顺序输送成品油质量指标值衰减规律研究进展

相邻批次间混油拖尾现象的跟踪和油品质量指标的预测是混油切割及制定成品油管网调度计划的基础。然而油品质量指标的变化规律因拖尾段存在反常扩散、流动与传热耦合及复杂边界条件影响等问题而尚未得到有效揭示。针对"工业4. 0"背景下成品油管网大规模、高精度、智能化运行的需要,综述了管道中混油拖尾、质量指标值衰减过程的相关研究进展,总结了利用实验和数模揭示油品按不同比例混合后质量指标值变化规律的相关研究的现状和局限性。评述了组分油体积分数与管流过程拖尾现象的关系模型、油品成分与质量指标的关系模型,并梳理了相关的实验研究。指出今后将重点开展3个层次的研究:通过静态混合实验测定不同油品按不同比例在不同状态下混合后的不同质量指标值的变化规律,建立单组分分析模型及预测质量指标值的混合规则;探究考虑反常扩散过程的混油拖尾现象的机理,构建混油段形成拖尾效应的反常扩散模型;探究混油段质量指标值在管流过程中的变化规律,构建基于拟组分体积分数的混油段质量指标值的衰减规律模型。最终得到全面反映顺序输送管道内混油拖尾、质量指标值衰减现象的变化规律,为管输成品油的混油量控制、油品质量控制、切割方案制定提供了理论支持。     

冷热原油顺序输送弯管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行数值求解,并对竖直弯管内的混油特性进行分析研究.结果表明:重力作用方向与管道轴向的角度变化及流速分布变化是影响竖直弯管内混油特性的主要因素;在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称,而在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,密度大的油品在上方时,混油量相对较大;在弯头及其后面直管内流速分布发生较大变化,高速区发生偏移,致使混油增强,混油前峰形状发生变化并且后行油品在径向的高含量区发生偏移.     

顺序输送成品油管道混油的分析

综述了顺序输送成品油管道混油的形成、混油量的计算、混油的处理方法,对顺序输送成品油管道中如何减少混油量,如何处理混油,确保油品质量,提高管输经济效益提供一种思路和方法。     

弯管内成品油顺序输送混油数值计算

为了研究弯管对成品油顺序输送混油量的影响,采用volume of fluid（VOF）多相流模型,通过改变水平弯管的弯曲角度、曲率半径与竖直双弯管油品的输送顺序、方向及速度等因素,对水平弯管和竖直双弯管两种状态下成品油顺序输送进行三维数值模拟。结果表明：成品油在不同弯曲角度水平弯管中顺序输送时,随弯管弯曲角度增大,弯管处流场变化对混油段干扰加剧,混油量加大;在不同曲率半径水平弯管中输送时,随着弯管曲率半径增大,混油“双前锋”效应减弱,顺序输送过程中的混油段也相应缩短;成品油在竖直双弯管中顺序输送时,对于油品上行,汽油前行比柴油前行产生的混油量少,对于油品下行,相同输送顺序下结果则正好相反;当油品上行、汽油前行时,增大油品输送速度,紊流径向脉动加剧,油品间轴向扩散减小,混油段明显变短。     

珠三角成品油管道（南沙～珠海）顺序输送混油分析及切割控制

成品油顺序输送中对混油量产生影响,影响混油量的因素,减少混油措施,实际中混油的切割,对产生的混油处理。     

成品油管道混油检测嵌入式仪器设计

分析了成品油管道中混油段的检测技术以及现有SCADA系统中对混油量计算所使用公式的不足之处,根据现场实际采用的经验控制方式以及混油段历史数据统计规律,对混油段切换控制设计了一套安全可行的嵌入式测控系统.该系统以并发任务的方式对光学界面仪数据进行采集,同时输出历史数据平均值以及切换控制信号.系统使用μC/OS操作系统,在软件设计中通过信号量机制及临界区的使用控制程序流程和时序.     

