基于分子动力学模拟的CH_(4)溶解对原油分子间作用的影响机制研究

为了研究甲烷(CH4)溶解对原油分子间作用的影响机制,利用分子模拟方法,分别构建正庚烷与正庚烷、蜡分子、胶质、沥青质的最低能量构型,分析CH4氛围对原油分子间相互作用的影响。以CH4/原油分子体系模型为研究对象进行分子动力学模拟,考察CH4溶解对原油分子体系黏度的影响,根据原油分子间相互作用、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及体系内聚能密度变化规律揭示CH4溶解对原油分子间作用的影响机制,发现CH4的溶解增大了原油分子间的间距,削弱了体系内原油分子间的范德华作用;体积膨胀为原油分子的热运动提供了更多的空间,原油分子热运动加剧,使得油品的流动能力增强;不同原油分子体系的黏度、径向分布函数、体积应变、自扩散系数以及内聚能密度的变化趋势类似,原油分子体系中蜡、胶质、沥青质的存在并未改变CH4对原油分子间作用的影响机制。

CH_(4)在原油体系中溶解规律及影响机理

为了研究甲烷(CH_(4))在原油体系中的溶解过程,本文采用CH_(4)溶解度测试和分子模拟相结合的方式,系统研究了不同温度、压力条件下CH_(4)在原油体系中的溶解行为。以正庚烷为基础油,蜡、胶质、沥青质含量为影响因素,按照L_(16)(4^(3))正交表构建相应的原油体系,并构建胜利原油和南阳原油两种特定比例的原油体系,共18种原油体系。利用分子动力学方法模拟了CH_(4)分子在不同原油体系中的溶解过程,并利用试验结果验证了模拟的可靠性。结果表明:在泡点压力范围内,随着溶气压力的增加,CH_(4)溶解量逐渐增大,但其溶解位置可能发生变化;当溶气压力较低时,CH_(4)分子较为分散地分布在原油体系中,随着CH_(4)溶解量的增多,部分CH_(4)分子会发生聚集;CH_(4)在原油体系中的溶解为物理溶解过程,且CH_(4)溶解过程中范德华力为主要的力学作用方式;原油体系自由体积分数越大,能够为CH_(4)提供的溶解空间越大;原油大分子对CH_(4)溶解量影响程度依次为:蜡<胶质<沥青质,且原油大分子未改变CH_(4)溶解的力学作用方式,并通过力学模型揭示了相互作用能与原油体系体积变化量的线性关系,促进对CH_(4)在原油体系中溶解的分子级理解。

基于有限体积法的天然气水合物温度场分布影响因素研究

天然气水合物是21世纪最具潜力的清洁能源,对其进行注热开采被认为是最行之有效的开采方法。以某冻土区天然气水合物拟开采矿区为例,在水合物分解动力学模型的基础上,建立了基于有限体积法的天然气水合物分解热力学模型,并对天然气水合物温度场分布的影响因素进行了分析。结果表明:在其他条件不变的情况下,随着注水速度的增加,天然气水合物的高温区域逐渐增大,且分解速度加快;随着孔隙度的逐渐增大,天然气水合物高温区域的变化趋势基本相同;随着注水温度的增加,天然气水合物高温区域的变化趋势也基本相同,但作用在天然气水合物表面的温度随着注水温度的增加而增加。对该矿区进行注热开采时,当注水速度为6 m/s、注水温度为80℃时,天然气水合物的分解速度最快,具有较好的经济效益,该结论可为注热开采实践提供理论依据。

天然气压力能回收利用研究进展及分析

随着我国长输管道(高压)的发展,管道内的高压天然气的压力能所具有的经济价值是不容忽视的,天然气压力能利用包括直接利用和间接利用,介绍了高压天然气(CNG)直接膨胀发电、天然气压力能用于制冷技术和一种改进的将天然气压力能用于冷热电三联供的方法与装置存在的问题及分析。

冷热电三联供预处理天然气工艺开发研究

随着我国气田的开发,边际气田的开发越来越得到重视。对于处于电网负荷较小、距离主要输电线路较远的边际气田,电网铺设费用及电路电损较大,采用燃气用于发电成为开发边际气田用电的首选,提出将冷热电三联供用于边际气田供电及天然气预处理,不仅能够减少铺设电网及处理天然气加热、制冷设备的费用,而且大大提高了能源利用效率。

