检索结果-内蒙古大学图书馆

油气储运 2022年第2期41卷 177-184页

作者：张东张宏周雅哲江金旭施宁吴张中刘啸奔中国石油大学(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中国石油管道局工程有限公司国际事业部国家管网集团科学技术研究总院分公司

随着中国城市化进程的加快,道路与管道交叉的情况日益增多,使管道运行安全受到威胁。以X65管道为研究对象,通过现场试验开展了空载、半载、满载3种动载荷作用下管道力学响应状态研究。基于试验结果建立考虑管土非线性相互作用的参数化... 详细信息

随着中国城市化进程的加快,道路与管道交叉的情况日益增多,使管道运行安全受到威胁。以X65管道为研究对象,通过现场试验开展了空载、半载、满载3种动载荷作用下管道力学响应状态研究。基于试验结果建立考虑管土非线性相互作用的参数化数值计算模型,实现了车辆动载荷的精准模拟,数值计算结果与试验结果误差小于5%。在此基础上,探究了重车质量、管径、壁厚、内压等因素对管道轴向力学响应的影响。结果表明:重车碾压作用导致管道产生整体垂向弯曲变形与局部位置变形,其在管顶产生的轴向压应力与内压泊松效应产生的轴向拉应力相互消减,使管顶轴向应力减小;管底及管侧产生的轴向拉应力与内压泊松效应产生的轴向拉应力叠加,使管底轴向应力增大。增大管径、壁厚、管道埋深可以降低重车碾压对管道产生的影响,重车质量对管道轴向应力的影响最大,但影响程度通常小于100 MPa。

关键词：重车碾压现场试验有限元模型影响因素力学响应

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PID控制参数对重力式三相分离器生产工艺的影响

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石油科学通报 2023年第2期8卷 179-192页

作者：宋尚飞刘轩章陈宏举康琦李宸轩邓涛吴海浩史博会宫敬中国石油大学(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/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 中交第二航务工程勘察设计院有限公司武汉430060 中海油研究总院有限责任公司北京100027 中国石油广州培训中心广州510510

在海上平台的生产过程中,由于油井采出液是天然气、原油、水和矿物杂质等物质的混合物,不能直接外输,需要进行一定的工艺处理后方可外输、储存或销售。三相分离器作为在该处理过程中较为成熟的设备,已在海上平台的生产中得到普遍应用。... 详细信息

在海上平台的生产过程中,由于油井采出液是天然气、原油、水和矿物杂质等物质的混合物,不能直接外输,需要进行一定的工艺处理后方可外输、储存或销售。三相分离器作为在该处理过程中较为成熟的设备,已在海上平台的生产中得到普遍应用。其中,重力沉降式三相分离器作为基本的分离设备得到了广泛应用。由于海上平台存在大量立管,管内流体可能出现段塞流等不稳定工况,为了保证稳定生产,需要使用一定的控制理论来控制三相分离器的生产过程。PID控制作为成熟稳定的控制理论已普遍应用于现场的生产。因此,对重力沉降式三相分离器及对应压力PID控制器、液位PID控制器的工艺流程及相关参数设置的模拟对于现场生产过程具有一定的指导意义。本文通过对某海上平台现场数据图纸进行深入分析,建立相对应的生产工艺流程模型,利用HYSYS软件模拟该海上平台对于油气处理相关工艺流程的生产过程,验证了PID控制器在生产中保证稳定生产的重要作用。并在基本工况模拟的基础上设计来流不稳定工况进一步验证对比PID控制对于来流波动的控制效果,并针对不同频率、不同气液比的不稳定来流整理分析了PID控制的响应特性。此外,在流程模拟的基础上,针对PID控制系统各项特性参数(比例增益、积分时间、微分时间)的选取进行了深入研究并完成敏感性分析,对于不同的被控参数如:压力、液位等,根据各参数的相应特性提出了对应的PID参数推荐设置。

关键词：海上平台油气处理工艺 PID控制敏感性分析三相分离器

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地质灾害作用下油气管道环焊缝适用性实时评价方法

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油气储运 2023年第9期42卷 1055-1063页

作者：张宏刘啸奔戴联双吴锴江金旭陈朋超吴张中费凡王昊中国石油大学(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国家石油天然气管网集团有限公司合肥通用机械研究院有限公司·国家压力容器与管道安全工程技术研究中心国家管网集团科学技术研究总院分公司国家管网集团北京管道公司

