液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)钻孔压力脉动形成机制

1

作者 米万升 文虎 +4 位作者 樊世星 程小蛟 李日军 柳博聪 金霏阳 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期281-291,共11页

煤层钻孔压注液态CO_(2)是提高CH_(4)抽采效果的有效措施,以井下实际压注过程为原型建立顺层钻孔压注液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)物理模型,在分析钻孔压力组成,结合理想气体状态方程、热量计算公式、傅里叶导热定律等传热学基本理论... 煤层钻孔压注液态CO_(2)是提高CH_(4)抽采效果的有效措施,以井下实际压注过程为原型建立顺层钻孔压注液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)物理模型,在分析钻孔压力组成,结合理想气体状态方程、热量计算公式、傅里叶导热定律等传热学基本理论的基础上,阐述了钻孔压力脉动形成的本质原因和影响因素,并给出了数学表达式;由此可知恒压注入时,钻孔压力变化取决于液态CO_(2)相变压力,而液态CO_(2)相变压力受压注过程有效导热系数和孔内实时温度共同调控,为此,基于径向热流法原理开展了等高不等直径煤样液态CO_(2)压注过程有效导热系数随煤样表面温度变化规律测定试验,据此得出压注过程中钻孔内液态CO_(2)相变压力的理论预期值,最终给出液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)过程中钻孔压力脉动变化的数学表达。研究结果表明:试验过程中不同直径煤样压注孔承受的液态CO_(2)最大注入压力为2.0MPa;红外热成像与温度传感器测得的煤样表面温变规律趋势基本一致,而有效导热系数随煤样半径、煤样表面温度降低值随煤样半径均表现为开口向下的指数函数变化形式,由此得出有效导热系数与煤样表面温度降低值之间呈现单调递增的函数变化形式,最终结合液态CO_(2)相变压力与有效导热系数的量化表征关系得到钻孔内液态CO_(2)相变压力以及钻孔压力脉动变化实时值的数学表达式,揭示了液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)过程中钻孔压力脉动变化的形成机制。 展开更多

关键词 液态co_(2) 液气相变 驱替 煤层CH_(4) 钻孔压力 脉动机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

射流参数对双孔液态CO_(2)相变冲击岩石裂纹扩展的影响

2

作者 于建新 王云蒙 +1 位作者 王金星 陈晨 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期98-109,158,共13页

液态CO_(2)相变作用时的射流形状与冲击方向影响着破岩效果。基于自行构建的试验系统,结合LS-DYNA数值模拟,研究了双孔液态CO_(2)在不同气流释放方向组合下的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双孔X方向相背冲击时,岩石裂纹并不能在两孔之间... 液态CO_(2)相变作用时的射流形状与冲击方向影响着破岩效果。基于自行构建的试验系统,结合LS-DYNA数值模拟,研究了双孔液态CO_(2)在不同气流释放方向组合下的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双孔X方向相背冲击时,岩石裂纹并不能在两孔之间扩展贯通。双孔X方向相对冲击时,两孔之间形成贯穿裂纹。双孔Y方向同向冲击时,裂纹沿初始冲击方向扩展,并在孔周围扩展形成多条裂纹。数值模拟结果表明:在不同释放口组合冲击作用下,X方向相对冲击时裂纹在两孔之间形成贯穿,初始裂纹继续扩展贯穿至前后侧面。X方向相背冲击下的试样裂隙主要向预留孔四周扩展。Y方向同向冲击下试样内部裂隙沿初始气流冲击方向的反方向扩展,并未形成贯穿裂纹。从裂纹定向扩展效果而言,双孔X方向相对冲击效果最好,Y方向同向冲击次之,X方向相背冲击最差。从顶面主裂纹扩展数量而言,X方向相背冲击最多,Y方向同向冲击次之,X方向相对冲击最少。研究结果可为CO_(2)冲击致裂技术应用提供指导。 展开更多

关键词 液态co_(2) 相变冲击 裂纹扩展 损伤分析 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)管道输送注入端相变特性试验研究 被引量：1

