海洋柔性立管环空状态研究进展

海洋油气柔性立管的环空状态是影响其完整性管理的重要因素之一，以多层复合结构柔性立管为研究对象，综述国内外关于柔性立管环空状态的研究进展，从内衬层材料渗透行为、环空状态预测模型、环空状态监测与检测3个方面出发，针对现有研究成果存在的不足，分别提出今后应着重开展的研究方向：(1)采用柔性立管原材料，经相同加工工艺制成试样，对其渗透行为开展分析，并对报废柔性立管内衬层材料进行研究，以掌握材料全生命周期渗透行为及规律；(2)环空状态预测模型可采用同类材料渗透系数，但应考虑材料老化对渗透行为产生的动态影响，并与柔性立管原型实验进行对比；(3)对立管底部接头进行设计改进，增加环空底部的远程与本地压力监测结构，设置水下机器人操作接口，提高环空状态预测准确度及维护有效性。（图3，表6，参55）     

深水井筒天然气水合物形成预测及风险评价北大核心

深水浅层钻井过程井筒内生成水合物会影响作业安全,需要对井筒环空内水合物形成范围和程度进行预测分析。以南海陵水气田某开发井为例,基于CSMHyK水合物动力学模型和OLGA多相流流动方程,建立深水钻井水合物形成数值模拟方法,计算多种工况下井筒温度-压力场,引入过冷度密度表征水合物形成可能性,预测了井筒环空水合物形成范围和程度,分析了钻井液排量、入口温度、密度及浅层气储压的参数敏感性。结果表明:在设定的工况条件下,泥线附近的隔水管环空具有水合物形成风险,水深800~1000 m的环空内水合物形成量最多;钻井液排量越小,入口温度越低,水合物形成风险越大,危险管段的水合物生成量超过40 kg/m3。选取过冷度密度、水合物生成井段长度、生成总量及峰值速率作为评价水合物生成情况的特征值,建立井筒水合物风险水平量化分析方法。研究结果可为深水浅层钻井过程水合物的防治和钻井方案的优化设计提供理论指导。(图6,表4,参27)     

深水井筒天然气水合物形成预测及风险评价

深水浅层钻井过程井筒内生成水合物会影响作业安全,需要对井筒环空内水合物形成范围和程度进行预测分析。以南海陵水气田某开发井为例,基于CSMHyK水合物动力学模型和OLGA多相流流动方程,建立深水钻井水合物形成数值模拟方法,计算多种工况下井筒温度-压力场,引入过冷度密度表征水合物形成可能性,预测了井筒环空水合物形成范围和程度,分析了钻井液排量、入口温度、密度及浅层气储压的参数敏感性。结果表明:在设定的工况条件下,泥线附近的隔水管环空具有水合物形成风险,水深800～1 000 m的环空内水合物形成量最多;钻井液排量越小,入口温度越低,水合物形成风险越大,危险管段的水合物生成量超过40 kg/m3。选取过冷度密度、水合物生成井段长度、生成总量及峰值速率作为评价水合物生成情况的特征值,建立井筒水合物风险水平量化分析方法。研究结果可为深水浅层钻井过程水合物的防治和钻井方案的优化设计提供理论指导。(图6,表4,参27)     

焚烧稻草的PAHs对菜心的污染研究

将焚烧稻草所产生的气体溶于蒸馏水,制得溶解液来模拟酸雨,研究其产生的多环芳烃(PAHs)对菜心污染的影响。研究结果表明:(1)多数菜心的各种PAHs与加入焚烧稻草气体溶解液的量相关性不大;(2)某些PAHs能进入菜心中,使其含量增加,造成污染,并且各自体现出一些污染特点;(3)创造了一种收集模拟酸雨和PAHs的研究方法。     

海底油气输送用双金属复合管研发现状与展望

基于海洋深水油气田开发过程中油气集输的需要,综述了国内外双金属复合管的主流制造工艺,重点从基管材质、耐蚀合金层材质、界面结合性能、可焊接性、尺寸精度、弯曲性能6个方面分析了海底油气输送用双金属复合管的性能要求。通过与"碳钢+缓蚀剂"、内涂层、耐蚀合金纯材等其他防腐措施对比,指出了双金属复合管的经济技术优势:双金属复合管尽管前期比"碳钢+缓蚀剂"和内涂层管材成本要高,但后期维护费用很少,且具有较高的安全可靠性。总结分析了国内外海底油气输送用双金属复合管的应用现状,指出应从产品制造工艺、配套产品、现场焊接技术、质量控制等方面提高我国海洋油气输送用双金属复合管的技术水平。     

