含蜡原油屈服过程及其受空隙影响的实验研究

含蜡原油屈服值是用于计算停输管线再启动压力的重要流变参数。作者建立了一套小型微机数据采集的模拟装置用于测定含蜡原油在给定温度条件下的屈服值，通过模拟热输管线实际工况，针对两种典型胶凝原油，分析了胶凝在管线中原油的屈服机理，首次提出了油中空隙对胶凝强度的影响关系。为长输原油管道的间歇输送工艺及停输再启动技术提供了理论依据。     

含蜡原油屈服过程及其受空隙影响的实验研究

含蜡原油屈服值是用于计算停输管线再启动压力的重要流变参数，作用建立了一套小型微机数据采集的模拟装置用于测定含蜡原油在给定温度条件下的屈服值，通过模拟热输管线实际工况，针对两种典型胶凝原油，分析了胶头版在管线中原油的屈服机理，首次提出了油中空隙对胶凝强度的影响关系，为长输原油管道的间歇输送工艺及停输再启动技术提供了理论依据。     

高凝原油的粘弹液环输送

在高粘高凝原油的管道输送中,液环法是一种很有前途的输送方法.它能大幅度地降低原油的流动阻力,其摩阻损失与输送同样流量的水差不多,甚至有可能实现用管道输送接近凝固点的原油.液环输送高粘高凝原油,虽然可以获得显著的减阻效果,但在水平输送过程中,由于水和 ...     

掺氢天然气长距离管道输送安全关键技术与进展

利用天然气管输系统混输氢气,能实现氢气大规模、低成本、长距离输送,但掺氢混输带来更严峻的安全、技术挑战。本文围绕输送工艺及关键设备、管材相容性与寿命预测、泄漏监测检与风险评估、标准体系建设几项关键技术,探讨掺氢天然气长距离管道输送的安全问题。建议统筹规划输送网络,改进关键管输工艺与设备,建立输运协同应急与智慧决策大数据平台,制定掺氢天然气管道输送规范标准,逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范。     

垂直提升管道输送过程流固耦合分析

以垂直提升管道的下管道支撑点为研究对象,用有限元方法对固液两相流输送过程中的流固耦合作用进行应力与位移计算。建立了管道和流体有限元模型,利用ADINA-FSI流固耦合模块进行求解;针对不同启动时间、不同约束条件、不同输送浓度、不同输送速度工况下管道铰接点的应力和位移进行分析。结果表明:随着两相流输送浓度和速度的增加,管道应力和位移也相应地增加;启动时间越短,管道应力和位移也越大;柔性连接时管道铰接点应力和位移远大于固接时的应力和位移。     

水锤作用下管路系统支撑处位移与输送速度的关系

以深海采矿扬矿垂直输送硬管在水力输送过程中的管道为研究对象,分析了管道系统在水锤冲击下考虑泊松耦合时流体和结构的瞬态响应;建立了管道系统在瞬变流情况下的流固耦合模型,获得了弱约束条件下支撑处管道位移随输送速度的变化关系。结果表明:随着输送速度的提高,当管道输送系统发生水击现象时,压力发生剧烈变化,导致管道支撑点处X、Y、Z三个方向的位移均大幅增加;X、Y方向位移呈现对称性,由于Z方向与轴向一致,水击发生时其位移变化较小;随着时间的延续,Z方向位移变化愈发明显;当采用较高输送速度输送矿石浆体时,管道与两相流浆体相耦合的振幅较大。以上结果可为管道设计中的支撑结构设计提供参考。     

海底集矿机和移动输送站最小安全距离研究

海洋矿产资源的开发正由浅海向深海发展，水下输送管道作为深海采矿系统中的必备构件，其作业安全尤为重要．本文以6 000 m深海采矿工程为背景，研究了海底集矿机、海底移动输送站及连接两者的矿料输送管道的运动协调关系．首先，用悬链线理论得到输送管道的初始构形，基于有限元方法，构建了集矿机-输送管道-移动输送站系统三维动态响应模型，进而讨论了集矿机和移动输送站运动过程中，输送管道形态和应力的变化．结果表明，集矿机与移动输送站靠近时，输送管道的最大应力增长速度变快，威胁采矿系统的作业安全．基于此，提出了集矿机与移动输送站最小安全距离的概念，分析并给出了管道壁厚和材料屈服应力对最小安全距离的影响规律．     