基于LNG气化冷能的回收利用

随着我国经济的快速发展,作为绿色能源的液化天然气(LNG)得到了更多的重视和利用。大量的冷能产生于LNG气化过程中,不仅造成能源的浪费,还将会造成冷污染。与此同时LNG所携带的冷能具有重大的经济价值。文章描述了对液化天然气气化过程中所产生的冷能相关的回收及再利用。

油气储运工程课程思政建设路径探索

为了探索油气储运工程课程思政建设路径,首先,总结了油气储运工程课程与思想政治教育的结合存在的一些问题;其次,从改革教学模式、融入思政元素、强化实践活动和教师思想政治素养四个方面进行课程思政教育;最后,从教育目标、教学内容、教学方法、教学效果四个方面评价油气储运工程课程思政教学效果。

不同离散格式下埋地穿越段天然气管道泄漏扩散数值研究

为了掌握埋地穿越段天然气管道泄漏扩散特性、防止因管道泄漏引起的火灾爆炸等事故发生,研究了埋地穿越段天然气管道泄漏扩散的机理。针对埋地穿越段天然气管道泄漏扩散问题,运用多孔介质模型,结合三大守恒方程,构建了基于计算流体力学的数值模型,探讨了大小孔隙率特性下,对非线性对流项和压力梯度项分别采用4种不同离散格式组合方式时的天然气体积分数分布,并与试验进行对比分析。以泰州至戴南的埋地穿越段天然气管道泄漏进行实例研究。结果表明:大孔隙率特性下,一阶standard格式在精度和计算速度上要优于其他离散格式,与试验结果更加接近;小孔隙率特性下,二阶presto!格式相比其他几种压力离散方式具有更高的求解精度。

专业课程英文教学开放性建设实践

面向国际化开展专业课程英语教学改革有助于助推高水平课程建设、学生专业竞争力增强。通过以钻井工程为例,从教师的“教”与学生的“学”出发,分析专业课程英文教学实践面临的痛点。结合课程多元开放化建设改革实践,探讨师资、课程体系、内容调整与开放、教学方法、融入社会元素、持续改进等的实施作用,提出从开放的师资队伍、丰富的教学内容、多元的考核过程、发展的教学思维等建议,以提升专业课程英文教学质量与效果。

油罐清洗方法的比较及安全技术措施

根据清洗油罐的不同途径,将油罐清洗方法分成人工清洗和机械清洗两类。分别阐述了人工清洗和机械清洗中各油罐清洗方法的原理及适用条件,并将不同情况下应用的不同油罐清洗方法进行了比较。结合不同油罐清洗方法的技术特点,介绍了两种清洗方法需要注意的安全问题。

油品装车装船挥发损失的计算与研究

在油品储运过程中,由于频繁的油品装卸,受工艺技术和设备的限制.不可避免会有一部分较轻的液态组分汽化,进入大气,造成装卸过程中油品的挥发。装车装船过程中的挥发损失不仅会造成一定的经济损失,而且污染环境。重点介绍了油品装卸损失的主要研究内容,应用油品装车装船挥发损失的数学模型简化了各种油品装车装船时的损耗量计算公式,介绍了油品真实蒸汽压的换算方程,计算出的装车装船油品挥发损失量可为企业生产计划安排提供理论依据。由模型分析出影响装车装船过程中油品挥发的因素,给出减少损耗的措施。

多孔金属有机框架材料在甲烷存储与捕集中的研究进展及挑战

在全球向可持续低碳经济转型的过程中,作为两大低碳能源技术,甲烷储存和甲烷捕集都面临着同样的挑战,即缺乏高效的吸附剂。MOFs(metal-organic frameworks)材料具有极高的比表面积、孔隙率和可调节的孔隙结构,在气体吸附储存领域拥有极大的潜在应用价值。本文首先介绍了MOFs的结构设计和合成方法,综述并强调了MOFs材料在CH_4储存与捕集方面的研究进展及面临的问题。在CH_4高压储存方面,从体积吸附量和质量吸附量两个目标出发,介绍了目前MOFs材料储存CH_4的研究现状;在CH_4常压捕集方面,重点强调了CH_4/N_2和CO_2/CH_4分离技术和CH4捕集技术。最后,对利用MOFs材料实现高效CH_4储存和捕集存在的问题和挑战进行了分析和展望。

方腔内带双圆柱体自然对流三维计算研究

基于计算流体力学理论,采用有限体积法建立辐射模型,对长、宽、高均为5 m的方腔内带双圆柱体进行了三维计算研究。分析了腔内双圆柱体中心轴线间距、管径以及方腔的左壁面温度和右壁面温度对腔内沿Z轴各截面的平均温度分布的影响。研究结果表明,双圆柱体中心轴线间距越大,在腔的左右壁面处对流强度越强;双圆柱体管径越大,对流强度越弱;左壁面温度越高,对流强度越弱;右壁面温度越高,自然对流越强烈。该结果可为试验研究提供一定的参考。