停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟

在紊流模型基础上, 建立了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件对停输前后混油段浓度分布进行了数值模拟,给出了混油浓度变化图象和曲线。研究结果表明:在竖直管道顺序输送过程中密度差对层流边界层的影响会表现的比较明显且大于粘度差的影响。同时也验证了停输时,密度大的油品在管道下方所形成混油段长度无明显增大现象且小于油品以相反的方向输送时所形成的混油段长度。研究结果对于减少停输工况下的混油与停输再启动混油界面的跟踪与切割具有理论指导意义。     

倾斜小椭圆型储油罐标定的计算

针对小椭圆罐体在实际应用中常见的三种纵向倾斜情况,分别建立了油量与油位高度之间的二重积分模型。用MATLAB得到相应的数值积分方程并进行数值计算。由模拟值与实测值的误差与液位高度的抛物线关系,进行二次回归。用回归函数修正了模型,得到精确度可达到99.6%的储油量计算模型。     

在涡轮增压柴油机模拟计算中MPC边界的处理方法研究

本文介绍一种在用特征线法计算排气管内压力波时,模件式脉冲转换器(简称MPC)边界的计算模型。该模型考虑了排气支管内气体与管壁间的传热、摩擦,管段的变截面、弯曲、非圆截面等因素,同时将弯管损失系数折合成摩擦系数。变截面支管与总管连接处的边界按普通三分支边界处理,但根据MPC结构的特点,压力损失系数不再选用固定不变的常数,而是采用经过修正的稳流试验下得到的经验公式,在这些经验公式中,压力损失系数不仅与相连的各管段间的流速比有关,同时还和支管与总管间的夹角,各管段间的截面比等因素有关。这样处理不仅计算简单,而且能较好地反映排气管内的压力波动情况。此计算模型的合理性和可靠性已被在6135ZD柴油机上获得的试验结果所证实。     

长输成品油管道混油的变化趋势研究

长输成品油管道影响混油分布和混油量变化的因素很多,变化过程也很复杂。通过对成品油管道内混油在实际运行中参数变化的数据以及混油形成理论的分析,研究了正常输油条件下各种因素在混油形成过程中所起的作用,总结了混油在长输管道内分布、变化的一般规律。     

致密油压裂套管变形应力特征数值模拟

我国非常规油气资源丰富,是重要的接替资源之一,但由于其储层的致密性,主要通过大规模体积压裂获得工业生产油气流,压裂过程中套管发生复杂的应力变化特征,油气井套管变形也越来越严重,目前对于套管内外壁、射孔簇间、段间等特征的认识尚不清晰。为此,基于压裂特点,提出数值模拟方法,利用实际典型套变井的压裂参数进行模拟和验证。结果表明：1、在压裂和返排阶段,射孔孔眼处均产生应力集中,但应力梯度变化不大;返排时在射孔簇间套管段与射孔同轴线方向的外壁形成高度应力集中,存在发生椭圆形变形危险;射孔段到射孔簇间段过渡区间,等效应力存在突变拐点,压裂阶段先突减后骤增,返排阶段先突增后骤减,返排时该段剪切应力集中达到峰值,易发生剪切破坏,形成套管错断。2、压裂阶段水泥环除在射孔孔眼处形成应力集中外,在射孔簇间段的水泥环的环向截面在轴线方位也存在较高的应力分布,造成水泥环一定程度的破坏,返排时水泥环破坏程度被加强,套损率较高。3、在相同压裂排量条件下,适当提高射孔簇长度、缩短射孔簇间距离、缩短压裂段间距能够有效提高套管的安全性,三塘湖M56区建议5 1/2 in P110套管射孔簇长度为1.5-3.0 m,射孔簇间距小于10 m,段间距小于30 m。     

新月形沙丘表面流场的数值模拟

利用商用CFD流体计算软件FLUENT,对新月形沙丘流场进行数值模拟,得到沙丘表面气流结构;分析了迎风坡气流加速、背风坡回流区长度与沙丘高度、来流风速之间的关系。结果表明:沙丘高度是影响迎风坡气流加速的主要因素,沙丘高度越高,迎风坡气流加速越大,而来流风速对迎风坡气流加速的影响与沙丘高度比较,是小量可以忽略不计;回流区长度与沙丘高度的比值随着高度的增加而增加。     

致密油藏多级压裂水平井数值模拟及应用

随着越来越多致密油藏投入开发,致密油藏开发已经成为国内外的热点。建立了多级压裂水平井渗流数学模
型,编制了三维三相致密砂岩非线性渗流数值模拟模型。利用成熟商业软件对开发的新模型进行了验证。对实际生
产井进行了历史拟合,对裂缝导流能力、改造区域规模、改造区域渗透率、非线性系数、初始压力等参数进行了分析。
结果表明：开发的新模型能够对致密油藏多级压裂水平井进行有效地模拟,并反映致密油藏渗流的非线性特征。适当
增加裂缝导流能力、增大改造区域、改造区域渗透率能够减小近井周围流动阻力,增大产能,而非线性系数增加了流体
流动阻力,减小了产能。     

