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。

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。

石油与天然气工程虚拟仿真实验教学体系建设与实践

由于受工况条件的约束和限制,与石油及天然气工程技术相关的实验和工程实践技能训练,无法在常规实验室完成,此外由于油田现场因高危、高风险等极端工作环境,也无法接纳学生开展实验或实训,因此虚拟仿真是开展石油与天然气工程技术实验教学和工程实践技能训练的有效途径。以西南石油大学油气开发国家级虚拟仿真实验教学中心建设为例,介绍其教学资源应用案例、教学体系、教学实践与认识。

对于石油天然气管道的工程风险及其保护方法的分析

随着社会逐渐趋向于现代化发展,使得各领域与国民对石油天然气资源需求量也在日益的提升当中。本文主要基于以上因素,就能够对石油天然气起到运输作用的管道以及管道施工过程中的工程风险性、保护方式进行相关研讨,旨在从根本上提升石油天然气管道工程的高质高效性建设,以期为从事天石油天然气管道施工的工作人员提供帮助。

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。

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。

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。

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。

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。

天然气压差发电运行能效分析与优化

目的天然气压差发电是一种低碳能源创新技术,发电过程中无污水废气排放,是清洁高效的分布式能源,但需要解决压差发电系统运行效率模糊、应用效果不佳等问题。方法提出了一种天然气压差发电运行能效计算分析模型,该模型结合了理论公式计算与仿真模型计算,考虑到实际投产中存在偏离测定流量运行的情况,建立轴功率修正公式,采用优化拟合的方式获得修正系数,最后采用三箱分析法进行能效分析。结果将该模型应用于某配气站压差发电项目,结合现场典型运行工况对模型进行了验证,分析采集的3类运行工况,得到不同工况下净发电量为1612.8~2697.5 kW·h,系统㶲效率为43.5%~50.5%。结论机组进气流量应维持在0.9~1.1倍测定进气流量范围内,在最大发电功率范围内提高进气压力或压力比,能够输出更多轴功带动发电机发电,以确保最佳的系统能效和稳定运行。该研究对于天然气压差发电机组能效分析与优化运行具有指导意义。

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。

“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径

为有效应对全球变暖问题,并如期实现“双碳”目标,国内各石油企业均采取了针对性的减碳降碳措施。为进一步明确“双碳”目标下中国石油企业绿色减碳路径,在对目前中国碳排放情况、石油企业减碳措施分析的基础上,明晰了减碳现存的困难与技术难点,并提出了石油企业减碳路径的建议。研究结果表明:①在油气生产利用过程中,温室气体排放主要集中在上游环节;②锚定“双碳”目标不动摇,在能源保供、提质增效的同时,深入推进“CCUS”“碳减排”“碳替代”“碳交易”等减碳方法,在一定程度上降低了碳排放;③石油企业因地制宜开发风能、太阳能、地热能、氢能、海洋新能源等,逐步推动能源绿色转型。最后根据调研结果和中国石油企业的现状,提出了以下减碳路径建议:①构建科学合理的多能互补能源体系,实现常规能源与新能源的协同开发;②发展低成本且高效的化石能源开采技术、清洁能源开发技术、数字化碳中和技术等,提高技术原始创新能力,并把握新一轮产业革命与技术变革的主动权;③加强与国际国内企业、地方政府、高等院校、研究院所的交流合作,促进相关技术的持续发展,并培养专业技术人才。

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。

掺氢天然气管道能耗和碳排放模型优化研究

目的天然气管道掺氢可实现氢气长距离、大规模、低成本运输,但也会带来一系列问题。考虑到掺氢比对压缩机性能、管道能耗和碳排放的影响,创新性地提出了掺氢天然气管道能耗和碳排放优化模型,并对站场运行模式进行全面分析。方法结合模型特点,提出改进霜冰优化算法(IRIME算法),并与其他算法进行对比得出,IRIME算法在收敛速度和收敛精度上准确性较高。结果以某输气管道为例,使用IRIME算法求解模型,结果表明,与实际运行工况相比,总能耗和总碳排放量等均降低;与不掺氢工况相比,掺氢后出口压力和出口温度均增高;压降、燃驱压缩机组效率、电驱压缩机组效率、压缩机组平均效率、天然气碳排放量、电能碳排放量、总碳排放量、耗电量、耗气量、总能耗均降低。结论与不掺氢相比,当掺氢比为5%、10%、15%和20%时,总能耗分别降低了2.00%、4.70%、7.00%和9.83%,总碳排放量分别降低了2.99%、5.36%、8.32%和10.68%,对现场运行具有一定指导意义。

基于碳排放分析的陕京天然气管网优化技术

为降低天然气管网碳排放量,基于不同能源结构,提出了天然气管网低碳运行优化模型。使用测试函数对比分析麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和人工蜂鸟算法(artificial hummingbird algorithm,AHA),结果表明AHA算法的优化性能较好。以陕京天然气管网为例,建立以碳排放量最小为目标的碳排放优化模型,采用AHA算法求解模型,结果表明:能耗优化方案(目标1方案)倾向使用天然气,碳排放优化方案(目标2方案)倾向使用电能;目标1方案降低能耗21.75%,目标2方案降低能耗21.32%,而目标1方案降低碳排放量21.18%,而目标2方案降低碳排放量24.06%,故碳排放优化方案可使管网碳排放量最低,但无法使管网能耗最低。综上,本文建立的优化模型能够实现管网能耗优化与碳排放优化等功能,助力建设智慧管网。

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。

天然气长输管道低碳优化运行模型

为了降低天然气长输管道生产运行中的碳排放量,基于不同能源结构背景,建立了一种天然气长输管道低碳运行模型,用于计算天然气管网运输过程中多能源的碳排放量及能耗。采用一种改进的粒子群算法(NHPSO-JTVAC)求解该模型并给出最优调度方案。以西气东输二线和三线西部并联管段进行案例分析,结果表明:优化后,现有系统中的碳排放量减少了28.80%,能耗降低了23.05%;若将风电与光电等新能源引入管道系统,碳排放量会减少32.20%,能耗会降低22.11%。鉴于光伏发电相对于风力发电较为稳定,建议分时段引入光电以减少碳排放量。

石油工程HSE课程教学质量提升路径探索与实践

石油工程HSE是一门涉及多学科的专业选修课,其不仅针对石油专业学生,还以选修课形式向全校其他学院包括机械工程学院、化学工程学院等非石油主干专业学生开设。课程内容涉及石油钻井、开采及集输过程中的健康、安全、环境管理体系中的法律法规。其教学内容相对简单、知识零散等,导致学生学习兴趣不高、知识点掌握效果差。为提升石油工程HSE课题教学效果,该文结合教学实际,探索性地从激发学生兴趣、创新教学模式、深入浅出举例掌握作业流程及加强理论和实践相结合、提升教师综合素质及践行课程思政等方面对教学效果影响开展研究。结合课后调查效果表明,该类教学方法能较好地提高学生积极性和教学质量,具有应用推广的价值。

全日制专业学位研究生创新与实践能力的培养--以西南石油大学为例

全日制专业学位研究生创新与实践能力的培养一直是专业学位研究生教育的瓶颈。西南石油大学以石油与天然气工程国家重点学科的建设为依托,立足于行业的特点,通过创新实践能力培养模式、提升实践基地建设水平、开展多种形式的实践教学、创新实践基地运行管理机制、构建"双师型"师资队伍,为全日制专业学位研究生培养搭建了一个坚实的平台,有效地提升了专业学位研究生的创新与实践能力。