水合物技术在天然气储运中的应用

介绍了天然气水合物(NGH)的结构及物理性质.用NGH运输天然气具有安全、可靠和费用低的优点.研究表明,NGH物理性质稳定,除需要绝热条件外,不需要冷却到平衡温度即可投入大规模储运.分析了典型的水合物生成及分解流程,并将NGH储运方法与液化天然气法进行了经济比较.     

埋地热油管道启输热力数值模拟

在综合考虑预热介质，管道，管道覆盖层以及半无穷大土壤的情况下，提出了埋地热油管道启输传热的数学模型，并在该模型中，将土壤物性参九视为随温度变化的函数，应用保角变换将半无究大土壤区域变换成有限矩形区域。由Keller盒式积分法构造出了问题的差分格式，采用广义阻尼牛顿－拉夫逊法求解非线性差分方程组，得到了问题的数值解，并由算例验证了所述方法的正确性。     

输油管道系统水击分析与计算

水击是输油管道系统中经常出现的一种不稳定流现象。当管内压力由于水力瞬变而发生急剧变化时，如果其高点未出现因压力低于油品的饱和蒸气压而产生的负压汽化现象，则流动为单相流动，但如果出现负压汽化现象，则处于该点的管段内液体的流动就演变成了气液体两相流动，增大了水击分析的难度。对管内单相流动和含气泡液体两相流动进行了水击分析，认为分析结果可以真实地反映油品在管内流动的规律，并且可以全面用于模拟和分析管道系统的各种工况，确保管道在安全的前提下优化运行。     

高温高压下凝析气压缩因子计算方法的对比

高温、高压凝析气由于重组分的存在,临界参数偏差较大,导致其压缩因子的计算精度较低.以状态方程和经验关联式为基础,结合SSBV以及WA校正方法对SRK、DPR、DAK、HY、Cranmer 5种模型计算精度进行对比分析.研究结果表明:SRK状态方程在计算轻质气体时,误差最小,适应性最好.随着C7+含量及压力的不断增大,经验关联式DPR、DAK、HY和Cranmer模型通过与SSBV与WA校正方法结合,适应性增强,优于SRK状态方程,相对而言,DAK方法和DPR方法误差分布更加稳定.但是由于考察范围有限,因此研究方法相较研究结论更有意义,为凝析气压缩因子的计算提供了新的研究思路.     

在役空冷器换热性能对掺氢天然气的适应性评估

天然气掺氢输送是长距离、大规模输送氢气的有效途径,但氢气换热物性有别于天然气,在役空冷器换热性能对掺氢天然气的适应性尚不明确。为评估天然气掺氢后空冷器的换热性能,建立在役水平鼓风式空冷器仿真模型,基于BWRS方程计算7～10 MPa、60～80℃、0～25%掺氢比下天然气的比热容及导热系数,并采用CFD技术分析不同工况下空冷器前后气体温差。结果表明：(1)掺入氢气将增大天然气的比热容及导热系数;(2)降低管输压力和空冷器日处理量、升高天然气初始温度、掺入氢气都将提高空冷器前后温差;(3)仅掺入氢气,在25%掺氢比以内,现有空冷器不经结构改造即可满足天然气的冷却需求;(4)掺氢输送时,可增大管输压力以稳定空冷器出口温度并提升管道输送能力。（图12,表2,参21）     

含蜡原油停输再启动环道优化及模拟试验

为了研究含蜡原油停输再启动规律,保障管道安全运行,搭建了小型环道模拟试验装置。在停输再启动调试试验中,发现环道存在数据重复性差、油样屈服值与实际不符、轻组分挥发大及控温不准等问题,对环道进行了优化。提出一套合理的操作方法与步骤,并研究了静置时间、热处理温度、再启动频率、再启动温度、静态降温速率等多种因素对含蜡原油停输再启动压力的影响。试验结果表明:优化后的试验环道能够完成不同油样、不同管径测试段的停输再启动模拟试验,有助于开展含蜡原油停输再启动研究。(图9,表4,参22)     

领结法及其在油气工程领域的应用北大核心

领结法是近年风险评价方法中的研究热点,该方法致力于解决数据不足条件下的量化风险计算问题,并实现风险的动态评价,其与油气工程领域风险评价方法的发展目标一致。对领结法的定义、基本构成因素以及分类进行了阐述。分别介绍了直接因果关系图法和故障树-事件树法两类领结法的基本形式和适用条件。指出领结法的优点在于其涵盖了风险管理过程中的所有主体内容。结合目前领结法的3个主要研究方向,对定性、定量及动态领结法的基本理论及其在油气工程领域的应用进行了综述,其中定性领结法仍广泛应用于不具备条件开展定量风险评价的系统,或以风险识别、风险状况交流为目标的安全管理项目;定量领结法主要采用与模糊理论相结合的方法,解决数据不足、数据不具有独立性以及专家知识具有局限性等条件下的量化风险计算问题;动态领结法则采用与贝叶斯网络相结合的方法实现风险评价结果的实时更新。分析结果对油气工程领域风险管理方法的发展与完善提供了支持。     

液体输送管道瞬变流动分析

对由连续性方程、动量方程和能量方程构成的液体管道瞬变流动数学模型,采用特征线法进行求解,并用显式特征差分法得到了特征方程的差商方程,求出了瞬变流动时管道各个参数的解析解。对离心泵启动工况进行数值模拟的结果表明,所提出的模型处理方法切实可行。     

大型天然气管网系统在线仿真方法及软件开发

天然气管网系统仿真技术是管网系统设计方案论证、管输计划制定、运行方案优化、应急保障决策的核心技术。基于质量守恒、动量守恒、能量守恒原理及非管元件特性方程,建立了适用于任意结构形式的管网系统仿真模型;形成了基于管道数学模型泛函分析、大型稀疏矩阵压缩存储条件下的快速LU分解等方法的管网系统仿真模型求解算法。采用B/S软件架构、大数据高速缓存技术、大数据抽取实时可视化技术,开发了包括数据通讯模块、数据库存储模块、数据滤波模块、在线仿真模块、结果推送模块的大型天然气管网系统在线仿真软件,将其分别应用于总长6 100 km、45座压缩机站和总长31 000 km、117座压缩机站的大型管网系统,软件适用规模、计算精度与速度均达到国际同类商业软件水平。（图9,参25）