道停输后是否发生气体分层与管道是否发生氢致失效密切相关。掺氢天然气管道泄漏扩散及自燃的安全范围、发生燃爆所需的最小掺氢比及燃爆机理尚不明晰,实验研究与实际运营存在差距。针对天然气管道掺氢输送的规范、标准及相关监管政策仍处于发展阶段,需要结合系统的研究数据及实践进一步完善。以上结果明晰了掺氢输送存在的风险,可为大规模掺氢混输的工程推广与实际运营提供参考。 展开更多
关键词 掺氢天然气 管道输送 掺氢比 泄漏扩散 燃爆
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二氧化碳管道输送技术进展 被引量：2
7
作者 孙宏 韩秀林 +1 位作者 孙志刚 宗秋丽 《钢管》 CAS 2024年第2期9-16,共8页
简述了碳捕集与封存技术作为关键减排技术近年的发展,以及管道输送二氧化碳的优势。介绍了国内外二氧化碳管道输送技术的发展现状和二氧化碳输送管道相关标准。比较了二氧化碳的物性和不同输送相态的优缺点,阐释了CO_(2)输送管道断裂韧... 简述了碳捕集与封存技术作为关键减排技术近年的发展,以及管道输送二氧化碳的优势。介绍了国内外二氧化碳管道输送技术的发展现状和二氧化碳输送管道相关标准。比较了二氧化碳的物性和不同输送相态的优缺点,阐释了CO_(2)输送管道断裂韧性控制、腐蚀及防护技术。研究表明:由于二氧化碳的物性,二氧化碳输送管道断裂韧性控制与天然气管道显著不同,需要重新建立二氧化碳输送管道的断裂扩展和止裂的预测模型;为防止二氧化碳输送管道腐蚀,需要控制二氧化碳输送管道中水和其他气体杂质的含量。 展开更多
关键词 二氧化碳 碳捕集、利用与封存 管道输送 断裂韧性
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2023年中国天然气调峰特性及2024年市场供需展望 被引量：1
8
作者 粟科华 黄伊凡 +4 位作者 周慧羚 辛静 张晓 徐玮琪 姚尧 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期133-141,共9页
为了助推天然气在中国新型能源体系建设中发挥更大的作用,回顾了2023年中国天然气市场调峰需求的主要特点,展望了2024年中国天然气市场的发展趋势。研究结果表明:(1)2023年,中国天然气供需总体宽松,天然气季节性调峰量为212×10^(8)... 为了助推天然气在中国新型能源体系建设中发挥更大的作用,回顾了2023年中国天然气市场调峰需求的主要特点,展望了2024年中国天然气市场的发展趋势。研究结果表明:(1)2023年,中国天然气供需总体宽松,天然气季节性调峰量为212×10^(8)m^(3),占该年全国天然气消费总量的5.4%,较2022年有所下滑;(2)2023年中国高月天然气不均匀系数为1.34,低月不均匀系数为0.85,月峰谷比为1.57,消费量月度波动幅度在年初市场异常和淡季需求量增长的影响下有所收窄;(3)2023年中国高峰天然气日消费量在历史性寒潮的刺激下直线攀升,峰值达到15.7×10^(8)m^(3)/d,同比增长18.9%;(4)城市燃气和发电用气成为2023年中国天然气调峰需求的主力,工业燃料和化工原料用气在一定程度上平抑了天然气消费量的季节性波动;(5)2023年中国储气设施顶峰能力再上新台阶,经营品种更加丰富;(6)在诸多有利条件叠加的情景下,预计2024年中国天然气需求量将有望达到4264×10^(8)m^(3),同比增长8.8%,新增需求量以工业燃料和发电用气为主;(7)2024年中国天然气调峰需求量预计为227×10^(8)m^(3),同比增长7.0%;(8)预计2024年中国天然气供应能力增长将超过需求量增长,整体上继续保持供应宽松的格局,并且在积极情景下LNG现货需求将保持旺盛;(9)建议国内天然气进口企业高度关注国际市场供应侧风险,销售企业提前做好冬季资源储备,城市燃气企业利用改革红利及时补齐相关短板,设施经营企业积极拓展市场化经营模式。 展开更多
关键词 天然气 供应 需求 调峰 储气设施 经营品种 天然气利用政策
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深水气田长距离混输模式下水相运动规律研究 被引量：1
9
作者 刘培林 张欢 +2 位作者 陈文峰 鞠朋朋 曾树兵 《天然气与石油》 2024年第1期8-16,共9页
