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储气库地面工艺系统能效评价方法研究

石油与天然气化工 2022年第2期51卷 110-115页

作者：周军肖瑶孙建华梁光川彭井宏西南石油大学石油与天然气工程学院国家管网集团中原储气库有限责任公司

目的储气库地面系统作为储气库的核心部分,由于受注采气的双重影响,运行工况不稳定且能耗较大。为挖掘节能潜力点,解决储气库地面工艺系统能效评价体系方法不完善、评价界限不清晰的问题。方法结合相关现行标准,采用德尔菲法构建了涵盖... 详细信息

目的储气库地面系统作为储气库的核心部分,由于受注采气的双重影响,运行工况不稳定且能耗较大。为挖掘节能潜力点,解决储气库地面工艺系统能效评价体系方法不完善、评价界限不清晰的问题。方法结合相关现行标准,采用德尔菲法构建了涵盖3层次15指标的储气库地面工艺系统能效评价指标体系,提出了一套基于层次分析法(AHP)与模糊函数法相结合的储气库地面工艺系统能效评价方法。结果进行实例应用得到,储气库地面工艺系统在正常工况下能效评价得分为74.68,异常工况下能效评价得分为48.68。结论所建立的能效评价指标体系及评价方法能合理地反映出储气库地面工艺系统正常和异常工况下的能效水平、适应性情况及所存在的问题。该评价方法的采用为储气库地面工艺系统节能工作的开展提供了依据及参考,对提高油气田企业及天然气管网公司能效水平具有重要意义。

关键词：储气库能效综合评价 AHP 模糊隶属度函数节能降耗

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昭通浅层页岩气储层岩石力学性质研究

科技创新与应用 2023年第22期13卷 1-6页

作者：朱俊星冷元昊国家管网集团中原储气库有限责任公司辽宁大学环境学院

岩石力学性质是进行页岩气储层压裂改造的基础数据，影响着整个压裂设计的准确性，因此需要精准掌握储层岩石力学性质。以四川盆地南部昭通区块五峰组、龙马溪组储层为研究对象，开展三轴岩石力学实验及岩石声波测试。结果表明，研究区... 详细信息

岩石力学性质是进行页岩气储层压裂改造的基础数据，影响着整个压裂设计的准确性，因此需要精准掌握储层岩石力学性质。以四川盆地南部昭通区块五峰组、龙马溪组储层为研究对象，开展三轴岩石力学实验及岩石声波测试。结果表明，研究区块储层埋深小于2000m，属于浅层页岩气储层，矿物中主要以石英和粘土矿物为主，五峰组及龙马溪组储层整体抗压强度均不超过250MPa，弹性模量为10～30 GPa，属于较低水平；储层水平层理及天然裂隙较为发育，有利于储层的压裂改造形成复杂缝网；通过声波测试可知储层整体的应力敏感系数在20.93～69.93，平均为38.8，应力敏感程度较高，有利于进行压裂改造；龙马溪组龙一11和龙一12的岩石力学性质较好，其次为五峰组，有利于裂缝的扩展。综合研究结果可知，研究区块适用于水力压裂的方式进行开采。

关键词：浅层页岩气五峰组龙马溪组三轴岩石力学实验

考虑安全稳定运行的大型枯竭气藏储气库注采优化

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特种油气藏 2021年第6期28卷 76-82页

作者：周军彭井宏罗莎孙建华梁光川彭操西南石油大学四川成都610500 国家管网集团中原储气库有限责任公司河南濮阳457000

大型枯竭气藏储气库通常含有多个注采区块,区块间地层压差过高会破坏储层的稳定性。为实现注采过程中地层压力均衡变化,以各周期区块间地层压力方差值最小化为目标函数建立优化模型。该模型将数学优化技术与储气库安全稳定性问题进行了... 详细信息

大型枯竭气藏储气库通常含有多个注采区块,区块间地层压差过高会破坏储层的稳定性。为实现注采过程中地层压力均衡变化,以各周期区块间地层压力方差值最小化为目标函数建立优化模型。该模型将数学优化技术与储气库安全稳定性问题进行了结合,并以各区块开井数和单井注采气量为决策变量,以储气库注采气总量、最大单井注采气量、最大区块地层压力等为约束条件。将所建立的优化模型应用于文23大型枯竭气藏储气库,成功求解了该储气库在年工作气量为30×10^(8)m^(3)/a条件下的优化注采方案。研究结果表明,所获得的优化注采方案在满足储气库注采气量要求的前提下,不仅能够降低各区块间地层压差,实现储气库整体地层压力的均衡变化,还能有效避免极端高压区块的出现,进一步保障了储气库的安全稳定运行。该研究成果对储气库注采运行方案的设计具有一定的指导意义。