高钢级油气管道环焊缝断裂失效是目前中国油气管道工业最为关心的问题。分析近年来管道环焊缝断裂失效事故发现,导致环焊缝断裂的最主要原因是地质灾害引起的作用在管道上的土壤位移载荷。为保证管道安全,需要对土壤位移作用下含缺陷管... 详细信息

高钢级油气管道环焊缝断裂失效是目前中国油气管道工业最为关心的问题。分析近年来管道环焊缝断裂失效事故发现,导致环焊缝断裂的最主要原因是地质灾害引起的作用在管道上的土壤位移载荷。为保证管道安全,需要对土壤位移作用下含缺陷管道环焊缝进行完整性评价。在此,集成中国石油大学(北京)油气储运设施安全团队近十年来在地质灾害段管土相互作用、环焊缝失效机理与适用性评价方面的研究成果,介绍土壤位移与管道环焊缝裂纹断裂关联关系的建立及对含缺陷管道环焊缝进行适用性实时评价的系统方法,并就其中相关的具体环节所涉及的理论和方法进行讨论。

关键词：油气管道环焊缝地质灾害实时适用性评价

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天然气管道掺氢静态混合器流动特性和掺混性能

管道保护

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管道保护 2025年第1期2卷 22-29,57页

作者：狄涛孙旭陈朋超周泓宇黄启玉刘啸奔中国石油大学(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市102249 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司

提出了一种叶片式静态混合器模型,基于大涡模拟方法建立了数值仿真模型,通过基准模型验证大涡模拟方法在气体混合模拟中的准确性,研究了氢气与甲烷的混合过程,并结合关键参数探讨了静态混合器的混合性能和机理。与直接混合方式相比,叶... 详细信息

提出了一种叶片式静态混合器模型,基于大涡模拟方法建立了数值仿真模型,通过基准模型验证大涡模拟方法在气体混合模拟中的准确性,研究了氢气与甲烷的混合过程,并结合关键参数探讨了静态混合器的混合性能和机理。与直接混合方式相比,叶片式静态混合器能够显著提高天然气管道中氢气的混合均匀度,流速与压力损失呈正相关,对注氢管径的影响相对较小。通过叶片边缘生成的局部旋涡,静态混合器有效增强了氢气与甲烷的接触面积,促进了两种气体之间的传质过程。研究成果对天然气管道掺氢关键设备的研发、应用具有理论价值和指导意义。

关键词：天然气管道掺氢输送气体混合静态混合器大涡模拟

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基于运行仿真的多气源环状管网能量计量方法研究

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石油与天然气化工 2022年第5期51卷 117-123页

作者：黄维和常宏岗李姗姗陈荟宇席蔺璇齐达左丽丽中国石油天然气股份有限公司中国石油西南油气田公司天然气研究院中国石油天然气集团公司天然气质量控制和能量计量重点实验室中国石油大学(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

目的天然气能量计量的对象是其完全燃烧后产生的总热量,通常采用体积计量值与体积发热量相乘的方法确定天然气的能量值,而体积发热量取决于天然气的组成,即天然气中各组分的摩尔分数。多气源管网中天然气的组成通常随空间位置和时间变化... 详细信息

目的天然气能量计量的对象是其完全燃烧后产生的总热量,通常采用体积计量值与体积发热量相乘的方法确定天然气的能量值,而体积发热量取决于天然气的组成,即天然气中各组分的摩尔分数。多气源管网中天然气的组成通常随空间位置和时间变化,故管网的每个计量站都需要确定不同时刻输入或输出本站的天然气的体积发热量。国内长输管道的A级计量站均配置了在线气相色谱仪,可以分析天然气发热量,B级和C级计量站可使用仿真方法为天然气发热量赋值,从而降低配置气相色谱仪的投资与运行维护费用。方法依据面向能量计量的管网仿真理论基础,针对某多气源环状管网,分别使用TGNET和SPS仿真软件建立了具有天然气组分跟踪与发热量计算功能的运行仿真模型。为提高仿真结果准确性,基于历史运行数据校准了仿真模型的管段输气效率这一关键参数。结果分别应用TGNET和SPS模型对该管网持续48 h的历史运行过程进行了动态仿真,TGNET模型的发热量仿真结果与历史记录值的偏差在0.3%以内。结论基于运行仿真的多气源环状管网能量计量是一种可行的方法,研究成果为国内天然气能量计量的实施和推广提供了一种可操作的方法。

