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掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

天然气工业 2024年第2期44卷 156-165页

作者：石国赟宇波北京石油化工学院机械工程学院北京市安全生产工程技术研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求... 详细信息

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

关键词：天然气管网数值仿真计算效率状态方程加速比掺氢

流动与传热数值计算中任意网格基架点下导数差分通式研究

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工程热物理学报 2024年第7期45卷 2012-2018页

作者：宇波苏越孙树瑜焦开拓陈宇杰李敬法北京石油化工学院机械工程学院并氢能研究中心北京102617 中国石油大学(北京)机械工程学院北京102249 阿卜杜拉国王科技大学沙特吉达21577 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行... 详细信息

在流动与传热数值计算中,导数离散一般是通过泰勒公式展开后应用待定系数法求解代数方程组得到。对于复杂网格基架,推导过程比较繁琐。为了解决这一问题,本文通过观察多组网格基架下节点上一二阶导数及截差的表达式,首先对通式形式进行了猜想,之后对节点上的导数及截差的通式给出了证明。对于任意网格基架下界面上一阶导数及截差的表达式,通过对拉格朗日插值求导化简得到。相比于传统方法,导数的差分通式的优点包括:1)避免了方程组的人工求解,节约计算时间;2)容易得到高精度的差分表达式;3)易于编制通用程序,基架点变化后无需对方程进行重新离散。本文推导的导数及截差的差分通式对于快速获取高精度的导数差分表达式具有一定的意义。

关键词：有限容积法有限差分法拉格朗日插值导数差分表达式

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任务型教学法在中职英语阅读教学中的应用

知识文库 2024年第16期 64-67页

作者：张雅君甘肃省玉门石油机械中等专业学校

英语作为世界上最广泛使用的第二语言，在当今的国际交流中扮演着重要的角色。在中国，英语教育一直备受关注，尤其是英语阅读教育，被视为提高学生综合语言能力和国际竞争力的重要组成部分。然而，目前我国中职英语阅读教学面临着多种...

英语作为世界上最广泛使用的第二语言，在当今的国际交流中扮演着重要的角色。在中国，英语教育一直备受关注，尤其是英语阅读教育，被视为提高学生综合语言能力和国际竞争力的重要组成部分。然而，目前我国中职英语阅读教学面临着多种挑战，包括学生阅读理解能力的不足、教学方法的限制以及对英语阅读教育目标的误解。为了改进中职英语阅读教学，本研究将深入探讨任务型教学法的应用，着重于其优势、实施流程以及如何改进传统的教学方法。我们将通过详细研究任务型教学原理和实践，探索如何有效地引入中职英语阅读教育，以提高学生的阅读技能、思维能力和整体语言素养。通过这项研究，我们有望为改进中职英语阅读教育提供有益的洞见和建议，推动中国英语教育领域的改进和创新，提高学生的英语学习质量，增强他们的国际竞争力。

关键词：

来源：博看期刊评论

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共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气性能影响

环境科学 2024年

作者：王海秋彭越徐馨墨平晓晨佟心语朱玲北京石油化工学院环境工程系

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电... 详细信息

为探讨生物质原料组成及共热解副产物对生物炭物化特性的影响，选取木质素含量高和N元素含量低的稻壳(RH)与纤维素和N元素含量均高的木屑(SD)为典型原料，采用热解法合成生物炭，并在固定床上进行苯蒸气吸附评价，利用热重(TG)、扫描电镜(SEM)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析热解过程产生的副产物组分，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)和拉曼(Raman)等方法对生物炭结构进行表征，探究共热解副产物对生物炭结构及吸附苯蒸气性能的影响机制。结果表明，所制备样品的晶体结构没有明显差别；纤维素含量高的木屑比木质素含量高的稻壳热解后比表面积高1.6倍；共热解中生物质中的原料油酸和含N元素的氨基酸分解产物氨气的协同反应，生成副产物油酸酰胺并聚集堵塞孔道，RC1比表面积最小，为134.28 m2·g-1；掺混共热解生物炭(RCn)的苯蒸气实际吸附容量比单独热解生物炭(RC和SC)以及单独热解再掺混(RC-mSC)低。共热解过程中增加木屑含量，油酸酰胺生成量减少，RC4的吸附容量和比表面积分别提升至238.78 mg·g-1和367.37 m2·g-1。Yoon-Nelson动力学方程拟合结果表明，RCn吸附速率常数k值范围在0.060～0.084 min-1，均高于SC的k值(0.039 min-1)，共热解有利于提升吸附速率。共热解副产物对生物炭吸附苯蒸气有抑制影响，随着掺混比的上升，抑制影响逐渐减弱；生物炭对苯蒸气的吸附符合拟一级动力学模型，并以物理吸附为主。RC3经过5次循环后的再生效率超过85%，具有较好的工业应用潜能。以上研究结果从原料组成和副产物角度分析了共热解生物炭吸附苯蒸气的关键影响因素，可为生物质减量化、资源化和无害化提供参考。

关键词：生物质组成生物炭共热解副产物油酸酰胺苯蒸气吸附

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深井超深井钻井装备技术现状与发展趋势探讨

钻采工艺 2024年第2期47卷 141-151页

作者：张斌曹晓宇周天明刘远波夏辉中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司中国石油宝鸡石油机械有限责任公司国家油气钻井装备工程技术研究中心

为助力我国深层超深层油气资源高效勘探开发,文章分析了深井超深井对钻井装备提出的挑战,论述了美国Nabors、斯伦贝谢和NOV等公司的自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、智能决策与支持平台等7类产... 详细信息

