检索结果-内蒙古大学图书馆

中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第3期47卷 157-163页

作者：刘鹏宫敬李晓平王延庆沈青李旭光中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室北京102249 中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 北京中航油工程建设有限公司北京100012

为减小水击波动,保障机场加油系统安全平稳运行,基于实际机场加油管线路由图,考虑油库并联泵机组建立机场加油系统水力仿真模型;采用节点压力法进行稳态计算,用特征线法进行瞬态计算,并在波速调整法的基础上引入惯性元件,以线程池的形... 详细信息

为减小水击波动,保障机场加油系统安全平稳运行,基于实际机场加油管线路由图,考虑油库并联泵机组建立机场加油系统水力仿真模型;采用节点压力法进行稳态计算,用特征线法进行瞬态计算,并在波速调整法的基础上引入惯性元件,以线程池的形式进行多线程计算,并与商业软件SPS对比。结果表明:稳态工况下节点压力偏差小于10 kPa,瞬态工况下最大水击压力偏差小于50 kPa,验证了计算的准确性;克服了大量短管造成的计算缓慢问题,进一步提高了管网水力模拟的计算速度,能够应用于管线设计、操作培训、离线仿真等多方面,保障机场加油系统安全运行。

关键词：机坪管网瞬态模拟特征线多线程

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原油电场改性降黏率与能量密度的关系及其机理

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油气储运 2025年第1期44卷 69-77页

作者：张超越李鸿英王禹李其兵康家宝兰欣谢意蔚张劲军中国石油大学(北京)机械与储运工程学院•油气管道输送安全国家工程研究中心•石油工程教育部重点实验室•城市油气输配技术北京市重点实验室

【目的】电场改性是一种新兴的含蜡原油低温流动性改善方法。针对酒东原油的已有研究发现,电场输入能量密度是含蜡原油电场降黏效果的外部决定性因素,且当输入能量足够大时,电场处理可使油样达到该温度下的最大降黏率。为指导原油电场... 详细信息

【目的】电场改性是一种新兴的含蜡原油低温流动性改善方法。针对酒东原油的已有研究发现,电场输入能量密度是含蜡原油电场降黏效果的外部决定性因素,且当输入能量足够大时,电场处理可使油样达到该温度下的最大降黏率。为指导原油电场改性的工业应用,需进一步验证该研究成果对其他原油的适用性。【方法】针对长庆原油与大庆原油,通过探究不同电场处理条件(场强0~3 kV/mm、处理时间0~1200 s、处理量1.0~2.5 mL)对原油电场降黏效果影响,研究并验证输入能量与降黏率的关系。【结果】发现并定义了最大降黏率能量密度阈值,即原油达到最大电场降黏率所需输入的最小能量密度。明确了处理温度(累计析蜡量)对最大降黏率与相应能量密度阈值的影响。随着处理温度降低,最大降黏率增大,相应的能量密度阈值减小。结合显微观察与带电胶粒运移、吸附机理,分析其内在原因:在较低处理温度下,有更多的蜡晶颗粒受到了胶质、沥青质作用;更多、更大的蜡晶导致电场作用下蜡晶表面出现更多电荷,从而促进胶质与沥青质在介电泳作用下向蜡晶表面运移,并积聚在蜡晶表面,因此最大降黏率增大且所需能量密度阈值更小。【结论】研究结果深化了相关原油电流变效应机理的认识,能量密度阈值的发现为处理器电源参数确定与优化提供了重要参考。

关键词：含蜡原油电场处理电流变效应降黏率流动保障

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含粉砂盐水体系甲烷水合物生成与固相沉积规律

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化工学报 2024年第5期75卷 1987-2000,F0004页

作者：刘礼豪黄婷雍宇罗昕浩赵泽明宋尚飞史博会陈光进宫敬中国石油大学(北京)机械与储运工程学院油气管道输送安全国家工程研究中心城市燃气输配技术北京市重点实验室石油工程教育部重点实验室北京102249 中海油研究总院有限责任公司水合物和海洋资源战略研究中心北京100028 国家管网西南管道公司四川成都610095

管道中水合物再生与粉砂沉积堵塞是影响可燃冰开采的关键问题,而且管道中海水具有一定矿化度。利用高压环路开展了水-粉砂-NaCl-CH_(4)体系水合物生成与水合物-粉砂沉积实验,揭示水合物生成到稳定固相沉积的四阶段演变过程。研究发现,... 详细信息

