国家教育部博士点基金(20110133110004)
- 作品数：19 被引量：174H指数：10
- 相关作者：李玉星王武昌张庆东刘海红赵鹏飞更多>>
- 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油中煤科工集团重庆设计研究院有限公司更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程天文地球理学动力工程及工程热物理更多>>
- 海洋立管涡激振动与疲劳寿命影响因素分析被引量：14
- 2016年
- 大尺寸的立管涡激振动三维数值模拟的代价大, 计算效率低, 为此, 采用一种基于弹簧-质量模型的等效二维模型, 通过二维数值模拟求解三维问题中管道的振幅和频率, 进而对立管疲劳寿命的影响因素进行分析.二维模型中, 应用弹簧-质量模型, 利用胡克定律和简支梁的挠度方程对弹性系数进行推导; 数值模拟中, 利用ANSYS 软件对流体与结构进行耦合求解, 对不同海流流速、管长、壁厚条件下的立管中点的振幅和频率进行计算; 基于Miner 疲劳损伤累积理论和S-N 曲线对立管疲劳寿命进行计算, 对疲劳寿命的影响因素进行分析.分析结果表明, 在2. 5×10^4≤Re≤2. 5×10^5 范围内, 随着海洋流速的增加, 立管振幅和频率增大, 疲劳寿命缩短; 随着立管长度的增加, 振幅增大, 疲劳寿命缩短; 随着管道壁厚增加, 立管振幅减小, 疲劳寿命延长.研究结果可为立管的疲劳寿命预测与抑振设计提供指导.
- 王琳刘昶李玉星胡其会王娅婷
- 关键词：涡激振动数值模拟振幅
- 天然气水合物颗粒微观受力及聚集特性研究进展被引量：9
- 2013年
- 水合物颗粒微观受力和聚集是影响水合物浆稳定流动的关键,本文调研了国内外研究水合物颗粒受力和聚集常用的测量装置,主要有聚焦光束反射测量仪、颗粒图像显微镜、高压差示扫描量热仪、微机械测力装置;受力测量和理论研究证明了毛细液桥力是导致水合物颗粒聚集的主要黏附力;介绍了常用于水合物聚集特性研究的受力平衡模型,通过该模型可以计算得到水合物颗粒最大临界聚集粒径;总结了众学者提出的水合物颗粒聚集机理,并阐述了基于群体平衡模型建立的接触诱导-剪切限制聚集机理的物理模型,该模型能够很好地描述水合物颗粒的动态聚集过程;水合物颗粒微观受力和聚集机理的深入研究和明确将对石油天然气的输送具有非常重大的意义,确定防聚集对水合物聚集的影响是未来研究的重点。
- 刘海红李玉星王武昌陈鹏张庆东樊新斌
- 定容过程气体水合物相平衡计算研究
- 2013年
- 在Chen-Guo模型的基础上,考虑到水合物浆制备的两种基本过程,即定容反应过程和定压反应过程,同时在深入理解两相闪蒸平衡计算过程的基础上,开发出适用于定容条件下水合物浆相平衡计算的计算过程。该方法对水合物浆制备结果的预测及水合物浆性质的计算具有重要意义。
- 陈鹏李玉星王武昌刘海红张庆东
- 关键词：水合物相平衡
- 油基体系中水合物分解过程的研究被引量：2
- 2017年
- 采用自制的带视窗高压反应釜,以柴油、水、天然气为实验介质,先在含水率30%(w)的油基体系中生成天然气水合物,然后分别在不同加热温度、降压速率及抑制剂甲醇质量分数的作用下将其分解,分析水合物在3种不同分解过程中的宏观形态变化,并对分解速率和分解效率进行了比较。实验结果表明,油基体系中水合物的分解过程具有强剪切区分解较快、液相中水合物颗粒呈"缩核分解"等共性。3种分解过程中水合物形态变化的差别主要表现在水合物从壁面脱离的方式不同、液相中气泡产生的速率和数量不同以及分解过程中壁面是否有气体运移通道、体系中是否有冰相产生等。分解速率随加热温度、降压速率和抑制剂质量分数的增大而增加。在实验工况下,分解速率范围为6.40×10^(-4)~2.09×10^(-1)mol/min。
- 宋光春李玉星王武昌
- 关键词：天然气水合物分解速率
- 化学添加剂对水合物生成和储气的影响被引量：18
- 2014年
