Experimental research of LNG accidental underwater release and combustion behavior

Evaluating potential hazards caused by accidental LNG release from underwater pipelines or vessels is a significant consideration in marine transportation safety. The aim of this study was to capture the dynamic behavior of LNG jet released under water and to analyze its vapor dispersion characteristics and combustion characteristics on the water surface during different release scenarios. Controlled experiments were conducted where LNG was jet released from a cryogenic storage tank. The dynamic process of LNG being jet released from orifices of different sizes and shapes, as well as the rising plume structure, were captured by a high-speed camera. The leakage flow rate and pipeline pressure were recorded by a flow meter and pressure gauge, respectively. The concentration distribution that emanated from the water surface was measured utilizing methane sensors in different positions with various wind speeds. The flame combustion characteristics of LNG vapor clouds, which immediately ignited upon the enclosed water tank, were also recorded. Additionally, the mass burning rate of the flame on the water surface was evaluated, and a new correlation between the ratio of flame length and width was established. The results indicated a large dimensionless heat release rate (Q*) and a continuous release flow rate in a limited burning area. This study could provide greater understanding of the mechanisms of LNG release and combustion behavior under water.     

考虑岩石抗拉强度受围压影响的地层破裂压模型

预测地层破裂压力是地下流体注入工程中的关键问题,关系到工程的稳定性和安全性。根据地测资料,岩石的抗拉强度会随着围压产生变化,然而目前常见的地层破裂压预测模型均未考虑该因素。基于厚壁圆筒法,针对2种砂岩开展不同围压条件下的砂岩致裂试验,根据试验数据,计算各组试验中试样的抗拉强度,并拟合围压与岩石抗拉强度的关系函数。研究岩石抗拉强度随围压变化的规律,提出能在实际地层中表征该规律的参数,基于该参数对现有的地层破裂压模型进行修正,并结合实测数据验证修正模型的可靠性。研究结果表明:岩石的抗拉强度随着围压的增加呈现明显的线性正相关关系,低围压下,新模型的预测结果与实测数据较为接近。随着围压增加,二者的差异逐渐增大,说明选取的特征参数在低围压下能较好地描述抗拉强度受围压的影响效应,而高围压下参数的取值需进一步研究。     

多点泄漏对天然气管道沿线压力的影响研究

为研究不同的多点泄漏工况对管道流动参数的影响,基于流动方程建立数学模型,讨论泄漏后压力下降幅值与泄漏位置、泄漏点数的关系,在室内输气环道采集多点泄漏工况下的压力信号并对理论分析结果进行验证。结果表明:泄漏点的上游和下游压力均减小,越靠近泄漏点压力降越大;2个泄漏点之间压力也下降,越靠近上游泄漏点,压力下降幅度越大;泄漏点距起点越近,泄漏引起的压力降低幅值越大。压力下降的幅值受距离起点最近的泄漏点位置影响最大,且随着泄漏点数的增多而增大。     

矿井巷道火灾烟流逆退数值模拟及临界风速研究

为了研究矿井发生火灾后高温烟流的蔓延规律及影响因素,利用COMSOL软件对火区进行数值模拟,建立巷道三维模型,得到火区风流速度与温度分布。通过改变边界条件,分析火风压作用下,火区烟气在不同控制风速、巷道条件作用下蔓延规律,得出不同因素与临界风速的关系,为选取合理的火灾控制风速提供理论依据。研究结果表明:火源温度一定时,巷道入口风速越低,火源下风侧高温烟流越靠近巷道顶部,随着风速增大,向巷道下部蔓延;风速较低时,在火区火风压的作用下,会产生烟流逆退现象,随着风速的增大,逆流层长度和厚度随之减小;巷道入口通风条件不变时,火区温度越高越容易产生烟流的逆退,影响范围越大;巷道高度越高、上行风坡度越小,越易发生逆退现象;不同影响因素与巷道平均温度不成正比关系,其中下行风坡度5~15°时巷道平均温度较高且易于发生烟流滚退现象,影响范围较大;火源温度、巷道条件与临界风速的数据拟合结果对预测巷道的临界风速有较好的参考价值。     

