【摘 要】
：
为了探究油气管道内含砂环状流的砂粒侵蚀规律,以90°弯管为研究对象,利用软件STAR CCM+进行数值模拟,选用VOF模型计算油气连续相流场、拉格朗日多相模型计算离散相颗粒的运动、DNV模型计算颗粒对弯管的侵蚀.研究结果表明:流场在弯头区域出现二次流,油膜不再是规则的环状分布,外侧油膜厚度大于内侧,油气两相发生掺混;管道侵蚀与颗粒运动息息相关,受颗粒在壁面处的质量通量、碰撞速度以及碰撞角度等因素影响;颗粒集中碰撞于弯头外侧壁面,发生侵蚀的区域也集中于此,侵蚀形貌呈圆形,最大侵蚀率出现在弯头41.5°外壁顶
论文部分内容阅读
为了探究油气管道内含砂环状流的砂粒侵蚀规律,以90°弯管为研究对象,利用软件STAR CCM+进行数值模拟,选用VOF模型计算油气连续相流场、拉格朗日多相模型计算离散相颗粒的运动、DNV模型计算颗粒对弯管的侵蚀.研究结果表明:流场在弯头区域出现二次流,油膜不再是规则的环状分布,外侧油膜厚度大于内侧,油气两相发生掺混;管道侵蚀与颗粒运动息息相关,受颗粒在壁面处的质量通量、碰撞速度以及碰撞角度等因素影响;颗粒集中碰撞于弯头外侧壁面,发生侵蚀的区域也集中于此,侵蚀形貌呈圆形,最大侵蚀率出现在弯头41.5°外壁顶部,此处的颗粒质量通量较高、碰撞速度大、与碰撞角度相关的函数值接近极大值;管壁油膜能减缓颗粒运动速度,对管道侵蚀起保护作用.研究结果对油气田开发工程的安全运营有一定指导作用.
其他文献
控压钻井技术是解决窄安全密度窗口地层钻井难题的有效方法.为了准确设计控压钻井参数并提高设计方法的合理性,基于井筒水力学与传热学理论,充分考虑井筒温度和回压控制范围的影响,建立了钻井液密度和回压的设计方法,制订了控压钻井设计原则,并对乐东区块一口井进行了控压钻井参数优化设计.研究结果表明:考虑井筒温度的影响后,钻井液密度的设计值更低;考虑回压控制范围的影响后,可获取最优的钻井液密度,有效增大了控压钻井设计井深,简化了套管层次;排量增加会导致井底压力增大,从而使得控压钻井参数设计时钻井液密度的可选范围变窄.研
为研究动、静叶轮轴向间隙对螺旋轴流式多相混输泵水力性能的影响,以多相混输泵单个增压单元为研究对象,选用纯水作为运输介质,基于CFX软件对5个不同轴向间隙系数进行数值模拟,分析了不同轴向间隙系数下多相混输泵外特性、内部流动状态以及湍流耗散率的变化规律.研究结果表明:随着轴向间隙系数的增加,多相混输泵的扬程和效率均先增大、后减小,在轴向间隙系数等于0.13时扬程和效率达到最高;动、静叶轮轴向间隙系数的增加可以改善动叶轮出口以及静叶轮内的流动状况;轴向间隙系数主要影响动叶轮出口以及静叶轮进口处的湍流耗散率,并且
水平井压裂过程中出现的套管变形问题日益成为制约页岩气高效开发的瓶颈,会严重影响压裂开发效果.为此,建立了页岩气水平井压裂过程中裂缝扩展诱导应力模型,计算了不同段簇间距下多级裂缝扩展对近井筒地应力的影响规律.计算结果表明:多级压裂过程中段内裂缝逐级扩展使得地应力产生累积效应,使得后续压裂段近井筒地应力发生变化;裂缝间距越大,整个压裂段对附近地应力影响范围越大;减小簇间距使套管承受更均布的载荷,从而缓解套管变形的发生;现场应用段内多簇压裂工艺效果良好,在保证压裂效果的前提下未出现套管变形.研究结果对于解决页岩
钻柱在井筒中旋转时会发生涡动,与套管内壁发生碰撞和摩擦,导致套管磨损,降低井筒安全性.为此,考虑钻杆接头-套管、磨鞋-套管的接触非线性,使用ANSYS软件建立了钻柱动力学有限元模型,采用增强拉格朗日法进行接触求解,模拟钻柱在直井井筒中转动时的涡动,得到了钻柱的涡动轨迹和碰撞特性,探究了钻柱的涡动特性及钻柱涡动对套管造成的冲击和滚动磨损,在此基础上计算分析碰撞时的磨损体积,揭示了钻柱转速对套管磨损的影响规律.研究结果表明:涡动造成的钻杆接头、磨鞋与套管的接触有点-面与线-面两种形式,且以点-面接触为主;磨鞋