基于人工神经网络的滴膜共存冷凝传热模型的研究

为了研究影响滴膜共存冷凝传热特性的因素,如滴膜区间面积比、滴膜相对位置、表面分割方式,表面过冷度等对冷凝传热的特性共同作用,本文应用人工神经网络技术,建立表面分割数、滴膜区面积比、凝液环数、表面过冷度与强化传热比之间的综合评价预测模型。结果表明,基于Matlab语言的人工神经网络模型具有较高的预测准确率及泛化能力,能够很好的评价和预测不同条件下的冷凝传热特性。     

海洋工程原型软管甲烷渗透试验

柔性软管是海洋资源开发的关键性装备，在油气输送过程中，内管中的甲烷、二氧化碳、硫化氢、水蒸气等气体小分子可逐渐渗透内压密封层，严重危害软管服役安全。为保证软管安全稳定运行，探究甲烷渗透规律，对常温条件下高密度聚乙烯（High Density Polyethylene,HDPE）原型软管进行了渗透试验。结果表明：(1)甲烷在HDPE管材中的渗透行为可大致分为溶解扩散期、缓慢解吸期及快速解吸期3个阶段，时间比例为1:6:5，第2阶段的均值气体透过率是第3阶段的1/3。(2) HDPE聚合物材料饱和溶解甲烷分子后，环空压力与气体透过率呈负指数函数关系。(3)发现了甲烷的超临界渗透特性，即试验压力在甲烷的临界压力附近时，气体透过率达到峰值；试验压力小于临界压力时，试验压力越大，气体透过率越大；反之，试验压力越大，气体透过率越小。研究成果可为柔性软管在海洋油气开发工程中的应用及新材料研发提供参考。（图7，表1，参20）     

双金属复合管环焊工艺及接头强度设计现状与趋势

阐述了双金属机械复合管典型焊接工艺,以及管端封焊和对焊焊接工艺的优点、应用案例和失效案例,认为封焊、过渡焊是此类工艺的质量薄弱点。分析了管端堆焊及其施工对焊技术的研究现状、发展趋势和应用案例,结果表明:采用同种合金焊接材料完成焊缝打底、填充和盖面等的连接方式,可以避免封焊、过渡焊等形成的缺陷和应力。该工艺成功应用于海底天然气开发用双金属复合管焊接,是今后双金属复合管管端加工和施工对焊的重要发展趋势和方向。此外,研究了双金属复合管环焊接头强度匹配设计、接头缺陷容限设计等现状与趋势,结果表明:目前尚无统一的焊接接头强度设计和容限设计理论,双金属复合管管道系统在线检测、腐蚀评价、寿命预测以及管道修复等技术是未来的重要研究方向。     

双金属复合管内衬层液固两相流冲蚀机理

砂磨管道是油气田开发中的常见问题,持续不断的碰撞导致材料产生凹坑或者划痕,进而造成管道磨损减薄甚至泄漏等严重问题。管道内部流场多变、砂粒分布不均,导致砂粒冲蚀机理复杂。利用大型液固两相流冲蚀实验环道研究了双金属复合管内衬层316L不锈钢的冲蚀性能,并与数值计算结果进行对比分析,揭示复合管弯管部位的冲蚀机理,结果表明:(1)砂粒对弯管的冲蚀磨损主要包括微切削摩擦、犁割以及冲击变形3种形式;(2)弯管处二次流对于砂粒运动影响显著,二次流使得弯头处砂粒由外拱向内拱运动,造成内拱部分区域的冲蚀;(3)受重力及流场影响,冲蚀最严重部位出现在弯头出口处的底部。     

