检索结果-内蒙古大学图书馆

低碳化学与化工 2025年第3期50卷 135-147页

作者：穆祎柳扬吕晓方穆慧云孙秉才周诗岽马千里王传硕常州大学石油与天然气工程学院油气与新能源储运技术江苏省高校重点实验室江苏常州213164 中国石油安全环保技术研究院有限公司北京102206

由水合物生成及聚集引起的管道堵塞是深海油气流动保障面临的主要问题之一。水合物阻聚剂(AAs)可通过阻止水合物颗粒聚集从而防控水合物堵塞,具有使用剂量低、适应高过冷度(>10℃)环境等优点,应用前景广阔。首先综述了不同类型的水... 详细信息

由水合物生成及聚集引起的管道堵塞是深海油气流动保障面临的主要问题之一。水合物阻聚剂(AAs)可通过阻止水合物颗粒聚集从而防控水合物堵塞,具有使用剂量低、适应高过冷度(>10℃)环境等优点,应用前景广阔。首先综述了不同类型的水合物阻聚剂,从分子尺度分析了阻聚剂在水合物表面的作用机理,以及阻聚剂构象对其性能的影响;然后总结了常用的阻聚剂评价设备及评价方法,并探讨了体系中液烃组成、含水率、蜡、沥青质,以及盐等其他物质对阻聚剂阻聚效果的影响;最后展望了水合物阻聚剂的未来发展。水合物阻聚剂在体系中的作用机制是复杂的,可根据不同体系选择适应性与阻聚效果更好的阻聚剂。本研究可为开发高效、绿色、经济的水合物阻聚剂提供参考。

关键词：流动安全保障水合物阻聚剂分子动力学模拟

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基于LES-Schumann的氢气与天然气掺混流动特性数值模拟

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油气储运 2025年第2期44卷 175-183页

作者：刘悦吴群航田瑞超许守武李智伟黄雷彭浩平常州大学石油与天然气工程学院•常州大学油气与新能源储运技术省高校重点实验室江苏省常州市213164

[目的]天然气管道掺氢输送是目前氢能输送的主要方式,随着氢气的掺入,天然气管道内流体的黏度降低,导致湍流生成和发展变得更加复杂。[方法]为了准确预测氢气与天然气掺混后气体的流动特性,提出了一种将大涡模拟(Large Eddy Simulation,... 详细信息

[目的]天然气管道掺氢输送是目前氢能输送的主要方式,随着氢气的掺入,天然气管道内流体的黏度降低,导致湍流生成和发展变得更加复杂。[方法]为了准确预测氢气与天然气掺混后气体的流动特性,提出了一种将大涡模拟(Large Eddy Simulation, LES)与舒曼(Schumann)模型耦合的LES-Schumann模型。该模型采用LES分析大尺度涡流特征,同时用Schumann模型捕捉流动不稳定引起的小尺度湍流变化,从而弥补了LES在小尺度湍流建模中的不足。采用LES-Schumann模型对不同掺氢比下的管道混合气体流动特性进行研究,分析了密度、体积分数、湍流黏度、压力等参数的变化,探讨了掺氢比对气体流动、湍流特性及氢脆敏感性等方面的影响。[结果]LES-Schumann模型能够精确预测氢气与天然气掺混后气体的流动特性,其模拟结果与实验数据的平均误差仅为3.422%,验证了该模型在模拟氢气与天然气掺混流动中的高可靠性。随着掺氢比的增加,管道内混合气体的密度逐渐降低,氢气的体积分数增大,管道压力也显著上升,尤其在氢气与天然气的混合起始位置,湍流黏度达到最高值,湍流现象最为剧烈。掺氢比对掺混气体混合均匀性、氢脆敏感性系数的影响呈非线性变化。当掺氢比为20%时,气体混合均匀性最佳,其氢脆敏感性系数仅比掺氢比10%工况下增加0.41%,氢脆化风险较低;当掺氢比增至30%时,气体混合均匀性下降,氢脆化风险随之增加。[结论]LES-Schumann模型可用于预测不同掺氢比下氢气与天然气掺混后气体流动特性,揭示其氢脆化风险。20%的掺氢比能够保证氢气与天然气掺混均匀性最佳,并有效控制由氢气与天然气掺混引起的压力升高、湍流黏度增加及氢脆化风险等潜在问题。研究成果为掺氢天然气管道的优化设计与运行提供了重要的理论依据。

关键词：掺氢天然气输送大涡模拟舒曼模型 T型管道流动特性掺氢比

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隧道内埋地掺氢天然气管道泄漏扩散研究

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低碳化学与化工 2024年第9期49卷 123-132页

作者：袁巧玲周诗岽吴文景吕孝飞常州大学石油与天然气工程学院油气与新能源储运技术省高校重点实验室江苏常州213016

氢能作为一种理想的清洁能源备受青睐,将氢气掺入到天然气管道中是实现氢能大规模输送的有效途径。在输送过程中,管道一旦发生泄漏便会严重影响管道的安全运行,目前隧道内埋地掺氢天然气管道的泄漏扩散规律尚不明确。建立了隧道内埋地... 详细信息