弯径变化对超声波燃气表特性影响的研究

研究提高超声波燃气表线性度问题。由于要使超声波燃气表检测信号与超声波传播路径所在截面的平均速度呈线性关系,才能准确测出流量,但实际上超声波燃气表流道有弯道,弯道会引起二次流,从而影响超声波燃气表的测量精度与线性度。采用FLUENT软件对七种不同弯径的U型流道进行了三维仿真,通过比较入口速度与超声波传播路径所在截面的平均速度之间的线性关系,从中选择相对好的弯径。仿真结果显示,通过优化弯径来提高超声波燃气表的精度是一种可行的方法。     

深浅腔动静压轴承油膜特性

以用于某高精度数控车床主轴部件的深浅腔液体动静压轴承为研究对象,在对其进行理论建模与分析的基础上,采用计算流体力学软件对深浅腔动静压轴承油膜特性进行分析.分析不同的转速、供油压力、偏心率、油膜厚度和深腔夹角等因素对油膜承载力、进油孔流量和油膜温升的影响.结果表明:进油孔流量随主轴转速的增加先增大后减小,随主轴偏心率的增加逐渐减小;油膜温度随外部供油压力的增加逐渐减小且趋于平缓;油膜厚度在0.03mm左右时承载力和温升最合适;在深腔夹角为10°时,油膜的动压效果最明显,油膜承载能力最强.     

数值模拟在评价含油污水对地下水污染中的应用

建立了耦合入渗带与潜水层的地下水渗流和石油污染物迁移的数学模型,给出了模型的数值解。针对可变潜水面边界给出了节点变性和迭代求解方法。在认识大庆宋芳屯油田基本条件的基础上,运用实际地质、水文地质条件和上述模型,对宋一联合站含油污水外排环境的污染范围、程度和自净作用进行了模拟分析。含油污水外排不仅造成土壤的严重污染,而且由于土壤自净能力的降低,最终将使污水以原生浓度进入含水层。由于含水层处于饱水状态,生物降解能力和对污染物的吸附能力不如表层土壤,因此,污染物将在很长的时间内存在于含水层之中。本研究对含油污水外排所造成的土壤和地下水污染提供了定量评价方法。     

朝阳沟油田扶余油层油源及运移路径模拟

摘要：为研究朝阳沟油田扶余油层油气富集规律,系统收集了三肇凹陷原油地球化学测试数据,根据生物化学标志物特征探讨了朝阳沟油田油气来源;在埋藏史恢复、生排烃史恢复、储层物性分析的基础上,采用盆地模拟软件,应用流体势原理,模拟油气从三肇凹陷到朝阳沟阶地的运移路径。结果表明,朝阳沟油田油气来源于三肇凹陷,通过断层垂向连通作用和砂体侧向输导作用,由南向北运移。朝阳沟阶地北段先行聚集油气,并向南段调整,形成现今油气聚集局面,朝阳沟油田油气富集区是有效运移油气量和圈闭共同作用的结果。     

基于Fluent的多圆柱体绕流场数值模拟

 圆柱绕流一直是海洋工程研究热点,对海洋工程有重要意义。在海洋工程应用中,多圆柱间相互干扰现象普遍存在,多圆柱绕流特性一直是研究的热点和难点。为了分析多圆柱绕流场的形态结构,本文应用Fluent软件,采用数值求解RANS方程的黏性流方法,对典型的多圆柱黏性绕流场进行模拟。结果表明,串列双圆柱绕流场与圆柱间距有关;并列双圆柱尾流存在反向对称涡街;斜置双圆柱与3圆柱绕流场存在后柱抑制前柱涡的分离现象;方形排列4柱绕流场尾涡存在非对称性。同时表明Fluent软件对多圆柱体绕流场的数值模拟是有效的,本文采用的方法能定性正确地模拟多圆柱绕流的流动细节。     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

基于PHOENICS的办公楼通风效果的数值研究

应用商业软件对某办公楼的通风效果做了数值模拟．计算基于Reynolds的时均控制方程以及RNGk-ε湍流模型并以建筑室外环境模拟结果作为边界条件,求解办公楼主要功能空间的流场、风速以及通风量．研究表明,使用数值方法可对建筑空间整体通风效果进行估算,对于有严格要求的功能空间的通风设计具有一定的参考意义．