管道中水合物再生与粉砂沉积堵塞是影响可燃冰开采的关键问题,而且管道中海水具有一定矿化度。利用高压环路开展了水-粉砂-NaCl-CH_(4)体系水合物生成与水合物-粉砂沉积实验,揭示水合物生成到稳定固相沉积的四阶段演变过程。研究发现,在含有粉砂的盐水体系中甲烷水合物的诱导期相较于纯水体系可显著延长2~3倍,特别是在低含砂浓度(质量分数0.1%)和高流量(1600 kg/h)条件下,诱导期延长至3.3倍。分析认为NaCl和粉砂对水分子簇结构的扰乱是抑制水合物成核的关键机理,此外NaCl通过压缩颗粒双电层厚度削弱砂粒亲水性,通过纳米气泡桥接促使固相颗粒聚集并黏附于管壁,加速水合物-砂沉积层的形成。研究成果有助于保障可燃冰开发排采系统中多相流动的安全与稳定。

关键词：甲烷水合物诱导期沉积流动保障可燃冰

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基于文丘里管的天然气掺氢流动规律研究

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低碳化学与化工 2025年

作者：何银博孙恒刘楚茹张姝王飞郑国婷王一凡卢钰铜中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程研究中心石油工程教育部重点实验室城市油气输配技术北京市重点实验室中国石油西南油气田燃气分公司

利用现役的天然气管道掺氢混输，是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备，增大天然气和氢气的掺混均匀度，有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备，... 详细信息

利用现役的天然气管道掺氢混输，是实现氢气大规模、长距离和低成本储运的有效方法。开发高效便捷的掺氢设备，增大天然气和氢气的掺混均匀度，有利于提高氢气输送效率、保障管道长距离输送及下游用气安全。利用文丘里管作为掺氢设备，用甲烷替代天然气，将甲烷和氢气进行掺混，采用数值模拟的方法，研究了不同的掺混结构和工况对甲烷和氢气掺混流动过程及掺混均匀度的影响。结果表明，在T型管道后添加文丘里管可以增大掺混均匀度。在模拟工况下，当管喉比（文丘里管喉管段与直管段直径比）为1/3时，掺混效果最好；当掺氢比（氢气与甲烷的质量分数比）为15%时，掺混效果最好，掺混均匀度随着掺氢比的增大而增大。与静态掺混器相比，即使甲烷流速较小，添加了文丘里管的管道内仍可保持较大的掺混均匀度。运行压力越小，掺混均匀度波动越小，掺混过程更稳定。

关键词：天然气掺氢文丘里管掺混均匀度掺氢比流体流动规律

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高铁位置对埋地管道干扰影响规律

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腐蚀与防护 2024年第10期45卷 130-140页

作者：郭艳伟文陈鼎鲍俊涛陈玉宝杨树斌姜子涛广东省特种设备检测研究院佛山528000 佛山天然气高压管网有限公司佛山528000 中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

高铁与管道交叉并行时,其供电系统会对管道产生交流干扰,造成管道腐蚀甚至击穿防腐蚀层。由于列车处于持续运动的状态,管道上的交流干扰是不断变化的,这给干扰缓解的设计带来了困难。采用数值模拟的方法研究了高速列车位置对管道的影响... 详细信息

高铁与管道交叉并行时,其供电系统会对管道产生交流干扰,造成管道腐蚀甚至击穿防腐蚀层。由于列车处于持续运动的状态,管道上的交流干扰是不断变化的,这给干扰缓解的设计带来了困难。采用数值模拟的方法研究了高速列车位置对管道的影响。结果表明:(1)管道上的交流干扰主要由铁轨内的电流产生,由于大量电流从铁轨泄漏到大地,产生“电流不平衡”。(2)列车从TPSS至AT2的运行过程中,交流电压峰值出现在各AT段的起点、终点和中间。(3)由于交叉点的存在,以及CW,AF,轨道之间的“位置不平衡”,交流电压峰值也会出现在交叉点处。(4)管道上的交流干扰随铁轨泄漏电阻增大而减小,这是因为随着铁轨泄漏电阻增大,铁轨泄漏到大地的电流减少。对北京地区一条实际输气管道进行了现场测试。结果表明,现场实测的管道交流电压与计算值基本吻合。

关键词：高铁交流干扰数值模拟管道

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管输航煤固体颗粒物污染发展规律研究

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石油科学通报 2023年第6期8卷 853-862页

作者：李强邱姝娟伍奕欧阳波李维嘉刘鹏宫敬王雨墨国家管网西部管道公司乌鲁木齐830011 中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室/石油燃料商品联合实验室北京102249

航空煤油作为飞行器燃料,近年来需求量快速增长,成品油管道增输航煤可以提高管道企业的利润。但GB6537-2018对航煤的质量要求严格,尤其是对清洁性要求很高,因此航煤经管道输送后固体颗粒物等清洁性质量指标如何变化,是否受到管内杂质的... 详细信息

