全日制工程硕士研究生校外实践保障机制和评价体系研究与实践——以重庆科技学院石油与天然气工程学科为例

基于重庆科技学院石油与天然气工程学科研究生校外实践现状,构建了以认识保障、组织保障、制度保障、师资保障、硬件保障、经费保障和生活保障等为主体的全方位研究生校外实践保障机制,以研究生校外实践基地分级考核办法与研究生校外实践效果评价制度为核心的校外实践质量评价体系,有效提高了研究生工程实践能力。

掺氢天然气管道故障树分析及建模软件开发

针对掺氢天然气管道可能存在的风险与隐患,分析国内外各类管道失效数据,建立了掺氢天然气管道故障树,共包含10个子树和148个底事件,在掺氢管道失效库基础上采用C#程序设计语言开发了掺氢天然气管道故障树建模软件;应用建模软件对已建立的掺氢天然气管道故障树进行分析。软件计算通过行列法求解出最小割集共189个,其中一阶最小割集106个,二阶最小割集83个;采用双循环法得到148个底事件结构重要度。分析得出防腐措施是否正常工作以及自然灾害是影响掺氢天然气管道安全运行的重要因素。

石油与天然气工程领域工程硕士能力培养模式探讨——以重庆科技学院为例

重庆科技学院自2011年获得工程硕士授权以来,在培养方面进行了积极探索,以校企合作为基础,通过企业参与研究生培养的全过程,强化校内外实践基地的建设和研究生的现场实践锻炼,切实提高了研究生的动手能力和解决工程实践的能力。

石油工程岩石力学实验虚拟仿真教学设计

岩石力学实验是石油工程、海洋油气工程专业的基础实验课程,但物模实验存在“设备贵成本高”、“操作难周期长”、“演示直观性不足”等问题。为此,本文拟配合“石油工程岩石力学”课程中“岩石强度理论”教学内容的授课需要,借助现代虚拟仿真技术,基于石油工程岩石力学理论,理清岩石力学三轴实验设备原理,分析岩石力学实验操作步骤,辅之以井壁稳定科研知识,集成于虚拟交互系统中,达到理论、实践、创新、节约、安全有序结合的目标。有利于岩石力学实验的可重复性,实现岩石力学实验的可观察性,提高学生分析问题和解决问题的能力。

掺氢比对天然气管道泄漏扩散影响的模拟研究

为了研究掺氢比对天然气管道泄漏的影响,基于计算流体力学理论,采用数值模拟方法,建立了直埋高压掺氢天然气管道泄漏扩散的数学模型,分析了掺氢比不同时掺氢天然气的泄漏状况、体积分数分布状况,以及管道周围土壤压力与气体泄漏速度的分布情况。结果表明,随着掺氢比的增加,大气中掺氢天然气的爆炸半径逐渐减小,管道周围高压区域范围逐渐减小,而泄漏口处的气体泄漏速度逐渐增大;当掺氢比为30%(体积分数)时,大气中的爆炸半径相较于纯天然气的爆炸半径减小了43%,泄漏口处气体泄漏速度增大68%。研究结果可为掺氢天然气管道的安全抢修提供理论参考依据,对推动掺氢天然气的大规模应用具有重要的实际意义。

S气田天然气压缩机组能效提升技术研究

S气田投产后进入中后期,天然气处理量偏低,天然气压缩机组进排气压力偏离设计工况,导致机组出现能耗高、效率低的现象。以S气田中的5号站、9号站和15号站三个区块为研究对象,分析运行与能效现状,提出四种提效节能方案:压缩机组开关机策略;单双调节改造;高压变频改造;更换小排量压缩机组。通过HYSYS和Pipeline Studio软件模拟得到方案改造后结果。结果表明:改造后单台机组效率平均提升55.44%,均达到节能评价值,单台节能率最高为53.53%,整体节能率达29.77%,有效提升系统能效,减少能耗。

石油与天然气工程领域全日制专业学位研究生教育改革与实践

重庆科技学院"服务国家特殊需求人才培养项目"开展试点的石油与天然气工程领域专业学位研究生教育,在确立研究生教育指导思想的基础上,确定了人才培养目标和培养模式,制定了三个培养环节,构建了"基础课程平台+选修课程模块+必修环节"的培养体系。学校初步建立了贯穿石油工程技术链的工程实践体系,形成了招生选拔的具体思路和主要做法。文章介绍了培养过程质量监控的主要措施,同时对导师队伍的现状和不足进行了分析。

基于实时组分的天然气流量在线计量方法

超声波流量计采用固定天然气组分计量标况流量,为解决与实时组分偏差影响计量精度的问题,针对SCADA系统中不同的计量实时数据条件,基于质量守恒原理,结合AGA8气体物性方程,确定了天然气标准状态体积流量和能量流量计算式,以及流量累积计量误差评价方法;设计开发了在线计量软件系统,应用于某海底管道陆上计量终端,在线分析6台超声波流量计,4个月共计15万余组计量数据。结果表明:采用固定天然气组分计量流量,导致的最大相对误差为1.02%,大于A级流量计的计量不确定度(0.85%),且计量误差与实时组分和固定组分密度差值成正比。计量相对误差分布近似满足正态分布,误差在-0.5%~0.5%的概率为98.79%。因此,采用固定天然气组分计量流量,对计量精度影响较大。提出的在线计量方法,有助于提高天然气标准状态体积流量的计量精度。

