集输系统双管掺水工艺节能优化运行研究

某区块采用双管掺水集油工艺流程,由于现场无法判断掺水参数与现场工况的关系,导致回液温度远高于原油凝点,造成能源浪费,超出了经济运行成本区间。针对上述问题,利用Pipesim软件实现工艺建模,分析了掺水参数与工艺热能损失、井口回压、回液温度、工艺压能损失及能耗损失占比等参数的定量关系,得到了符合现场调控的一般性规律,并通过建立目标函数和约束条件,利用萤火虫算法实现了掺水比和掺水温度的自动调控。结果表明:掺水温度建议不超过75℃,掺水比不宜过高,现场调控应采用先调节掺水温度再调节掺水比的操作方式;随着掺水比和掺水温度的增加,单井运行费用存在最低值;经算法优化后,不同单井掺水比和掺水温度均有不同程度下降,预计每天可节约运行费用0.5万元~1万元。

高含水原油在不同管材中的低温集输特性研究

目前,我国大部分油田已进入高含水期,采出液的流动特性发生变化,使降低集输温度成为可能。然而,关于管道材质对低温集输特性影响的研究相对较少。因此,利用现场实验装置对钢管与玻璃钢管中高含水原油低温集输特性进行了研究。结果表明,管线降低掺水量之后,井口回压上升,实验管道末点的油温缓慢下降;不同掺水量下井口回压上升过程不同,高掺水量下更容易实现低温集输;当掺水量相同时,玻璃钢管的黏壁温度低于钢管的黏壁温度,玻璃钢管低温集输的最低掺水量低于相同情况下钢管的掺水量。对黏壁温度实验数据进行拟合,得到了不同管材的黏壁温度计算模型,计算结果准确度较高,对高含水期油田实际生产中低温集输的可行性判断及其安全运行管理具有指导意义。

负压渗管对土壤盐分淋洗效果影响的模拟研究

【目的】探究土壤淋洗过程中负压多孔渗管的出流机制及其对土壤水盐运移的影响特征。【方法】采用HYDRUS模型对埋设真空负压渗管的土壤剖面进行数值建模,模拟淋洗过程中不同土壤质地(粉质黏土、黏土、黏壤土、砂质黏壤土、砂壤土)、土表入渗水头(2、4、6、8、10cm)和渗管内负压水头(200、500、1000、1500、2000cm)组合情景下土壤水盐动态形式,并分析淋洗前后土壤脱盐率以及单位灌水对应的渗管排盐量。【结果】(1)负压渗管的排水主要源于下渗水在土壤剖面内形成的悬着水带,当悬着水带含水率达到饱和时排水通量达到最大。(2)负压渗管下土壤质地对负压渗管的排水排盐效果起决定作用,砂粒占比越高对应的脱盐效率和淋洗效率越高。(3)各处理的脱盐率与入渗水头和管内负压均呈微弱的正相关,但在砂质黏壤土和砂壤土中,增大入渗水头将降低淋洗效率。(4)负压渗管相对无渗管的脱盐率最大提升程度为7.91%,但提升程度从渗管上方向两侧递减,并在渗管下方存在随管内负压减小而范围扩大的积盐区。【结论】淋洗过程中负压渗管在偏砂性的土壤中模拟所得水盐的调控能力较强,能够在淋洗水量不变的条件下提升土壤的局部脱盐收益。

油田掺水系统能耗优化对策研究

在大庆外围油田开发生产能耗构成中,掺水系统占据重要地位,掺水能耗的有效控制,对油田节能减排、降本增效工作的开展,具有重要意义。以大庆外围某油田为例,经统计,掺水用电量占据总用电量的7.2%,掺水耗气量占据总用气量的58.2%,掺水用能占据油田总用能的38.7%,掺水能耗的控制至关重要。该油田通过从掺水运行提升、管网路由优化、管网工况治理三个方面开展优化提升工作,年均减少参水耗气量为394.83×10^(4)m^(3)减少掺水用电量为310.55×10^(4)kWh,取得了良好的经济效益、社会效益及环境效益。

XB油田特高含水期油井单管深埋冷输边界条件研究与应用

为了简化集输工艺和降低运行成本,对特高含水期油井单管深埋冷输边界条件进行研究,通过建立单管深埋冷输工艺模型,明确了单管深埋冷输工艺边界条件的计算方法,该方法可指导单管深埋冷输的应用范围。并在XB油田31口采油井开展了现场试验,结果表明,单管深埋冷输工艺适合于现场应用,应用后可有效节约电能及天然气消耗,年节电量11.12×10^(4)kWh,年节气量24.40×10^(4)m^(3),年节约管道维护费用49.6万元,可促进油田绿色低碳高效发展。