- 为了研究促进剂对水合物生成的影响,采用自行设计的水合物反应系统,通过恒温定容实验,研究了四氢呋喃(THF)和十二烷基硫酸钠(SDS)对二氧化碳水合物生成的影响。并在实时测量水合物生成过程中系统的温度、压力的基础上,计算得出水合物的生成速率、储气量及表观水合数。结果表明,适宜浓度的SDS能促进气体在液相的溶解,提高水合物的生长速率和储气密度;单独添加THF对水合物生成过程促进效果并不明显;SDS和THF复合添加剂共同作用对水合物促进效果最显著。
- 张庆东李玉星王武昌
- 关键词：水合物添加剂二氧化碳
- 天然气水合物浆在管道中的流动沉积特性被引量：18
- 2014年
- 随着海底天然气水合物开采及开发技术研究的不断发展,水合物浆的宏观流动特性研究成为保证天然气水合物浆顺利输送的必要条件。为此,对天然气水合物浆液在管道中的稳定流动状态及临界堵塞条件进行了研究,以传统的固液双层流动模型为基础,结合天然气水合物在水平管道中的流动特点,提出了天然气水合物浆稳定流动的判定标准——临界流动速度和临界床层高度,即管道内出现固定床层的临界速度和该速度对应的床层高度;并提出了计算天然气水合物浆流型及流动参数的方法。在此基础上,对天然气水合物浆在管道中流动的沉积特性进行了研究,设计正交方案,对比了不同因素对临界沉积速度的影响因子。实验验证结果表明:该方法可以较为准确地描述天然气水合物浆的流动状态及其特征参数,对判断其安全流动具有一定的指导意义。
- 王武昌陈鹏李玉星刘海红张庆东
- 关键词：天然气水合物浆
- 水合物浆浓度测量方法被引量：3
- 2013年
- 水合物浆液浓度对研究水合物浆液宏观流动特性具有重要意义,对水合物浆液黏度等物性参数有十分显著的影响。基于实验条件下二氧化碳水合物浆的生成过程,提出了应用比色法对水合物浆的浓度进行间接测量的方法,对比了反应前后的气相状态计算水合物浆浓度的过程,通过实验对比色法和计算方法的准确性进行了对比验证。
- 陈鹏李玉星胡永利王武昌刘海红
- 关键词：水合物浆比色法
- 油气管道水合物解堵工艺及存在问题被引量：8
- 2016年
- 为了保障深水和超深水海底油气管道输送介质的流动安全,对现有水合物解堵工艺进行评述研究。分析了管内水合物的形成、堵塞过程及水合物的分解机理,探讨了各种解堵工艺的特点、适用条件以及在工程实际中的应用现状。针对各种解堵工艺存在的安全问题,分析了其产生原因及危害,并提出了相应的解决方案。结果表明:堵塞块位置、长度的确定和对管道压力、温度的控制是安全、高效地实现管道水合物解堵的关键。
- 宋光春李玉星王武昌赵鹏飞姜凯魏丁叶晓
- 关键词：天然气水合物解堵
- 管道CCl_3F水合物浆流动特性的数值模拟被引量：12
- 2016年
- 为了研究CCl_3F(R11)水合物浆在水平管内的流动特性,建立了CFD/Fluent数值模型。对比模拟得到的压降与实验压降可知,相对误差均在20%以内,表明该模型可行。通过模拟分析管内水合物颗粒流动特性发现,控制流速可以有效防止水合物阻塞。同时,深入模拟研究了R11水合物颗粒在管内流动的沉积特性,结果表明:流速对R11水合物的沉积特性影响较大,当平均流速达到一定值时,水合物颗粒体积分数对其沉积特性影响不大,将该流速视为管道安全运行的最小流速。通过分析水合物浆的其他关键参数(颗粒密度、颗粒粒径及管径)对管道安全运行最小流速的影响,得出水合物颗粒粒径对管道安全运行最小流速的影响较大,水合物颗粒密度及管径对管道安全运行最小流速的影响较小。
- 魏丁王武昌李玉星赵鹏飞宋光春
- 关键词：数值模拟流动特性
- 油气混输管道中天然气水合物的形成和堵塞过程研究被引量：20
- 2017年
- 为研究油气混输管道中天然气水合物的形成和堵塞过程,采用自行设计的高压环道装置,以去离子水、柴油、天然气为管输介质,在含水率70%、液相初始流量2 000kg/h等条件下进行水合物堵塞实验。研究结果表明:实验时水合物在管道中各处同时生成,但初始生成量并不相同;在实验含水率70%的条件下,水合物主要在管道气相空间壁面和液相主体中生成;水合物的生成会导致管内流量降低,在未添加乳化剂的情况下,油水混合液会因流量的降低而产生分层,此时水合物颗粒集中分布在混合液下层,造成流体黏度和管段压降的急剧升高,进而引发管道堵塞。
- 宋光春李玉星王武昌姜凯赵鹏飞
- 关键词：天然气水合物黏度压降