氢能作为一种理想的清洁能源备受青睐,将氢气掺入到天然气管道中是实现氢能大规模输送的有效途径。在输送过程中,管道一旦发生泄漏便会严重影响管道的安全运行,目前隧道内埋地掺氢天然气管道的泄漏扩散规律尚不明确。建立了隧道内埋地掺氢天然气管道泄漏扩散数值模型,探究了掺氢比(体积分数)、泄漏孔径和来流风速对混合气体泄漏扩散特性的影响。结果表明,掺氢天然气泄漏后在隧道顶部大量积聚,呈现出中心区域浓度高、边缘区域浓度低的现象。随着掺氢比增大,混合气体爆炸下限降低,相同时间内的泄漏量增多。因隧道空间密闭,混合气体在短时间内不能充分扩散,因此掺氢比越大,爆炸危险区域越大,达到爆炸极限的时间越短。当掺氢比由5%增加到20%时,爆炸危险区域增加了3.18%,混合气体达到爆炸极限的时间缩短了3.7%。泄漏孔径越大,混合气体泄漏量越大,爆炸危险区域越大,混合气体达到爆炸极限的时间越短。当泄漏孔径由20 mm增大至100 mm时,沿隧道径向的爆炸危险区域由距地面1.49 m减小至0.30 m,轴向爆炸危险区域由13.4 m增大至91.9 m,达到爆炸极限的时间由95.2 s缩短至11.3 s。来流风速的平流输送作用促进了混合气体沿隧道轴向的扩散,缩小了隧道顶部的高浓度区域,爆炸危险区域显著缩小。当来流风速由0.5 m/s增大至2.0 m/s时,爆炸危险区域缩小了81.7%。因此,隧道内气体发生泄漏时应及时通风,避免燃烧爆炸等事故的发生。该研究结果可为隧道内埋地掺氢天然气管道的安全运行提供理论依据。

关键词：数值模拟埋地掺氢天然气管道泄漏扩散掺氢比爆炸极限

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基于材料本体及其表面改性的管道防蜡技术研究进展

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科学通报 2024年第36期69卷 5259-5270页

作者：范开峰朱新月余春浩黄俊周诗岽雷云李卫东李荣彬万宇飞李思常州大学石油与天然气工程学院、能源学院常州213164 油气与新能源储运技术省高校重点实验室(常州大学) 常州213164 中油国际管道有限公司北京102206 中国石油工程建设有限公司西南分公司成都610041 福州大学化工学院福州350108 Reservoir Engineering Research Institute PaloAlto 94301USA 中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

含蜡原油在油气田开发、运输及储存过程中常因温度变化而导致蜡沉积问题,造成严重的经济损失与安全威胁.常规的防蜡工艺,如加药、升温、工艺改造、通球清管等,存在成本高、效果不理想、污染大等问题.为此,通过改变管道材料、对管道表面... 详细信息

含蜡原油在油气田开发、运输及储存过程中常因温度变化而导致蜡沉积问题,造成严重的经济损失与安全威胁.常规的防蜡工艺,如加药、升温、工艺改造、通球清管等,存在成本高、效果不理想、污染大等问题.为此,通过改变管道材料、对管道表面涂敷特殊涂层及对表面进行改性来进行防蜡的新技术为解决传统蜡沉积问题提供了新选择.本文系统地阐述了具有低表面能、耐蚀抗磨等特点的非金属及其复合材料在管道防蜡方面的实验机理研究及应用现状.其次,分析了涂层技术在防蜡深层机理、效果以及应用场景等方面的技术现状.此外,探讨了材料表面改性技术在防蜡领域的应用,详细阐述了化学防蜡和电化学防蜡两大分支的作用机理及应用现状.并对上述防蜡技术存在的问题、未来发展趋势和前景进行了深入剖析和展望.

关键词：非金属材料管道涂层化学改性电化学改性防蜡技术

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水合物浆液对U型管冲蚀影响的数值模拟

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油气田地面工程 2023年第3期42卷 67-73页

作者：袁巧玲范婕方迪张丙航周诗岽周年勇常州大学石油与天然气工程学院能源学院·江苏省油气储运技术重点实验室江苏省常州市213016 中国石油青海油田分公司油田开发处广州番禺新奥燃气有限公司

为探究天然气水合物颗粒对U型弯管内壁造成的冲蚀现象,采用数值计算的方法,基于实验室水合物高压环路,建立U型管固液两相流冲蚀数值模拟模型。模拟结果表明:在离心力的作用下,U型管外侧弯管内壁受到的冲蚀比内侧弯管内壁面受到的冲蚀更... 详细信息

为探究天然气水合物颗粒对U型弯管内壁造成的冲蚀现象,采用数值计算的方法,基于实验室水合物高压环路,建立U型管固液两相流冲蚀数值模拟模型。模拟结果表明:在离心力的作用下,U型管外侧弯管内壁受到的冲蚀比内侧弯管内壁面受到的冲蚀更加严重;同等工况下,随着U型管内径的增加,弯管内壁面受冲蚀严重区域会往转弯角增大的方向移动;U型管内管壁受到的最大冲蚀速率随水合物浆液流速、体积分数增大而增大,但随着水合物粒径的增大而减小;水平放置的实验装置内水合物颗粒会削减内管壁冲蚀磨损程度,垂直放置的实验装置内水合物颗粒会加重内管壁冲蚀磨损程度。模拟结果表明流速是内壁面受到冲蚀最主要的因素,其他因素次之。研究结果对天然气水合物浆液的安全生产、运输以及预防对输送管道的损害提供了一定的理论依据。

关键词：水合物浆液固液两相流 U型管冲蚀数值模拟

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