水下采油树的传热计算与保温设计

良好的保温设计是水下采油树流动安全保障的基本措施,包括水下采油树"热点"和"冷点"的保温处理。通过对"热点"位置添加保温材料,对"冷点"位置安装可靠的保温结构,改善水下采油树整体结构的传热特性,进而防止原油析蜡和水合物结晶。保温设计的关键问题是传热计算,目前通用的水下采油树传热计算方法准确度不够。通过概述水下采油树传热计算方法的不足和改进方向,详细介绍了水下采油树保温方案的设计方法。

水下采油树跨接管接头的传热计算与保温分析

水下采油树和跨接管之间需要专用接头进行连接,其中以套筒式接头最为常见。在水下进行接头安装时,持续的热量交换会导致接头在停机条件下持续降温,因此必须预先评估相关的温度分布和热量传递问题,提高水下采油树系统的流动安全水平。根据水下油气开发的要求,结合已有经验,在水下采油树套筒式跨接管接头结构设计的基础上,采用耦合传热的数值模拟方法,对未进行保温的套筒式接头进行了模拟分析,并完成了包含保温腔的套筒式接头的传热计算;最后基于变物性的分析方法,对含有保温腔的套筒式接头进行了内流场分析。计算表明:没有保温措施的套筒式接头会产生局部过冷问题,所设计的保温腔能大幅度改善接头的整体保温效果,满足水下采油树8h保温的基本要求。用耦合传热数值模拟方法分析水下采油树系统的传热与保温理论可行,结果可靠。

高含气率下增强叶轮内气液均匀混合的方法

针对高含气率条件下叶片式混输泵叶轮内气液分离、泵性能降低的问题,提出几种改进叶轮的措施(如添加短叶片、在气泡聚集处叶片上开孔、采用T型叶片等),以打碎气囊,从而增强气液的混合程度.基于设计流量与转速条件,采用Fluent软件对3种改进叶轮在入口含气率分别为60%与80%下的流场进行了数值模拟.结果表明:3种措施均能改善液相流体在叶轮内的流线分布,增强气液混合程度;3个改进叶轮内最高含气率均低于原型叶轮,且含气率分布更加均匀.此外,对比4种叶轮的增压效果发现:在较低含气率下,改进叶轮的增压能力与原叶轮接近;在高含气率下,改进叶轮的增压能力普遍高于原叶轮.在3种改进的叶轮中,叶片上开孔的叶轮增压最大,并优于原型叶轮,表明该方法既增强了叶轮的气液混合能力,又最大限度地避免了额外的水力损失.

海底分离技术的最新进展

随着海上石油开采向着深水进军,海底油井产出物的水下分离成为了一个亟待解决的问题。针对不同油田的特点,海底分离技术主要包括海底气液分离,海底液液分离,海底气液固分离这3种类型。分别阐述了这3种分离技术应用的意义,对比分析了这3种分离技术常用的几种分离方法的原理和优缺点,介绍了部分已经应用到各个油田现场的分离装置。该项研究为国内科研人员进一步研究海底分离技术提供了一定的参考。

气浮过程中油滴与气泡相互作用的数值模拟

分析了分散相液滴在水中的受力情况和上升速度的影响因素,采用Fluent软件与VOF多相流模型模拟了气泡在水中的上升过程,研究了影响气泡变形和上升速度的参数。研究发现:表面张力是维持气泡形状的主要因素;气泡的上升速度主要受黏度比和密度比影响:黏度比越大,上升越慢,密度比越大,上升越快。随后,模拟了气浮过程中气泡和油滴在水中相互作用的过程,对油滴在气泡表面的扩散情况进行了研究,研究表明:只有当热力学扩散系数为正时,油滴才能在气泡表面扩散,形成稳定的黏附关系,由气泡带着油滴上升;油滴与气泡的粒径差别过大时,两者无法形成稳定的黏附关系。

