检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2021年第3期42卷 657-662页

作者：彭泽恒喻伟婕阎涛黄辉荣甘东英王玮宫敬中国石油大学(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北京102249 中国石油管道科技中心河北065000

本文研究了一种线状纳米降凝剂对高含蜡原油屈服应力的影响,采用偏光显微镜获得了加剂对原油中蜡晶形貌的影响。在此基础上引入磁场作用,分析了线状纳米降凝剂与磁场协同对屈服应力的影响。结果表明,相比传统乙烯/醋酸乙烯酯降凝剂,线... 详细信息

本文研究了一种线状纳米降凝剂对高含蜡原油屈服应力的影响,采用偏光显微镜获得了加剂对原油中蜡晶形貌的影响。在此基础上引入磁场作用,分析了线状纳米降凝剂与磁场协同对屈服应力的影响。结果表明,相比传统乙烯/醋酸乙烯酯降凝剂,线状纳米降凝剂能够更明显的降低原油屈服应力。当施加本文所研究的恒定磁场时,磁场的引入削弱了线状纳米降凝剂对原油屈服应力的影响;而当施加本文所研究的交变磁场时,磁场能够起到增强线状纳米降凝剂对原油屈服应力的改善效果。

关键词：高含蜡原油线状纳米降凝剂磁场协同作用

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基于SBAS-InSAR与有限元的滑坡段管道应力计算方法

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油气储运 2024年第2期43卷 163-170页

作者：刘啸奔胡汇霖费凡张东孙鹏垒余博尧张宏中国石油大学(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 国家管网集团北京管道公司北京讯腾智慧科技股份有限公司

【目的】滑坡是目前造成管道失效事故的主要地质灾害类型之一,滑坡区管道运行状态监测是亟需解决的难题。【方法】提出了一种基于SBAS-In SAR遥感技术的管道上方地表位移测量方法,实现了公里级范围管道地表位移毫米级高精度监测。基于... 详细信息

【目的】滑坡是目前造成管道失效事故的主要地质灾害类型之一,滑坡区管道运行状态监测是亟需解决的难题。【方法】提出了一种基于SBAS-In SAR遥感技术的管道上方地表位移测量方法,实现了公里级范围管道地表位移毫米级高精度监测。基于管道中心线空间坐标数据以及管道几何特征数据,结合三次样条插值算法,提出了管道三维空间路由的重构方法。考虑管道真实路由与温度、压力等工艺载荷条件,采用空间管单元与非线性管土单元建立管道应力分析有限元模型,以遥感感知滑坡位移为准确边界条件,提出了滑坡段管道应力状态计算方法。【结果】通过陕京三线良乡—西沙屯某高风险滑坡区管段2021—2022年的应用实践表明,该计算方法得到的管道应力结果与分布式应变片监测结果最大相对误差不超过16%,经评估,该段管道目前处于安全状态。【结论】该方法结合了SBAS-In SAR技术与有限元分析方法,能够准确计算滑坡段管道的应力分布情况,可以有效实现滑坡段管道应力状态的空间重构与安全评价,对于提高滑坡段管道的安全性和可靠性具有指导意义,对于其他类似工程的监测和设计也具有参考价值,同时为未来地质灾害段管道安全状态的数字孪生体构建提供了技术基础。

关键词： SBAS-InSAR技术滑坡位移管道应力有限元分析

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基于时序片段的油气管道运行工况识别方法

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中国安全生产科学技术 2022年第11期18卷 99-104页

作者：张丽苏怀范霖江璐鑫张劲军中国石油大学(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)城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

为准确识别管道系统运行工况,提高对油气管道突发事故的响应速度,综合提升管网安全管理水平,提出1种基于时序片段的油气管道运行工况识别方法。首先,构建基于概率分布的状态变化识别模型,提取油气管道中不同运行状态点;其次,建立基于时... 详细信息

为准确识别管道系统运行工况,提高对油气管道突发事故的响应速度,综合提升管网安全管理水平,提出1种基于时序片段的油气管道运行工况识别方法。首先,构建基于概率分布的状态变化识别模型,提取油气管道中不同运行状态点;其次,建立基于时间序列片段的工况识别模型,快速识别不同时间长度内油气管道运行工况;最后,以国内某成品油管道为例进行方法验证。研究结果表明:该方法可有效识别成品油管道阀门开关状态、泵异常停机和阀门内漏3种运行工况。对比传统的识别方法,该方法可降低状态变化点的漏报率,提升管道运行工况识别的准确率。研究结果可为油气管道系统运行工况识别提供新的借鉴方法。