关键词：枯竭气藏储气库注采优化数值模拟地层压力

油气管道工程用X80三通优化设计及增材制造技术

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油气储运 2024年

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂，组织性能和质量水平不稳定，容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题，严重制约油气管道的安全平稳运行，需要研究三通的性能提升与质量控制方法。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级... 详细信息

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂，组织性能和质量水平不稳定，容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题，严重制约油气管道的安全平稳运行，需要研究三通的性能提升与质量控制方法。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级、直径1 219 mm等径三通的结构进行优化设计和安全性评价，改善了局部应力集中的问题。采用京雷焊丝与电弧增材技术实现了等径三通的增材制造，对产品开展微观组织、力学性能、缺陷与残余应力测试，并对等径增材三通及其环焊缝进行耐压试验与往复循环压力波动试验。【结果】在控制重量的前提下，优化改进三通结构后，设计压力下三通所受最大应力降低了38 MPa，三通主管连接区域的应力降低约50%。增材制造的X80三通力学性能稳定，各部位、方向心部与表面的性能及组织均匀，强度、韧性各向异性小，无厚度效应。相控阵超声及常规超声适用于增材制造三通的缺陷检测，整体热处理可显著降低增材制造三通生产过程中的残余应力。【结论】X80增材制造三通及其连接环焊缝性能远高于同钢级热挤压三通，整体可承受的最大压力超过57.5 MPa，焊接短节爆破裂纹扩展到增材三通管件肩部后停止，具有良好的韧性和止裂能力。增材制造技术提高了三通的安全性与稳定性，为低温服役环境等特殊场景适用的三通设计与制造提供了新的思路和方法。

关键词：油气管道高强度三通增材制造 X80钢

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文23储气库增压系统性能模拟及优化研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2022年第2期44卷 123-134页

作者：孙建华周军彭井宏肖瑶国家管网集团中原储气库有限责任公司河南濮阳457000 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

文23储气库是目前中国已投运的最大储气库之一,主要负责华北地区市场季节调峰和应急供气任务。以文23储气库注气增压系统为研究对象,以实现增压系统节能降耗和提高工艺水平为目标,建立了增压系统往复式压缩机性能模拟计算模型,并利用Jav... 详细信息

文23储气库是目前中国已投运的最大储气库之一,主要负责华北地区市场季节调峰和应急供气任务。以文23储气库注气增压系统为研究对象,以实现增压系统节能降耗和提高工艺水平为目标,建立了增压系统往复式压缩机性能模拟计算模型,并利用Java语言开发了相应的模拟计算程序。在此基础之上,针对增压系统所采用的3种厂家压缩机设备,分别开展了相同工况下各厂家压缩机性能对比模拟计算和工况参数变化对压缩机性能影响模拟计算。模拟计算发现,相同工况下厂家A压缩机具有最高的容积流量和单位能耗。此外,在参数变化对压缩机性能影响方面,一级进气压力升高1 MPa将导致单位能耗降低75 kW·h/(×10^(4)Nm^(3)),末级排气压力升高1 MPa将导致单位能耗升高17kW·h/(×10^(4)Nm^(3)),一级和二级进气温度的升高则都将导致单位能耗的小幅度升高。根据模拟分析结果提出了相应的压缩机开机方案优化措施和压缩机工况参数优化措施。研究充分结合了文23储气库增压系统的实际运行特点,所获得的研究结果对储气库现场运行工艺具有重要的指导意义。

关键词：储气库压缩机热力复算性能模拟优化研究

变频器低电压穿越引起的压缩机喘振及改进措施

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油气储运 2024年第4期43卷 439-448页

作者：蒲斌李星星杨福超孙义伟国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以... 详细信息

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以防止压缩机再次发生喘振。【方法】选取西气东输二线吐鲁番联络压气站电驱离心式压缩机为例,对变频器低电压穿越过程中压缩机转速、压力、流量、防喘振工作裕度等参数的变化情况进行分析。由于变频器低电压穿越过程中压缩机转速快速下降造成防喘振控制响应不及时,从而导致压缩机发生喘振;压缩机喘振后压力、流量剧烈波动使防喘振裕度控制失效,引起压缩机持续喘振。制定防喘振控制改进措施:增加低电压穿越时预防喘振控制措施及低电压穿越的状态判断,根据变频器低电压穿越过程中压缩机工作裕度、出口压力变化情况制定预防性打开防喘阀到指定开度的条件;增加压缩机喘振检测及保护措施,通过压缩机喘振后明显变化的出口压力、振动变化检测压缩机是否发生喘振,喘振后快速打开防喘阀摆脱喘振状态。【结果】通过改进措施的应用,解决了低电压穿越过程中的喘振问题;通过设定工作点裕度、出口压力变化阈值的方式,减少了提前打开防喘阀干预的频次,较短时间内恢复了压缩机正常运行。【结论】研究成果可有效减轻喘振危害,提升电驱离心式压缩机的运行平稳性,为电驱离心式压缩机优化防喘振控制、增加喘振检测提供参考。(图9,表1,参23)

