地下水封洞库立管的振动特性

针对地下水封洞库出油立管振动问题进行分析,对不同支撑方式对立管振动特性的影响规律进行研究。结果表明:1大落差出油立管结构刚度过低、管内流体带动下电潜泵叶轮旋转所对应的扰动频率与立管低阶固有频率重合而引发共振,是导致停泵过程中立管剧烈振动的主要原因;2随着固定支撑数目的增加,立管刚度及各阶固有频率也将增加;3合理设计竖井内固定支架的数量和位置,使立管各低阶固有频率避开正常出油和停泵过程中的电潜泵扰动频率,可以对出油立管振动起到抑制作用。     

液化天然气低温波纹柔性管的流动特性

为了保证大量液化天然气能够在低温波纹柔性管道中快速、持续、有效输送,对管内流体的流动特性规律进行分析。针对波纹柔性管道内部流体的流动特征,给出了当量摩阻理论分析方法。基于液化天然气流体性能参数建立了考虑螺旋特征的管道内部流体数值模型,并采用Fluent软件仿真模拟了不同波纹形状管道的流动规律,对不同结构参数的C形波纹管流的流动特性及敏感性进行对比分析。研究表明:螺旋结构能够有效提高通流性能,在实际工程中不同波纹形状的低温波纹柔性管道传输性能差别很大。研究结果对于海洋LNG传输低温波纹柔性管道的结构设计具有重要的参考意义。     

海底气液混输管道瞬态清管数值模拟

海底气液混输管道由于入口液相流量较高,且存在下倾管-立管的特殊结构,导致清管器在管内运行时,清管器运行参数及管内流体的流动参数均出现较大幅度的波动。针对海底气液混输管道的清管过程,以Minami清管模型为基础,将管道重新划分为上游两相流区、清管器区、液塞区及下游两相流区,并对4个区域分别建立对应的瞬态流动模型,通过耦合各区域的瞬态流动模型,实现对海底气液混输管道清管过程中相关参数的模拟计算。最后,以渤海某实际海底气液混输管道为研究对象,模拟分析了清管过程中清管器运行参数、管内流体流动参数的变化规律,验证了模型的准确性。研究结果有助于提高管道的清管效率,为制定合理的清管方案、高效安全地进行现场清管作业提供指导。     

一种环管循环流动观测装置

介绍了一种流体管道流动观测装置，该装置利用场作用力以非接触方式驱动流体在环形管内循环流动，在整个观测过程中流体始终离不开测试管道，所以不改变流体的管道流动历史，实现了在有限长度的试验管人任意长时间，长距离地模拟及观测实际输油管道的流动，从而满足有记忆流体管流实验的需要，尤其是对于象含蜡原油这样的非牛顿流体的管道流动实验，本装置提供了一种新的试验测量手段，装置测粘范围为４０～６０００ｍＰａ．ｓ，试验     

海洋立管气液两相流动模拟研究进展

随着海洋石油工业的发展,从20世纪70年代的浅海立管到21世纪的深海立管,海洋管道发展了多种新的形式,如悬链线立管、S形立管等。对于各种混输立管系统,严重段塞流等不稳定流动会造成设备损坏,严重影响安全生产。因此,实现立管流动的准确模拟,通过合理设计和科学运行控制、消除严重段塞流,具有重要意义。综述了国内外海洋混输立管流动模拟的研究成果,包括L形立管和柔性立管的实验研究、模型模拟及软件模拟的主要进展。指出了当前研究中存在的问题及未来的研究方向,可为进一步开展立管流动模拟研究提供参考。     

深水油气管道再启动过程模拟计算

为了研究深水油气管道再启动过程的多相流动和传热规律,结合传热学和多相流理论,建立了深水管道再启动过程数学模型,给出了模型的定解条件和求解方法;利用该模型,仿真模拟了深水管道再启动过程中温度和压力等参数的变化规律;在此基础上对水合物的生成情况进行预测并分析参数敏感性。研究表明：启动流量、绝热层的导热系数和厚度可以明显改变管内流体的温度分布,且启动流量越大、绝热层导热系数越小、厚度越大、管内流体温度越高,生成水合物的风险越小。研究结论可为深水油气管道再启动的安全进行提供理论指导。     