陵水25-1深水气田混输管道距离长、管道爬坡段坡度大,初始投产阶段混输流体水相到达平台的时间长且预测困难,给管道安全运行带来风险。基于多相流计算模型,运用LedaFlow软件,对陵水25-1深水气田初始投产阶段的水相运动规律进行研究,并... 陵水25-1深水气田混输管道距离长、管道爬坡段坡度大,初始投产阶段混输流体水相到达平台的时间长且预测困难,给管道安全运行带来风险。基于多相流计算模型,运用LedaFlow软件,对陵水25-1深水气田初始投产阶段的水相运动规律进行研究,并深入分析含水率、油量、气量、油水相间摩擦系数等因素对水相运行的影响。结果表明:初始投产阶段水相在爬坡段分离和积聚,形成长时间的停滞,管道坡度越大,水相波动越剧烈;含水率越高的物流,水相在爬坡段聚集时间越短;气量增大则会降低水相滞液程度,提高水相运行速度,有助于水相爬坡;油量变化对水相运行速度的影响较小,油水相间摩擦系数对爬坡段水相运动有直接影响,油水相间摩擦系数修正拟合,对实际管道运行有重要指导意义。研究结果可为深水气田开发研究提供借鉴。 展开更多
关键词 深水气田 混输流体 水相运动 初始投产 相间摩擦
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LNG低温复合软管疲劳特性及参数化分析研究 被引量：2
10
作者 张玉 熊红祥 +3 位作者 程子云 崔腾飞 张飞凡 方加瑜 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期95-106,共12页
LNG低温复合软管具有强度高、重量轻、柔韧性好等优点,可以满足恶劣海况下LNG的输送需求,但其结构复杂,且面临多种耦合载荷作用下的疲劳失效问题。首先建立了LNG低温复合软管的有限元模型,研究了复合软管在弯曲和内压载荷下的力学响应... LNG低温复合软管具有强度高、重量轻、柔韧性好等优点,可以满足恶劣海况下LNG的输送需求,但其结构复杂,且面临多种耦合载荷作用下的疲劳失效问题。首先建立了LNG低温复合软管的有限元模型,研究了复合软管在弯曲和内压载荷下的力学响应和弯曲疲劳寿命特性;然后改变螺旋钢丝直径、预紧间距、导程和纤维层数及摩擦系数等参数,对软管的弯曲疲劳寿命进行了参数化分析。结果表明预紧间距、导程和纤维层数对复合软管的疲劳损伤影响显著:预紧间距增大时,复合软管疲劳损伤先增大后减小;导程减小或者层数增加时,复合软管的疲劳损伤会明显减小。摩擦系数对疲劳损伤几乎没有影响。研究成果可为低温复合软管的结构设计提供理论参考。 展开更多
关键词 LNG低温复合软管 强度分析 参数化分析 疲劳分析
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FPLNG预处理及液化一体化工艺研究现状及发展趋势
11
作者 朱建鲁 刘金华 +6 位作者 李子禾 李玉星 王武昌 刘淼儿 李恩道 李焱 王云飞 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第5期112-122,共11页
海上天然气处理系统的紧凑性对其适应海上环境尤为重要。为解决浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)面临的甲板空间和承重受限的问题,提出了新型FLNG天然气带压液化工艺(FPLNG)的概念。阐述了FLNG关键技术和应用现状,并对FPLNG关键技术和... 海上天然气处理系统的紧凑性对其适应海上环境尤为重要。为解决浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)面临的甲板空间和承重受限的问题,提出了新型FLNG天然气带压液化工艺(FPLNG)的概念。阐述了FLNG关键技术和应用现状,并对FPLNG关键技术和储存方案进行了分析。FPLNG关键技术提高了CO_(2)和重烃的溶解度,可以简化预处理和液化工艺,而低温脱碳技术与液化工艺的协同可以实现海上天然气预处理和液化的一体化过程。带压液化天然气(PLNG)可以储存在高强度低温钢构成的高压储舱和罐式集装箱中,在压力约为0.5 MPa,且运输距离小于400 km时,高压储舱方案成本低于常压输送。FPLNG在我国深远天然气资源的高效开发中具有较大潜力,有望在未来得到广泛应用,但对于流体相平衡等问题仍需深入研究。 展开更多
关键词 FPLNG 脱碳 液化 一体化 储存
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纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数预测
12
作者 朱建鲁 吕浩 +6 位作者 王鑫 周慧 刘翠伟 李玉星 李璐玲 段鹏飞 任诚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期127-135,共9页
纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用... 纯氢与掺氢天然气管道是实现氢气长距离、大规模输送的最佳方式之一,其中摩阻系数是气体管道水力计算的关键参数,现有的经验公式不能满足预测掺氢天然气的摩阻系数要求。为改进传统的摩阻系数计算公式在纯氢与掺氢天然气管道系统的适用性,搭建了纯氢和掺氢天然气管输调压综合实验平台,开展纯氢和不同比例的掺氢天然气管输流动实验,根据实验采集的流量、温度、压力和管道的长度、管径等参数计算管道的摩阻系数,同时建立了摩阻系数与雷诺数、粗糙度之间的关系,并修正了传统摩阻系数公式,最后利用湖南省巴陵—长岭纯氢气管道的实际运行数据进行了验证。研究结果表明:①由于氢气与天然气物性差异较大,掺氢比会影响流动摩阻系数,相同条件下掺氢比越大摩阻系数越小;②传统摩阻系数计算公式存在30%左右的误差,创新提出的适用于纯氢和掺氢天然气的3段式摩阻系数经验公式,相对误差最大11.84%,能够有效降低误差;③与巴陵—长岭纯氢气管道实际的运行数据相比,修正后摩阻系数预测公式的平均误差为0.62%,该公式可以满足实际工程的误差要求。结论认为,得到的纯氢与掺氢天然气管道摩阻系数修正公式可应用于纯氢与掺氢天然气管道工程设计,具有重要的工程应用价值和前景。 展开更多
关键词 管道输送 氢气 掺氢 天然气 摩阻系数 公式修正 管输工艺设计
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齐鲁石化—胜利油田CO_(2)长输管道数智化关键技术与创新实践
13
作者 李阳 张建 +6 位作者 范振宁 李其锐 潘杰 李萌 张俊朋 张钧晖 梁海宁 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-12,共12页
二氧化碳(CO_(2))管道输送是碳捕集利用与封存(CCUS)的关键环节之一,齐鲁石化—胜利油田CO_(2)长输管道工程作为我国第一条百公里、百万吨级、超临界压力CO_(2)管道示范工程,将数智化作为保障管道安全运维的重要技术手段,取得了重要的... 二氧化碳(CO_(2))管道输送是碳捕集利用与封存(CCUS)的关键环节之一,齐鲁石化—胜利油田CO_(2)长输管道工程作为我国第一条百公里、百万吨级、超临界压力CO_(2)管道示范工程,将数智化作为保障管道安全运维的重要技术手段,取得了重要的理论创新和建设新进展。为此,以该示范工程为例,分析了其面临的挑战,从流动保障、腐蚀防控及泄露监测等方面系统梳理了底层机理模型构建、多系统数据融合等长距离管道安全运维的关键技术及其数智化技术应用,最后对CO_(2)长输管道数智化技术发展进行了展望。研究结果表明:(1)通过“工程建设100%数字交付+多元机理数据驱动”的方式,打造了基于CO_(2)管输的水热力流动模型、管道腐蚀速率模型、管外土壤中气—固两相迁移模型,构建了站线一体化的多机理融合数字孪生管道;(2)形成了超临界CO_(2)管输流动保障关键技术体系;(3)揭示了超临界CO_(2)管输内腐蚀机制,建立了管道腐蚀预测模型;(4)创建超临界压力下密相CO_(2)管道小孔泄漏扩散模型,构建了CO_(2)管道泄漏数智化预警模型。结论认为,齐鲁石化—胜利油田CO_(2)长输管道以数智化建设为导向,在流动保障、腐蚀防控及泄露监测方面取得了理论创新成果,对“碳中和”目标下CO_(2)管道数智化技术的发展具有重要的指导作用和现实意义。 展开更多
关键词 CO_(2)长输管道 CCUS 机理模型 数智化 数字孪生 齐鲁石化—胜利油田
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基于磁各向异性的管壁应力集中区域检测方法
14
作者 杨理践 吕志鹏 +2 位作者 高松巍 郑福印 刘斌 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期97-102,共6页
针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量... 针对应力集中导致管壁发生屈服失效的问题,提出了利用磁各向异性检测管壁应力集中区域的方法。从能量角度出发,研究了应力导致管壁产生磁各向异性的机理,建立了管壁当量应力与磁各向异性探头输出电压信号的数学模型,通过计算管壁的当量应力判断其是否发生屈服失效,搭建了应力检测实验平台。实验结果表明,应力会导致管壁产生磁各向异性,磁各向异性检测方法能够检测出管壁当量应力的变化趋势和主应力方向所在延长线的角度,进而判断管壁是否产生应力集中区域。 展开更多
关键词 磁各向异性 管壁 屈服失效 第三强度理论 能量最低原理 能量守恒定律 磁化率 应力集中区域