关键词：油气管道时序片段工况识别智能化

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高掺氢比高钢级管材环焊缝材料轴向本构关系研究

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焊管 2024年第10期47卷 25-31页

作者：余佳莹艾红倪张东吴江桥王昊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京102249 中国石油天然气管道科学研究院有限公司油气管道输送安全国家工程研究中心河北廊坊065000

为了研究氢环境下管道环焊缝材料轴向本构关系,开展了典型掺氢环境(掺氢比20%)与空气环境下高压力(10 MPa)、高钢级(X80)管道环焊缝材料含缺口试样慢应变速率拉伸对比试验研究,提出了一种基于有限元模型与优化算法的反演掺氢环境下高钢... 详细信息

为了研究氢环境下管道环焊缝材料轴向本构关系,开展了典型掺氢环境(掺氢比20%)与空气环境下高压力(10 MPa)、高钢级(X80)管道环焊缝材料含缺口试样慢应变速率拉伸对比试验研究,提出了一种基于有限元模型与优化算法的反演掺氢环境下高钢级管道环焊缝材料本构关系的新方法,并利用核极限学习机(KELM)与改进灰狼优化算法(I-GWO)获得了掺氢环境下环焊缝材料真实应力应变本构关系。该方法具有较好的准确性,与试验数据相比,相对均方根误差(RMSE)小于3×10^(-4)。本研究建立的适用于高掺氢比、高压力、高钢级管道环焊缝材料的应力应变本构关系可为掺氢管道环焊缝完整性评价模型提供重要的数据支撑。

关键词：氢致劣化高钢级环焊缝应力应变本构关系掺氢

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分枝定界法与内点法耦合的含环路输气管网运行优化

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油气储运 2023年第3期42卷 343-351页

作者：左丽丽戴材炜赵思睿张福坤周美领王武昌中国石油大学(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西气东输分公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院·山东省油气储运安全重点实验室

含环路输气管网的运行方案优化问题的求解难度远大于枝状管网。在已知含环路输气管网拓扑结构、基础参数、天然气输入点和输出点的流量、压缩机组的配置及特性曲线等参数的前提下,以环路上的管段流量、压气站开机台数、压气站出站压力... 详细信息

含环路输气管网的运行方案优化问题的求解难度远大于枝状管网。在已知含环路输气管网拓扑结构、基础参数、天然气输入点和输出点的流量、压缩机组的配置及特性曲线等参数的前提下,以环路上的管段流量、压气站开机台数、压气站出站压力等参数为决策变量,以单位时间内管网运行能耗最低为目标函数,综合考虑管段水力热力特性、管网节点流量平衡及节点压力允许变化范围、压缩机运行特性及允许运行范围等约束条件,建立含环路输气管网稳态运行方案优化的非线性混合整数规划模型,采用分枝定界法与原始对偶内点法耦合的算法求解该模型。以XQDS管网为例应用TGNET软件对管网优化运行方案进行了稳态仿真,验证该模型与算法的有效性。该优化模型与算法适用于任意拓扑结构的输气管网,可为大型复杂输气管网的集中调度提供新的思路。

关键词：输气管网运行方案最优化非线性混合整数规划

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逻辑脑与关联脑协同创新在油气集输系统场景中的应用

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油气储运 2025年第5期44卷 481-494页

作者：宫敬沈思亨刘大千康琦宋尚飞吴海浩史博会中国石油大学(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·城市油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中国石油大学(北京)人工智能学院深圳清华大学研究院

【目的】随着人类对自然界的认知不断深入及科技蓬勃发展，复杂系统的非线性、涌现性等特性带来的管理难题日益凸显，传统简化分析方法难以应对动态不确定性挑战，而现有数据驱动算法又面临可解释性缺失与鲁棒性不足的双重困境。【方法... 详细信息