关键词：天然气管网运行仿真能量计量发热量赋值

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连续地表位移作用下埋地管道应变计算模型

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油气储运 2021年第7期40卷 809-815页

作者：高宁张宏刘高灵陈朋超施宁刘啸奔中国石油大学(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中海石油(中国)有限公司天津分公司中国石油大学(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国家管网集团北方管道公司中国石油大学(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国家管网集团北方管道公司

油气长输管道途经多种复杂地质环境,经常面临地质灾害的威胁.针对现有地质灾害段管道地表位移监测数据离散型的特征,提出了一种基于三次样条插值的地表位移三维重构方法,实现了地表位移的连续表示.在此基础上,采用非线性有限元方法,依... 详细信息

油气长输管道途经多种复杂地质环境,经常面临地质灾害的威胁.针对现有地质灾害段管道地表位移监测数据离散型的特征,提出了一种基于三次样条插值的地表位移三维重构方法,实现了地表位移的连续表示.在此基础上,采用非线性有限元方法,依据非线性土弹簧单元描述管土相互作用,利用Ramberg-Osgood本构模型描述管材力学特性,使用INP参数化编程语言建立了参数化的连续地表位移作用下埋地管道应变计算模型.新建模型能够考虑温度、外压等工作载荷与管道实际路由对管道初始应力的影响,实现管道应变的准确计算.采用C#编程语言,编制了基于C/S架构的管道设计应变智能计算与评估软件.研究结果可为智慧管道数字孪生的建设与地质灾害地段管道的完整性评估提供技术支撑.

关键词：油气管道地质灾害管土相互作用地面位移插值设计应变

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基于IMU数据的管道弯曲变形段智能识别方法

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油气储运 2021年第11期40卷 1228-1235页

作者：刘啸奔刘燊季蓓蕾陈朋超赵晓利李睿张宏中国石油大学(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国家管网集团北方管道公司

途经地质灾害严重地区的油气长输管道易受土壤外部载荷作用而发生弯曲变形,对管道安全运营造成严重威胁.基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的内检测技术是目前检测管道局部变形的主要手段,给出了埋地管道弯头、管道凹陷... 详细信息

途经地质灾害严重地区的油气长输管道易受土壤外部载荷作用而发生弯曲变形,对管道安全运营造成严重威胁.基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的内检测技术是目前检测管道局部变形的主要手段,给出了埋地管道弯头、管道凹陷、管道弯曲变形、环焊缝异常4类典型的局部变形管段的IMU数据特征,提出了基于小波降噪的IMU数据预处理方法,建立了识别4类典型局部变形管段IMU数据热力图的深层神经网络模型,构建了一套基于IMU数据的管道弯曲变形段识别方法.采用新建方法对中俄原油管道6年的IMU数据开展分析,形成了33177份样本管段数据,建立了中国IMU弯曲应变特征数据库.实例应用结果表明:基于该数据库建立的深层神经网络模型对管道弯曲变形段识别准确率超过了90％,识别效率达0.02 min/km.基于IMU数据的管道弯曲变形段识别方法为管道完整性评价中弯曲应变大于0.125％变形段的识别提供了有效的技术手段.

关键词：油气长输管道地质灾害弯曲变形惯性测量单元机器学习智能识别

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多法联用CO_(2)捕集提纯工艺模拟

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天然气工业 2021年第5期41卷 110-120页

作者：史博会王靖怡廖清云王婷王珊珊杨蒙肖亚琪张昊月宋晨曦宫敬中国石油大学(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中国石油天然气管道工程有限公司中国石油工程建设有限公司北京设计分公司中国石油化工股份有限公司天然气分公司川气东送天然气销售中心中国石油大学(北京)天然气水合物国家重点实验室

将CO_(2)驱油气产出气中的CO_(2)捕集提纯后再循环回注,不仅能提高油气采收率,而且还可实现CO_(2)的地质封存,具有良好的社会经济效益。随着CO_(2)驱油气开发模式的投运推进,单一的捕集提纯工艺难以应对产出气中CO_(2)含量逐年增加并呈... 详细信息