3

作者 马砺 范新丽 +2 位作者 邢园园 郭睿智 魏高明 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期763-769,共7页

液态CO_(2)输送过程具有不稳定性,尤其是管道注入端易受外界环境影响发生相变而造成管路堵塞。因此,研究注入端液态CO_(2)相变特性对非稳态输送具有重要意义。通过自主搭建的耐高压管道式CO_(2)相变特性测试系统研究了不同初始压力下注... 液态CO_(2)输送过程具有不稳定性,尤其是管道注入端易受外界环境影响发生相变而造成管路堵塞。因此,研究注入端液态CO_(2)相变特性对非稳态输送具有重要意义。通过自主搭建的耐高压管道式CO_(2)相变特性测试系统研究了不同初始压力下注入端压力及温度的变化情况,分析了注入端相态变化及传热特性。结果表明:液态CO_(2)注入平均质量流量一定时输入管道后发生热交换,瞬时相变导致注入端压力先上升后逐渐降低,温度在短时间内保持不变后快速下降,最终压力和温度趋于稳定;不同平均质量流量下,注入端压力/温度变化趋势一致,平均质量流量越大,气化过程越缓慢,所需时间越长;管道初始压力为1 MPa时,注入端CO_(2)介质由气态变为气液两态最终变为过热液体,通过温度-压力特性曲线得出,注入端压力和温度变化较小,前后压力差为0.099 MPa;管道内预先充入一定量CO_(2)气体,可防止温度和压力大幅度变化而产生干冰堵塞管道。 展开更多

关键词 安全工程 液态co_(2)相变特性 管道输送 注入端 压力 温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层液态CO_(2)相变致裂半径范围的影响因素研究 被引量：20

4

作者 贾进章 李斌 王东明 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期57-63,共7页

为提高煤层瓦斯抽采效率,减少矿井瓦斯灾害事故掌握不同因素对液态CO_(2)相变致裂半径范围的影响特征,以液态CO_(2)气爆能量释放的三硝基甲苯(TNT)当量转化为基础构建煤体爆破损伤演化模型;利用LS-DYNA软件模拟煤层物性参数(煤层地应力... 为提高煤层瓦斯抽采效率,减少矿井瓦斯灾害事故掌握不同因素对液态CO_(2)相变致裂半径范围的影响特征,以液态CO_(2)气爆能量释放的三硝基甲苯(TNT)当量转化为基础构建煤体爆破损伤演化模型;利用LS-DYNA软件模拟煤层物性参数(煤层地应力σ、煤体抗拉强度S_(t)、瓦斯压力P_(g))和孔径d对液态CO_(2)相变致裂半径L范围的影响;运用灰色关联分析理论,结合数值模拟结果分析爆破影响因素主次顺序。结果表明:液态CO_(2)相变致裂半径范围与瓦斯压力和钻孔孔径呈递增关系与煤层地应力呈递减关系;地应力对致裂半径范围的影响程度最强,钻孔孔径次之,瓦斯压力影响程度相对较弱,煤体抗拉强度变化对致裂半径范围的影响甚微。 展开更多

关键词 液态co_(2)相变致裂 致裂半径范围 影响因素 三硝基甲苯(TNT)当量转化 灰色关联分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)相变爆破孔网参数优化研究 被引量：7

5

作者 贾进章 邢迎欢 +1 位作者 李斌 刘飞 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1868-1879,共12页