新一代螺旋轴流式多相泵的外特性试验研究

多相混输技术使得未经处理的多相井流或其它多相流体能够在无需分离的前提下实现长距离输送。作为多相混输核心技术之一,螺旋轴流式多相泵与其它多相泵相比具有独特优势,诸如排量大,结构简单、紧凑,对固体颗粒不敏感等。在创建新试验台的基础上,本文以中国石油大学(北京)自主研发的新一代螺旋轴流式多相泵为研究对象,在不同工况下对其进行外特性试验研究。叙述了新一代螺旋轴流式多相泵试验样机的基本特征及新试验台架的基本特点,通过试验测定了多相泵的运行稳定性及多相混输性能。实验表明,新一代螺旋轴流式多相泵能够输送单相或多相流体,并且测定了转速、进口含气率、吸入压力等参数对多相泵性能的影响。多相泵的性能随着转数和进口吸入压力的提高得到明显改善:增压提高,高效区变宽,最优工况对应的流量增大。当含气率升高时,多相泵内两相流体产生速度滑移,泵内流型发生转变,导致多相泵振动、性能不稳定,多相泵的增压能力降低。通过和前几代多相泵进行对比,总结了本多相泵性能的特征,为今后多相泵的设计提供了依据。试验研究发现入口气液混合程度的好坏对泵的外特性及工作稳定性有很大影响,文章最后讨论了在多相泵入口设置均混器的必要性以及试验所用均混器的基本特征。

静电分离器中电流体流场可视化研究

采用粒子成像测速技术（PIV）对线一板式静电分离器中微米级别油滴（2肛m）的流动特征进行可视化研究，得到在充分发展的层流条件下（进口气流流速0．16m／s）电流体随施加电压变化的典型流型及速度分布。结果表明：电流体流型和速度的分布随着施加电压的改变而变化；在外加电压低于起晕电压（小于8kV）时，流场没有明显变化；随着电压的升高（8—12kV），放电电极附近及分离器的下游油滴在静电力的作用下以喷嘴的形式向两个收集电极移动．径向运移速度和放电电极上游轴向速度随电压升高而升高；当施加电压大于12kv时，在放电电极上游电流体二次流以两个对称的反向旋转涡的形式出现，涡的大小随着电压的升高而增大，径向运移速度最高可达0．4m／s，同时在静电分离器下游出现回流，二次流和回流的出现阻碍了流体沿轴向运移；分离效率随着施加电压的增大而增加。

混合流体在垂直分支盲管中的流动问题研究

以一个垂直分支盲管为对象,研究其内部的复杂流动状况、油水分离情况、主管流量与盲管内含水率分布之间的关系。在主管不同流速与含水率条件下,采用数值模拟方法及代数滑移混合模型,求解了主管及盲管内油水混合物的流动问题。计算结果显示,盲管由混合区和滞止区组成。混合区主要由2个循环涡组成,随着主管路流体流速的增加,盲管内混合区的长度增长。在滞止区形成了油水分离,且分离程度与滞止区的长度以及主管路的湍流强度有关,在进口速度从0.75 m/s到5.00 m/s变化时,滞止区内的最大含水质量分数从70%下降到30%。该结论对于研究分支盲管内的腐蚀、水合物形成等问题具有一定的指导意义。

水下卧式采油树内部环空通道的流动特性分析

采油树内部环空流道模块中的环空通道具有管身多次转捩、管径多次突变的特点,导致管内幂律流体的流动特性复杂。在三维直角坐标系下建立环空通道的物理模型,采用非结构化网格和Realizable湍流模型及标准壁面函数法,用Fluent软件对管道内的流体流动进行数值模拟分析,得到流变参数对速度、表观黏度分布的影响。分析结果表明,由于管道结构复杂,速度分布出现了明显的低速区、中速区和高速区;表观黏度最大值位于管道中心,横截面上的平均表观黏度随着稠度系数的增大而增大,随着流性指数的增大而减小。

水下跨接管的外部绕流及振动分析

以垂直式M形刚性跨接管为研究对象,通过Solidworks软件建立了跨接管的三维模型,并将模型导入ABAQUS中进行模态分析,得到了跨接管各阶模态的固有频率,然后通过Fluent软件分析了不同海水来流速度下跨接管表面的涡脱频率。分析结果表明,当海水流速在0.1-0.4m/s范围内时,跨接管尾流区的涡脱频率与海水流速呈线性关系,其固有频率超出了涡脱频率的范围,不会因涡脱而产生共振现象。研究结果可为水下油气安全生产及输送提供指导。

海上钻井井控期间液气分离器处理能力研究

钻井液气分离器是钻井过程中重要的井控设备,如果使用不当导致可燃气体到达平台,将威胁人员及设备的安全。针对目前钻井井喷期间井喷最大流量主要靠经验来估算,钻井所用分离器主要借鉴油气生产分离器的相关标准等问题,根据多相流理论,给出了钻井井控期间气体和液体的最大流量估算方法;通过对液气分离器的结构和工作原理的研究,考虑分离器的内径和高度、连接管线的尺寸、液封段的高度、钻井液性能、分离器内部气液流速以及分离器的冲蚀,得到钻井井控期间分离器失效的关键因素,指出分离器的失效存在4种形式:钻井液被气体携带排出,气体从排液管排出,钻井液从排气管排出和分离器冲蚀等,结合井喷条件给出了多因素融合的分离器评估方法,以案例的形式给出了老旧分离器改造的措施,保证钻井井控期间分离器的合理安全的使用。