将CO_(2)驱油气产出气中的CO_(2)捕集提纯后再循环回注,不仅能提高油气采收率,而且还可实现CO_(2)的地质封存,具有良好的社会经济效益。随着CO_(2)驱油气开发模式的投运推进,单一的捕集提纯工艺难以应对产出气中CO_(2)含量逐年增加并呈现大范围变化的状况。为了给油气田CO_(2)-EOR技术的推广提供支持,提出了4种多法联用的CO_(2)捕集提纯工艺方案,包括两级醇胺法、一级膜分离+一级醇胺法、二级膜分离+一级醇胺法、一级膜分离+两级醇胺法,并结合某油田CO_(2)驱工况数据开展了HYSYS软件模拟,重点分析了不同方案捕集提纯CO_(2)的富集程度及其能耗与经济性。研究结果表明:①产出气中CO_(2)浓度低时,可先投产两级醇胺循环工艺实现天然气脱酸工艺,同时须外购纯CO_(2)气按一定比例掺混后才能满足回注气CO_(2)纯度要求;②产出气中所含CO_(2)浓度增加时,宜在两级醇胺循环工艺前投用膜分离技术,可满足富集提纯气直接回注CO_(2)纯度的要求。结论认为,该研究成果可以为CO_(2)驱油产出气中CO_(2)富集提纯气工艺方案的确定提供工程实践指导。

关键词：膜分离醇胺吸收 CO_(2)捕集 CO_(2)驱脱酸回注地质封存 HYSYS软件

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软物质力学行为在含蜡原油流变研究中的借鉴

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油气储运 2021年第10期40卷 1081-1091页

作者：刘洪飞李鸿英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中国航油集团国际控股有限公司

软物质是介于理想固体与理想液体之间的物质。胶凝含蜡原油表现出软物质特有的复杂力学行为。借鉴软物质流变特性的研究手段,是拓展含蜡原油流变行为研究的有效途径。结合含蜡原油流变特性,介绍了软物质所特有的力学特征;从屈服应力的... 详细信息

软物质是介于理想固体与理想液体之间的物质。胶凝含蜡原油表现出软物质特有的复杂力学行为。借鉴软物质流变特性的研究手段,是拓展含蜡原油流变行为研究的有效途径。结合含蜡原油流变特性,介绍了软物质所特有的力学特征;从屈服应力的概念、测量、屈服应变问题以及宏观流动之前黏弹性响应等方面,系统论述了目前屈服特性研究存在的争议;分析了加载后黏弹-屈服转变过程中的流变行为;鉴于流变测量是探测软物质复杂结构特性的主要方法,阐述了软物质流变行为的主要研究手段,包括稳态剪切、蠕变以及大振幅振荡剪切等,并总结了相应的数据分析方法,以期为含蜡原油流变行为的深化研究提供指导。(图9,参83)

关键词：含蜡原油软物质屈服力学特征黏弹性振荡剪切

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流体诱发离心式动力输气管道振动分类及研究现状

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油气储运 2021年第8期40卷 848-853页

作者：蒋刘义张宏王劲段庆全刘啸奔中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院·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市102249 长庆工程设计有限公司

针对流体诱发离心式动力输气管道振动问题,对当前研究成果进行了梳理与总结,将其分为流激湍动、流致振动及声致振动3种类型,分别阐述了振动机理和振动特点,并提出了振动的预防方法及解决措施。为了更好地预防管道振动,提出以下建议:在... 详细信息

针对流体诱发离心式动力输气管道振动问题,对当前研究成果进行了梳理与总结,将其分为流激湍动、流致振动及声致振动3种类型,分别阐述了振动机理和振动特点,并提出了振动的预防方法及解决措施。为了更好地预防管道振动,提出以下建议:在管道设计阶段,应该根据Energy Institute提出的准则筛查管道振动的可能诱发情况;在管道运营阶段,应该结合管道结构、运行工况及振动特征进行分析,确定振动类型,进而采取相应的解决措施。最后,指出了在流体诱发离心式动力输气管道振动领域尚待解决的重要问题。

关键词：输气管道离心式动力振动流激湍动流致振动声致振动

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