注CO_2井筒温度场分布规律模拟研究 被引量：17

1

作者 陈林 孙雷 +2 位作者 彭彩珍 苏静 李俊 《断块油气田》 CAS 北大核心 2009年第6期82-84,共3页

注气过程中,低温CO2与井筒、地层存在热交换,井底与近井油层温度将明显下降,降低原油黏度,还可能造成蜡沉积和水合物生成,影响生产。为了优化注气参数,提高注气开发效果,通过对注气井筒与地层传热机理的研究,建立了综合考虑沿程流体相... 注气过程中,低温CO2与井筒、地层存在热交换,井底与近井油层温度将明显下降,降低原油黏度,还可能造成蜡沉积和水合物生成,影响生产。为了优化注气参数,提高注气开发效果,通过对注气井筒与地层传热机理的研究,建立了综合考虑沿程流体相态及热物理性质变化的井筒温度、压力场数学模型,利用四阶龙格库塔法求解,并开发了注CO2井筒温度场数值模拟软件。通过实例验证了模型及解法的适用性,模拟并分析了井筒温度及CO2物性变化规律。 展开更多

关键词 井筒传热 压力 井筒温度场 数值模拟 二氧化碳注入

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瞬态力-热耦合作用下水泥环形态对套管应力的影响 被引量：17

2

作者 席岩 李军 +3 位作者 柳贡慧 查春青 秦曦 严攀 《断块油气田》 CAS 北大核心 2017年第5期700-704,共5页

基于页岩气水平井压裂工程实际,采用解析法与数值法结合的方式,建立了压裂过程中井筒温度场计算模型和套管偏心、水泥环缺失有限元模型,据此研究瞬态力-热耦合作用下的水泥环形态对套管应力的影响。结果显示:1)页岩气井压裂过程中瞬态力... 基于页岩气水平井压裂工程实际,采用解析法与数值法结合的方式,建立了压裂过程中井筒温度场计算模型和套管偏心、水泥环缺失有限元模型,据此研究瞬态力-热耦合作用下的水泥环形态对套管应力的影响。结果显示:1)页岩气井压裂过程中瞬态力-热耦合作用显著提高了套管应力;套管应力呈先升高后降低的动态变化,最大应力值出现在压裂初期。2)水泥环完整或套管偏心时,瞬态力-热耦合作用降低了套管应力周向分布不均匀差异;水泥环缺失时,套管应力随着缺失角、偏心距的增大而提高。研究结果对于精确计算页岩气井压裂过程中的套管应力具有重要意义。 展开更多

关键词 页岩气井 套管变形 井筒温度场 瞬态温度力-热耦合 水泥环形态

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考虑温度影响的水下井口疲劳损伤计算方法 被引量：16

3

作者 畅元江 王健 +5 位作者 李家仪 聂振宇 张伟国 许亮斌 刘秀全 陈国明 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期482-492,共11页

水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化,并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口,造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度... 水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化,并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口,造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度场计算模型,将温度场计算得到的井筒温度分布施加于水下井口精细有限元模型,采用局部等效方法得到水下井口的等效梁模型,把等效梁模型作为子模型代入隔水管-井口耦合模型中进行水下井口动态响应和疲劳损伤计算,研究泥浆循环作业过程中井筒温度对水下井口疲劳热点处疲劳损伤的影响,并研究不同水泥环返高对水下井口疲劳损伤的影响。结果表明,对于水泥环返高无缺陷的水下井口,50h内不考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在导管接头处,其值为1.00×10^(-2);考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在套管接头处,其值为3.59×10^(-2)。当水泥环返高缺陷分别为-2 m和-5 m时,与水泥环返高无缺陷相比,套管(接头和焊缝)的疲劳损伤减小,而导管(接头和焊缝)的疲劳损伤增加,最大损伤均发生在套管接头处,其值分别为3.55×10^(-2)和3.48×10^(-2)。 展开更多

关键词 水下井口系统 井筒温度场 局部等效模型 疲劳损伤 水泥环返高

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高压深井压井过程中井筒温度数值模拟 被引量：14

4

作者 丁亮亮 练章华 +2 位作者 陈世春 杨帮贵 魏臣兴 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期15-18,共4页