【目的】随着人类对自然界的认知不断深入及科技蓬勃发展，复杂系统的非线性、涌现性等特性带来的管理难题日益凸显，传统简化分析方法难以应对动态不确定性挑战，而现有数据驱动算法又面临可解释性缺失与鲁棒性不足的双重困境。【方法】为应对这些挑战，提出逻辑脑与关联脑的概念，构建一个双脑协同的数智体，旨在为工业领域的复杂系统智能化提供兼具智能水平与可靠性的解决方案。首先，介绍了以数字化为基础、以智能决策与控制为目标的数智体内涵；随后，提出逻辑脑与关联脑的概念，逻辑脑负责逻辑规则，关联脑负责关联提取，共同构建数智体的核心模块；最后，分析了双脑协同的优势，提出3种建模过程的融合方法，以提升复杂系统智能化解决方案的有效性。【结果】在全球能源转型与“双碳”目标驱动下，油气集输系统正加速迈向智能化，但也面临管网复杂、多源干扰及全生命周期管理的技术挑战。当前国内外智能化建设仍处于数字化转型初期，亟需突破算法融合、动态数据共享及AI深度赋能等瓶颈，实现从局部优化到全系统智能决策的跨越。以油气集输系统中的油井虚拟计量、油气田生产优化及集输接转站故障归因分析3个案例，验证了逻辑脑与关联脑协同机制在油气集输系统智能化中的有效性。【结论】逻辑脑与关联脑双脑协同机制通过机理与数据融合，不仅确保了模型精度，还提升了预测速度、计算效率及故障诊断准确性，可显著增强油气集输系统实时监控、优化决策及故障响应能力，有效验证了所提方法对复杂系统的有效性。未来需突破小样本多模态数据融合、跨尺度建模及低碳化智能协同技术，构建机理驱动的动态强化学习框架，推动系统向全生命周期管理与多能协同优化演进，为能源绿色转型提供核心支撑。（图11，参30）

关键词：油气集输系统智能化数智体逻辑脑关联脑双脑协同人工智能工程

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重质原油组分对水合物生成影响的研究进展

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油气储运 2022年第3期41卷 264-271页

作者：张东旭伍奕杨明吕杨黄启玉中国石油大学(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·城市油气输配技术北京市重点实验室北京市102249 国家管网集团西部管道有限责任公司

水合物生成会对海底多相混输管道的安全运行造成巨大挑战,而蜡、沥青质等原油组分会显著影响水合物的生成过程,加剧管道内流体流动的复杂性。在此系统分析了针对油水体系的水合物生成动力学模型,综述了油水体系中蜡对水合物成核及生长... 详细信息

水合物生成会对海底多相混输管道的安全运行造成巨大挑战,而蜡、沥青质等原油组分会显著影响水合物的生成过程,加剧管道内流体流动的复杂性。在此系统分析了针对油水体系的水合物生成动力学模型,综述了油水体系中蜡对水合物成核及生长过程影响的研究成果,总结了沥青质对水合物生成作用规律的研究进展。分析发现:现有油水体系中水合物生成动力学模型缺乏对油品组成的考虑,蜡和沥青质对水合物生成规律的影响尚未取得统一认识。最后建议结合蜡相碳数分布、沥青质的组成和官能团类型进行水合物生成结果分析,采用分子-微观-宏观多尺度方法探究原油组分对水合物生成的影响。

关键词：水合物蜡沥青质油水体系多相混输管道流动保障

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掺氢天然气管道完整性评价技术的进展与挑战

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力学与实践 2023年第2期45卷 245-259页

作者：刘啸奔张东武学健艾红倪陈朋超闫锋欧阳欣王昊张宏中国石油大学(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 国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司河北廊坊065000

“双碳目标”背景下,我国积极推进掺氢天然气管道发展,本文总结了国内外掺氢天然气管道完整性评价方面的研究进展与挑战,得到主要结论如下。(1)现有金属材料相容性试验结论不明确,亟需制定国际统一的金属材料掺氢相容性试验标准;掺氢后... 详细信息

“双碳目标”背景下,我国积极推进掺氢天然气管道发展,本文总结了国内外掺氢天然气管道完整性评价方面的研究进展与挑战,得到主要结论如下。(1)现有金属材料相容性试验结论不明确,亟需制定国际统一的金属材料掺氢相容性试验标准;掺氢后管材、焊缝性能劣化规律不清晰,需系统地开展相关试验,揭示其氢损伤机理。(2)天然气管道非金属密封材料在氢环境中的密封性能及力学性能尚不明确,亟需开展相关试验以探索其性能规律;工程上缺乏高性能的非金属输氢管道,需研发低渗透耐侵蚀的输氢管材。(3)现有无损检测技术对掺氢后天然气管道的适用性研究不足,需改进或研发更高精度的无损检测工具以满足掺氢条件下对缺陷检测精度的要求。(4)掺氢天然气管道缺陷适用性评价方法研究仍处于初级阶段,需要以丰富的试验数据为基础开展耦合考虑氢介质与应力状态的管材微观损伤本构研究,完善掺氢天然气管道缺陷适用性评价方法。本文可为掺氢天然气管道安全保障相关研究提供参考。

关键词：掺氢天然气管道相容性非金属材料缺陷检测适用性评价

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耦合混油发展机理与数据修正的成品油管道混油浓度预测

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油气储运 2024年第7期43卷 796-808页

作者：杜渐郑坚钦夏玉恒张秀玲徐宁廖绮涂仁福梁永图中国石油大学(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规划总院中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院

