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基于CFD的浸没燃烧式气化器燃烧器结构优化

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化工设备与管道 2024年第4期61卷 13-18页

作者：葛宁杨林春候旭光潘骁骅周旭陈星均王宏帅中石油京唐液化天然气有限公司河北唐山063205 中石油江苏液化天然气有限公司江苏南通226400

浸没燃烧式气化器(SCV)是LNG接收站常用气化器类型之一,具有热效率高、负荷调节响应迅速、不受外界环境温度影响等优点,是LNG接收站冬季天然气调峰保障的关键设备之一。为解决国内某LNG接收站SCV燃烧器在运行过程中底板过热现象,采用计... 详细信息

浸没燃烧式气化器(SCV)是LNG接收站常用气化器类型之一,具有热效率高、负荷调节响应迅速、不受外界环境温度影响等优点,是LNG接收站冬季天然气调峰保障的关键设备之一。为解决国内某LNG接收站SCV燃烧器在运行过程中底板过热现象,采用计算流体动力学(CFD)方法作为辅助手段对燃烧器进行结构变更的理论验证,基于燃烧器的几何结构,进行不同负荷条件下的数值模拟,再通过Fluent流场分析软件进行计算,重点分析了将燃烧器预混气管延长100 mm后,燃烧器底板温度分布、气流流动路径、速度矢量分布等。计算结果表明:通过CFD方法的分析验证,将燃烧器预混气管延长100 mm能够将高温温度分布向下移动,有效改善底板处温度过热问题,达到设备安全平稳运行的目的,为该类型燃烧器的故障维修提供了良好的经验借鉴。

关键词： LNG接收站浸没燃烧式气化器燃烧器 CFD 结构优化

车辆载荷作用下穿越公路管段动力响应仿真研究

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管道技术与设备 2024年第4期 6-11,62页

作者：杜建钱文振李云飞李春奇山东省天然气管道有限责任公司

重载车辆行驶在管道上方时会对管道产生较大轴向载荷,易导致管道的断裂失效。因此,文中以穿越公路管段为研究对象,利用多体动力学仿真软件ADAMS模拟并提取车轮力,建立了管道动力响应有限元模型,研究了整车质量、行车速度以及轮压位置对... 详细信息

重载车辆行驶在管道上方时会对管道产生较大轴向载荷,易导致管道的断裂失效。因此,文中以穿越公路管段为研究对象,利用多体动力学仿真软件ADAMS模拟并提取车轮力,建立了管道动力响应有限元模型,研究了整车质量、行车速度以及轮压位置对穿越管段动力响应的影响,并确定了影响管道动力响应的主控因素。研究结果表明:车辆载荷作用下管道轴线方向的应力和位移呈抛物线型分布,且在两车轮中点附近达到最大值。管道的应力与整车质量呈正相关,与行车速度呈负相关,影响管道力学行为的主控因素为整车质量。

关键词：车辆载荷埋地管道有限元模拟动力响应主控因素

EEMD-LASSO-优化GM(1，N)管道腐蚀速率预测模型

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油气储运 2024年

作者：祁庆芳许琳刘怀佳孔雅叶丽娟颜芝盛王杰中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司管道处中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司采油二厂

【目的】为提高管道腐蚀速率的预测精度，评价管道的剩余强度和剩余寿命，并针对性地制定防腐措施。【方法】建立了一种基于集成经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition， EEMD）-套索回归（Least Absolute Shrinkage And... 详细信息

【目的】为提高管道腐蚀速率的预测精度，评价管道的剩余强度和剩余寿命，并针对性地制定防腐措施。【方法】建立了一种基于集成经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition， EEMD）-套索回归（Least Absolute Shrinkage And Selection Operator， LASSO）与优化一阶多维灰色模型(First Order Multidimensional Grey Model， GM（1，N）)的腐蚀速率预测模型。首先，采用EEMD算法增加原始自变量的多样性，降低序列波动对预测结果的影响，将隐藏在数据中的信息按照频域尺度逐层分解；之后，采用LASSO算法进行自变量筛选，降低序列间的相关性和冗余性；最后，引入线性修正量和灰色作用量对GM（1，N）模型进行优化，将微分方程变为差分方程，形成优化GM（1，N）模型，并将输入变量代入优化GM（1，N）模型完成训练和预测。【结果】案例中CO2分压、SRB个数相关的影响权重较大，腐蚀过程由CO2控制，共筛选出包括分解变量和残余变量在内的8个自变量；与灰色关联法筛选得到的影响因素相比，LASSO算法具有一定的客观性和科学性；EEMD-LASSO-GM（1，N）模型的平均相对误差为1.25%，标准差为0.72，模型精度超过常规GM（1，N）、EEMD-常规GM（1，N）、EEMD-优化GM（1，N）、EEMD-主成分分析（PCA）-优化GM（1，N）等模型；通过与文献数据相对比，EEMD-LASSO-GM（1，N）模型具有最高的预测精度，其在泛化能力和鲁棒性上具有优越性，且当腐蚀影响因素和数据条数不同时，仍具有良好的适应性。【结论】研究结果可为多因素耦合的管道腐蚀行为预测和腐蚀速率发展趋势预测提供理论依据及实际参考。