暗管间距和埋深对田间水盐运移变化的影响

【目的】研究河套灌区漫灌模式下田间尺度不同暗管间距和埋深对土壤水盐运移特征的影响。【方法】基于田间监测数据率定验证HYDRUS-2D模型,并模拟暗管埋深1.5 m下5种间距(5、15、25、50、100 m)与暗管间距25 m下5种埋深(0.6、1.0、1.5、2.0、2.5 m)下的排水排盐量和土壤剖面水盐时空分布特征。【结果】(1)模型模拟水盐变化的精度较高,土壤剖面水分和盐分模拟结果的决定系数R^(2)分别为0.81和0.71,均方根误差RMSE分别为0.038和0.026,纳什系数NSE分别为0.93和0.86。(2)累积排水量和排盐量随暗管间距减小和暗管埋深增加而增加,埋深1.5 m下暗管间距从100 m减至5 m排水总量增长了4.96倍,排盐总量增长了5.06倍;暗管间距25 m下埋深从0.6 m增至2.5 m排水总量增长了64.24倍,排盐总量增长了60.08倍。(3)土壤剖面含水率在排水期随暗管间距减小和埋深增加而降低,土壤剖面含水率降幅随时间增加而减小;土壤剖面含盐量在非排水期随暗管间距减小和埋深增加而降低,土壤剖面含盐量降幅随时间增加而增大。(4)水平方向,土壤含盐量在非排水期随水平距离的增加而增大,增幅随暗管间距减小和埋深增大而减小。埋深1.5 m下暗管间距5 m与暗管间距100 m土壤含盐量差异从暗管处的26.67%增加到暗管中间的39.88%,暗管间距25 m下埋深0.6 m与埋深2.5 m土壤含盐量差异从暗管处的30.56%增加到暗管中间的50.39%;垂直方向,土壤含水率随土层深度增加呈先增大后减小的“镰刀”状变化;排水初期土壤含盐量随土层深度的增加而增大,非排水期随土层深度的增加而减小。【结论】减少暗管间距和增加暗管埋深可有效提高暗管排水排盐量并降低排水期的土壤剖面蓄水量和非排水期的土壤剖面积盐量,初步认为暗管间距在15~50 m,暗管埋深在1.0~2.0 m范围内作为河套灌区的暗管排水布设参数较为合适。

饮用水中碳酸氢根的意义和控制目标探讨

碳酸氢根(HCO-3)是水中最常见的阴离子之一,能直接影响饮用水的水质,并对饮用水的典型净化工艺的效能和处理出水的水质稳定性产生影响。论文总结了天然水体中HCO-3的来源和存在形式,系统分析了其含量对管道寿命、饮用水水质稳定性、舒适健康性的意义,以及对混凝、消毒等水处理工艺净化过程和出水水质的影响,在此基础上进一步探讨了饮用水处理过程中HCO-3的适宜控制目标。论文内容可为水厂及供水管网中HCO-3的合理控制、供水安全的保障提供一定的参考。

高浓度水煤浆管道气膜减阻两相流模拟及代理辅助优化

为解决高浓度水煤浆管道输送阻力大的问题,提出在水煤浆管道中通入气体,采用气膜减阻以降低管道的阻力损失。针对宾汉非牛顿流体水煤浆,基于流体体积(VOF)多相流模型,通过数值模拟研究分析了加气管关键参数对管道阻力系数的影响,并结合遗传聚合响应面模型与二次拉格朗日非线性规划(NLPQL)算法进行代理辅助优化。结果表明:在水煤浆管道中通入气体能够有效降低壁面剪切应力,气体速度与加气管直径对管道阻力系数影响较为显著,并且提升气体速度与增大加气管直径能够降低阻力系数,而管道阻力系数基本不受加气管道角度影响。优化以阻力系数最小化为目标函数,得出一组加气管参数,优化后管道阻力系数降低了0.0207,减阻率增加了16.90%,研究结果为高浓度水煤浆管道加气减阻机理及结构优化提供了理论指导。

一种输水隧洞内超长大直径钢管运输对接专用工装车的设计与应用

输水隧洞采用盾构机或TBM施工,管片为外衬,钢管为内衬。由于钢管直径大,与管片间隙小,在管片内运输和对接存在困难。为了解决该问题,设计了一种钢管运输对接专用工装车。工装车以锂电池为能源,采用电气系统和液压系统协同控制,具备驾驶室和遥控两种操作模式,配置防碰撞预警功能,满足超长大直径钢管在管片内安全运输和快速校正对接要求。在输水隧洞工程应用该工装车,操作安全便利,施工流畅高效。

