摘要：叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件,因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性分离、液滴撞击以及液膜破裂导致的二次夹带问题等分离机理研究进展,从机理层面分析了二次夹带现象的成因并提出了抑制思路。归纳了叶片式气液分离元件的主要结构特征,分析了曲级数、弯折角度、间距以及疏水钩等结构参数对分离性能的具体影响。通过对比现有不同叶片结构的优缺点与适用场合,提出了增加拦截面积及开辟排液通道的叶片结构设计优化方向。分析了波形板叶片式分离元件及静态起旋转元件的应用现状,为叶片式气液分离技术应用选择及优化提供了参考。归纳了气流速度、压力以及入口湿度等操作工况对波形板叶片式分离元件性能的内在影响规律。最后,结合分离机理、结构研究与性能影响规律对波形板叶片式分离元件的结构设计与性能优化方向进行了总结与展望。

摘要：金属缠绕垫片广泛应用于管道法兰静密封,其结构对力学性能和密封性能具有重要的影响作用。在常用金属缠绕垫片“V”形简化模型的基础上,提出改进的R(R_(1),R_(2))截面参数简化模型,可以更好地符合工艺要求;将柔性石墨密封带的接触压力、等效应力和压缩回弹作为关键性能指标,构建基本的柔性石墨金属缠绕垫片几何结构优化的目标函数及约束条件方程,利用ANSYS软件对改进模型进行仿真模拟分析,探究不同垫片结构参数对关键性能指标的影响,应用响应面法确定多约束条件下金属缠绕垫片的最优结构。

摘要：为解决天然气站场室内定位中因非视距(NLOS)现象导致人员和设备定位精度低的问题,设计了一种基于超宽带(UWB)与***的天然气站场室内人员与设备三维定位系统。通过B/S三层架构,以Django框架和VUE框架为基础,利用Python、HTML5、CSS3和***,实现定位信息在网页客户端的三维可视化。通过对UWB技术的研究,为保证定位精度,基于到达时间差(TDOA)测量值,采用卡尔曼滤波算法对其进行NLOS滤波,并结合Chan算法融合多基站数据,最终得到目标点的计算位置。通过搭建实验环境,对三维定位系统进行定位标签静态和动态定位实验。实验结果表明,对于NLOS现象严重的复杂室内环境,该系统定位精度高、运行平稳,能为天然气站场室内定位提供一种切实可行的技术。

摘要：压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建立串联管道机器人多体动力学模型和Adams与Matlab/Simulink双向流固耦合联合仿真求解模型,研究受管内环焊缝激励时不同舱体节数下多节串联式管道机器人的动力学响应情况、振动叠加情况和动力演化规律;建立管道内检测机器人振动综合评价指标,结合仿真数据和神经网络算法建立管道内检测机器人的结构优化模型并采用遗传算法进行参数寻优。研究结果表明:多节舱体压差式管道机器人受管内环焊缝激励时,每节舱体的轴向振动趋势类似,轴向加速度极值变化不大,且每节舱体过环焊缝时存在振动传递情况。优化后的管道机器人结构参数将轴向、垂向、俯仰加速度极值分别降低74.7%,38.1%,37.27%。

摘要：为降低并联水力旋流器组压降,设计了一种并联水力旋流器公共液斗。实验测量了常规并联旋流器组和带液斗的并联旋流器组的压降,并利用Fluent软件分析了并联分离器的流场。结果表明,带液斗的并联旋流器组的压降均低于常规组,平均减少了1.9%,当入口流速增大至5.0 m/s后,压降减小幅度最大达3.36%。带液斗的并联旋流器组的分离效率均高于常规组,平均增加了0.94个百分点,当入口流速增大至5.0 m/s后,分离效率增加幅度最大达1.34个百分点。与常规并联相比,带液斗的并联旋流器组内空气柱消失,导致湍动能耗散减小且切向速度变化更为平缓。液斗内并行涡流会受到其他旋涡约束,旋涡系中心比单个旋涡中心摆动幅度要小,稳定性更强。公共液斗能够有效降低并联旋流器分离压降,本工作可为并联水力旋流器的设计和应用提供指导。

