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超声内检测换能器环境压力波动特性实验研究

中国安全生产科学技术 2022年第12期18卷 122-128页

作者：蔡亮学林梓巍官亮徐广丽西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气消防四川省重点实验室四川成都610500

为解决超声内检测器在线检测含缺陷油气管道时,作为耦合液的管输介质压力高且存在高频波动,对换能器工作性能存在不利影响的问题。搭建超声内检测模拟实验平台,测试超声内检测器模拟装置在线运行过程中管输压力的高频数据,结合内检测器... 详细信息

为解决超声内检测器在线检测含缺陷油气管道时,作为耦合液的管输介质压力高且存在高频波动,对换能器工作性能存在不利影响的问题。搭建超声内检测模拟实验平台,测试超声内检测器模拟装置在线运行过程中管输压力的高频数据,结合内检测器工作性能参数,分析系统环境压力大小及变化速率的高频波动特性。通过调节控制阀和离心泵工作频率2种方式,实施不同管输压力、流量组合下的内检测实验,得到8组不同实验工况数据。研究结果表明:模拟器通过直管段、弯管段、倾斜段时压力变化范围存在显著差异,且波动幅度较大,本文实验中压力波动范围最大值约1.96 MPa;高频状态下,耦合液压力变化速率较大,高达18.54 MPa/ms。研究结果可为管道超声内检测声场有限元模拟分析提供建模初始数据参考。

关键词：超声波内检测压力波动管道换能器

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油田集输环境低表面能改性聚烯烃的防垢性能

工程塑料应用 2023年第2期51卷 120-125页

作者：徐广丽王岚池坤蔡亮学西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 长庆工程设计有限公司西安710021 油气消防四川省重点实验室成都610500

针对油田集输除垢成本高、流程复杂的问题,以低表面能改性聚烯烃(LH-PE)在油田集输环境中的防垢性能为研究对象,以长庆油田第五采油厂采出水模拟溶液为介质,采用室内静态结垢、流动环道动态结垢相结合的方法分析温度、流量、离子浓度对L... 详细信息

针对油田集输除垢成本高、流程复杂的问题,以低表面能改性聚烯烃(LH-PE)在油田集输环境中的防垢性能为研究对象,以长庆油田第五采油厂采出水模拟溶液为介质,采用室内静态结垢、流动环道动态结垢相结合的方法分析温度、流量、离子浓度对LH-PE表面结垢量的影响。结果表明,温度较高时,结垢在短时间内发生,超过40℃时,结垢量大幅增加;流量低于407.68 L/h时,垢晶析出沉积大于介质流动剥蚀,结垢量呈增加趋势;流量超过407.68 L/h后,30℃时结垢量随流量增大而减少,40,50℃时结垢量随流量增大而增加,这是因为介质高温导致垢晶析出沉积加剧;HCO3-在结垢中起主要作用;垢晶以松散的文石、球霰石为主。同时,在长庆油田第五采油厂对LH-PE内衬的钢丝增强复合管进行试用,高压清水扫线后获得大块垢样,其表面粗糙且有冲积壑,这说明扫线可轻易清除污垢。上述结果表明,LH-PE在油田集输中应用时虽不能避免结垢,但形成的污垢可通过高压清水扫线清除,能节约除垢成本、简化除垢流程,可用于油田集输环境。

关键词：低表面能聚烯烃集输结垢垢晶形貌

国产聚乙烯内衬材料在油田加剂集输工况的适用性

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工程塑料应用 2022年第5期50卷 132-137页

作者：徐广丽蒋潇跃田雨蔡亮学西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 油气消防四川省重点实验室成都610500

为明确复合管内衬材料在油田加剂(添加破乳剂、缓蚀阻垢剂)集输工况的适用性,以采出油和采出水为介质,采用反应釜构建油田加剂集输服役环境来分析国产JHMGC100GW型高密度聚乙烯(PE-HD)试样在压力0.8 MPa、温度25℃的加剂条件下浸泡介质... 详细信息

为明确复合管内衬材料在油田加剂(添加破乳剂、缓蚀阻垢剂)集输工况的适用性,以采出油和采出水为介质,采用反应釜构建油田加剂集输服役环境来分析国产JHMGC100GW型高密度聚乙烯(PE-HD)试样在压力0.8 MPa、温度25℃的加剂条件下浸泡介质前后的形貌和性能变化。结果表明,无论加剂与否,试样在集输介质中浸泡后均产生溶胀现象,加剂后采出油中试样表面产生长度小于裂纹扩展临界值0.1 mm的微裂纹;未加剂条件试样体积增率超过标准限定值5%,加剂条件体积增率满足标准限定要求,而质量增率均小于5%;添加剂在抑制集输介质渗透的同时,自身也向试样内渗透;试样拉伸强度变化率最大为+6.72%、断裂伸长率变化率最大为+34.28%,基本满足标准限定要求;加剂后,采出油、采出水中试样拉伸强度比未加剂分别降低4.76%和10.43%,硬度分别降低0.7%和1.88%,断裂伸长率分别提升13.2%和19.3%,缺口冲击强度分别提高1.09%和5.51%,维卡软化温度最高为136.8℃,高于初始试样,耐热性能良好。结果表明,国产复合管内衬材料JHMGC100GW型PE-HD可以在加剂工况的集输介质使用。