为优化液态CO_(2)相变爆破钻孔布置参数,研究双孔同时起爆应力波的传播特征、控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,基于LS DYNA有限元软件模拟分析单孔爆破、双孔不同孔间距爆破及添加控制孔爆破的裂隙扩展特征,并在山西某矿15号煤层进行液... 为优化液态CO_(2)相变爆破钻孔布置参数,研究双孔同时起爆应力波的传播特征、控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,基于LS DYNA有限元软件模拟分析单孔爆破、双孔不同孔间距爆破及添加控制孔爆破的裂隙扩展特征,并在山西某矿15号煤层进行液态CO_(2)相变致裂现场试验。结果表明:液态CO_(2)单孔爆破的有效致裂半径为2.16 m;双孔爆破有效致裂半径为2.54 m,较单孔有效致裂半径提高了17.59%。随着炮孔间距的增大,两炮孔中间连线贯通区由完全贯通演化至非连续贯通,当孔间距为5 m时,致裂效果最好。含控制孔爆破较双孔爆破有效致裂半径提高了8.27%,控制孔主导了爆生主裂隙的定向扩展及孔壁环向裂隙的生成,裂隙扩展速度和影响范围均有显著增加。液态CO_(2)相变致裂后,平均瓦斯抽采体积分数提高了2.68倍,平均瓦斯抽采流量提高了6.09倍。 展开更多

关键词 安全工程 液态co_(2)相变致裂 双孔爆破 控制孔 孔网参数优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO_(2)相态变化致裂对煤层吸附性影响机理研究 被引量：2

6

作者 王志坚 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第6期967-974,共8页

液态CO_(2)相变致裂技术(LCPTF)是一种能够提高煤层气采收率的新型无水压裂技术。为了研究CO_(2)相变致裂前后的煤体吸附性变化特征,选取余吾煤矿3号煤层为实验对象,开展高压压汞、低温液氮吸附实验和CH4等温吸附实验,分析液态CO_(2)相... 液态CO_(2)相变致裂技术(LCPTF)是一种能够提高煤层气采收率的新型无水压裂技术。为了研究CO_(2)相变致裂前后的煤体吸附性变化特征,选取余吾煤矿3号煤层为实验对象,开展高压压汞、低温液氮吸附实验和CH4等温吸附实验,分析液态CO_(2)相变致裂技术对煤体吸附性的影响。研究结果表明:液态CO_(2)相变致裂后,煤体吸附孔孔容和吸附孔孔比表面积减小;煤体渗流孔孔比表面积减小,渗流孔孔容增大。液态CO_(2)相变致裂技术能够通过改变煤体的孔隙结构进而影响煤体Langmuir(朗缪尔)吸附常数的变化。液态CO_(2)相变致裂后,Langmuir吸附常数a值降低、吸附常数b值增加,表明液态CO_(2)相变致裂作用对煤体具有吸附能力降低、解吸速率增强作用。研究为液态CO_(2)相变致裂技术的改进和现场应用优化提供了理论指导。 展开更多

关键词 煤层瓦斯 煤体吸附性 煤体孔隙结构 液态co_(2)相变致裂 游离态瓦斯

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO_(2)相变致裂岩石的损伤范围的计算及影响因素研究

7

作者 阿比尔的 胡尊镕 +2 位作者 傅林 韩亚峰 刘明维 《爆破器材》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期41-49,共9页

在CO_(2)相变致裂岩石技术中,为探究岩石损伤范围与CO_(2)相变致裂参数的关系,根据Mises准则和损伤力学理论建立了CO_(2)相变冲击岩石的致裂损伤半径计算公式。利用3DEC软件模拟了不同泄能片厚度下岩石的致裂损伤半径,并与理论计算相比... 在CO_(2)相变致裂岩石技术中,为探究岩石损伤范围与CO_(2)相变致裂参数的关系,根据Mises准则和损伤力学理论建立了CO_(2)相变冲击岩石的致裂损伤半径计算公式。利用3DEC软件模拟了不同泄能片厚度下岩石的致裂损伤半径,并与理论计算相比较,验证了所建模型的准确性。分析了泄能片厚度、岩石强度、致裂孔孔径、CO_(2)充装质量等因素对岩石损伤的影响规律。结果表明:岩石的致裂损伤半径与泄能片厚度、CO_(2)充装质量呈对数增长关系,与岩石强度、致裂孔孔径呈指数衰减关系;增加泄能片厚度是增大岩石致裂损伤半径的最有效手段;致裂孔孔径的增大会使岩石的损伤范围迅速减小。可为CO_(2)相变致裂岩石的损伤机制、技术参数选取等提供参考。 展开更多