预置电缆式智能分注技术需在油管外置电缆,并用保护卡束缚.该技术存在施工成本高、作业复杂、效率低且无法实现带压作业等问题,为此,应用了井下电缆管内对接技术,研发了井下电缆对接器.该对接技术将电缆油管外置直连工具的连接方式转为电缆在油管内输送,对接器在井下完成对接,为井下工具供电及通信的模式,在节约护卡成本的同时,工具段以上管柱无需带缆施工,作业工序简单.介绍了井下电缆管内对接技术的特点和关键工具.室内模拟试验和模拟井对接试验中,井下电缆对接器耐温达到150℃,承压80 MPa,对接绝缘性良好,在实际应用中能
在石油和天然气的运输过程中,为了能够快速解决管道的泄漏问题并在管道不停输的情况下进行管道封堵,设计了一种可快速封堵和导流的轮式机器人,并对机器人工作中的流体域进行了流场分析.分析结果表明:管道机器人内流场的特性受封堵装置的导通管结构和形状变化的影响非常大,随着流体速度的增加,流体流经封堵装置中间导通管时,由于管道横截面积的突变会在导通管的前部、中部及尾部形成高、中、低压区域,并且产生涡流,影响流体的稳定流动,进而影响机器人在管内的作业;选择导通管的入口形状为圆角,圆角半径为35 mm,导通管直径为85 m
目前大庆油田有1.2万口抽油机井执行间抽制度,井下供液不足,采用常规游梁式抽油机举升严重影响油田的经济高效和节能降耗开发.鉴于此,结合现场采油工艺要求,研制了滚珠丝杠抽油机,并对关键技术进行了研究,完成样机的设计制造及整机室内和现场试验.该型抽油机能发挥滚珠丝杠结构紧凑、系统效率高和运行平稳等优势,无须预制基础,直接坐落在井口法兰.现场应用结果表明:与常规游梁式抽油机相比,该抽油机泵效提高了8.87百分点,系统效率提高了3.23百分点,取得了良好的初期应用效果.研制的滚珠丝杠抽油机适用于抽汲参数小的低产油
在固定床渣油加氢转化过程中,原料中的铁会沉积至催化剂颗粒表面和颗粒之间,对加氢转化过程产生直接影响.采用高压釜反应器,借助扫描电镜、热重-质谱、碳氢元素分析、拉曼光谱、红外光谱、X射线光电子能谱等多种分析技术,在工业装置运转末期的温度条件下,考察了两种形态的Fe(FeS和环烷酸铁)对渣油加氢过程中结焦行为的影响,重点考察了Fe对焦炭组成、类型和微观结构的影响.结果表明,FeS和环烷酸铁均会造成渣油加氢反应过程中结焦,前者会导致焦炭缩合程度提高,后者会促进焦炭缩合程度降低,这主要归因于环烷酸铁需先通过脱铁生
在我国正式提出“碳达峰、碳中和”宏伟目标的背景下,结合炼化企业的发展现状,针对原油炼化前、中、后端的潜在问题,介绍了炼化企业可以着力发展的方向和应用的技术,包括生物质油与化石原油共炼技术、低温热利用技术以及碳捕集技术,并对其应用前景进行了分析.指出炼化企业既需要保持稳定、可持续发展的战略定力,保障国家能源安全,也需要着眼于行业未来发展的潜力,引领创新,完成关键技术攻关和关键材料产业化布局.
合成了3种吗啉衍生物缓蚀剂MLPP,MLMBT,MLMB,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(N MR)表征其结构;采用全浸试验,在含有环烷酸、脂肪酸、芳香酸和混合酸模拟油中评价了3种自制缓蚀剂和1种商用缓蚀剂对碳钢腐蚀的抑制效果.结果表明,在190℃、缓蚀剂质量分数1％条件下,ML MBT和ML MB在含有各种石油酸的模拟油中对碳钢腐蚀的抑制性能优异,其中ML MBT能有效抑制脂肪酸对环烷酸腐蚀的增效作用.通过分子动力学模拟分析了3种自制缓蚀剂分子与铁的相互作用,并由分子动力学计算出缓蚀