关键词：聚乙烯集输破乳剂缓蚀阻垢剂溶胀渗透

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横向穿越滑坡段埋地管道应变响应特性研究

中国安全生产科学技术 2023年第1期19卷 149-155页

作者：徐广丽陈礼鹏姜星材蔡亮学西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气消防四川省重点实验室四川成都610500

为准确描述横向滑坡作用下管道非线性响应特征,采用非线性自适应网格技术建立横向穿越滑坡段埋地管道三维有限元模型,利用非线性接触模型表征管土之间、滑坡体与非滑坡体之间的相互作用,探究滑坡位移、埋深及壁厚对管道应变响应特性的... 详细信息

为准确描述横向滑坡作用下管道非线性响应特征,采用非线性自适应网格技术建立横向穿越滑坡段埋地管道三维有限元模型,利用非线性接触模型表征管土之间、滑坡体与非滑坡体之间的相互作用,探究滑坡位移、埋深及壁厚对管道应变响应特性的影响规律。研究结果表明:随着滑坡位移增大,滑坡体与非滑坡体交界区域和管道位移最大区域两侧管道应变显著增大,易发生失效;结合应变失效判定准则分析,管道不发生失效的最大滑坡位移、最小管道壁厚及最大埋深,在本文算例中分别是0.36 m、9.50 mm、0.97 m。因此管道经过滑坡区时,可适当增大壁厚、减小埋深;滑坡发生后,应重点关注滑坡体与非滑坡体交界区域及管道位移最大区域两侧的变形情况。研究结果可为穿越横向滑坡管道的设计及安全运营提供一定参考。

关键词：管道横向滑坡有限元模型应变应力

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起伏管道积水运动特征实验研究

中国安全生产科学技术 2022年第11期18卷 112-118页

作者：徐广丽姜星材陈礼鹏蔡亮学西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 油气消防四川省重点实验室四川成都610500

为研究油流携水过程中的积水运动特性,明确排除积水临界条件。以0#柴油、自来水为实验介质,利用内径(D)为50,80 mm,上倾倾角(β)为1°,5°,10°的水平-上倾实验环道,对表观油速(U_(os))为0.25 m/s、无量纲水相高度(h/D)在0.5范围内,油... 详细信息

为研究油流携水过程中的积水运动特性,明确排除积水临界条件。以0#柴油、自来水为实验介质,利用内径(D)为50,80 mm,上倾倾角(β)为1°,5°,10°的水平-上倾实验环道,对表观油速(U_(os))为0.25 m/s、无量纲水相高度(h/D)在0.5范围内,油流剪切作用下的管道积水运动特征进行实验。研究结果表明:积水流型随表观油速、无量纲水相高度、上倾倾角的增大由光滑分层流逐渐向波状分层流、液滴分层流过渡,其中表观油速影响最为显著;积水爬坡距离随表观油速增加而显著增加,随上倾倾角增大而减小,随无量纲水相高度减小而减小;实验说明弗劳德相似准则能较为准确地预测起伏管道中积水携带临界表观油速;由弗劳德相似准则预测可知,内径为489 mm管道积水排除的临界表观油速约为1.60 m/s,研究结果对减少管道内腐蚀有一定指导意义。

关键词：成品油管道积水油携水油水两相流

钢丝缠绕增强聚乙烯复合管集输服役后的承压性能

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油气储运 2022年第10期41卷 1168-1174页

作者：徐广丽秦绪陈全蔡亮学西南石油大学石油与天然气工程学院油气消防四川省重点实验室

为探明钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称复合管)在油田集输环境服役后的极限承压,以长庆油田第四采油厂试用的4731B型复合管、第五采油厂试用的防垢型复合管为研究对象,采用100 MPa耐压爆破实验机分别对新管、服役后现场管进行2组瞬态水... 详细信息

为探明钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(简称复合管)在油田集输环境服役后的极限承压,以长庆油田第四采油厂试用的4731B型复合管、第五采油厂试用的防垢型复合管为研究对象,采用100 MPa耐压爆破实验机分别对新管、服役后现场管进行2组瞬态水压爆破对比实验,分析了爆破口的特征形貌及爆破压力,并借助应变数据采集系统记录爆破过程中管道不同位置的瞬时应变。结果表明:该类型复合管服役后的平均瞬时爆破压力有所降低,爆破口形貌发生显著变化,膨胀变形较新管显著增大;起爆前,应变随时间的变化分为零应变段、线性增长段、指数增长段共3个阶段;起爆后,应变发生振荡,直至稳定。究其原因可能是复合管施工期间钢丝与高密度聚乙烯基体之间的粘结剂局部失效所致。研究成果可为该类型复合管在集输油环境中服役时失效原因的分析提供借鉴。

