摘要：输气管道站场自用气系统多采用两级调压的模式,以实现将气体压力由干线压力调至几千帕至几百千帕的调压要求。针对该模式工艺流程复杂、设备多、投资大的缺点,以及不能适应中小型管道需求的问题,对原有自用气系统进行优化,结合自用气用量小的特点,利用管道的储气功能,为用户提供一个低压、稳定的气源,代替了调压阀的工作,从而简化了原设计中的三阀组结构。使用HYSYS软件对优化方案的节流温降进行计算,用缠绕电伴热带的方案代替了原设计中的电加热器。对优化方案中电动阀门的动作频率进行了计算,证明其动作频率远远低于原方案中调压阀的动作频率,减少了阀门磨损的可能,去掉了原设计中的过滤设备。研究结果可为输气站场自用气系统设计提供指导。

摘要：梯度阳极结构能够有效提高阳极支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)的电性能,然而孔隙率的变化与阳极热机械性能与热应力分布密切相关,因此研究孔隙率对SOFC热应力和电性能的综合影响规律至关重要。基于COMSOL Multiphysics仿真平台建立了多物理场耦合作用下梯度孔隙阳极设计的SOFC热力学模型,考虑阳极材料力学性能与孔隙率的相关性,研究了具有梯度孔隙阳极结构的SOFC工作阶段电化学性能和热应力分布规律。结果表明:与通常孔隙率为0.4的均匀孔隙阳极设计SOFC相比,具有梯度孔隙阳极结构的SOFC在保持高电化学性能的同时显著改善了阳极电极-电解质-阴极电极结构的热机械匹配,其输出功率提升了3.5%,而电解质最大第1主应力下降了68.5%,极大减小了由热应力导致的失效概率。研究结果为优化SOFC阳极结构设计提供了理论与数据支持。

摘要：采用储层-裂缝组合单元模拟压裂改造后的储层、裂缝力学型态,推导相关有限元公式并进行压裂井产能模拟分析。这种方法的实质是将裂缝的质量、刚度矩阵变换叠加到储层整体相应方程矩阵中,以更精确反映裂缝开发动态参数的影响。计算结果表明:采用储层-裂缝组合单元有效解决了储层-裂缝网格尺度匹配的问题;反力算法避免了在高导流裂缝局部求解压力梯度产生的计算误差,提高了运算速度和求解压裂井产能的精度,为水力压裂井生产动态模拟和设计方案优化提供了新的处理方法。

摘要：打孔盗油管线在焊接修复过程中产生的局部高温使热源周边材料强度降低,因此在非停输状态下进行焊接可能导致管道在内压作用下发生破裂事故。基于ANSYS有限元软件平台,对焊接修复过程中的温度场进行数值模拟,并根据模拟结果,计算管道的有效壁厚,从而确定在非停输状态下焊接修复时管道所能承受的极限压力,并进一步分析了焊接速度对极限压力的影响。结果表明,随着焊接速度的减小,管道承压能力降低。

摘要：水合物的快速生成受诸多因素的影响,操作工况是其主要的影响因素之一。以67.7%CH4+32.3%CO2(摩尔分数)混合气为例模拟酸性天然气,采用自行设计的水合物动力学实验装置,分别对初始压力为3.0 MPa、3.5MPa、4.2 MPa、5.0 MPa和实验温度分别为1.42℃、3.27℃、5.48℃、7.45℃时的水合物生成动力学进行实验研究。定义诱导期、平衡总耗时、生长速率为水合物动力学评价指标,指标通过分析水合物生成过程中的压力及气相组成变化得到,进而综合分析了操作工况对酸性天然气水合物生成动力学的影响。实验结果表明:初始压力越高,实验温度越低,水合物平衡时气相CO2的浓度越低,水合物的生成量和生长速率越大;此外,初始压力对体系诱导期影响不够显著,而操作温度的降低可以明显缩短体系诱导期。

摘要：在保温管道的设计中,考虑到管道直径的确定与保温层厚度的计算是相互关联、相互制约的关系,提出了从整体费用的角度对输油管道及其保温层进行同步设计的方法。从火用经济学的原理出发,得到了保温管道整体费用方程及确定最佳管径和保温层厚度的计算公式。算例分析表明,该方法能够科学地反映管道直径和保温层厚度的关联关系以及经济环境等参数对管道设计的影响。

摘要：针对有杆泵往复抽汲采油方式使用广泛,但系统效率较低的实际情况,对有杆泵抽油系统进行了能量消耗分析,以机械采油系统效率最高为目标,确立了机械采油系统优化设计的目标函数和约束条件,给出了有杆泵抽油时机、杆、泵及抽汲参数的优化设计方法。该方法可应用于机抽油井的参数优化和新投产井的优化设计。胜利采油厂的应用实例表明,参数优化后油井的系统效率提高了11.6%,降低了综合成本,提高了经济效益。

摘要：注浆加固效果的定量计算是实现科学注浆设计的前提,为此,针对软弱地层劈裂–压密注浆模式提出一个可实现注浆加固效果定量计算的思路,在分析劈裂–压密注浆加固机制的基础上,建立注浆效果简化计算物理模型,提出注浆加固体整体性能的定量计算方法,研究劈裂–压密注浆加固体性能的各向异性及空间分布特征,并分析相关因素对注浆加固效果的影响。研究结果表明:劈裂–压密注浆加固体性能各向异性显著,平行浆脉方向的抗变形能力要优于垂直浆脉方向,但抗剪性能及抗渗性能均弱于后者,平行浆脉方向的黏聚力与渗透系数是劈裂–压密注浆效果的2个短板;压缩模量、黏聚力沿浆脉扩展方向基本呈线性衰减趋势;注浆加固体性能与注浆压力正相关,而与注浆孔间距负相关,单孔注浆量的增加会使得注浆孔附近区域内的注浆加固体性能趋于均匀。最后,结合青岛地铁2号线砂层注浆工程实例,验证了注浆加固效果定量计算方法的有效性,以期为地下工程注浆定量化研究提供一定借鉴。

摘要：在富水砂层注浆加固工程中,浆脉对砂层的挤密作用对加固后的工作面稳定性和稳定时长具有控制性作用,注浆终压是形成挤密作用的关键参数,合理的注浆终压能够使注浆效果达到最佳,同时减少注浆量和地表抬升变形。选取青岛地区含黏性土砂层作为典型地层,采用一维排水固结压缩模拟浆脉挤密砂层过程,设计了一套测定渗透系数和稳定时长的试验装置,研究了渗透系数和稳定时长随固结压力的变化规律;并基于普氏自然平衡拱理论,验证了不同固结压力条件下砂层的稳定性。研究结果表明:当固结压力超过800 kPa时,固结压力的增加对砂层渗透系数及稳定时长的影响变得不显著;对于青岛地区标准单洞地铁隧道断面,当固结压力超过700 kPa时,可保证被挤密砂层的抗剪强度满足开挖自稳要求,因此,综合确定800 kPa为青岛地区该类富水砂层的合理注浆终压。研究成果应用于青岛地铁13号线灵-黄区间暗挖隧道富水砂层加固治理工程中,验证了理论成果的正确性,对浅埋暗挖隧道富水砂层灾害控制理论研究和工程实践具有一定指导意义。

摘要：作为当今海上石油开发主流方式的FPSO,主要向大型化、深水和边际油田方向发展。本文研究设计了30×104t的超大型FPSO的油气水处理工艺流程,该流程适应性强,能够满足油田开发的前、中、后期的要求,为超大型FPSO的优化设计提供了依据。