磁力耦合式高压流变仪测试系统测试参数修正

磁力耦合式旋转流变仪因内、外磁环磁力耦合而导致内外磁环转动不同步,存在延迟启动问题,造成流变仪测试数据出现较大偏差。为解决这一问题,根据流变仪内、外磁环扭矩平衡以及内外磁力耦合特性,建立磁力耦合式旋转流变仪传动过程物理模型,并以HAAKE-MARS 60高压流变仪为例,对牛顿流体恒剪切率加载条件下测量参数进行修正。结果表明:测试物料黏度越大,剪切速率越小,内转子转速波动幅度越大,内转子表面真实剪切应力越小于外磁环剪切应力;因区分了流变仪马达扭矩和作用于流体的负载扭矩,以及考虑了测试过程中内、外磁环转速的差别,黏度修正值较接近于真实黏度,且黏度越大,剪切速率越高,黏度修正效果越好;很好地解决了高压流变仪测试系统下流变测试结果“失真”问题。

基于SVM-GA模型的城市天然气长期负荷预测

天然气长期负荷预测能够解决城市燃气供需不平衡的问题,为城市燃气公司的管理运行提供帮助。为了提高天然气长期负荷的预测精度,提出了基于SVM-GA(Support Vector Machines-Genetic Algorithm)的天然气长期负荷预测模型。分析确定影响天然气用气量的相关因素,应用遗传算法和交叉验证方法分别对支持向量机模型的惩罚因子c及核函数参数g进行优化,以期提高支持向量机模型的预测精度,将优化后的参数输入支持向量机模型中,进行天然气长期负荷预测。以某省实际的样本数据为例,将SVM-GA模型的预测结果与SVM和交叉验证法结合模型及BP(Back Propagation)神经网络模型的预测结果进行比较分析。结果表明,SVM-GA预测模型分别比SVM和交叉验证法结合预测模型和BP神经网络模型在衡量预测精度的相对均方误差、归一化均方误差、归一化绝对平方误差、归一化均方根误差、最大绝对误差五个指标分别高0.58%、3.98%、2.99%、4.58%、8.64%和6.13%、26.28%、19.71%、21.09%、31.48%。因此支持向量机与遗传算法相结合的模型能够较准确地预测天然气长期负荷。

压力作用下油品蜡晶颗粒微观特征

压力会影响管输油品宏观流动特性,但其对内部微观颗粒的作用机制尚不明晰。自主研制带压显微冷热平台,实现0~5 MPa压力范围内油品中蜡晶颗粒的微观结构可视化;制备特殊结构的载玻片,保证油膜铺展厚度一致,最大限度地降低油膜厚度对光学显微测试结果的影响。利用氮气控制体系压力,分别测试恒温加压与恒压降温过程中油品蜡晶颗粒数量、尺寸、盒维数、圆度等微观参数的变化规律,讨论压力对油品内部蜡晶颗粒微观特征的影响规律。结果表明压力增加会导致油品析蜡面积增大、蜡晶颗粒数增多,造成油品析蜡点升高;恒温加压时,蜡晶颗粒尺寸基本不随压力变化,而恒压降温时,蜡晶颗粒尺寸随压力有明显变化;压力增加会导致蜡晶颗粒不规则程度增加,有利于蜡晶颗粒之间的交联。

基于改进AHP-熵权法和TOPSIS的火山岩气藏开发方案优选

如何从技术和经济的角度选择火山岩气藏最优开发方案是目前急需解决的问题。根据火山岩气藏开发方案优选指标的构建原则,确定了开发方案的7个优选指标。采用改进的层次分析法(AHP),与熵权法和逼近于理想解排序法(TOPSIS)相结合,建立了基于改进的AHP-熵权法和TOPSIS的火山岩气藏开发方案优选模型,并以松辽盆地某区块火山岩气藏8个决策开发方案优选为例验证了模型的有效性。结果表明,利用所建立的优选模型计算8个决策方案距离正理想方案的接近程度分别为0.294 7,0.504 1,0.679 8,0.767 5,0.316 5,0.640 7,0.621 3和0.254 6,根据决策方案距离正理想点最小优选原则,得到最优方案为决策方案8.优选结果可为石油公司做出决策提供辅助参考,具有一定的实际和理论意义。