关键词 液态co_(2) 相变致裂 损伤半径 泄能片厚度 co_(2)充装质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

铝粉粒径对CO_(2)相变爆炸激发药剂性能影响研究

8

作者 杜明燃 陈宇航 +5 位作者 胡赏赏 王尹军 王任松 曹稳 王天照 陈智凡 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第3期179-188,共10页

为了研究铝粉粒径对CO_(2)相变爆炸激发药剂性能的影响,通过热量法(TG)、引燃试验、耐温试验和反应热试验,研究其热分解特性、安全性、耐温性和反应热的变化。结果表明:加入40、80和120μm的铝粉后,激发药剂的热分解特性无明显变化,含40... 为了研究铝粉粒径对CO_(2)相变爆炸激发药剂性能的影响,通过热量法(TG)、引燃试验、耐温试验和反应热试验,研究其热分解特性、安全性、耐温性和反应热的变化。结果表明:加入40、80和120μm的铝粉后,激发药剂的热分解特性无明显变化,含40μm铝粉激发药剂表观活化能降低52.92 kJ/mol,含80μm和120μm铝粉激发药剂表观活化能分别增加55.21 kJ/mol和57.53 kJ/mol。加入不同粒径铝粉后,各试样均能在空气中被引燃,燃烧过程均伴随着白烟产生。其中,加入120μm铝粉的激发药剂与不含铝粉以及含40、80μm铝粉的激发药剂相比燃烧更剧烈。实验结果表明,含不同粒径铝粉的激发药剂均能被电引火药头激发,但试样未被完全引燃。这些激发药剂在封闭环境和一定压力下(大于或等于0.2 MPa)时,能够被可靠引燃且无明显爆炸现象,表明其安全性良好。在70℃保温48 h后,加入铝粉的激发药剂整体并未发生明显变化,温度指数T_(s)在70℃左右,表明其耐温性能良好。当不同粒径的铝粉质量百分数相同时,反应热提高均为12%左右,表明粒径对激发药剂反应热影响很小。 展开更多

关键词 co_(2)相变爆炸 激发药剂 热分解特性 安全性 耐温性 反应热

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)-水循环作用下煤体的物理改性规律及增润减尘效应 被引量：5

9

作者 王和堂 王辉 +3 位作者 谭江龙 王豪杰 杨景皓 何军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1463-1474,共12页

煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利... 煤层注水是预防煤矿粉尘危害的主动性、治本性措施,也是防治瓦斯突出、冲击地压等灾害的重要手段之一。但我国大量煤层具有高地应力、低孔隙率、低渗透性的特点,传统方法和技术面临水注入难、注水周期长、煤体假性润湿等瓶颈。为此,利用液态CO_(2)具有的低温冷冻、高渗透性、相变自增压、酸化解堵等优异特性,提出液态CO_(2)-水循环作用致裂增润煤体的新思路,研制了液态CO_(2)循环冷浸试验系统,联合低场核磁共振仪研究了液态CO_(2)-水循环作用对煤孔隙结构的影响规律,联用电液伺服压力实验机探究了循环作用对煤体力学特性的改变机理,运用截齿破碎煤岩产尘试验系统研究了循环作用后煤体破碎过程的产尘特性。结果表明:液态CO_(2)-水循环作用使煤体有效孔隙度(φ_(NF))增加,增幅与循环作用次数呈正相关,煤体内部束缚流体变少,自由流体增多,T2截止值(T_(2cutoff))随之降低,结合分形理论发现基于渗流孔隙的分形维数Ds具有明显的分形特征,煤体原生孔隙经历了“扩容”的过程,微裂隙与原始裂隙形成贯通,循环作用增强了有效渗流通道连通性,优化了煤的孔隙网络与渗流条件。随着循环次数的增加,煤的最大应力σ_(c)呈指数衰减至4.93 MPa,应变ε_(c)线性增加至2.29×10^(-2),煤的抗压强度减弱,变形能力增加,循环作用改变了煤基质间联结状态,产生的冻胀力对煤体施加挤压作用加剧了裂隙的扩展,脆性指数B5最大降幅为34.71%,显著减弱了煤体脆性,具有了更好的抗动载荷或冲击能力;煤体对外加能量的存储能力弱化,改变了煤在截割过程中的破坏形式,试验条件下煤体破碎过程全尘产尘率降低了74%,呼吸性粉尘占比下降至2%,大幅减弱了粉尘危害性。 展开更多

