含杂质超临界-密相CO_2管道输送工艺参数优化

CO_2输送作为CCUS技术实现的中间环节,承担着将CO_2从捕获地输送到封存点的重要任务,结合原油、天然气管道的经验可知,由于管道输送具有输量大、安全可靠性高、连续性强等优势,是目前最主要的CO_2输送方式。根据国外40多年的CO_2管道输送经验,由于超临界-密相CO_2具有类似于液体的高密度和类似于气体的高扩散性与低黏度,被认为是最经济的管道输送方式。以国内某油田30×10~4 t/a CCUS项目为例,采用Pipephase模拟软件对不同管径的超临界-密相CO_2管道在相同入口参数下进行模拟计算,分析研究不同管径下的管道压力、温度、密度与输送距离之间的变化规律,得出含杂质超临界-密相CO_2最优管道输送工艺参数,为后续我国CCUS项目推广和发展提供理论依据。

基于试验的CO_(2)输送弯管电化学腐蚀模拟

在CO_(2)饱和水溶液中对X70、X80和X90管线钢进行电化学试验。使用COMSOL Multiphysics软件建立三电极体系的简化模型,基于试验数据验证了模拟方法的适用性。最后建立X80管线钢弯管的几何模型,对其进行电化学腐蚀模拟,分析弯管表面电位和腐蚀电流密度分布,及弯管不同部位的电流密度。结果表明:弯管表面电位分布存在细微的差别,弯管内弯侧比外弯侧电位更负,电流密度更大,更易遭到腐蚀破坏;沿着流体流动方向,弯管腐蚀速率先增大后减少,弯管中后段腐蚀速率最大。

应力强度因子的有限元算法研究

基于位移外推法和相互作用积分法,以含穿透裂纹的有限宽板受单向拉伸载荷为力学模型,建立了相应的计算裂纹尖端应力强度因子(SIFS)的有限元模型,研究了两种方法在求解断裂参量时的差异性,并对比分析了裂纹长度对裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明,裂纹长度的改变对应力强度因子有较大的影响,其中裂纹长度对应力强度因子KⅠ具有较大的推动作用。同时也发现,相互作用积分法与位移外推法的求解结果,在Ⅰ型应力强度因子时具有很好的一致性,二者可以相互验证。

09MnNiDR与不锈钢在3.5%的NaCl溶液中的电偶腐蚀行为研究

对比了电偶对材料的自腐蚀电位和各自的极化曲线,以及同一阴阳极面积比下,偶接后的混合电位和电流密度,研究了09MnNiDR和不锈钢(316L、304冷轧板、304热轧板、201)电偶对在3.5%的Na Cl溶液中的电偶腐蚀特性。结果表明,09MnNiDR处于活化状态,4种不锈钢则比较稳定;不锈钢的自腐蚀电位高于09MnNiDR,偶接后不锈钢作为阴极被保护,而09MnNiDR作为阳极腐蚀加剧。电偶腐蚀效应的大小为:09MnNiDR/316L>09MnNiDR/201>09MnNiDR/304热轧板>09MnNiDR/304冷轧板。

普光气田冲沟跨越桁架的安全评价

桁架作为油气管道跨越某些障碍物时的支撑体之一,若发生破坏会威胁油气管道的安全运行,对已发生破坏的桁架设施进行安全评价十分必要。普光气田P201~P301桩某冲沟跨越因实际施工时变更设计方案、场地沉降的原因,桁架西端工字梁腹杆发生变形、管箍发生损坏。以该跨越桁架为研究对象,建立跨越结构在沉降状态下的有限元模型,运用AUTOPIPE软件对桁架变形与受力情况进行分析。结果表明:桁架的3根长弦杆是安全的;最西端横梁的轴向内力、垂直方向剪力、水平方向弯矩均远远大于东端横梁的受力与弯矩,其所受的最大相当应力超过许用应力,处于不安全状态;除最西端横梁外其他横梁均是安全的。针对西侧横梁的不安全性,建议去除桁架西侧盖梁顶与工字钢中间的支撑构件,以减少受力,并需定期对该桁架设施进行检测。