水平管分层流下微孔泄漏特性数值模拟和实验分析

在油气田开发过程中,通常采用气液相混输模式,管道受腐蚀等因素影响容易出现穿孔而发生两相流泄漏。为分析两相流泄漏特性,对管内常见流型分层流下的微孔泄漏特性进行数值和实验分析;采用VOF耦合Level set算法分析了不同影响因素下的气液两相泄漏特性,设计了1种管道泄漏收集装置,进行室内两相流泄漏实验,并验证了数值预测模型的准确性。研究结果表明:气液两相流经过管壁泄漏口时会发生相分离,泄漏特性受小孔方位、管路内外压差、气液相流速影响较大;泄漏口位于管路侧壁时的泄漏特性与其他角度下的泄漏特性有所不同,可用泄漏影响区内的气液分布进行解释;当泄漏口位于管路底部时,存在临界液相分流系数,当液相分流比小于此临界值时,泄漏流体为单相液体。VOF耦合Level set算法的数值方法可为管路泄漏量预测和相分离特性分析提供参考。     

串接组合式迷宫螺旋泵的气液两相流数值模拟及试验研究

为研究串接组合式迷宫螺旋泵在实际污水处理过程中的曝气增氧效果和内部的流动情况,应用计算流体力学FLUENT软件,基于混合物多相流模型,对串接组合式迷宫螺旋泵内部三维多相流场进行了数值模拟,分析了不同含气率条件下流场的压力、速度、气相分布情况,分析得出:泵的压力梯度在不同含气率下有所不同,但压力分布都是沿着轴向方向增加,增压效果明显;转子流域的速度明显高于定子流域,且随着含气率的增大,转子流域速度越来越小,定子流域速度越来越大;泵整体含气率比较均匀,随着含气率的增大,出口流域含气率明显高于进口流域和螺旋环流域,有大量气体聚集的现象。试验结果表明:泵的扬程模拟曲线和试验曲线基本吻合,扬程误差值在7%左右,说明数值模拟结果较为准确,串接组合式迷宫螺旋泵在进行气液混输时出口气泡均匀,水中含氧量多,具有良好的曝气增氧效果。     

湿天然气管道螺旋流水合物浆液安全输送研究

研究了天然气水合物浆液在气液两相螺旋管流中流动特性,分析了以气相为连续相、水合物颗粒为离散相的气固两相螺旋流的流动机理,通过对水合物颗粒受力分析和运动分析,结合螺旋流旋涡结构演化规律,推导出水合物颗粒平动、转动的判断条件,给出了颗粒各种受力的关联式,建立螺旋管流水合物颗粒运动模型,探讨了水合物颗粒的动力学行为。分析水合物浆液流动特性得到临界速度1即水合物浆液从固定床流动向悬浮流转化速度以及临界速度2即水合物浆液从移动床流动向固定床转化速度,为水合物浆液稳定流动提供了理论判据。     

随钻压力波在用于早期气侵检测时的扰动传播特性研究*

为了研究随钻测量装置（Measurement While Drilling,MWD）压力波信号在用于早期气侵检测时的扰动传播特性,基于油气井多相流流动理论,建立随钻压力波在环空气液两相流中的扰动传播模型,对多参数影响下的压力波传播与衰减特性进行模拟,并对压力波检测技术的现场应用效果进行分析。结果表明:含气率、角频率、系统压力、虚拟质量力、拖曳力和壁面剪切力的变化都会对压力波在环空气液两相流中的传播与衰减特性造成不同程度的影响;相比于常规的全烃量检测技术,压力波检测技术可以更早地检测到气侵的发生,可进一步提高油气井建井的安全性。     

正态分布式弧形板除雾器压降的模拟研究

为提高除雾器对瓦斯气体中细水雾的分离效率,同时确保气雾两相流流经除雾器后的压降符合要求。以气雾两相流动的均相流动模型为前提,根据稳定一维流动的基本方程推导出气雾两相流动的压降计算式;通过对瓦斯细水雾在除雾器中的流动进行数值模拟、分析,结果表明除雾器板间距、叶片长度、转折角和气流速度对压降都有影响,其中气流速度的变化对除雾器压降的影响较大,压降随气流速度的增大而增大;转折角的变化对除雾器压降的影响最大,压降随着转折角的增大而减小。这对正态分布式弧形板除雾器的优化设计有一定的指导意义。     

SK型静态混合器中气液两相流流场的模拟研究

采用计算流体力学方法研究了SK型静态混合器中气液两相流的三维流场.结果表明,气液两相流体通过混合单元时湍动的增强而达到强化混合的效果,其中第1个混合单元的强化作用最强,之后沿轴向呈递减趋势,流体经第7个混合单元后混合湍动基本达到稳定;在混合单元中部区域混合效应较强烈.采用准数方程表征气液两相流压力降的关联式为:Eumix=0.737Re0.431lFr0.185g.     