石油与天然气工程实验教学中心建设实践——基于“全流程、高仿真、六共同”理念

深化实践教学改革,将优势资源深度整合,已成为高校提高人才培养质量需突破的瓶颈之一。重庆科技学院石油与天然气工程实验教学中心按照现代石油与天然气生产全工艺流程,构建形成了多层次多模块实验教学体系和全流程的高水平实践教学平台,建成了具有现场工程真实实践环境又高于现场实践教学功能的高水平综合性全尺寸校内实践教学基地和"六共同"校企深度合作育人模式,石油工程应用型人才培养特色鲜明。

石油与天然气工程领域工程硕士专业学位论文质量监控途径探索

针对石油天然气工程领域专业学位研究生培养特点,结合该领域工程硕士专业研究生管理工作实践,分析了石油天然气工程领域专业学位论文监控过程和具体措施,探讨了校企双导师指导下该领域学位论文所经历的选题、开题、中期检查、论文查重和评阅、预答辩和正式答辩、学位论文后期抽检等质量监控程序。实践证明,该学位论文质量监控措施取得了一定效果,保证了学校高层次应用型人才培养质量。

城镇高层建筑区天然气管道泄漏扩散特性

当今城镇建筑布局集中且楼房高度超高,因第三方施工破坏等造成的城镇天然气管道泄漏事故频发,在建筑区可能造成严重的事故危害,所以模拟天然气泄漏后在建筑群间的扩散行为是很有必要的。基于城镇建筑布局形式多样的特点,利用Fluent软件对4种不同建筑布局下的天然气管道泄漏扩散进行模拟,探究了不同建筑布局下的天然气扩散特性、总结危险区域。模拟结果表明围合式布局是4种布局形式中最危险布局;建筑群范围内,距离泄漏源近端天然气扩散自下而上发展,距离泄漏源远端天然气受涡旋作用影响自上而下沉降聚集;建筑物对天然气扩散的阻挡作用导致天然气在迎风侧建筑壁面聚积,天然气危险区域出现在建筑体外壁及建筑物顶部位置。该研究对于指导天然气事故预防和减小事故危害有十分重要的意义。

掺氢天然气管道本体及焊缝裂纹扩展研究进展

天然气管道掺氢输送是实现大规模输氢的有效方式,然而管道钢本体及焊缝在渗氢后会因氢脆而裂纹扩展加剧。综述了不同氢分压、加载频率、残余应力等条件下,管道本体与焊缝渗氢后的裂纹扩展试验研究进展,总结了渗氢钢材的裂纹扩展机制,分析了钢材裂纹扩展的理论和唯象模型,介绍了分子动力学模拟、有限元方法等数值模拟技术在掺氢钢材裂纹扩展研究领域的应用。对照天然气管道掺氢输送后本体及焊缝的安全性管理需求,分析了试验、理论及数值模拟三方面研究在预测和防止管道裂纹扩展方面存在的不足,阐明了下一步研究的机遇与挑战,提出了试验、理论及模拟三方面的协同研究方法,为维护掺氢天然气管道运行全生命周期的安全提供了借鉴。

以学为中心达成石油工程专业“工程与社会”培养目标的教学模式探索与实践——以石油工程HSE课程为例

我国正处于推进建设世界规模最大高等教育体系的关键进程中,普及化阶段呈现多样化、个性化、学习化和现代化等显著发展特征,亟待聚焦课程质量要素重构、拔尖创新人才培养,运用系统性、整体性、协调性的方式整体推进高等教育改革创新,全面提升有组织的人才自主培养能力。该文采用一致性构建原则,探索建立与石油工程专业“工程与社会”培养目标相匹配的石油工程HSE课程教学模式,通过设计科学合理的学习活动和灵活多样的学习测评,以课程思政引领学生主动学习,培养学生善于学习的能力和素养,实现学生主动建构知识,深深沉浸在发现、探索和解决“工程与社会”问题的贯穿式学习氛围中,有效提升“工程与社会”培养目标的达成度,为加大油气勘探开发力度、保障国家能源安全输送富有创新精神和创新能力的高层次科技人才。

天然气冷放空模拟及实验研究

天然气放空是输气管道生产运行过程中的重要环节,是压力、温度、放空流量都随着时间变化的复杂过程。基于放空管道的实际情况,对相关规范所推荐的计算方法进行改进完善。改进的模型考虑了出口临界流动和亚临界流动的放空计算,研究放空管阀门开度、天然气气体膨胀导致的内能变化对管道放空的影响。该模型的计算结果与工程实际中的管道放空数据大致吻合,为以后的生产调度和事故维抢修提供了技术支持。