摘要：随着海上油气田探索及开发水域不断加深,通常会遇到有坡度的海床,这对缓波型立管的安装转移提出了更高的要求。基于虚功原理和最小势能原理,建立了缓波型立管的力学分析模型。基于该模型在非平坦海床条件下对缓波型立管转移过程做参数分析,研究海床坡度角、安装船张力、浮筒段长度、船与平台的水平间距等参数对缓波型立管转移过程的影响。研究发现:随着海床坡度角的增大,立管转移过程中的拱弯弯曲程度加剧,上拱点、下垂点均上移,悬挂点张力及最大剪力均减小;在非平坦海床下,随着影响参数的改变,立管上拱点、下垂点和悬挂点张力变化的拐点和趋势不同。该结论为在非平坦海床海洋环境下缓波型立管的设计与应用提供一定的参考。

摘要：天然气中的微量气态水在天然气开采、集输过程中可能与气体小分子形成水合物,造成管路堵塞,因此需要对天然气进行脱水处理。为了合理设计天然气最大容许水含量参数,准确测量和计算天然气-水合物相平衡时的气相水含量具有重要意义。在压力为3.44~6.00 MPa、温度为270.00~274.00 K的条件下,通过实验测量和模型预测研究了甲烷-水合物相平衡时的气相水含量。结果表明,相比于压力露点,常压露点和气相水含量体积比随温度和压力的变化都具有规律性,气相水含量随温度的降低和压力的升高而减小。在实验的基础上,基于热力学相平衡理论建立了甲烷-水合物相平衡时的气相水含量热力学模型,气相水含量体积比的模型预测值与实验值的平均相对偏差为2.33%。该实验方法实现了甲烷-水合物相平衡体系气相水含量的原位测量,建立的热力学模型相比于通过查图获得的甲烷-液态水相平衡时的饱和水含量再外推至水合物区的方法更快速和准确。

摘要：铺设于海床中的海底管道常因洋流冲刷、船舶锚拽等自然或人为因素而处于悬空状态,易造成管道变形、腐蚀、损伤和开裂泄漏等问题,严重影响管线安全。针对DN200海底管道的悬空内检测,设计了一种内检测机器人并对其进行了动力学分析。同时,联合ANSYS与ADAMS软件建立了柔性管道-土耦合模型,开展了悬空管道内检测仿真分析。采用快速傅里叶变换和短时傅里叶变换方法对内检测机器人在复杂激励耦合条件下的振动响应信号进行处理,通过分析机器人的振动加速度实现了对悬空管段的有效识别。研究结果为油气管道悬空内检测提供了新思路。

摘要：水下发球系统具有可利用生产流体发球、不停井发球的优势,在现阶段与未来海洋油气开发具有广阔的应用前景。水下发球管汇结构复杂,存在多处弯管、变径三通,生产流体压力高,而发球工艺操作引起的管汇结构变形与振动情况尚不清晰。采用数值模拟的方法,计算了某水下发球管汇在发球工况中,流固耦合条件下管汇结构的位移、应力分布及振动情况。发现阀门的开关瞬间是压力变化幅度最大的特征时刻,也是引起管道位移、振动情况最严重的特征时刻;明确了管道结构风险位点为管汇结构末端,最大位移约为5.69 mm,主要由X方向贡献,最大等效应力为233.13 MPa,主要集中分布在T型管、弯管内侧处;提出了针对性的优化支撑方案,管汇结构最大位移降低至3.53 mm,低阶模态频率增幅约为1.74%~20.54%,说明管汇结构的安全性得到了提高。研究成果可为水下发球管汇的设计、运行提供理论依据。

摘要：以超声检测技术为基础的油气管道壁厚在线监测技术,对降低人力监测成本,提高油气管道减薄及失效的早期预警能力有重要意义。基于超声反射法设计了一套具有多通道的高精度超声管道壁厚在线监测系统,并在不同的试验温度下进行多壁厚在线监测试验,最后对结果进行分析校正,得到修正方程和修正模型。试验结果表明,采用所提数据拟合修正方法,管道壁厚超声检测的绝对误差在±0.04 mm内,相对误差在1%内,实现了油气管道壁厚的高精度监测。