中国南海高温高压井钻完井损失工时事件统计分析

为研究我国南海高温高压井钻完井、测试损失工时事件规律,对2009—2018年中国南海高温高压探井钻井日志进行分析,汇总501起海上高温高压井钻完井损失工时事件,并将其划分为复杂情况及事故停工、自然停工、修理停工3大类进行研究。结果表明:复杂情况及事故停工事件数与年份无明显关联,但与地质资料准确度关系密切,修理停工事件数随年份呈现震荡下降趋势;复杂情况及事故停工总损失工时最多,其中卡钻损失工时占比最高;修理停工总损失工时最少,其中钻井设备故障损失工时占比最高;灾难天气、洋流或地质活动是造成损失工时最多的原因,不安全行为是单起事件平均损失工时最多的原因,设备老化是修理停工最主要原因。研究结果可为后续高温高压井钻完井非生产时间成本估计模型提供数据基础。     

高应力巷道底臌变形机理及控制技术分析

为了分析高应力巷道底臌变形机理,以铜川玉华煤矿2407工作面巷道为研究背景,采用理论分析和现场观测相结合的研究方法。根据巷道底臌主要由原岩应力、支承应力、围岩遇水膨胀、流变作用而引起进行分析,推导出计算底臌量的表达式。针对玉华煤矿高应力巷道底臌变形,提出在巷道顶板采用锚网梁索支护,帮部采用锚网支护的原支护条件下,底板采用锚杆注浆和切槽联合支护方式控制底臌。现场观测结果表明:这种联合支护方式能够有效控制巷道底臌变形,底臌量降低了61.5%。将底臌量理论解与现场监测的结果进行比较,误差小于8.93%,验证了理论的合理性,为巷道底臌量分析提供了参考。     

深部“三软”高应力软岩巷道卸压耦合支护技术

为解决杨河煤业高应力软岩巷道的支护问题,对杨河煤业深部软沿巷道变形破坏特征及原因进行分析,提出支架-锚杆-围岩卸压耦合支护技术,并结合42轨道下山试验巷道对耦合卸压支护技术参数进行阐述,通过矿压观测结果可知:42轨道下山在采用卸压耦合支护技术后,有效控制了巷道强烈变形。     

加轴压卸围压下含瓦斯煤岩损伤变形的能量演化机制

采动影响下含瓦斯煤岩的损伤变形是一个极其复杂的非线性过程,单纯依靠传统经典弹塑性力学无法准确分析其破坏机理。针对此情况,通过试验研究了不同初始围压条件下含瓦斯煤岩的损伤变形特征,并分析了损伤变形与能量演化规律之间的内在联系。研究表明:初始围压越高,煤样破坏时强度越大,脆性破坏特征越明显,瓦斯流量急剧增加幅度越大,煤样破坏时积累的总能量和弹性应变能越多,且初始围压与弹性能之间满足对数函数关系。采用累积耗散能定义了煤岩损伤变量,并分析了不同阶段损伤与渗透率之间的演化关系。     

不同类型压力对飞行员安全绩效的影响规律研究

为探究各类型压力对飞行员安全绩效的影响规律,为飞行员日常工作管理提供依据,选取某航空公司200名飞行员进行压力测试,并调取其近6 a的飞机品质(QAR)数据,通过相关性分析和线性回归分析将飞行员压力数据与其QAR数据进行对比分析,探究飞行员压力对飞行安全绩效的影响规律。研究结果表明:工作负荷压力、家庭压力、人际关系压力和组织管理压力会显著负向影响飞行员安全绩效;角色压力和专业发展压力会显著正向影响飞行员安全绩效。     

水资源生态足迹分析——以安康市为例

根据生态足迹分析方法,建立了水资源生态足迹概念模型,确定了计算水资源帐户生态足迹所需的3个关键参数,即平均水资源产量、均衡因子和地区产量因子,计算了安康市1996—2007年水资源生态足迹和生态承载力。引入水资源生态足迹压力指数、万元GDP水资源生态足迹、累积水资源生态足迹等指标,利用水足迹模型评价水资源可持续发展程度的全面性和对比性。结果表明,计算结果可客观评价安康市水资源可持续发展与利用情况,为地区水资源的可持续利用与管理提供了科学的依据。