基于“四个融入”创建高校党支部基层党建育人新模式——以西南石油大学海洋油气工程研究所党支部为例

为破解高校党建与业务“两张皮”难题,近年来,西南石油大学海洋油气工程研究所党支部将研究生党员混编入教师支部。从组织设置模式破冰出发,积极探索实践“逐梦深蓝、四个融入”支部工作法,将学科专业理想、师生党员互动、大学精神传承和重大战略需求在思想、组织、文化和业务上深度融入党建,提升党支部的引领力、战斗力、凝聚力和执行力,充分发挥党建和业务“双带头”作用,对促进学校“双一流”学科建设、加快党建育人高质量内涵式发展具有重要作用。

地下煤制气制取液化天然气和液氢工艺研究

目的脱除地下煤制气中的酸气,将地下煤制气中的CH_(4)和H_(2)分离出来并液化。方法对常见的分离方法进行对比,确定采用低温精馏法对煤制气进行脱酸气、分离CH_(4)和H_(2)并液化。根据低温精馏法的原理,设计了一种全新的地下煤制气脱酸气、分离CH_(4)和H_(2)并液化的工艺流程,该工艺主要由两个精馏塔、一个两相分离器和三级氦膨胀制冷系统组成。同时利用HYSYS软件对其进行模拟分析,确定最优参数。结果该工艺可以将地下煤制气中CO_(2)的摩尔分数脱除到0,H_(2)S的摩尔分数脱除到3.65×10-14,满足处理要求。同时可以实现CH_(4)回收率为99.97%,加压液化天然气(PLNG)的摩尔分数为99.97%,H_(2)的回收率为98.30%,液氢(LH_(2))的摩尔分数为99.99%。结论该工艺可以有效利用地下煤制气制取PLNG和LH_(2),且所需能耗较传统工艺能耗降低了11.64%,具有较高的经济效益。

基于㶲分析的天然气提氦联产LNG工艺优化

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用改进的㶲分析方法基础上,基于Aspen HYSYS软件,详细分析了该装置关键设备的效能,进而提出工艺优化方案。研究结果表明:①㶲损可划分为4类,改进的㶲分析方法能得出设备的各类㶲损占比,用于评估设备的改进潜力;②在大多数设备中,内源性㶲损大于外源性㶲损,压缩机和空冷器主要为可避免内源性㶲损,冷箱的主要㶲损类别各异,塔器主要为不可避免㶲损;③采用多级闪蒸提浓代替双塔提浓,即脱甲烷塔塔顶气先进入氦气提浓塔预提浓后,再进入液化单元进一步提浓,总压缩功较原方案降低11575 kW,有效能利用率更高。结论认为,改进工艺后的㶲损较原方案降低了约21648.4 kW,系统㶲效率提高了约14.75%,优化结果验证了改进㶲分析在天然气提氦联产LNG工艺中的可行性,为实际工程中提氦工艺的优化提供了参考。

多气源上载天然气管道工况运行适应性分析

天然气管道输送过程中,气源上载点的增加必然引起运行工况的变化。如果在缺乏科学依据的情况下,盲目进行管道新工况输送,易出现气源分配不合理或无法完成指定输量输送,管道工况运行不适应。以某ZG天然气管道为研究对象,利用SPS软件模拟分析管线气源上载增加后,分析管道正输工况的运行适应性。研究结果表明,ZG天然气管道存在运行不适应的工况,需采取调整气源输送压力、分配输量以及增启压气站等方式,提高管道运行适应性,实现多气源上载管道安全运行具有重要意义。

大型并联天然气管网系统运行优化技术研究

某大型长距离并行管道系统结构复杂,其压气机站合建在一起,且进站口和出站口设置有联通管线和截断阀门,由于两条管线内流量能够自由分配,使得沿线不同站场可能出现双线联合运行、双线独立运行、单线压力越站、双线压力越站等多种复杂工况。为了减少大型并联管道系统能耗,构建了并联管道的优化运行模型,该模型以能耗最低为目标函数,考虑了压缩机自耗气、站场流量分配以及压力分配等多种约束,能够确定不同站场的运行方式,计算不同管线间的最佳流量分配。由于模型决策变量较多,采用一种改进的粒子群算法(PPSO)对模型进行优化计算,通过实践该算法获取的优化方案最好。研究结果表明:优化后,管道系统可降低能耗25.31%,对现场操作具有一定指导意义。

课程思政在石油工程生产实习中的探索与实践——以重庆科技学院为例

石油工程生产实习是本科生素质教育培养过程中的一个重要环节,是培养学生为“祖国加油、为民族争气”的重要课堂。由于前期授课过程中课程思政教育理念淡薄,导致“立德树人”效果不理想。本文从教学大纲、课程思政元素挖掘、教学方法以及考核方式出发,提出了石油工程生产实习的课程思政的改进措施,将课程思政教育融入到整个教学过程,建立石油与天然气工程专业的《石油工程生产实习》的课程思政教育模式。