【目的】顺序输送成品油管道不可避免会在相邻油品交界处产生混油段,影响站场调度计划与分输方案制定,准确预测混油段浓度分布是提高站场混油控制水平、降低混油处理能耗、防止油品质量事故的重要依据。然而,多维混油数值模型计算时间... 详细信息

【目的】顺序输送成品油管道不可避免会在相邻油品交界处产生混油段,影响站场调度计划与分输方案制定,准确预测混油段浓度分布是提高站场混油控制水平、降低混油处理能耗、防止油品质量事故的重要依据。然而,多维混油数值模型计算时间过长、难以应用于长输管道,传统数据驱动方法忽略混油发展机理过程,结果可能违背物理原理,准确度及可解释性差。【方法】通过分析混油发展机理,深入挖掘混油发展遵循的基本控制方程与初始边界条件,通过自动微分方式与深度学习模型耦合以构造物理指导的耦合损失函数,将模型预测结果约束至混油发展所对应的物理解空间内;再利用短管道初始数值解,基于管道递推滚动预测与数据修正方法,预测长输管道混油浓度分布。【结果】数值案例表明,所建模型相较传统数据驱动方法准确度更高,MAPE降低了91%,对数据依赖程度更低,RMSE波动程度随数据量变化降低了60%;相较Fluent数值仿真方法,计算成本降低至原先的12%;现场工程化应用实例表明,相较Taylor模型与改进Taylor模型,所提出的工程化应用框架的MAE分别降低了71%、58%,可实现长输管道混油浓度分布高效求解。【结论】耦合混油发展机理与数据修正的成品油管道混油浓度预测方法可准确快速预测长输管道混油浓度分布,指导站场混油接收方案制定,有效提高混油控制智能化水平。

关键词：成品油管道混油浓度预测物理信息神经网络基本控制方程滚动预测

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考虑成品油储运设施的甲醇区域多式联运系统规划优化

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油气储运 2025年

作者：付广涛涂仁福蔡丽韫高胜寒俞欣然董博卓廖绮梁永图中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·城市油气输配技术北京市重点实验室·油气管道输送安全国家工程研究中心国家管网集团工程技术创新有限公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院·山东省油气储运安全重点实验室北京化工大学

[目的]在“双碳”目标与相关政策的推动下，甲醇作为氢能载体和绿色燃料，展现出广阔的发展前景。然而，中国甲醇产销地在地理空间上分布不匹配，现有甲醇储运设施整体能力较弱，难以支撑其大规模、长距离、低碳高效输送的需求。与此同... 详细信息

[目的]在“双碳”目标与相关政策的推动下，甲醇作为氢能载体和绿色燃料，展现出广阔的发展前景。然而，中国甲醇产销地在地理空间上分布不匹配，现有甲醇储运设施整体能力较弱，难以支撑其大规模、长距离、低碳高效输送的需求。与此同时，随着成品油消费量持续下滑，现有成品油储运设施出现较大程度剩余能力。因此，在构建甲醇储存配送网络时，需统筹考虑现有成品油储运设施的整合利用，以实现资源共享与经济效益最大化。[方法]为此，构建了一个甲醇区域多式联运系统规划框架，涵盖供应、运输、需求3个环节，综合考虑公路罐车、铁路罐车、甲醇管道及成品油管道等多种运输方式，建立实际甲醇供需能力（场景1）、2030年甲醇供需能力（场景2）、2030年甲醇供需能力及成品油剩余能力扩大（场景3）共3种甲醇多式联运场景。在此基础上，以甲醇整体运输、甲醇管道建设、成品油管道改造、甲醇储罐建设及成品油储罐改造的总费用最小化为目标函数，添加甲醇物料平衡、甲醇管道建设、成品油管道改造等约束条件，建立适用于多路径、多方式协同优化的甲醇区域多式联运优化模型，以开展甲醇储运设施布局优化分析。[结果]将所建优化模型应用于中国某区域多式联运系统，通过融合成品油管道在内的多种运输方式，可显著降低甲醇储运成本。在场景1中，主干成品油管道Ⅰ、管道Ⅱ、管道Ⅲ均被改造用于甲醇运输，整体负荷率相比仅用于成品油输送时提高了27%～47%。[结论]所提出的规划框架与优化模型可为中国甲醇的区域储运设施规划提供有效的技术路径与决策支持，将成品油管道剩余能力纳入甲醇多式联运系统对促进区域能源协同发展具有重要现实意义。

关键词：甲醇多式联运甲醇管道成品油管道剩余能力设施规划优化

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