管内固-液两相流动阻力特性影响因素的敏感性分析

在浆体管道的工程设计中，管道阻力损失是一项关键参数。在大量实验的基础上，本文根据取得的有关实验成果，对影响管内固-液两相流动阻力的4个最主要因素-管径D、颗粒比重S、浆体浓度Cv和倾角θ进行了深入探讨，并采用多因素分析法比较了它们对于固体物料管道水力输送阻力输送阻力损失的影响程度大小关系，从而为在工程设计降低管道输送阻力提供了主要调整手段。     

O_2-C_2H_2在管道内爆炸时安全壁厚的确定

设计输送可燃气体的管道,通常都要考虑在发生气体爆炸事故时管道的耐爆强度。特别象输送乙炔的管道常常会因氧乙炔气回火而引起纯乙炔的分解爆炸。因此确定乙炔管道的安全壁厚就成为一个重要的问题。 由于管道在静水压作用下与在冲击载荷作用下的破坏情况是不同的,加上研究耐爆强度时还要计人高应变率对材料应力应变关系的影响,因而给确定耐爆安全壁厚带来了     

对原油含蜡量高的油田注冷水影响的研究

目前愈来愈多的油田都在采用注水开发方法。注入水的温度一般都比原始油层温度低得多。向油层注入大量冷水,必定引起油层在一定范围内冷却。 对于原油含蜡量高、析蜡温度高、凝固点高的油田来说,在油层冷却范围内,会发生石     

天然气随动掺氢技术研究进展

氢气是一种零排放的二次能源,是实现“双碳”目标的重要能源之一。采用在役天然气管道或管网输送掺氢天然气,是实现氢气大规模输送的有效方式。精确控制进入输送系统的掺氢比例对系统安全运行具有重要意义。本文介绍了电气式和机械式随动掺氢系统的结构与原理;分析了红外吸收型、热传导型、半导体型浓度传感器和相应的综合测量系统在掺氢比动态调整中的应用;重点评述了目前3个重要在役天然气掺氢示范项目中随动掺氢系统的组成和运行结果;基于工程实践经验展望了天然气掺氢技术的发展趋势。     

玄武岩纤维缠绕成型管道的损伤及承载能力研究

玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced composite, BFRP)具有耐腐蚀性强、比强度高、环保等优点,正确评价BFRP管道性能的可靠性和承载能力是将其应用于高附加值的油气输送领域的基础。对于玄武岩纤维(basalt fiber, BF)缠绕成型的复合材料管道,首先在细观尺度上获得浸胶纤维束的强度。然后,沿着管道的轴向和环向分别截取试件,测量了两种试件的拉伸强度;基于试验结果和有限元模拟,研究了管壁结构层在拉伸、压缩以及剪切载荷作用下的损伤演化,得到结构层的宏观本构模型。最后,建立了BF缠绕成型管道的有限元模型,研究纤维性能离散对管道承载能力的影响。结果表明,纤维有效含量对管道承载能力的影响很大,从纤维生产和管道成型工艺等方面降低纤维增强作用的离散性对于准确预测管道的承载可靠性,推动BF复合材料在油气管道领域的应用至关重要。     

氢环境下压力容器及管道材料相容性研究进展

氢能作为一种理想的清洁能源受到世界各国重视。压力容器和管道是氢能产业大规模、长距离、安全高效输送的重要途径。但长期使用过程中金属容易发生氢脆并导致失效,对氢能应用带来了极大挑战。本文针对氢环境下压力容器及管道材料相容性进行论述,首先阐述了典型氢脆机理及氢进入材料内部的渗透机理,随后总结分析了压力容器和高钢级管线钢氢脆特征。针对氢致失效难题提出如下措施：（1）改善热处理及加工工艺,避免钢中出现对氢敏感的组织,同时严格控制钢中夹杂物含量及尺寸;（2）改善焊接工艺,减弱热影响区氢致开裂敏感性;（3）钢中引入有效氢陷阱提高其抗氢脆性能。该结论将为未来压力容器及管道使用安全性研究打下基础。     

液态金属沿斜坡槽的磁流体力学分析

本文在简化模型下分析了在行波磁场驱动下液态金属沿斜坡输送的磁流体力学规律。这是一个带自由面的流动,因而和封闭管道内的电磁输送有本质不同。液体金属爬坡式的电磁输送由于在一定条件下能显著提高劳动生产率和减轻恶劣环境下的劳动强度,已在某些铸造业中得到应用。     