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金龙2井区含蜡原油结蜡微观机理及预测模型
15
作者 甘磊 林铁军 +3 位作者 李建 陈昆 杨洪 尼戈热·居拉提 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1444-1450,共7页
采用分子动力学方法研究了含蜡原油结蜡的微观机理,通过实例优选了结蜡预测模型,根据含水率对结蜡量的影响对预测模型进行修正,并提出考虑原有结蜡厚度对后续结蜡影响的计算流程。实验结果表明,初始蜡分子先在原油中分散,后在非晶细胞... 采用分子动力学方法研究了含蜡原油结蜡的微观机理,通过实例优选了结蜡预测模型,根据含水率对结蜡量的影响对预测模型进行修正,并提出考虑原有结蜡厚度对后续结蜡影响的计算流程。实验结果表明,初始蜡分子先在原油中分散,后在非晶细胞盒子中聚集形成蜡晶,随着温度升高径向分布函数峰值降低,蜡分子分布从紧密聚集向分散转变;修正后的结蜡预测模型计算误差仅为4%,随着含水率的增高结蜡厚度减小,随生产时间的延长结蜡厚度增加缓慢。修正后的结蜡预测模型能准确预测金龙2井区清蜡周期,可为现场清防蜡工艺提供理论指导。 展开更多
关键词 含蜡油井 结蜡 分子动力学 微观机理 预测模型
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深水测试平台地面管道冲蚀速率预测模型
16
作者 李长俊 陈宇恒 +4 位作者 吴瑕 王静 张可欣 张财功 张洋 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期212-220,共9页
深水测试平台地面管道易受高压携砂介质冲蚀损伤,准确预测其冲蚀速率,对保障其运维安全具有重要意义,但常用Tulsa冲蚀预测模型主要针对碳钢和铝材,不适用于深水测试平台地面管材为低合金钢AISI4130特殊材质的冲蚀预测。为了扩大Tulsa模... 深水测试平台地面管道易受高压携砂介质冲蚀损伤,准确预测其冲蚀速率,对保障其运维安全具有重要意义,但常用Tulsa冲蚀预测模型主要针对碳钢和铝材,不适用于深水测试平台地面管材为低合金钢AISI4130特殊材质的冲蚀预测。为了扩大Tulsa模型在深水测试平台地面管道冲蚀速率预测的适用性,采用显示动力学方法建立了颗粒冲击靶材的有限元模型,考虑颗粒冲击速度与冲击角度对冲蚀预测模型关键参数的影响,从而改进Tulsa模型中的关键参数,最后将改进后的冲蚀速率预测模型计算结果与文献实验数据以及Tulsa模型计算结果进行了对比。结果表明:①颗粒冲蚀靶材的机理主要是切削和变形磨损,冲蚀速率随颗粒冲击角度增大呈先升高后下降趋势,最大值出现在30°;冲击速度增加引起冲蚀速率呈幂函数升高;②通过模拟颗粒多角度冲击靶材的情况,得到了更加准确的颗粒冲击靶材的分段多项式函数,相较原Tulsa模型仅通过10°与15°两种冲击角度试验,拓宽了Tulsa模型在深水测试平台地面管道冲蚀速率预测的适用性,其中分段角度为30°,与冲蚀速率最大值出现在30°的冲击角度相对应;③颗粒冲击速度较大时(大于10m/s),改进后的预测模型计算结果优于Tulsa模型计算结果,且相对误差随冲击速度的升高而减小,表明本文预测模型适用于深水测试平台介质高速流动的实际工况。 展开更多
关键词 深水测试平台 管道冲蚀 Tulsa模型 有限元分析 冲蚀速率预测模型 影响参数
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壁面特性对凝析油析蜡聚集及黏壁过程影响的微观机理
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作者 王志华 刘晓宇 +2 位作者 戚亚明 王聪 成庆林 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1635-1646,共12页
利用分子动力学方法构建含蜡凝析油团簇在壁面上聚集黏附过程的模拟体系,揭示壁面材质及壁面粗糙特性等对其聚集黏附影响的微观机理。结果表明,含蜡凝析油在壁面上经历“团簇分解→分子脱离团簇向壁面扩散→油分子、蜡分子和沥青质分子... 利用分子动力学方法构建含蜡凝析油团簇在壁面上聚集黏附过程的模拟体系,揭示壁面材质及壁面粗糙特性等对其聚集黏附影响的微观机理。结果表明,含蜡凝析油在壁面上经历“团簇分解→分子脱离团簇向壁面扩散→油分子、蜡分子和沥青质分子在壁面上方聚集堆积→团簇在壁面上的铺展程度增加→在壁面上形成凝油层”的过程,团簇在不同材质壁面上均有不同程度的分解、扩散及在壁面附近聚集和黏附,团簇与玻璃钢壁面、718合金壁面、HP2-13Cr110合金壁面、BG140V合金壁面及普通钢管壁面间形成的接触角按顺序依次减小,在壁面上的铺展程度逐渐增强。尽管壁面形貌对团簇聚集与黏附的影响较小,但当进一步考虑粗糙特性时,团簇在壁面上的黏附程度与壁面表面积分数(壁面凸起部分宽度与整体壁面宽度的比值)及凹槽柱高度有关,表面积分数增大,接触角随之先增大后逐渐稳定,相应地,壁面对团簇的黏附性逐渐减弱;凹槽柱高度越大,团簇在壁面上的黏附程度越大,但模拟条件下在凹槽柱高度大于1.2 nm时会趋于稳定。 展开更多