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）     

π形输流管道受力特性及结构优化

通过理论分析和ANSYS数值模拟对管内流体作用下π形管道的受力特性进行了研究,并从降低流体载荷出发对其进行了结构优化。研究表明:1π形管道结构所受内部流体合力一般较小而可以忽略,但流体合力矩却往往很大,是导致管道出现大变形的直接原因;2对于确定的管径、进口压力和流量,π形管道所受流体合力矩仅与两竖直管段的长度差有关,两竖直管段长度不一致是导致该类管道流体合力矩不为零的根本原因;3将π形管道设计成对称结构可以将其所受流体力矩降到最低,避免流体力过大导致的大变形问题。     

立管顶部节流法控制海管清管段塞的适应性

将新油气区块通过新建海底管道回接至已建处理设施,采用立管顶部节流法控制新建海底管道清管段塞存在很多限制因素,研究海管立管顶部节流法对提高已有设施的适应性尤为重要。通过OLGA软件动态模拟海管清管作业,对比了顶部节流对清管参数的影响,分析了节流阀开度、清管气体流量对清管段塞缓冲体积的影响规律。结果表明:节流阀开度越小,管道系统憋压越严重,节流阀前后压差及出口立管底部压力越大,清管段塞缓冲体积越小;清管段塞缓冲体积随节流阀等效开度的减小并非线性减小,节流阀需要达到某等效开度及以下才能达到较好效果;延长阀门动作时间可以减缓节流阀开启时造成的海管气塞;清管气体流量越小,清管段塞缓冲体积、节流阀前后压差及出口立管底部压力越小。研究结果为海洋油气混输管道的安全输送、清管作业的顺利完成提供了技术支持。     

海洋L形立管系统不稳定流简化计算模型

根据严重段塞流4个阶段的特点,针对L形立管系统不稳定流建立了一维准平衡态简化计算模型,其忽略摩阻和加速度的影响,立管中气相穿透过程应用漂移流模型。气相穿透、气液喷发阶段采用特征线方法求解,并引入气相密度偏移修正过程,能够对典型严重段塞流和液塞长度小于立管高度的过渡严重段塞流进行模拟。将模型计算结果与实验室结果以及其他文献的实验数据进行对比,结果表明模型能够对L形立管系统中的两相不稳定流动进行较准确的模拟。（图2,表3,参16）。     

气液两相流管道流固耦合问题

气液两相流的不稳定流动和管道变形之间的相互作用,极大地改变了流体管道系统的特性,促进了气液两相流管道流固耦合的研究进程。概述了国内外单相输流管道流固耦合研究现状,重点阐述了海洋立管气液两相混输中严重段塞流的流动规律及其流固耦合问题的研究情况,评述了输流管道流固耦合的常用数值计算方法。分析了当前气液两相瞬变流流固耦合研究中存在的问题,展望了其发展前景。     

高粘牛顿流体输送的表观滑移流动研究

在高粘度流体输送过程中,用低粘度的流体局部置换高粘度的流体,可以降低附壁边界层的粘性从而实现管道内流体流动减阻。对管道内两种粘度流体环状流动进行了理论和计算研究,推导了滑移层厚度及流体粘度与流动流量、减阻、滑移速度等的关系式,结果表明,随着滑移层变厚,其流速的增量会减小;当滑移层较薄时,流量增否取决于两层流体粘度之比;只有控制滑移层厚度不超过一定范围输送效率才会最大;滑移速度与压差成线性关系。     

污泥在排污直管内的流动阻力特性研究

【目的】考察污泥在排污直管内的流动特性、管道压降及其阻力特性,为排污管道的设计提供参考。【方法】理论分析了直管内污泥流量的计算公式及管道输送沿程阻力系数,并在小型污泥流动试验系统上进行验证,同时利用污泥管道输送试验,就污泥流量、污泥含水率、排污管管径对排污直管内污泥流动阻力特性的影响进行了研究。【结果】在相同管径下,随着污泥流量的增加,管道压降逐渐增大,当流量平均增大到4~5m3/h时,剪切应力破坏了污泥原有的结构,使其黏度降低,阻力系数逐渐趋于稳定;不同排污直管管径形成的流动阻力不同,当排污管直径从20mm增大到32mm时,管道压降从50 000~60 000Pa/m降到10 000Pa/m左右,降幅明显;污泥含水率越低,污泥在排污管中的停滞时间越长,污泥黏性就越高。【结论】污泥流量和管道输送沿程阻力系数计算值与试验值比较吻合,污泥的管道输送受排污管管径、污泥流量、含水率及停滞时间等因素的影响。     