水平井油基钻井液气侵溶解气膨胀运移规律研究

天然气进入井筒并溶解于油基钻井液会对钻井安全产生潜在威胁,溶解气随钻井液运移到井口附近突然发生析出 并膨胀,使气侵早期监测及预警的难度显著增加。为了降低井喷发生概率和钻井作业风险,针对水平井油基钻井液溶解 气运移规律进行了研究。采用气液两相流模型,模拟了不同初始气侵速率情况下甲烷溶解气和游离气随钻井液在水平段 和垂直段的运移过程,得到环空中钻井液的流速变化、甲烷析出过程、井筒环空气液两相流流型变化、泥浆池增量随时 间变化和截面含气率沿程分布等规律。模拟结果表明,油基钻井液发生气侵时的初始进气率存在临界值;在小气侵速率 情况下,侵入环空的甲烷将以溶解气的形式运移到井口,在井口分离释放,对钻井安全构成的威胁较小;而当气侵量超 过临界值时,在环空上部发生气体分离,分离点迅速下移,如不及时控制,在极短时间内便可演化为井喷,危险性极大 。     

GXS型脱硫除尘器喷淋系统的数值模拟

将一种干湿结合的多级脱硫除尘装置作为研究对象,运用计算流体动力学方法,基于DPM模型,采用RNG湍流模型和SIMPLE算法,对GXS型脱硫除尘器在喷淋状态下的气液两相流场进行了数值模拟.液滴颗粒相的运动轨迹表明,多级喷淋系统可使喷淋液在文丘里管内均匀分布,使得气液混合效果更好,进而实现较高的脱硫效率,达到国家脱硫标准.     

起伏管道积水运动特征实验研究*

为研究油流携水过程中的积水运动特性,明确排除积水临界条件。以0#柴油、自来水为实验介质,利用内径（D）为50,80 mm,上倾倾角（β）为1°,5°,10°的水平-上倾实验环道,对表观油速（Uos）为0.25 m/s、无量纲水相高度（h/D）在0.5范围内,油流剪切作用下的管道积水运动特征进行实验。研究结果表明:积水流型随表观油速、无量纲水相高度、上倾倾角的增大由光滑分层流逐渐向波状分层流、液滴分层流过渡,其中表观油速影响最为显著;积水爬坡距离随表观油速增加而显著增加,随上倾倾角增大而减小,随无量纲水相高度减小而减小;实验说明弗劳德相似准则能较为准确地预测起伏管道中积水携带临界表观油速;由弗劳德相似准则预测可知,内径为489 mm管道积水排除的临界表观油速约为1.60 m/s,研究结果对减少管道内腐蚀有一定指导意义。     

自循环式薄膜蒸发器流场特性数值模拟

自循环式薄膜蒸发器是制造高浓度碱系统中的重要设备,其性能对产品的质量有重要影响。利用软件对蒸发器内流体的二维两相流场进行数值模拟,湍流模型采用双方程湍流模型,气液两相流模型运用了模型中的几何重建方案,选择算法进行计算,分析蒸发器内流体流动的速度场、压力场和温度场的分布情况,同时分析比较了料液在蒸发器内所占的体积百分比的变化对蒸发器内流体流动状态的影响。模拟结果对自循环式薄膜蒸发器的运行具有一定的理论指导意义。     

我国非煤矿山安全生产的差距

从我国非煤矿山安全生产立法、安全生产管理体制、监察执法、群众监督、宣传教育、科研、矿山企业等方面与国外矿业进行了对比分析，分析了我国非煤矿山存在的问题以及与国外的差距，最后分析了产生问题与差距的原因。     

The characteristic of in situ stress in outburst area of China

In order to obtain the characteristics of in situ stress field in outburst mining area, using the hollow inclusion (HI) technique to measure the in situ stress of coal and gas outburst mining area. The measurement sites located in northeast, middle and east of china, which include eight mining areas such as Fuxin, Pingdingshan, Hebi and Huainan. Base on the analysis of measurement data from outburst mining area, conclusions could be obtained as follow: (a) major principal stress and minor principal stress is horizontal stress and interim principal stress is vertical stress, and the type of outburst area’s stress field is dynamic stress field; (b) the major principal stress and minor principal stress are higher than other regions and the tectonic stress is outstanding; and (c) the ratio of major principal and vertical stress is decrease with the increase of depth and the type of stress field is likely transfer dynamic to static. Thus, in situ stress plays a key role during the occurring and development of coal and gas outburst, which is an important reason of severe outburst in China.     

BuildSGEM在体育场馆人员疏散模拟中的应用

文章简要介绍了BuildSGEM软件的原理和该软件的应用现状,并以某体育馆为例,运用BuildSGEM软件,在该体育馆中,对设定火灾场景下人员的安全疏散进行了模拟和分析,从而得到人员疏散完毕所需要的时间。结合FDS模拟所得人员疏散的可利用时间,文章根据安全疏散判据,得出该体育馆所设置的出口满足人员安全疏散的要求这一结论。文中详细阐述了运用BuildS-GEM进行模拟计算时,从初始条件的设置到结果分析并最终得出结论的过程,从而很好阐释了BuildSGEM的应用方法及其特点,不仅为该体育馆作了安全疏散分析,同时也为实际工程提供了实用参考及宝贵建议。     