玻璃钢管壁/原油界面特性对高含水原油低温集输的影响

我国大部分油田已进入开采中后期,油井采出液含水率较高,玻璃钢管道因其良好的抗腐蚀性广泛应用于油田地面集输系统。同时,为了节约加热能耗,可采用低温集输工艺输送高含水原油,但可能出现的原油黏附问题严重威胁系统安全。因此,探究玻璃钢管壁/原油界面特性,对揭示高含水原油低温集输黏附机理具有重要意义。基于接触角仪探究了含蜡原油在玻璃钢和不锈钢表面的界面特性。结果表明,在水相中,油滴在不同材质平板的接触角随温度的降低而增大,且油滴在玻璃钢表面的接触角大于在不锈钢表面的接触角,油滴在水相中的界面张力随温度的降低而增大;与不锈钢表面相比,油滴在玻璃钢表面的黏附功较小,油滴之间的内聚功随温度的升高而减小;在集输系统中,凝油不易黏附于玻璃钢管道,玻璃钢管道更有利于低温集输工艺的实施。

采用管带机输送的输煤隧道水消防系统分析

从输煤隧道的火灾类型、火灾特点、火灾后果等方面分析其火灾危险性,依据相关的规范要求,对其水消防系统进行分析比选。结合实际工程案例,针对采用管带机输送的输煤隧道,提出了适宜的水消防系统,可供类似工程设计时参考。

基于虚拟仪器的输水管路泄漏检测系统

讨论了一种基于虚拟仪器的输水管路泄漏检测系统的设计和实现。重点介绍了泄漏检测系统的泄漏定位方法、硬件设计和在LabVIEW环境下的软件模块化设计。对于突发的输水管路泄漏 ,综合运用了包括小波分析在内的多种信号处理方法 ,能够及时准确地定位泄漏点。实践证明 。

减水剂在充填料浆中的作用机理及应用研究

提高充填料浆的输送浓度是提高充填体质量、降低充填成本的有效途径之一。为此 ,开展了减水剂在充填料浆中的作用机理研究并在金川矿山进行了试验与应用 ,结果表明 :在充填料浆中添加高效减水剂可以大大提高充填料浆的输送浓度 ,并显著改善高浓度充填料浆管道输送性能 ,减水效率可达 15 % ,充填体强度增大2 5 %～ 4 6 % ,并且可以进一步降低充填材料成本 ,节省排水排泥费用。

输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分,管道沿程水头损失计算又是输配水管道设计的核心。探讨了常用水头损失计算公式的适用范围及公式中参数的选择。水力计算应根据不同的水流流态采用与之适应的计算公式,并选取对应的水力计算参数,使水力计算成果准确可靠。

水隔离泵水击问题的研究及解决措施

介绍了水隔离泵产生水击的原因及危害 ,并从理论上分析研究了两相流管道中压力波的传播速度、时间及压力增值。通过理论计算 ,给出了解决水击问题的措施。

海上油气混输中的分离技术

从发展海上油气混输特殊工艺要求出发,介绍中科院力学所"十五"期间,在油气水分离技术方面开展的研究工作。此工艺用于春晓油田,油中除水,再进行油气混输,防止长距离管输时在高压低温条件下油中产生水化物而阻塞管线。在文献总结、专利调研和国内现场考察的基础上,提出研制集重力、离心、膨胀于一体的复合式分离器,以达到高效快速分离的目的。并对国内外尚未使用过的螺旋管分离装置,开展了油水分离的一些理论及实验研究。

节水灌溉农业与塑料工业

概述了中国的水资源与农业节水灌溉的关系,讲述了塑料在渠道防渗、低压管道输水、塑料管机井、喷灌与微灌中的应用与开发,阐明了节水灌溉与塑料工业的必然联系。

似膏体料浆管输中浆击分析与计算研究

为了缓解管输过程中浆击对管路产生的破坏作用,分别采用了FLUENT模拟和流体力学理论计算两种方式,研究了似膏体料浆在管输中的直接浆击现象,两种方式比较结果表明,理论计算有局限性,且只能静态的表达;FLUENT模拟能直观、动态地表达浆击的压强、速度变化过程;二者压力波速度场符合较好,压强场有一定差距。研究结果对后续提出缓解管道浆击影响和破坏的措施有较强的指导意义。

交通网络用户平衡模型解释初探

研究了交通网络分配中用户平衡模型的内在涵义，引入管道网中流体平衡的比拟，依据最小势能原理，提出一种直观地解释和建立用户平衡模型方程的方法，并用该方法分析了几种典型的用户平衡模型．最后探讨了进一步研究交通网络的性质和用户平衡模型机理的可能性．

三峡库区万州过江公用隧道输水工程

介绍了三峡库区万州过江公用(给水、燃气)隧道输水管工程方案,并针对工程安全可靠性在管材选用、管道防腐和加固等方面提出了技术处理措施。作为长江上首个过江公用隧道工程,建成两年多来运行效果良好,为供水企业节省了大量的建设投资和运行管理费用,确保了万州五桥移民新区的正常供水。