基于网络层次分析法的石油专用设备供应商选择研究

石油专用设备专业性强、结构复杂,是国内各钻探企业勘探开发的关键设备,其供应商的选择一直是关注的焦点。当前石油专用设备供应商的选择多采用专家目标打分法,这种方法计算简单、灵活性强且便于操作,但也存在易受专家主观因素影响等诸多问题。文章将网络层次分析法应用于石油专用设备供应商的选择中,通过问卷调查、实地走访等形式对石油设备的选商信息进行汇总,深入分析相关指标与指标间的关系,建立相关的评估模型体系,旨在提供一种科学有效的辅助决策者进行石油专用设备供应商选择的决策方法。

项目管理在石油设备采购计划管理中的应用

石油设备的采购覆盖面广,专业性强,技术含量相对较高,做好采购工作的重要一环就是做好采购计划管理。当前,企业石油设备采购计划管理存在一些问题:采购计划缺乏系统性、编制缺乏科学的工具、缺乏对物资的分类研究及提报的专业化水平不高等。针对存在的问题,从石油企业石油设备的项目采购、日常采购中存在的性质与项目类似的工作入手,提出解决问题的办法,即采用WBS分解法对采购计划进行管理、采用甘特图编制采购进度计划、应用ABC分类法对石油设备进行分类、应用项目矩阵设计采购计划编制组织。这些方法在项目管理中应用较多,且效果显著。最后指出,项目管理理论完全可以用于石油设备采购计划管理中,起到为企业降本增效的作用。

石油专用设备供应商选择指标评价

文章通过对石油专用设备供应商评价指标体系进行分析研究,确定了各指标的重要程度,可以为石油行业选择专用设备供应商在招标过程中商务技术条款的设定提供帮助。

直角弯管内液固两相流固体颗粒冲蚀磨损分析

基于流体力学(CFD)方法,分析了直角弯管的内部流动规律,计算结果表明:直角弯管在90°转角和下游水平管路中存在流动分离现象,同时在下游水平管路中形成明显的二次环流。在流场计算的基础上,引入Tulsa大学冲蚀与腐蚀联合研究中心(E/CRC)提供的冲蚀模型,对直角弯管的冲蚀磨损问题进行研究,分析了固体颗粒的空间分布特征和上下游管壁的最大冲蚀率以及总体质量损失,计算结果与实验数据具有良好的一致性。固体颗粒的空间分布特征依赖于流体流动特性,磨损最严重的位置发生在弯管转角处和下游管路的内侧壁面。流速、颗粒浓度和颗粒直径对最大冲蚀率有明显影响,其中,流速与最大冲蚀率呈指数增长关系,上下游管壁的速度指数分别为2.5和2.3。

基于知识图谱的招标大数据分析研究

信息孤岛和招标数据智能化不足是招投标企业数字化转型必须攻破的难关。本文提出利用“唯一标识”和“数据编织”概念的基因编码方法和知识图谱,基于知识图谱的招标大数据分析模型,构建形成面向各类数据使用人员的动态唯一标识知识图谱,从而发挥数据价值,打破业务边界,实现招投标业务的数字化、智能化,为全生命周期采购提供技术支持和数据服务,为现代智慧供应链发展贡献力量。

中国石油物资分类与编码管理的主要问题和改进措施

文章在介绍中国石油物资分类和编码管理现状的基础上,剖析了目前存在的主要问题和根本原因,探讨了规范物资分类与编码的工作价值,并给出了解决问题的方向、措施和关键点。物资分类与编码是中国石油主数据管理平台（MDM）、ERP系统、物资采购管理信息系统广泛应用的重要基础。目前,在集团公司内部,包括生产、需求、采购、合同、库存、

中国石油物资采购标准体系的建设与思考

优化完善物资采购标准体系将为新时期物资采购创新发展提供最前瞻的标准数据支持。在对中油集团标准使用现状分析的基础上,结合物资采购标准化工作实际,详细讨论了适合物资采购长期发展需要的标准体系数据结构,制定了符合中油集团工作实际,集管理标准、技术标准、工作标准为一体的标准体系框架,为物资采购管理工作的深入开展提供了标准方面的理论支撑。

标准化助力石油采购企业提升核心竞争力

采购企业在市场中要保持竞争优势、满足用户所看重的价值需求,同样需要他们和其他类型的企业一样去战略性考虑企业发展问题.