木材干燥过程热质迁移数学模型研究现状

建立及求解木材干燥过程热质迁移数学模型的主要目的是为了对木材实际干燥过程进行预测和控制,对促进木材干燥技术的发展意义重大。本文主要从水分迁移、能量转移、应力应变与数值求解方法等方面,归纳总结了国内外木材干燥过程中热质迁移模型建立及求解的研究现状,根据木材干燥机理、热质迁移理论及干燥生产实际分析了模型可借鉴应用之处以及存在的问题,提出符合实际干燥情况的多维(2、3D)热质迁移以及考虑木材干缩现象的热质-应力应变耦合数学模型是今后的研究重点。      

大米中多农药残留的串联液质联用检测法研究

液质联用技术(LC-MS)是利用液相色谱与质谱串联的检测方法。本文通过介绍农药残留的各种检测方法、液质联用技术的优点及应用,以大米中的多农药残留为检测对象,建立大米中多农药残留的LC-MS检测方法。本文利用该液质联用方法对水稻种植常用农药如甲基氟膦酸环已酯、甲胺磷、乐果、稻瘟灵等进行了检测,并得出了相应的线性相关系数及回收率。     

合成油气-循环气换热器腐蚀失效分析

针对合成油气-循环气换热器的腐蚀问题,对换热器的腐蚀部位进行目视检查、超声检测和金相观察,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDX)等对腐蚀部位的微观组织和形貌进行分析。结果表明:换热器腐蚀失效的主要原因是合成油气在管子进口端发生了冷凝腐蚀,产生酸性腐蚀环境,造成管子进口处局部腐蚀严重。     

空气泡沫驱用环空保护液研制与应用

针对空气泡沫驱注水井环空高温、高压、氧气浸入、细菌超标等现状,采用缓蚀剂、杀菌剂、pH调节剂和除氧剂复配组成了新的空气泡沫驱环空保护液体系。参考单因素试验结果,对配方中主要功能组分进行正交试验设计,考察了缓蚀剂、pH调节剂、杀菌剂和除氧剂等四组分的配伍性,并根据正交试验结果,优化了4个因素的加量水平。试验结果表明,在高温高压条件下,缓蚀剂CHR-2浓度900mg/L、杀菌剂CD-11浓度为150mg/L、pH调节剂AMP-95浓度为5g/L,除氧剂CHY-2浓度为100mg/L时,环空保护液的平均腐蚀速率可低至0.0514mm/a。     

粮食生产潜力短期预测的“趋势-波动模型”的验证

应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食生产潜力短期预测的"趋势-波动模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果表明:(1)预测误差大小反映短期生产潜力的预测精度,预测误差大的主要原因是经济发达地区高产农田被大量占用和(或)蔬菜、水果种植面积大幅度增加而短期内使粮食单产下降;(2)小趋势修正方法是"趋势-波动模型"中不可缺少的一部分,它能将大趋势预测不能包括的短期如气象因素、科技投入、社会因素等影响纳入预测中,提高预测精度;(3)就我国近些年来的实际情况而言,越是经济发达的地区短期生产潜力的波动越大;同样发达地区短期潜力存在增加-下降-回升阶段;(4)就短期生产潜力预测精度而言:国家级大于省级、省级大于地区级、地区级大于县级;不同省、不同地区、不同县之间预测精度差别比较大,这与境内气候的互补性和农田抗御自然灾害的能力有关。     

油气井井下隔热技术及应用现状研究

深水油气井和注蒸汽热采井井筒热流体含有的大量热量会向周围散失,导致发生井筒结蜡、套管损坏、环空带压等不利现象,必须对井筒进行隔热。详细对比分析了当前国内外现场应用的井筒隔热方式,主要有环空气体隔热、环空伴注 N2隔热、蒸汽腔非凝析气隔热、VIC隔热、VIT隔热以及隔热封隔液隔热等几种方式。研究发现,SAGP对稠油的开发具有广阔的研究和试验前景；VIC隔热能够提高生产时率,对特超稠油的开发具有重要意义,并有望在地热井、深水井隔热方面得到应用；水基隔热封隔液既具有高效隔热效果,又能保护海洋环境,在国内深水油气田中可以试用。最后指出国内油田应该对SAGP、VIC及水基隔热封隔液进行更多现场试验并推广应用。     

