管输天然气水合物形成位置预测模型研究

【摘要】：天然气水合物是在一定的温度和压力条件下,天然气与液态水接触而形成的笼形冰雪状固体。天然气水合物会造成管线、阀门、设备和仪表的堵塞,给石油、天然气工业带来危害。因此准确的预测天然气水合物的生成位置并采取必要的防治措施具有非常重要的意义。 文中首先叙述了天然气水合物研究的国内外发展概况,天然气水合物的性质和生成机理。然后,基于工程流体力学、工程热力学和数值分析的理论,建立了天然气水合物初始生成位置预测的数学模型,介绍了该模型的计算方法。在已知天然气的组成、起始输送温度和压力等条件下,应用该模型可以计算出管输天然气的压力、温度、密度等物性参数的沿程分布,进而确定出天然气水合物的初始生成位置。文中用几个算例对上述模型进行了检验,结果证明：该模型是准确可靠的,可以为防治水合物的生成提供必要的技术依据。 【关键词】：天然气水合物 管道 数学模型 预测 计算方法
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE832.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-10
• 1.1 课题研究的意义7
• 1.2 国内外研究概况7-9
• 1.3 论文的研究内容9-10
• 第二章 天然气水合物的性质及形成10-16
• 2.1 天然气水合物的物理性质10
• 2.2 天然气水合物的结构特性10-12
• 2.3 天然气水合物的生成条件及机理12-16
• 2.3.1 天然气水合物的生成机理12-13
• 2.3.2 天然气水合物的生成条件13-16
• 第三章 气体在管道中流动的基本方程16-25
• 3.1 连续性方程16-17
• 3.2 运动方程17-19
• 3.3 能量方程19-21
• 3.4 气体的状态方程21-25
• 第四章 天然气水合物的相平衡25-32
• 4.1 天然气水合物的相平衡特征25
• 4.2 天然气水合物相平衡的预测方法25-32
• 4.2.1 经验公式法25-27
• 4.2.2 经验图解法27-28
• 4.2.3 相平衡常数法28-29
• 4.2.4 热力学模型法29-32
• 第五章 天然气水合物生成的预测模型32-56
• 5.1 管道中天然气的水力与热力学参数计算模型32-38
• 5.1.1 数学模型32-37
• 5.1.2 天然气沿程温度、压力、密度等参数的matlab计算流程37-38
• 5.2 天然气水合物的相平衡模型38-43
• 5.2.1 数学模型38-42
• 5.2.2 天然气水合物初始生成位置的matlab计算流程42-43
• 5.3 实例计算与讨论43-56
• 第六章 天然气水合物的防治措施56-59
• 6.1 传统热力学抑制方法56-57
• 6.1.1 脱水技术56
• 6.1.2 管线加热技术56-57
• 6.1.3 降压控制57
• 6.1.4 添加热力学抑制剂57
• 6.2 新型动力学控制方法57-59
• 6.2.1 动力学抑制剂57-58
• 6.2.2 防聚剂58-59
• 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间所取得的学术成果64-65
• 详细摘要65-83

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