关键词：复合管承压性能爆破形貌瞬时应变实验研究

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超声内检测含缺陷管道壁厚确定方法

科学技术与工程 2022年第30期22卷 13293-13300页

作者：蔡亮学董辉陈飞徐广丽西南石油大学石油与天然气工程学院成都610500 油气消防四川省重点实验室成都610000

超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。基于超声检测原理,利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道... 详细信息

超声内检测器检测含缺陷管道时,回波信号高度敏感于探头与管道的空间相对方位,是影响管壁厚度检测精度的关键影响因素之一。基于超声检测原理,利用自主研制的A扫描超声内检测实验装置,针对DN219×7.48 mm、Q235碳钢外壁含体积型缺陷管道,开展超声探头与被测管道分别在正对状态和存在轴向错位、环向错位以及两种错位共存4种状态下的超声检测实验,获得了不同空间姿态下的回波信号。分析了回波信号的时域波形特征,基于提取的时域特征参数,建立了管道壁厚计算过渡方式,进而确定了壁厚。发现能确定含缺陷管段壁厚的错位范围比确定无缺陷管段壁厚的错位范围小;轴向错位对信号中缺陷底面回波特征的影响比环向错位大。结果表明:提出的含缺陷管道壁厚计算方法能准确确定管道壁厚,计算壁厚与实际壁厚最大误差小于5%,说明检测精度满足工程需要。

关键词：超声波内检测回波信号管道缺陷

油田集输化学药剂对国产HDPE适用性的影响

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塑料 2023年第2期52卷 14-18页

作者：徐广丽陈全冯宇王岚蔡亮学谢建峰西南石油大学四川成都610500 长庆工程设计有限公司陕西西安710018 油气消防四川省重点实验室四川成都610500 长庆油田分公司第十一采油厂甘肃庆阳745000

为研究油田集输化学药剂对DQDN3711型聚乙烯内衬材料适用性的影响,采用高温高压反应釜挂片实验模拟长庆油田投加药剂环境,分析添加缓蚀阻垢剂、破乳剂后,DQDN3711型聚乙烯在采出原油和采出水介质中的相容性。研究结果表明,缓释阻垢剂、... 详细信息

为研究油田集输化学药剂对DQDN3711型聚乙烯内衬材料适用性的影响,采用高温高压反应釜挂片实验模拟长庆油田投加药剂环境,分析添加缓蚀阻垢剂、破乳剂后,DQDN3711型聚乙烯在采出原油和采出水介质中的相容性。研究结果表明,缓释阻垢剂、破乳剂、采出原油与采出水均能渗透、扩散进入聚乙烯,使其发生溶胀,聚乙烯的最大增重率为1.82%,屈服强度、拉断强度、断裂伸长率最大变化率分别为-6.37%、-11.79%、-13.15%,冲击强度最大变化率为-9.59%,材料的性能均能满足ISO 23936—1—2009要求;缓释阻垢剂、破乳剂阻碍了集输介质渗透作用,HDPE体积增长率显著降低,采出水中药剂对HDPE的渗透大于采出油。综上所述,在油田集输加剂工况下,国产DQDN3711型HDPE适用性较好。

关键词：聚乙烯非金属管集输渗透力学性能

国产低表面能改性聚烯烃在油田集输介质中的适用性

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塑料 2023年第4期52卷 143-147页

作者：徐广丽陈飞谢勰田雨蔡亮学李香娟西南石油大学四川成都610500 长庆工程设计有限公司陕西西安710018 油气消防四川省重点实验室四川成都610500 长庆油田分公司第十一采油厂甘肃庆阳745000

为分析国产防垢防蜡低表面能改性聚烯烃材料在油田集输工艺中的适用性,利用高温高压反应釜装置,采用挂片实验方法,探究其在不同油田集输工况条件下,采出原油及采出水中的溶胀行为规律。结果表明,采出原油、采出水均使其发生溶胀、质量增... 详细信息

为分析国产防垢防蜡低表面能改性聚烯烃材料在油田集输工艺中的适用性,利用高温高压反应釜装置,采用挂片实验方法,探究其在不同油田集输工况条件下,采出原油及采出水中的溶胀行为规律。结果表明,采出原油、采出水均使其发生溶胀、质量增大;增重率随温度升高而增大;采出原油引起的增重率显著高于采出水,最大增重率为+4.59%,满足±5%的限制条件。集输介质的渗透导致试样变黄、原有的网状交联结构消失,当集输压力为6.0 MPa时,水的渗透使材料表面产生约2.9μm的微裂纹。介质渗透后,拉伸强度最大变化率为-10.26%,满足±20%的限制条件。结果表明,国产低表面能改性聚烯烃适合用作集输压力小于等于4.0 MPa的复合管的内衬材料。

关键词：非金属复合管聚烯烃溶胀渗透力学性能