我国化学品安全技术说明书(SDS)的管理现状研究

从分析我国化学品安全技术说明书的监管现状出发,研究对比了我国和国外在SDS覆盖化学品的范围、审核监督制度以及信息保密机制等管理技术方面的不同做法;指出我国对化学品安全技术说明书的监管在这三方面存在缺陷和不足;提出加强和完善化学品安全技术说明书的监管是提高我国化学品安全监管水平的重要手段;认为借鉴欧盟、美国和加拿大等国家的先进做法拓宽需要编制SDS的化学品范围、建立化学品安全技术说明书第三方检测制度、加强监督、完善信息保密机制将对促进我国的化学品安全监管水平具有重要意义。     

复合法在露天矿边坡稳定性分析中的应用

边坡的稳定性问题关系到人们的生命安全,对其进行研究是非常有必要的。以白云鄂博铁矿的D区边坡稳定性分析为例,采用复合法进行研究,首先通过对其边坡进行现场节理的详细线测量绘制赤平投影图,来判断出可能发生破坏的位置;其次通过Sarma法进行平衡理论计算,稳定性系数结果为0．75;最后通过FLAC3D进行数值模拟计算,得出应力、应变云图,另对分析出可能破坏的两个位置进行剖面计算,计算后的稳定性系数结果分别为0．5、0．6。总之,边坡稳定性系数均小于1,可能发生失稳,需对其进行加固,保证矿山安全开采。     

Origin of hydrogen sulfide in coal seams in China

In recent years, coal mines in China have seen accidents caused by sudden release of hydrogen sulfide (H₂S), with higher severity. Based on recent local and overseas research on the origin of hydrogen sulfide and the comparative analysis of isotopes, the paper presents three formation models of hydrogen sulfide: bacterial sulfate reduction (BSR), thermo-chemical sulfate reduction (TSR) and igneous activity, as well as the characteristics for identification. This paper analyzes and categorizes the formation models of some hydrogen sulfide in coal seams in China. Some suggestions were put forward for future research of H₂S in coal mines in China.     

银川地区地下水矿物的水文地球化学模拟

以银川地区为例,用水文地球化学模拟研究了地下水化学组分的存在形式和矿物的存在形态.通过对银川地区144组水化学常量组分的计算分析和水文地球化学模拟计算,系统研究了地下水化学组分和矿物饱和指数的变化.研究表明,1)在银川地区,山前洪积扇→冲洪积平原→河湖积平原→河漫滩,矿化度从西向东不断增高,由淡水向盐化水转化,水化学类型由HCO3·SO4-Ca·Mg向SO4·Cl～Na·Mg过渡;2)地下水从山前洪积扇到黄河漫滩,SO42-的存在对Ca2 和Mg2 的存在形式有很大影响,随着SO42-含量和矿化度的上升,络合组分CaSO40和MgSO40分别相对Ca2 和Mg2 呈逐渐升高的趋势,与之对应的是游离Ca2 和Mg2 的相对含量逐渐降低,CaSO40和MgSO40在黄河漫滩相对含量皆超过20%;3)方解石和白云石的饱和指数在整个地下水流动范围内均呈现过饱和状态,并从冲洪积平原和河湖积平原分别向山前洪积扇和河漫滩降低,石膏饱和指数小于0,从山前洪积扇向河漫滩逐渐升高,表明石膏处于不断溶解的状态.     

从"回马枪"谈安全生产监督管理

不久前 ,一位省委书记到一个县检查水利建设。工地上红旗招展 ,热气腾腾 ,在一段二百多米长的水渠上 ,就集中了二三百名干部和群众在那里大干。这位书记回到县城后 ,下午让随行人员再到工地去看看。只见修渠大军已不见踪影 ,四周冷冷清清 ,只有两个留守工人 ,那条渠基本上仍是老样子。问他们修渠队伍哪里去了 ?回答是 :听说省里领导要来检查 ,就“集中力量打歼灭战” ,现在都回去了。两天后 ,省委书记又悄悄看了那条水渠 ,仍不见修渠大军的踪影。省委书记当即找到当地领导 ,怒斥这种恶劣的作风 ,并对有关干部进行了严肃的处理。　　省委书记…     

熵权法在铀矿井下空气环境安全评价中的应用研究

为科学合理地评价铀矿井下空气环境质量,通过对广东某铀矿及辽宁某铀矿井下空气环境的调查,分析了铀矿井下空气环境的特点及其危害,确定氡、氡子体、铀矿尘、CO、NO2及矿井气候6个指标为影响铀矿井下空气环境质量的主要因素,依此建立铀矿井下空气环境安全评价指标体系.采用模糊综合评价法建立了铀矿井下空气环境安全评价模型,并采用熵权法客观赋权的方式确定各评价指标权重,避免了评价过程中人为主观因素的影响,从而得到比较客观的评价结果.以南方某铀矿井为例,运用建立的评价模型对其井下采场、巷道掘进、天井掘进3个工作面空气环境质量进行安全评价.结果 表明,采场工作面空气环境质量为良好,巷道掘进工作面和天井掘进工作面空气环境质量为中等.其评价结论可为企业优化井下工作场所空气环境质量提供参考.