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石油学报 2016年第4期37卷 523-530页

作者：隋冰刘刚李博赵家良陈雷中国石油化工股份有限公司石油工程设计有限公司山东东营257000 山东省油气储运安全省级重点实验室山东青岛266580

成品油管道中杂质颗粒的沉积会增加管道内积水,腐蚀管道。通过建立的成品油携水携杂质实验环道系统,研究了成品油管道中颗粒的沉积运移规律,测量了将颗粒从管道中清除的临界流速,同时考虑了颗粒沉积对油携水运动的影响。根据实验现象,... 详细信息

成品油管道中杂质颗粒的沉积会增加管道内积水,腐蚀管道。通过建立的成品油携水携杂质实验环道系统,研究了成品油管道中颗粒的沉积运移规律,测量了将颗粒从管道中清除的临界流速,同时考虑了颗粒沉积对油携水运动的影响。根据实验现象,将临界流速划分为可沉积临界流速和稳定沉积临界流速,分别界定颗粒是否会产生沉积和是否会稳定沉积。采用LES-DEM耦合计算方法,仿照实验过程对颗粒的沉积运移进行数值模拟。实验和模拟结果表明:杂质颗粒一般会在上倾管段之后的高点位置沉积;颗粒沉积后容易引发积水,若要将积水清除,须同时将颗粒清除;2种临界流速随管道倾角的增大而增大,受颗粒尺寸影响较小,与管道中颗粒的含量无关;数值模拟验证了颗粒在管道高点位置沉积的实验现象。

关键词：固液两相流成品油管道杂质颗粒沉积运移临界流速

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煤岩体突水通道中骨料沉积运移规律研究

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煤炭科学技术 2023年第8期51卷 200-207页

作者：苏培莉文嘉豪谷拴成刘锋李冲西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

先行灌注骨料后注浆可有效控制煤岩体突水。骨料在煤岩体突水通道中沉积运移规律的研究是确定骨料粒径、骨料灌注量以及骨料灌注孔间距的重要前提,但目前在该方面的理论和试验研究甚少,实际施工主要依赖经验,带有较大的盲目性。鉴于此,... 详细信息

先行灌注骨料后注浆可有效控制煤岩体突水。骨料在煤岩体突水通道中沉积运移规律的研究是确定骨料粒径、骨料灌注量以及骨料灌注孔间距的重要前提,但目前在该方面的理论和试验研究甚少,实际施工主要依赖经验,带有较大的盲目性。鉴于此,基于浆体管道输送理论和泥沙运动力学,结合牛顿第二定律,将骨料从灌注孔进入突水通道的全运移过程划分为:自由落体,类平抛以及滑移3个运动阶段,并分别对其进行受力分析,建立由单颗骨料到骨料颗粒群的沉积运移扩散模型,得出表征骨料颗粒群在水平方向上的沉积运移规律;自行设计煤岩体突水通道骨料沉积运移可视化的模型试验平台,借助该平台开展在不同动水流速、骨料粒径、灌注高度等多因素影响下的骨料沉积运移模型试验,分析骨料在突水通道内的沉积运移规律,得到在不同试验方案下骨料沉积运移区的总长度。试验结果表明:骨料实际运移过程与理论3个运动阶段的假设吻合,骨料沉积运移距离的试验值与理论计算值平均误差为7.34%;在控制投注高度与动水条件一致的前提下,相较细骨料(粒径≤5 mm)而言,理论公式对于粗骨料(粒径>5 mm)更具适用性;在工程中解决煤岩体突水问题时,若骨料粒径>5 mm,利用本文理论公式可计算得到骨料颗粒群在水平方向上的运移距离,从而确定骨料灌注孔的间距,降低实际施工过程中的盲目性。

关键词：突水骨料颗粒沉积运移自由落体类平抛滑移突水通道注浆加固

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煤层气多分支水平井煤粉运移与沉积规律研究

煤层气多分支水平井煤粉运移与沉积规律研究

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作者：郑源源中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在煤层气勘探开发的普及程度越来越高,开采技术越来越先进的同时,其间也存在一些还未得以解决的问题。由于煤岩本身易碎的特性加上排采过程中产生的压差以及流体冲蚀作用产生大量的煤粉便是其中之一。井筒中的煤粉不仅会对泵筒以及仪表... 详细信息