关键词 液态co_(2)-水 循环作用 孔隙结构 力学特性 物理改性 减尘效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)相变爆炸激发药剂安全性的试验研究 被引量：4

10

作者 杨海斌 汪旭光 +3 位作者 王尹军 郭宝江 张风军 李继红 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期590-596,共7页

为了测试新研制的CO_(2)相变爆炸激发药剂的安全性,依据GJB5891.22-2006火工品药剂试验方法的第二十二部分“机械撞击感度试验”和第二十四部分“摩擦感度试验”方法,对其进行了撞击感度和摩擦感度测试,按照《危险货物运输爆炸品的认可... 为了测试新研制的CO_(2)相变爆炸激发药剂的安全性,依据GJB5891.22-2006火工品药剂试验方法的第二十二部分“机械撞击感度试验”和第二十四部分“摩擦感度试验”方法,对其进行了撞击感度和摩擦感度测试,按照《危险货物运输爆炸品的认可和分项试验方法》,开展了12m跌落试验、75℃热稳定性试验和外部火烧试验。结果表明,在1.2kg钢锤、500mm落高条件下,25发撞击感度试验爆炸概率为0;在1.5kg钢锤、摆角100°、表压2.45MPa条件下,25发摩擦感度试验爆炸概率为0;12m跌落试验和75℃热稳定性试验中激发药剂试样均未出现燃烧或爆炸现象,75℃热稳定性试验结束时激发药剂的温度仅比试验温度75℃高出0.5℃,表明激发药剂为热稳定性物质;外部火烧试验结果表明,144kg激发药剂在露天敞开的条件下,仅用1min左右时间就燃烧完全,但未发生爆炸,也没有危险的迸射物射出。各试验结果均表明,激发药剂的危险感度低、安全性好,其原因在于激发药剂组分中C_(2)H_(8)N_(2)O_(4)对燃烧反应具有一定的抑制作用,精确控制其含量,可使激发药剂具有良好的燃烧性能和较高的安全性。 展开更多

关键词 爆炸力学 液态co_(2) 相变爆炸 激发药剂 安全性 燃烧 爆炸

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层液态CO_(2)相变致裂半径预测研究 被引量：4

11

作者 王长禄 彭然 +2 位作者 郑义 李伟 姚海飞 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第10期110-117,共8页

预测致裂半径是确定液态CO_(2)相变致裂增透瓦斯抽采技术布孔间距的前提,直接影响瓦斯抽采效果。现有预测方法大多基于单因素。为掌握多因素对液态CO_(2)相变致裂半径的影响规律,有效预测布孔间距,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,结合... 预测致裂半径是确定液态CO_(2)相变致裂增透瓦斯抽采技术布孔间距的前提,直接影响瓦斯抽采效果。现有预测方法大多基于单因素。为掌握多因素对液态CO_(2)相变致裂半径的影响规律,有效预测布孔间距,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,结合正交试验,开展了煤层液态CO_(2)相变致裂半径预测研究。数值模拟结果表明:影响液态CO_(2)相变致裂半径的因素主次顺序为地应力>瓦斯压力>煤体坚固性系数;致裂半径随地应力增大而减小,随瓦斯压力和煤体坚固性系数增大而增大,且呈线性关系。对数值模拟结果进行多元回归分析,建立了基于地应力、瓦斯压力及煤体坚固性系数3组不同因素耦合条件下的液态CO_(2)相变致裂半径预测模型。在煤矿现场进行工业性试验,基于预测模型计算结果设置抽采钻孔,采用压力指标法对瓦斯抽采效果进行测试分析,结果表明:液态CO_(2)相变致裂孔两侧观测孔的瓦斯压力随时间增加呈递减趋势,且抽采初期距致裂孔越远,则压力越大,与理论分析及数值模拟结果一致;液态CO_(2)相变有效致裂范围与预测结果基本相符;观测孔瓦斯抽采体积分数较自然抽采孔提高73.4%,瓦斯抽采效率显著提高。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 液态co_(2)相变致裂增透 致裂半径预测 多因素耦合分析 正交设计 多元回归分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)相变破岩时相邻天然气管道防护研究 被引量：2