油气管道试压水排放试验系统

介绍了自主新建油气管道现场试压排水工艺的原理,设计和建造了国内首套油气管道试压水排放试验系统。该系统可用于模拟新建油气管道水试压后的排水过程,能够选用不同缓冲罐储气压力、流量、试压水含气量、排水管口径进行试验,从而为研究试压排水过程中相关参数对排水压力的影响提供了试验手段。为了确保试验的准确性,对整个试验系统包括试验管道和相关设备进行调试,然后再进行试压排水试验。该试验系统的观测段采用高速摄像记录管内流体的流动状态及清管器的运动情况。试验结果表明:在进行注气推球排水的两相清管试验时,管道末端会出现压力脉冲现象。     

浅海埋地双层管道过渡段长度的计算

过渡段是浅海采油平台立管系统的一个部分，由于管道温差和内压引起膨胀会使立管过渡段的端部产生位移，对整人立管系统产生影响。如果过渡段端部位移过大，过渡段将一平台接触，对整个立管系统和采油平台造成危害，因此，对立管系统进行分析必考虑过渡段对立管系统的影响，而考虑过渡段的影响，必须首先确定过渡段的长度。考虑到目前浅海海底管道大多采用双层结构，提出用整体等效法计算又怪管结构过渡段的长度，并根据这种方法推导     

中亚与国内天然气管道站场设计差异分析

为了进一步提升中亚和国内天然气管道站场设计水平,从设计规范和通用做法着手,基于中亚与国内天然气管道站场3个比较具有代表性的设计案例,对压气站进出站ESD阀门、越站管道和清管设施的设置,压气站放空立管的设置以及清管站(区)清管污物收集系统进行了设计差异分析,并指出了各自的优势和不足。结果表明:中亚压气站进出站ESD阀门、越站管道和清管设施的布置相对国内安全性更高,进出站ESD阀门的设置位置较国内合理,但不便于统一管理;国内放空立管的高度和结构设计优于中亚压气站放空立管设计;中亚清管污物收集系统相对国内具有更强的纳污能力,操作更灵活,但清管污物收集程序比较复杂,操作风险高。     

改善油气管道输送性能的相关技术

依据流体在管道内的流动规律,论述了油气管道的减阻增输机理。针对油气管输存在流动摩阻大、输送量适应范围小等问题,考察并探讨了改善输油管道输送性能的相关技术。通过减小管输流体的动力粘度、降低湍流的附加应力,可以显著减小管输摩阻,降低管输能耗,提高管道运行的弹性和效率,保障管道安全经济运行的同时获得减阻增输效果。针对石油管道系统,分析了各种减阻增输技术的应用效果和适用条件,提出了一些具有应用前景的新方法。     

突变管段油水两相流的流动模拟

利用FLUENT软件模拟了油水两相流在突变管段中的流动,结果表明,在管径突变段管内流体的压力、速度有明显变化,且变化程度受到流体中油相含量的影响。通过模拟得到了油水两相流处于不同油相含量时在突扩管和突缩管中的流动规律,可为油水两相流输送管道的生产运行提供必要的参考。     

混输管道与多相泵的组合特性

多相泵与混输管道有其各自的性能曲线，针对使用MPC208－76型双螺杆2多杆泵在10km的管道上对油气混合流体进行了增压输送的情况，研究并分析了不同管径，不同含气率以及不同流体粘度条件下，混输管道性能曲线与多相泵性能的组合特性，研究结果表明，管径，含气度率及流体粘度对管泵系统的流量影响不大，而对压力降则有显著影响。     

气液混输管道组分跟踪及相变量预测

气液混输过程中存在相间能量消耗、相间传质等现象,从而影响管内介质的流动状态和管道运行参数,气液相的组成也会不断变化。利用LedaFlow软件对某实际气液混输管道进行稳态模拟,对比分析物性表模型和组分跟踪模型得到的管道沿线参数模拟结果以验证组分跟踪法的可靠性,进而开展管道瞬态模拟,分析流体组成的变化规律并预测气液两相相变量。结果表明：该管道内流体沿程液化,气相摩尔流量下降,其瞬态流动过程为一个气相不断液化的过程;在稳态模拟中采用LedaFlow相平衡计算方式,即按照各相的流量占比与静止状态下的气液相分布相同的原则,可更为准确地确定流动过程中的相变量。研究成果可为气液混输管道中相变规律预测提供理论基础,提升气液混输管道流动安全评价的准确性。（图11,表2,参23）