为助力我国深层超深层油气资源高效勘探开发,文章分析了深井超深井对钻井装备提出的挑战,论述了美国Nabors、斯伦贝谢和NOV等公司的自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、智能决策与支持平台等7类产品的功能、特性;并对国内管柱自动化钻机、一键式人机交互7 000 m自动化钻机、12 000 m特深井自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、钻井辅助决策与支持系统等产品发展和应用现状进行了阐述。通过技术对标分析得出:我国石油钻井装备取得了长足的进步,但从工程需求和应用上看还存在许多不足,与国外先进技术相比还有不小差距。建议国内各装备制造厂家顺应国家“碳达峰、碳中和”目标和数字化转型、智能化发展趋势,从参数强化、钻机全面自动化、装备运维数智化、司钻操控值守化和钻井作业绿色化等方面开展关键技术攻关。

关键词：深井超深井钻井装备挑战技术现状对标分析发展趋势

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铁钻工润滑方式的改进与优化

机械工程师 2024年第3期 115-118,122页

作者：王潇潇段树军范向增王玉鲁鹏程吴瀚谭宏博宝鸡石油机械有限责任公司陕西宝鸡721002

铁钻工是管柱自动化的关键设备之一,该设备日常润滑维护工作量大,因润滑维护不及时出现机械故障频率高的问题。文中以TZG140S型伸缩臂式铁钻工为依托,对部分零件结构进行改进,以递进式集中润滑为基础,结合铁钻工工作状态,优化出适合铁... 详细信息

铁钻工是管柱自动化的关键设备之一,该设备日常润滑维护工作量大,因润滑维护不及时出现机械故障频率高的问题。文中以TZG140S型伸缩臂式铁钻工为依托,对部分零件结构进行改进,以递进式集中润滑为基础,结合铁钻工工作状态,优化出适合铁钻工的润滑方案,将原有的人工单点润滑改进为集中润滑方式,实现了半自动化式集中润滑在铁钻工上的应用。同时优化了润滑管线的布局、防护,延长了设备的使用寿命、降低维修费用,减轻了现场的劳动强度,满足现场使用的需求,为后期铁钻工无人化、智能化集中润滑系统的应用提供了技术支持和依据。

关键词：铁钻工集中润滑冲扣钳旋扣钳润滑管路布局

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钻塞工艺关键技术研究

石油和化工设备 2024年第3期27卷 30-32,39页

作者：石应华中石化四机石油机械有限公司湖北荆州434000

在石油开采作业过程中,国内外普遍采用压裂工艺技术达成油田增产目标,钻铣桥塞是解决水平井分段压裂后续问题的关键技术。当前国内外普遍采用带压作业设备磨钻工艺技术进行钻铣桥塞,本文通过对其中的关键技术:钻塞施工工艺研究、泵注循... 详细信息

在石油开采作业过程中,国内外普遍采用压裂工艺技术达成油田增产目标,钻铣桥塞是解决水平井分段压裂后续问题的关键技术。当前国内外普遍采用带压作业设备磨钻工艺技术进行钻铣桥塞,本文通过对其中的关键技术:钻塞施工工艺研究、泵注循环装置集成技术研究,实现对钻塞工艺的优化与改进。

关键词：石油开采作业钻铣桥塞钻塞施工工艺钻塞泵适应性

ZJ50DB型石油钻机直驱转盘驱动装置研制及应用

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今日自动化 2024年第4期 71-73页

作者：周晓坤中石化四机石油机械有限公司湖北荆州434024

转盘驱动装置是石油钻机的核心部件之一。常规的转盘驱动装置是高速交流变频电机,其通过齿轮减速箱驱动转盘工作。文章研制的ZJ50DB型石油钻机直驱转盘采用低速大扭矩交流变频电机直接驱动转盘工作,取消了大型传动机构齿轮减速箱,简化... 详细信息

转盘驱动装置是石油钻机的核心部件之一。常规的转盘驱动装置是高速交流变频电机,其通过齿轮减速箱驱动转盘工作。文章研制的ZJ50DB型石油钻机直驱转盘采用低速大扭矩交流变频电机直接驱动转盘工作,取消了大型传动机构齿轮减速箱,简化了传动方式,减少了中间故障点,降低了维护保养成本,整体尺寸小,质量轻,方便拆装和运输。

关键词：石油钻机转盘驱动装置低速大扭矩交流变频电机直驱

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新型高压管汇活动弯头活动节的力学分析

石油和化工设备 2024年第6期27卷 201-205页

作者：张国友董小庆中石化四机石油机械有限公司湖北荆州434000

高压管汇活动弯头作为管汇布置连接的关键部件,极大程度上影响着油田现场的施工安全及作业效率。本文开发了非滚子结构的活动弯头试验结构。基于商业软件Abaqus,利用有限元仿真计算分析了试验工况下结构的强度和变形。结果表明,在试验... 详细信息

高压管汇活动弯头作为管汇布置连接的关键部件,极大程度上影响着油田现场的施工安全及作业效率。本文开发了非滚子结构的活动弯头试验结构。基于商业软件Abaqus,利用有限元仿真计算分析了试验工况下结构的强度和变形。结果表明,在试验压力下活动弯头空腔最大应力出现在母接头的环槽与挡圈的接触部位,应力大小为454.4MPa,最大位移为0.3938mm;活动挡圈的最大应力为542.3MPa,最大位移为0.2617mm。在试验压力下结构满足应用要求。仿真计算结果为活动弯头的试验研究和产品设计提供了参考。

关键词：高压管汇活动弯头活动节有限元方法