12

作者 成诗冰 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第1期69-77,共9页

在随州城市综合管廊基坑开挖工程中,保护相邻天然气管道不受到破坏十分关键。为此,首先开展乳化炸药和液态CO_(2)相变破岩的爆破漏斗试验。一方面基于FARO Focus~S 150型三维激光扫描仪和Split-Desktop 4.0软件对开挖后的漏斗形状和块... 在随州城市综合管廊基坑开挖工程中,保护相邻天然气管道不受到破坏十分关键。为此,首先开展乳化炸药和液态CO_(2)相变破岩的爆破漏斗试验。一方面基于FARO Focus~S 150型三维激光扫描仪和Split-Desktop 4.0软件对开挖后的漏斗形状和块度进行分析,另一方面基于NUBOX-8016型测振仪分析振动频率和峰值质点振动速度(PPV)的衰减规律,通过线性拟合方法获得适用于该工况的萨道夫斯基公式。其次使用拟合得到的萨道夫斯基公式理论计算相邻天然气管道的最小安全距离。最后基于LS-DYNA建立三维数值模型对理论结果进行验证。试验结果表明,单根DM95-2.5液态CO_(2)致裂管相变破岩产生的爆破漏斗直径和深度分别为1.14 m和0.59 m,爆堆块度主要分布在4~15 cm之间。液态CO_(2)致裂技术相比乳化炸药具有更强的破岩和改善块度均匀性的能力,此外在减灾方面具有更大的优势。数值模拟结果表明,根据拟合的萨道夫斯基公式确定液态CO_(2)相变爆破参数是可靠的。研究结果对于同类工程具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 爆破振动 液态co_(2) 相变致裂 爆破漏斗 块度分布 峰值质点速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

超临界CO_(2)管道安全停输再启动过程和安全停输时间影响因素 被引量：5

13

作者 李欣泽 孙佳奇 +9 位作者 袁亮 张超 王梓丞 孙晨 董正淼 张海帆 孙颖婷 邢晓凯 熊小琴 邹炜杰 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期136-147,共12页

超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,... 超临界CO_(2)管道在停输和再启动等瞬态过程中,流体易发生相变,密度、比热容等物性参数会发生阶跃式变化,使得管内的CO_(2)流体体积发生剧烈波动,将对管道产生脉动冲击,危害管道安全。为了明确超临界CO_(2)管道安全停输时间的影响因素,从安全控制的角度出发,首先结合超临界CO_(2)物性、相图和准临界性质,确定了超临界CO_(2)管道安全停输时间的定义,从管道停输开始至管内任一点流体进入气液共存区的时间;然后依托新疆油田CO_(2)管输示范工程,分别采用商业软件和MATLAB编程的方式,建立超临界管输水力热力计算模型,探究了管道停输及再启动过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律;最后采用因素轮换法研究了主要工艺参数和环境参数对管道安全停输时间的影响规律。结果表明:降低首站出站温度、提高管道运行压力、较高土壤环境温度、较低管土总传热系数有助于延长超临界CO_(2)管道的安全停输时间。研究结果可为超临界CO_(2)管道安全运行提供一定理论支持和技术保障。 展开更多