基于CFD的液环泵性能预测及试验验证

液环泵是广泛应用于油气储运等工程领域的基础设备。液环泵内的气液两相流动十分复杂,且存在能耗高、效率偏低等问题,目前关于液环泵性能预测的研究十分匮乏。运用多相流欧拉分析方法,模拟计算一种单级双作用液环真空泵内非稳态气液两相流场,得到了工作状态下液环泵内气液两相流速、压力及相分布规律,液环泵吸气量和排气量等性能参数的非稳态特性及叶轮内气流旋涡分布规律。在流场数值模拟的基础上,预测计算了不同转速下的液环泵吸气量、轴功率与吸入压力关系等性能曲线,并进行了试验验证,结果表明:所采用的数值模拟和性能预测方法对液环泵的优化设计和应用具有一定的工程指导作用。     

基于CFD的液环泵性能预测及试验验证北大核心

液环泵是广泛应用于油气储运等工程领域的基础设备。液环泵内的气液两相流动十分复杂,且存在能耗高、效率偏低等问题,目前关于液环泵性能预测的研究十分匮乏。运用多相流欧拉分析方法,模拟计算一种单级双作用液环真空泵内非稳态气液两相流场,得到了工作状态下液环泵内气液两相流速、压力及相分布规律,液环泵吸气量和排气量等性能参数的非稳态特性及叶轮内气流旋涡分布规律。在流场数值模拟的基础上,预测计算了不同转速下的液环泵吸气量、轴功率与吸入压力关系等性能曲线,并进行了试验验证,结果表明:所采用的数值模拟和性能预测方法对液环泵的优化设计和应用具有一定的工程指导作用。     

重庆市旅游业与生态环境耦合协调演变特征研究

为科学探究旅游业与生态环境之间的作用关系,推进旅游业的可持续发展,以重庆市为研究区,通过建立旅游业与生态环境评价指标体系,引入协调耦合模型,测算重庆市2008—2017年旅游业发展与生态环境保护的耦合协调状况。结果表明:(1)2008—2017年重庆市旅游业与生态环境综合发展指数总体呈上升趋势;(2)耦合度在研究期内处于拮抗阶段,且已逐步走向磨合期;(3)生态环境系统是影响耦合协调程度的关键因素,生态环境的综合发展水平与耦合协调度呈正相关。因此,发展生态旅游、开展"多规合一"的旅游规划、进行"三位一体"旅游开发等是重庆市今后旅游业与生态环境可持续发展的重要举措。     

成品油管道阴极保护的选择

按照管道所处的各种条件来考虑不同的阴极保护方法,可以很好地控制腐蚀,延长管道寿命。通过事例说明了阴极保护方案选择的必要性,并应着重考虑以下几点:(1)带覆盖层的钢质管道,在正常条件下,阴极保护准数应选用-0.85 V(相对于CSE);(2)位于杂散电流影响区、与其它管道相连接或硫酸盐强腐蚀区的管道,应考虑另外的阴极保护准数;(3)受覆盖层剥离、杂散电流影响的管道的保护,可借助检测站与管道相连的埋地电阻(E/R)探针进行腐蚀监测;(4)在潮湿的硫酸盐化环境中的管道,阴极保护准数选用100mV的极化电位,可降低钢的腐蚀速率。     

龙岗酸性气田低流速管道流动特征

针对龙岗酸性气田某些集输管道内积液和腐蚀严重的问题,基于气井采出流体的性质及输气管道基本运行参数,采用OLGA软件模拟两条典型的低流速管道及不同流量下的001—6#采气管道,分析两条管道内的流型、持液率以及流体与管壁间的剪切力沿管道的变化规律,研究流量对001—6#采气管道内各流动特征参数的影响规律。结果表明：OLGA软件模拟两条采气管道的压降和温降与实际生产数据一致,其模拟结果可靠;下坡管内持液率小于0．05,流体与管壁间的剪切力小于20Pa,上坡管内持液率为0．3～0．4,液相一管壁最大剪切力为80-270Pa,上坡管段是积液和腐蚀严重的区域;气体流量对龙岗001—6#低流速采气管道的流动特征参数影响很大,进一步减小气体流量会使上坡管内持液率及液体一管壁剪切力急剧增大,从而加剧管内积液和腐蚀;当气体流量增大至97．5×10^4m^3／d时,管内的持液率和管壁剪切力均很低,管内积液和腐蚀问题有所缓解。（表6,图6,参9）