在煤层气勘探开发的普及程度越来越高,开采技术越来越先进的同时,其间也存在一些还未得以解决的问题。由于煤岩本身易碎的特性加上排采过程中产生的压差以及流体冲蚀作用产生大量的煤粉便是其中之一。井筒中的煤粉不仅会对泵筒以及仪表造成磨损,而且还会由于煤粉的沉积造成卡泵等问题,进而导致检泵作业甚至停止生产。因此对煤粉的运移规律进行研究对指导煤层气开发生产具有较为重要的意义。本文依托于《煤层气水平井“波浪状”井眼“过滤堵塞”数值仿真研究》课题,在对煤层气多分支水平井煤粉产出特点及煤粉颗粒搬运规律调研基础之上,根据多相流理论、流体力学理论,采用CFD技术、多相流理论,研究了井眼高长比、井眼直径、煤粉含量、煤粉粒径、煤粉运移速度、压差以及煤层气产气量等因素对煤粉颗粒在“波浪状”井眼内的运移的影响。另一方面,主分支连接段也是流场变化较大的位置,对此处的三相流运动状态进行了仿真模拟,分析了此处煤粉的沉积规律,找出各项参数与煤粉颗粒沉积的相关关系,并在此基础上提出相关参数优化建议。研究结果表明,对于“波浪状”井眼中的煤粉运移沉积影响大小排列依次为:煤粉粒径、煤粉运移速度、煤粉含量、井眼直径、井眼“波浪”高长比、煤层气产气量、压差。对于主分支连接段处的煤粉运移沉积的研究发现,竖直投影面内的主分支夹角对其的影响要远大于水平投影面内的夹角,并且得出了连接段所受到的动压与井眼内三相流体的流量之间的关系。所得出的研究结论对于现场作业具有一定的指导意义。

关键词： “波浪状”井眼煤粉气液固三相流沉积运移主分支连接段

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成品油管道油携杂质流动特性研究

成品油管道油携杂质流动特性研究

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作者：隋冰中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

我国成品油管道经常发生杂质堵塞管道设备导致停输的事故,成品油管道内腐蚀问题给生产带来了很大的经济损失。在实际成品油管道中,若按照设计输量输送油品,管道内不积杂时,不会存在大量积水,因此积杂可能是引起腐蚀的重要原因。为明确... 详细信息

我国成品油管道经常发生杂质堵塞管道设备导致停输的事故,成品油管道内腐蚀问题给生产带来了很大的经济损失。在实际成品油管道中,若按照设计输量输送油品,管道内不积杂时,不会存在大量积水,因此积杂可能是引起腐蚀的重要原因。为明确杂质在成品油管道中的运动规律,本文采用试验和数值模拟方法进行了研究。通过成品油携杂质试验环道系统,分析了成品油管道内颗粒的沉积运移状态,考虑了颗粒沉积对油携水运动的影响。结果表明,在起伏成品油管道中,杂质颗粒容易在上倾管段之后的高点位置沉积。杂质颗粒沉积后会捕捉油品中的水分,阻碍油携水运动,造成管道内腐蚀。若采用水力清管方法清除积水,需将积杂同时清除。试验中定义了颗粒沉积的3个阶段、临界流速Vc1和Vc2等概念,测量了颗粒的稳定沉积量和清除时间。随着油相流速的升高,颗粒沉积量降低,清除时间缩短;临界流速随管道倾角的增大而增大,与颗粒的加入量无关,受颗粒尺寸的影响较小。采用CFD-DEM方法,建立了杂质颗粒沉积与运移的数值模型,通过调试获得了与试验结果相符参数设置方法。采用该模型对成品油携杂质运动进行了模拟研究,确定了不同的颗粒、管道和油品性质对杂质沉积的影响。模拟采用LES方法计算油相流场,采用DEM方法处理颗粒之间、颗粒与管壁之间的碰撞和摩擦作用。模拟中通过控制变量法确定不同的颗粒、管道和油品性质对Vc2的影响。模拟结果表明,颗粒的沉积过程包括:(1)出现多颗粒碰撞,(2)形成稳定沉积的颗粒团,(3)颗粒团沉积达到动态平衡;颗粒可在管道高点沉积的条件:(1)存在边界层增厚区域,且该区域中的油相流速足够小;(2)颗粒与管壁之间的摩擦力足够大。

关键词：成品油管道油携杂质颗粒沉积运移

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