关键词：油气管道 EEMD LASSO GM(1,N) 腐蚀速率相对误差

胜利西部探区哈山地区组合钻井技术研究及应用

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油气地质与采收率 2024年第2期31卷 167-174页

作者：周文迪庞敏贺文卿周汉国张涛中国石化天然气分公司山东省天然气管道有限责任公司山东青岛266300 西南石油大学经济管理学院四川成都610500 中国石化胜利油田分公司石油工程监督中心山东东营257000

为解决胜利西部探区哈山地区中深层石炭系、二叠系坚硬地层可钻性差、地层倾角大、井斜难控制、井壁易失稳等技术难题,实现油气储量的高效勘探、效益开发,在现用常规钻井技术的基础上,通过分段组合钻井技术适用性研究与工艺优化,针对石... 详细信息

为解决胜利西部探区哈山地区中深层石炭系、二叠系坚硬地层可钻性差、地层倾角大、井斜难控制、井壁易失稳等技术难题,实现油气储量的高效勘探、效益开发,在现用常规钻井技术的基础上,通过分段组合钻井技术适用性研究与工艺优化,针对石炭系、二叠系的云质岩、火成岩难钻地层,提出气体钻井相关提速及安全施工配套技术,形成了地区施工规范;在气体钻井转钻井液施工后,优先选用“气体钻井+‘孕镶钻头+涡轮钻具/高速螺杆’”组合钻井技术,并针对地层特点研发了不同尺寸的高效孕镶钻头系列,实现井斜控制与机械钻速双提高。该组合钻井技术在哈山3和哈山2等井成功应用,取得了良好的效果,其中哈山3井气体钻井机械钻速达到5.2m/h,较常规钻井方式提速3倍以上,转钻井液施工后采用孕镶钻头+涡轮钻具/高速螺杆施工,地层倾角为30°,井斜控制良好,机械钻速接近1m/h,较常规钻井技术表现出良好的区域应用效果。现场应用表明,“气体钻井+‘孕镶钻头+涡轮钻具/高速螺杆’”组合钻井技术是实现胜利西部探区哈山地区中深层钻井提速提效的一种有效手段,但该组合钻井技术也存在瓶颈,结合对粒子冲击钻井技术的适用性研究,建议下步引进并完善粒子冲击钻井技术,力争实现区域钻井提速提效再突破。

关键词：气体钻井涡轮钻具孕镶钻头提速提效哈山地区

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基于㶲分析的天然气提氦联产LNG工艺优化

天然气工业 2024年第6期44卷 122-132页

作者：蒋洪刘清松祝梦雪程祥西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油管道局工程有限公司第二工程分公司中国石油工程建设有限公司西南分公司

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用... 详细信息

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用改进的㶲分析方法基础上,基于Aspen HYSYS软件,详细分析了该装置关键设备的效能,进而提出工艺优化方案。研究结果表明:①㶲损可划分为4类,改进的㶲分析方法能得出设备的各类㶲损占比,用于评估设备的改进潜力;②在大多数设备中,内源性㶲损大于外源性㶲损,压缩机和空冷器主要为可避免内源性㶲损,冷箱的主要㶲损类别各异,塔器主要为不可避免㶲损;③采用多级闪蒸提浓代替双塔提浓,即脱甲烷塔塔顶气先进入氦气提浓塔预提浓后,再进入液化单元进一步提浓,总压缩功较原方案降低11575 kW,有效能利用率更高。结论认为,改进工艺后的㶲损较原方案降低了约21648.4 kW,系统㶲效率提高了约14.75%,优化结果验证了改进㶲分析在天然气提氦联产LNG工艺中的可行性,为实际工程中提氦工艺的优化提供了参考。

关键词：凝液回收提氦 LNG 㶲分析㶲损㶲效率节能降耗工艺优化

基于压力梯度法的天然气输送管道泄漏点定位方法

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石油化工设备 2024年第2期53卷 86-88页

作者：牛亚龙中国石油化工股份有限公司天然气分公司广西天然气销售中心广西南宁530000

针对现有定位方法在天然气输送管道泄漏点定位时存在定位误差大,影响后续应急抢修的问题,提出基于压力梯度法的天然气输送管道泄漏点定位方法。结合天然气输送管道泄漏时压力与流量的变化特点,判断管道是否泄漏。在此基础上,利用压力梯... 详细信息

针对现有定位方法在天然气输送管道泄漏点定位时存在定位误差大,影响后续应急抢修的问题,提出基于压力梯度法的天然气输送管道泄漏点定位方法。结合天然气输送管道泄漏时压力与流量的变化特点,判断管道是否泄漏。在此基础上,利用压力梯度法计算管道泄漏点的具体位置,并做出定位预警。天然气输送管道泄漏点定位对比实验结果表明,压力梯度法的定位误差较低,定位精度较高,更具有实际应用价值。