航空煤油作为飞行器燃料,近年来需求量快速增长,成品油管道增输航煤可以提高管道企业的利润。但GB6537-2018对航煤的质量要求严格,尤其是对清洁性要求很高,因此航煤经管道输送后固体颗粒物等清洁性质量指标如何变化,是否受到管内杂质的影响,是管道企业尤为关心的问题。为了研究航煤的固体颗粒污染物指标随管道输送的变化规律,厘清污染物来源,并分析停输对航煤质量变化的影响,本文提出采用在线浸泡实验法:通过将航煤按计划停输在炼厂和泵站之间,分析停输时在管道不同位置的航煤中颗粒物的沉积变化规律,确定了导致油库收油固体颗粒物含量升高的污染管段及污染物来源。对比在管道内浸泡时和进入末站油罐后,航煤固体颗粒物含量的升降情况,推断不同类型杂质的运移规律。实验发现:(1)地形差异是固体颗粒物污染规律不同的重要原因。对于连续上倾管道,固体颗粒在油流中逐渐聚集成团,砂土铁锈等较重的固体颗粒在底部沉积,轻质的悬浮固体颗粒被油流携带到下游管道,累积量逐渐升高;而对于落差较大的下坡段管道,在坡底位置由于势能作用,重质固体颗粒在坡底沉积,即使被油流携带到下游,也可以停输时静置沉降到底部。因此,对于连续上倾管道,应注意上游重颗粒聚集和下游轻质颗粒聚集现象,定期更换下游泵站过滤器滤芯。对于下坡管道,应注意油流携带重颗粒造成的下游固体颗粒物含量上升和重颗粒的沉降现象。由于含有较多重颗粒物,在质量控制时应注意进行适当进行静置沉降。(2)虽然航煤经管道沿途泵前及末站油罐前多次过滤,但如果管道内杂质过多,航煤到达末站时仍然有固体颗粒物含量超标的风险,所以在管道输送时仍需注重航煤质量的控制。本研究为确定清管频率,保障管输航煤质量提供支撑。

关键词：航空煤油浸泡固体颗粒物质量控制流动污染起伏地形

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基于阶梯气价的天然气销量优化模型及方法研究

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石油化工高等学校学报 2025年第1期38卷 42-48页

作者：侯浩远刘定智张曦赵思睿张元涛左丽丽中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程研究中心/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 中国石油天然气股份有限公司规划总院北京102249

随着天然气需求的快速增长,亟需考虑天然气管网产供储销结构。基于系统分析与决策理论,可优化天然气分客户销售方案,实现盈利能力和经济效益的最大化。以某省某公司天然气销售管网年总效益最大为目标,以气源供气量、管道输送量、客户销... 详细信息

随着天然气需求的快速增长,亟需考虑天然气管网产供储销结构。基于系统分析与决策理论,可优化天然气分客户销售方案,实现盈利能力和经济效益的最大化。以某省某公司天然气销售管网年总效益最大为目标,以气源供气量、管道输送量、客户销售量为决策变量,综合考虑节点流量平衡约束、产供储销各环节气量上下限约束、分省总销量约束等,对产业链上中下游各个环节中涉及到的气源采购成本、管输成本、储气库及LNG接收站储转成本以及客户销售收入采用阶梯计价方式,建立天然气客户销量优化数学模型,并选择GUROBI求解器作为优化计算工具对模型求解。以某省天然气管网未来10年的数据为基础进行测试,在满足客户天然气需求量的同时使效益达到最大,验证了该模型的合理性与准确性,为天然气销售业务提质增效提供了先进的分析工具和方法。

关键词：天然气效益最大阶梯价格销量优化提质增效

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含砂水合物浆液过节流装置数值模拟研究

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工程热物理学报 2022年第4期43卷 989-996页

作者：李雪童史博会段旭刘浩田王君傲姚海元宫敬天然气水合物国家重点实验室中国石油大学(北京)分室/油气管道输送安全国家工程实验室中国石油大学(北京)分室/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 中海油研究总院有限责任公司技术研发中心北京100028

气体水合物颗粒在油气开发、可燃冰开发的输送系统中形成后,若与从矿藏携带的砂粒在管路中一起流动,易于发生复杂的固相颗粒沉积问题,会严重影响安全生产。本文将计算流体力学和离散单元法相结合(CFD-DEM),分别应用FLUENT和EDEM软件,模... 详细信息