关键词：压缩机低电压穿越喘振裕度出口压力

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区域阴极保护对外管道干扰的案例

腐蚀与防护 2022年第7期43卷 117-121页

作者：吴翔国家管网集团西部管道有限责任公司库尔勒841000

为保障埋地钢质管道的安全运行,针对区域阴极保护对站外管道的直流阴极干扰问题进行了专项测试与研究。通过通断电位测试确定了对外部管道造成干扰的区域阴极保护电源,通过站外管道的电位测试明确了受干扰段的长度。针对区域阴极保护的... 详细信息

为保障埋地钢质管道的安全运行,针对区域阴极保护对站外管道的直流阴极干扰问题进行了专项测试与研究。通过通断电位测试确定了对外部管道造成干扰的区域阴极保护电源,通过站外管道的电位测试明确了受干扰段的长度。针对区域阴极保护的特点分析了造成外管道阴极干扰的原因。

关键词：区域阴极保护直流干扰阴极干扰

弯曲载荷下管道环焊缝裂纹应力强度因子评价模型及试验验证

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压力容器 2023年第7期40卷 29-35页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐830013

裂纹缺陷是众多环焊缝缺陷中危险性最大的缺陷之一。油气管道在经过地质条件较差的区域时,当遭遇自然灾害,管道除内压作用外,还会承受额外的弯曲载荷,由此引起的大跨度管道弯曲变形容易引起环焊缝裂纹扩展,导致管道破裂。基于大量环焊... 详细信息

裂纹缺陷是众多环焊缝缺陷中危险性最大的缺陷之一。油气管道在经过地质条件较差的区域时,当遭遇自然灾害,管道除内压作用外,还会承受额外的弯曲载荷,由此引起的大跨度管道弯曲变形容易引起环焊缝裂纹扩展,导致管道破裂。基于大量环焊缝裂纹有限元数据,拟合出了裂纹尖端应力强度因子的工程评估公式。按照子模型分析方法可以快速获得有限元结果数据且能保证精度,是一种高效获取全尺寸弯曲管道中裂纹应力强度因子拟合数据的方法。结合API 579中提供的环向裂纹应力强度因子理论公式,对应力强度因子计算公式进行了拟合,裂纹尺寸范围为0.03

关键词：环焊缝裂纹应力强度因子全尺寸弯曲试验快速评估

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储气库地面脱水系统能耗优化方法比选

天然气化工—C1化学与化工 2022年第2期47卷 129-136页

作者：周军肖瑶孙建华梁光川西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 国家管网集团中原储气库有限责任公司河南濮阳457000

为降低储气库地面脱水系统能耗、节约油气田企业及天然气管网公司的操作运行成本,对储气库地面脱水系统能耗优化方法进行了研究。建立了储气库三甘醇脱水工艺HYSYS模型;通过分析各运行参数对储气库地面脱水系统能耗的影响,确定选取三甘... 详细信息

为降低储气库地面脱水系统能耗、节约油气田企业及天然气管网公司的操作运行成本,对储气库地面脱水系统能耗优化方法进行了研究。建立了储气库三甘醇脱水工艺HYSYS模型;通过分析各运行参数对储气库地面脱水系统能耗的影响,确定选取三甘醇循环量、重沸器温度及汽提气量作为优化操作参数;建立了储气库地面脱水系统能耗最优化模型,采用HYSYS自带优化器优化及基于BP神经网络与GA遗传算法结合优化两种方法分别对储气库地面脱水系统能耗进行了优化计算。结果表明,经HYSYS自带优化器优化后,单位总能耗下降6.59%的同时,三甘醇循环量及汽提气用量减少。经BP神经网络与GA遗传算法结合优化法优化后,单位总能耗下降18.13%,3个优化操作参数均得到优化,且该方法具有通用性,可以用于其他系统的参数优化。

关键词：三甘醇脱水 HYSYS BP神经网络 GA遗传算法节能优化