关键词 含蜡凝析油 聚集黏附 壁面材质 粗糙特性 分子动力学
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交通载荷作用下埋地含缺陷玻璃钢管道力学行为研究
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作者 李振林 张笑影 +3 位作者 刘彤 于晓 张行 董绍华 《力学与实践》 2024年第1期64-76,共13页
为分析含缺陷玻璃钢管道在交通载荷作用下的力学行为,基于ABAQUS有限元软件建立了含不同形状缺陷管道模型和不同埋深管土模型,研究了不同埋深、不同载荷及缺陷深度对管道不同层中截面沿环向应力分布规律的影响。结果表明,无缺陷管道各... 为分析含缺陷玻璃钢管道在交通载荷作用下的力学行为,基于ABAQUS有限元软件建立了含不同形状缺陷管道模型和不同埋深管土模型,研究了不同埋深、不同载荷及缺陷深度对管道不同层中截面沿环向应力分布规律的影响。结果表明,无缺陷管道各层应力分布均匀,含缺陷管道内区域层应力沿管材缠绕方向集中于缺陷对称角处;管道仅含轴向缺陷时管体应力峰值与应力突变幅度最大;缺陷相对深度对管道应力峰值影响较大。 展开更多
关键词 玻璃钢管道 复合材料 缺陷 埋地 有限元
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掺氢输送管道材料的适应性及评价方法
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作者 吴华 徐莹莹 +4 位作者 徐凌 米杰 李林峰 唐永帆 王业熙 《力学与实践》 2024年第4期722-731,共10页
天然气管网掺氢输送可有效解决氢能利用过程中的输送问题,但这会给管道带来安全风险。本文详细评述了掺氢输送管道金属和非金属材料的种类、适应性影响因素及其评价方法,建议完善和利用现有金属和非金属材料宏观性能表征及微观机理分析... 天然气管网掺氢输送可有效解决氢能利用过程中的输送问题,但这会给管道带来安全风险。本文详细评述了掺氢输送管道金属和非金属材料的种类、适应性影响因素及其评价方法,建议完善和利用现有金属和非金属材料宏观性能表征及微观机理分析方法,结合实际工况环境及材料关键性能指标,建立掺氢输送管道的适应性评价方法和评价限值要求,并完善实际掺氢试运行评价方法和评判标准。本文可为天然气管网掺氢输送工程提供重要参考。 展开更多
关键词 掺氢 适应性评价 天然气管网 管线钢 非金属材料
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天然气水合物试采多相输送的弯管段防护研究
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作者 白莉 商鹏程 +1 位作者 刘强 王海文 《石油机械》 北大核心 2024年第1期109-117,共9页
天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少。为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型... 天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少。为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型为理论基础,对多相流中气液相间分布及管壁冲蚀磨损进行了数值模拟,开展了冲蚀磨损试验并提出耐磨防护方案。研究结果表明:可以从减弱弯管段湍流剪切作用、颗粒对弯管内壁的直接碰撞及减少动能传递进行防护设计;15°楔形垫层对应的最大冲蚀速率减幅74.55%,在1.0~2.2 m/s的流速范围内防护效果更明显;陶瓷涂垫层防护对冲蚀-腐蚀交互作用有明显的抑制效果。研究结论可为管道输送工程防护措施的制定提供技术参考。 展开更多
关键词 管道输送 水合物浆液 冲蚀磨损 非线性碰撞 Bubble-DPM模型 双重防护方案
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