关键词 超临界co_(2) 管道输送 瞬变特性 停输再启动 相变 安全停输时间

在线阅读 下载PDF 职称材料

超临界CO_(2)管道瞬态输送工艺研究进展及方向 被引量：14

14

作者 李欣泽 袁亮 +7 位作者 张超 王梓丞 邢晓凯 熊小琴 陈晓玲 尚妍 张文辉 陈潜 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期22-32,共11页

长距离超临界CO_(2)管道瞬态输送的核心技术还有待突破,相关模型和方法亟需工业规模示范工程的验证及修正。以成就型综述法,对超临界CO_(2)管道输送过程中停输、水击、泄漏和放空工况下形成的CO_(2)瞬态流加以描述、成果比较和综合评价... 长距离超临界CO_(2)管道瞬态输送的核心技术还有待突破,相关模型和方法亟需工业规模示范工程的验证及修正。以成就型综述法,对超临界CO_(2)管道输送过程中停输、水击、泄漏和放空工况下形成的CO_(2)瞬态流加以描述、成果比较和综合评价。结果表明:超临界CO_(2)瞬态流的关键因素是温度、压力、相态变化、协同作用;超临界CO_(2)管道安全停输时间可定义为从停输开始至管内任一点流体即将进入气液共存区的时间;CO_(2)发生相变首先造成流速突变,进而是压力的突变,产生水击现象,引起新的瞬变流动;站场放空系统的设计目标是在放空过程不出现冰堵、材料冷脆、噪声污染、放空系统激振等问题的前提下,放空时间尽量短;埋地管道泄漏规律涉及到土壤渗流场、温度场、浓度场等多场耦合问题。研究结果可为超临界CO_(2)管道流动安全保障提供参考。 展开更多

关键词 co_(2)管输 瞬变特性 停输再启动 水击 放空 泄漏 相变

在线阅读 下载PDF 职称材料

松散煤体内液N_(2)/CO_(2)注入过程的降温特性对比实验 被引量：2

15

作者 于志金 张志鹏 +1 位作者 杨淞 谷雨 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期1006-1013,共8页

为对比液态CO_(2)/N_(2)注入松散煤体后的降温特征,自主设计实验平台开展了松散煤体内压注液态CO_(2)/N_(2)实验,得到了注入期间及停注后的煤温变化规律,利用注入期间的冷却区域扩大率和注入后的传热率分析对比了两者对煤体的冷却能力... 为对比液态CO_(2)/N_(2)注入松散煤体后的降温特征,自主设计实验平台开展了松散煤体内压注液态CO_(2)/N_(2)实验,得到了注入期间及停注后的煤温变化规律,利用注入期间的冷却区域扩大率和注入后的传热率分析对比了两者对煤体的冷却能力。结果表明:压注时,液态CO_(2)/N_(2)的冷却效果均随着注入时间的增加而增强,随着与压注口的距离增加而减弱。压注液态N_(2)形成的冷却区域随着时间沿渗流路径缓慢扩大,而液态CO_(2)则在压注口瞬间相变为气态并形成较为稳定的冷却区域。说明液态N_(2)的冷却作用主要取决于自身极低温度导致的剧烈温差,而液态CO_(2)则由于相变潜热形成低温区。停注后,持续的降温效果主要取决于初始温度梯度,总体来讲,相同压注量下,液态CO_(2)对煤体的持续冷却能力优于液态N_(2)。 展开更多

关键词 松散煤体 液态co_(2) 液态N_(2) 相变 冷却作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)钻孔压力脉动促抽效能中试研究