气体水合物颗粒在油气开发、可燃冰开发的输送系统中形成后,若与从矿藏携带的砂粒在管路中一起流动,易于发生复杂的固相颗粒沉积问题,会严重影响安全生产。本文将计算流体力学和离散单元法相结合(CFD-DEM),分别应用FLUENT和EDEM软件,模拟了含砂水合物浆液通过弯管中节流装置的颗粒流动特性和堵塞规律。研究结果表明,随着体系中含砂量和砂粒径的增大、节流装置孔口径的减小,浆液流动的稳定性下降,在节流装置前颗粒的堆积更显著;随着入口流速的增加,流动的能耗虽会增加,但颗粒在节流装置前的堆积会显著下降。结论认为降低管路输送系统内砂粒的携带量和砂粒径,避免管路内出现较严重的节流,以较高的流速运行,有助于保障含砂水合物浆液的流动安全。

关键词：水合物砂颗粒 CFD-DEM 数值模拟

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掺氢天然气压缩因子实验及计算方法研究

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力学与实践 2025年第1期47卷 107-117页

作者：彭世垚柴冲杨诗怡刘罗茜于子峰黄德龙欧阳欣支树洁左丽丽国家管网集团科学技术研究总院分公司河北廊坊065000 中国石油大学(北京) 油气管道输送安全国家工程研究中心石油工程教育部重点实验室城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 国家管网集团科技部北京100020

天然气管道掺氢输送是解决我国氢能资源区域错位,实现氢能大规模输送的有效手段。掺氢天然气基础物性与天然气均有不同,其中压缩因子是进行掺氢天然气长输管道水力计算的关键参数,也是影响掺氢天然气计量准确性的关键参数之一。目前,国... 详细信息

天然气管道掺氢输送是解决我国氢能资源区域错位,实现氢能大规模输送的有效手段。掺氢天然气基础物性与天然气均有不同,其中压缩因子是进行掺氢天然气长输管道水力计算的关键参数,也是影响掺氢天然气计量准确性的关键参数之一。目前,国际上针对中高比例掺氢天然气压缩因子的研究较少,掺氢天然气压缩因子实验测试数据较少。本文开展了管输工况条件下甲烷-氢气-氮气(CH_(4)-H_(2)-N_(2))三元混合气体的压缩因子实验测试,分析了实验工况范围内压缩因子随掺氢比、压力、温度的变化规律,并开展了BWRS,PR,AGA8-92DC,GERG-2008等4种状态方程在计算掺氢天然气压缩因子上的适应性评价。为便于工程应用,提出掺氢天然气压缩因子快速计算模型。

关键词：掺氢天然气压缩因子状态方程适应性评价

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基于等效弯曲刚度的断层作用下埋地油气管道应变解析法

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油气储运 2025年

作者：刘啸奔余佳莹付孟楷陈朋超张宏中国石油大学(北京)机械与储运工程学院油气管道输送安全国家工程研究中心石油工程教育部重点实验室.城市油气输配技术北京市重点实验室国家管网集团科学技术研究总院分公司

【目的】断层造成的永久地面位移易使埋地油气管道产生较大的弯曲与轴向变形，导致管道因受拉破裂或受压屈曲而发生失效。传统的解析方法在适用性、准确性方面存在不足，亟需构建更加精准、高效的解析法对断层区管道安全状态进行快速评... 详细信息

【目的】断层造成的永久地面位移易使埋地油气管道产生较大的弯曲与轴向变形，导致管道因受拉破裂或受压屈曲而发生失效。传统的解析方法在适用性、准确性方面存在不足，亟需构建更加精准、高效的解析法对断层区管道安全状态进行快速评估。【方法】提出了一种基于等效弯曲刚度的油气管道轴向应变解析法：采用线性强化本构模型模拟管材的非线性特性，并利用非线性土弹簧模型模拟土壤在管道轴向与侧向的非线性约束作用；基于管道轴向拉伸力与土壤非线性约束力，构建断层区管道大挠度变形条件下的管道挠曲线控制方程；考虑管道截面应力与管道整体轴向拉伸力、弯曲的内外力的平衡关系，新建了大挠度变形段管道弹塑性变形条件下等效弯曲刚度的迭代求解算法，实现了断层区管道截面弹塑性状态的准确求解。【结果】以某穿越断层区的X80管道为例，选取断层穿越角度15°～90°的工况，以非线性有限元方法计算结果为参考值，对比国际上3种主流解析法与新建解析法，验证新建解析法对于不同穿越角度诱发的管道拉伸与弯曲变形组合工况下的适用性：在不同组合载荷条件下，新建解析法均与有限元方法模拟结果基本一致，平均相对误差为10.32%、均方误差为6.7 ×10-3，且显著优于国际上常用的主流解析方法，可实现断层区埋地油气管道应变的快速、准确预测。【结论】新建解析法在计算效率、准确性方面具有显著优势，为穿越断层区的管道应变设计与评价提供了理论支撑，并可为油气管道抗震设计标准的修订提供参考。

关键词：埋地油气管道断层作用弯曲刚度管土非线性线性强化模型大挠度变形大应变行为

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