不同约束条件对深海采矿输送管道动力学的影响

针对深海采矿系统长距离垂直输送管道顶端不同约束条件对复杂流固耦合振动特性的影响,采用基于双向流固耦合的模态分析方法,重点研究了铰接约束和弹性约束对管道固有频率及振型的影响;结合模态分析结果以及管道外壁所受应力和变形情况,对弹性约束管道进行谐响应分析,并根据分析结果对结构进行了优化设计。研究表明：对比两种约束条件模态分析结果,弹性约束管道固有频率最大、振幅最小,且振型最为简单,实际工程中管道顶端选用弹性约束最合适;当激励频率处于第7阶固有频率附近时,管道的振动响应最为激烈;通过增焊强环圈的方法对输送管道进行优化,对比优化前后模态分析结果,证明了优化的可行性。     

基于流体质点追踪的山区泄漏原油扩散规律研究

中缅油气管道是第一条长距离跨山区输油管道,途经我国地形地貌复杂、地质灾害频发的西南山区。严峻的自然地理环境使得原油管道的运行风险极大。输油管道破裂后,泄漏的油品将导致土壤变质和大面积水体污染等环境污染问题,快速预测原油的泄漏影响范围对于泄漏抢险工作具有重要意义。本文基于数字高程模型构建真实山体地形,通过流体质点追踪法描绘泄漏路径与扩散范围,提出了一种快速泄漏预测方法。使用该方法对山地管道泄漏的各种工况进行计算,研究了各种地形下泄漏路径、范围的不同特征,得到了各种影响因素对泄漏的作用。可为山地区域输油管道泄漏的抢险工作提供有效的参考。     

长距离管道纯氢与天然气掺氢输送技术专题序

<正>氢能利用涉及到制氢、储氢、输氢、用氢等全产业链。作为我国绿氢主要产地的风光大基地集中于“三北”地区,而氢气消费大户却主要分布在东部特别是沿海地区,绿氢生产和消费空间错配,客观上要求大规模储运调配以有效衔接供需。然而,当前氢能储运成本约占到“制储输用”全产业链总成本的30%～40%,已成为制约其发展的核心问题。氢能储运模式中,长距离管道纯氢与天然气掺氢输送是实现氢能大规模、网络化输送最有潜力的技术,尤其是利用已有天然气管网进行少量改造实现天然气掺氢输送,更能节约大量基础设施建设费用。     

核电站中管道甩动问题的分析计算方法

一、引言 在设计核电站时,必须考虑到输送高压、高温和高速流体的管道,万一发生破裂可能造成的后果和必须采取的防护措施。这种管道一旦发生破裂,泄漏的高能量流体将对管道施加很大的横向力,使管道产生高速运动,即管道甩动(pipe whip)。这种高速运动的管道可能会对周围结构造成严重破坏,因而引起世界上各主要发展核电站国家的重视,并开展了大量的研究工作。     

煤粉挤压流型输送特性

具有高固气比、低流速的挤压流型气固两相输送技术已在高技术领域的工程中得到应用.本文从实验和理论两方面研究了煤粉挤压流型的输送特性.试验的范围是:输送的固气比 m=280-770,空隙率8=0.37-0.58,单位面积管道煤粉输送流量 G_s/A=96-453g/s·cm~2.理论上用剪切应力模型进行分析,得到单位管长的压力降计算式.理论预测与实验结果是一致的.     

低温数字图像相关方法中的制斑技术及其相关应用

数字图像相关技术(Digital Image Correlation, DIC)是一种基于散斑载体的全场变形测量技术。散斑载体的制备是实现变形测量的关键,目前已有喷涂、刻蚀、转印等一系列制斑方法。低温实验测试表明,常温制斑工艺在低温下会出现脆化效应,导致载体承受大变形时易开裂和脱落,使得变形测量产生较大误差,此外测量结果也受到结霜和气流扰动等问题影响,因此迫切需要开发低温散斑制备工艺。结合相关需求,本文发展了刻蚀喷涂法和基于聚四氟乙烯(PTFE)衬底的喷涂法2种低温制斑工艺,由此制得的散斑在低温条件下具有良好的稳定性,低温验证实验中,试件直至断裂前均未发生衬底开裂和散斑脱落;使用13X分子筛干燥方法解决了低温测量中的结霜问题,减少了结霜引起的图像噪声。将开发的低温制斑工艺成功应用于焊接件的低温力学性能测试和断裂力学参数反演,常温和-180℃的拉伸实验测试结果表明,低温下材料的弹性模量呈递增趋势,应力强度因子(Stress-intensification Factor, SIF)呈递减趋势。