16

作者 米万升 文虎 +7 位作者 樊世星 刘名阳 程小蛟 王宁 王登科 李日军 柳博聪 金霏阳 《煤炭科学技术》 2025年第9期330-341,共12页

煤层CH_(4)对于制约煤矿安全生产、增加清洁能源补给和造成大气环境温室效应均具有重要影响,注液态CO_(2)除了减小煤层瓦斯压力、降低煤与瓦斯突出事故发生风险以及减少CH_(4)排放对大气环境影响的有力措施之外,同时也是实现煤层CH_(4)... 煤层CH_(4)对于制约煤矿安全生产、增加清洁能源补给和造成大气环境温室效应均具有重要影响,注液态CO_(2)除了减小煤层瓦斯压力、降低煤与瓦斯突出事故发生风险以及减少CH_(4)排放对大气环境影响的有力措施之外,同时也是实现煤层CH_(4)抽采提质增效的有效途径。为考察液态CO_(2)压注时,压注孔压力的脉动变化对煤层CH_(4)抽采的强化效果,将压注后煤层中CO_(2)有效影响半径和CH_(4)抽采浓度、钻孔抽采混量以及钻孔CH_(4)抽采纯量作为评价指标,以定量连续压注方式在陕西黄陵双龙煤矿开展了2.0、3.4、5.0 MPa不同压力工况下的顺层钻孔压注液态CO_(2)相变驱替煤层CH_(4)原位对比试验。结果表明,压注压力随时间均表现出“几字”型变化趋势,注液压力为3.4 MPa时钻孔压力出现脉动变化,压力脉动振幅和周期分别为0.7 MPa和10.7 min,该工况压注后CO_(2)在煤层中有效影响半径达到25 m,与压注压力为5.0 MPa时的CO_(2)影响半径一致,且高于压注压力为2.0 MPa时的CO_(2)影响半径;此外,相较于压注压力2.0 MPa和5.0 MPa两工况,压注液态CO_(2)钻孔压力脉动变化时的CH_(4)抽采浓度、钻孔抽采混量和钻孔CH_(4)抽采纯量等指标的效能分别提高了29.9%和7.2%、43.6%和27.3%、84.0%和36.3%;压注液态CO_(2)相变脉动驱替煤层CH_(4)对于充分发挥井下有限量液态CO_(2)驱替促抽效能具有良好促进作用。 展开更多

关键词 液态co_(2) 相变 脉动驱替 煤层CH_(4) 促抽效能 中试试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

高压液相CO_(2)泄放作业干冰冻堵风险分析

17

作者 穆林 赵鑫 +3 位作者 杨竹强 尚妍 浦航 东明 《安全与环境学报》 2025年第9期3482-3492,共11页

在输运过程中,需保证CO_(2)相态为单一相态液相,由于输运管道存在泄压需求,而在减压泄放过程中CO_(2)介质会发生剧烈的相态变化,从而引起超低温冷却和干冰冻堵等风险。为了解决上述问题,以某碳捕集、利用和封存(Carbon Capture,Utilizat... 在输运过程中,需保证CO_(2)相态为单一相态液相,由于输运管道存在泄压需求,而在减压泄放过程中CO_(2)介质会发生剧烈的相态变化,从而引起超低温冷却和干冰冻堵等风险。为了解决上述问题,以某碳捕集、利用和封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)项目管道泄压阀为研究对象,建立泄压阀内泄放过程瞬态数值模型,并分析阀门开度(s)对阀门内部介质压力、温度,速度及相态的影响情况。结果显示:在泄放初期0~0.006 s内,泄压阀内CO_(2)介质出现先蒸发后冷凝的现象。当阀体内部流动趋于稳定时,泄压阀前端入流管段CO_(2)介质持液率较高,相态维持在液态,而阀门腔体段和阀门后部出流管段会发生较大强度的蒸发相变。当阀门开度为1 mm、2 mm、4 mm和6 mm时,介质最低温度分别为191.78 K、220.87 K、252.93 K和261.7 K,小阀门开度(s=1 mm、2 mm)相较于大阀门开度(s=4 mm、6 mm)的介质温度降幅更大。当阀门开度为1 mm时,阀体内介质最低温度远低于三相点温度,且会伴随干冰颗粒的生成。适当增大阀门开度以及提升泄压阀出口背压可以有效降低阀门内部的干冰冻堵风险。研究结论可为高压液相CO_(2)泄放作业提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 安全工程 液相co_(2) 减压泄放 相变 冻堵风险 泄放特性 传热

在线阅读 下载PDF 职称材料