关键词：管道天然气压力梯度法泄漏点定位

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气云爆炸驱动下并行管道动力响应分析

安全与环境学报 2024年

作者：陈利琼赖欣胡洪宣马如飞刘思汉彭川西南石油大学石油与天然气工程学院国家管网集团西南管道有限责任公司

为研究输气管道泄漏爆炸对并行管道动力响应的影响，基于气云爆炸过程，利用ANSYS软件建立了三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）–空气–土体–管道有限元模型，分析了并行间距、壁厚、管径三个参数对并行管道动力响应的影响，并进行... 详细信息

为研究输气管道泄漏爆炸对并行管道动力响应的影响，基于气云爆炸过程，利用ANSYS软件建立了三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）–空气–土体–管道有限元模型，分析了并行间距、壁厚、管径三个参数对并行管道动力响应的影响，并进行了敏感性分析。结果表明：目标管道的最大等效应力随管径增加而增加，随并行间距、壁厚的增加而减小；输气管道泄漏爆炸时，并行间距对管道动力响应的影响最大，其次是管径和壁厚；在相应模拟工况下，原油管道的安全并行间距为6.18 m，安全管径为742 mm，安全壁厚为26.4 mm。从安全生产的角度考虑，埋地管道并行敷设时，应首先考虑增大管道并行间距以保证管道安全运行，其次为减小管道管径、增大管道壁厚。研究结果可为并行长输管道的安全评估提供参考。

关键词：安全工程并行管道管道失效气云爆炸 ANSYS软件

高密度聚乙烯/碳化硅晶须复合材料的制备及导热性能研究

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塑料科技 2024年第8期52卷 45-48页

作者：葛云鹏鲍瑞瑜薛富强刘芸骆朋惠亚妮陕西省天然气股份有限公司陕西西安710016

采用碳化硅晶须(SiCw)用作高密度聚乙烯(HDPE)中的增强填料,制备高密度聚乙烯/碳化硅晶须(HDPE/SiCw)复合材料。通过对HDPE/SiCw复合材料导热系数、维卡软化温度、热性能及力学性能的表征和分析,探究SiCw掺量对HDPE复合材料力学及导热... 详细信息

采用碳化硅晶须(SiCw)用作高密度聚乙烯(HDPE)中的增强填料,制备高密度聚乙烯/碳化硅晶须(HDPE/SiCw)复合材料。通过对HDPE/SiCw复合材料导热系数、维卡软化温度、热性能及力学性能的表征和分析,探究SiCw掺量对HDPE复合材料力学及导热性能的影响。结果表明:随着SiCw掺量的增加,HDPE复合材料导热系数不断升高,且熔融温度T_(m)和热焓ΔH均不断增加。HDPE复合材料的热稳定性得到有效提升,同时,HDPE复合材料的维卡软化温度呈现先上升后小幅降低的趋势,HDPE复合材料的弹性模量、屈服强度及断裂强度均呈现先上升后波动或者稳定变化的趋势,而断裂伸长率呈现下降的趋势,在SiCw掺量为30%时,HDPE复合材料的导热系数为0.85 W/(m·K),而熔融温度T_(m)和热焓ΔH分别为144.12℃和162.1 J/g,HDPE复合材料的弹性模量、屈服强度及断裂强度分别为1 301.0、36.5、22.4 MPa,分别比纯HDPE增加了47.51%、36.70%、57.74%。

关键词：高密度聚乙烯碳化硅晶须导热性能力学性能

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X80M钢级管道自动焊环焊缝裂纹成因分析

冶金分析 2024年第1期44卷 99-105页

作者：李曾珍杨叠代晓波鹿锋华李彦龙闫新宇中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000 油气管道输送安全国家工程研究中心河北廊坊065000 曹妃甸新天液化天然气有限公司河北唐山063200

管径1422 mm、高钢级X80M某管线工程的自动焊环焊缝经现场无损检测发现疑似裂纹,打磨验证后确认为裂纹缺陷。为了探究X80M管线钢环焊缝出现裂纹的原因,通过钢管和焊接材料化学成分分析、裂纹无损检测定位、裂纹缺陷切割,以及裂纹宏微观... 详细信息

管径1422 mm、高钢级X80M某管线工程的自动焊环焊缝经现场无损检测发现疑似裂纹,打磨验证后确认为裂纹缺陷。为了探究X80M管线钢环焊缝出现裂纹的原因,通过钢管和焊接材料化学成分分析、裂纹无损检测定位、裂纹缺陷切割,以及裂纹宏微观形貌及组织、显微硬度、裂纹及裂纹附近区域分析等试验方法,确定了裂纹的形成原因。分析结果表明:裂纹位于焊缝填充层,裂纹附近的基体富集Cu元素,以等轴晶为主,其周围显微硬度值明显高于远离裂纹的焊缝,且裂纹沿着晶界扩展,裂纹内部及其附近区域均存在Cu。结合现场施焊信息,在填充焊接过程中,铜质导电嘴与坡口壁接触而发生短路,短路电流产生的高温使铜质导电嘴与坡口壁接触部分烧熔,熔化的Cu进入焊缝,并沿着焊缝晶界扩散而形成Cu富集区,导致环焊缝熔铜开裂。

关键词： X80M管线钢自动焊环焊缝裂纹成因熔铜开裂