根据正循环和反循环压井工艺特点,综合考虑轴向传热、径向传热、对流换热、摩擦做功生热等影响,建立了循环压井过程中井筒二维瞬态温度场预测模型,并采用有限差分法对预测模型进行数值求解。对实例井两种循环方式分别进行数值模拟得出:... 根据正循环和反循环压井工艺特点,综合考虑轴向传热、径向传热、对流换热、摩擦做功生热等影响,建立了循环压井过程中井筒二维瞬态温度场预测模型,并采用有限差分法对预测模型进行数值求解。对实例井两种循环方式分别进行数值模拟得出:正循环压井井口排液温度大于反循环压井井口排液温度,循环压井过程中井底温度随压井时间先下降后逐渐稳定,正循环压井井底温度高于反循环压井井底温度。对排量、井深、注入温度、油管尺寸等4个重要影响因素进行敏感性分析,其对井筒温度的影响程度大小粗略排序为:井深、排量、油管尺寸、注入温度,为现场施工采取措施控制井筒温度的变化提供了理论依据。 展开更多

关键词 深井 高压 循环压井 井筒温度场 敏感性分析

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深井超深井溢流流体密度计算方法 被引量：9

5

作者 陶振宇 樊洪海 +3 位作者 刘玉含 叶宇光 周非 邓嵩 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第5期1-6,共6页

我国油气勘探开发逐渐转向深水、深井、超深井等区域,深层地层复杂且认识不清,钻探过程中溢流漏失等事故频发,对油气勘探开发进程危害极大。处理溢流事故,优选压井方法,首先需要计算溢流流体的密度。目前,相关研究主要是通过经验法或简... 我国油气勘探开发逐渐转向深水、深井、超深井等区域,深层地层复杂且认识不清,钻探过程中溢流漏失等事故频发,对油气勘探开发进程危害极大。处理溢流事故,优选压井方法,首先需要计算溢流流体的密度。目前,相关研究主要是通过经验法或简单的计算模型判别溢流流体的种类,该模型并未考虑温度压力的影响,存在一定误差。文章考虑了温度压力以及两相流模型的影响,基于U型管效应,建立了一种计算溢流流体密度的修正方法。该方法应用简单,经过现场验证,准确率高达95%以上,计算精度高于传统方法,溢流流体种类判别准确率高,对现场处理溢流事故、优选压井方法以及溢流后的控压钻井具有指导意义。 展开更多

关键词 溢流流体密度计算 U型管效应 两相流模型 井筒温度场

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交变热载荷下水泥环缺陷对储气库井储层段套管的影响 被引量：4

6

作者 敬俊 单鸿斌 +2 位作者 祝效华 孙汉文 许尔跃 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期685-691,697,共8页

水泥环缺陷可能诱导储气库井储层段套管在循环注采条件下发生失效。为了揭示水泥环缺陷对储气库井储层段套管完整性的影响,基于弹性力学理论,在储气库井极限压力条件下,考虑循环注采引起的井筒交变热载荷,建立了“套管-含缺陷水泥环-地... 水泥环缺陷可能诱导储气库井储层段套管在循环注采条件下发生失效。为了揭示水泥环缺陷对储气库井储层段套管完整性的影响,基于弹性力学理论,在储气库井极限压力条件下,考虑循环注采引起的井筒交变热载荷,建立了“套管-含缺陷水泥环-地层”有限元模型。结合中国北部某储气库井作业工况,分别研究在注气(压力50 MPa、温度30℃)和采气(压力28 MPa、温度160℃)条件下,水泥环缺陷形态及其几何参数对储气库井套管应力分布状态的影响规律。结果表明:水泥环点蚀缺陷的环向开度、轴向长度及纵向裂纹的环向开度对套管安全性影响明显;横向剪切错断和微环隙导致套管安全性明显降低,在高温采气生产时套管最大应力接近P110的屈服强度;储气库井注采周期中,下限压力因温度和围压的影响对储层段套管安全性影响更明显,危及储气库井注采过程的安全运行。研究结果可为由生产井改建、新建储气库井储层段套管的完整性提供判断依据。 展开更多

关键词 储气库 含缺陷水泥环 套管安全性 极限压力 交变热载荷 井筒温度场

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顺北一区小井眼超深井井筒温度场特征研究与应用 被引量：6

7

作者 苏雄 杨明合 +1 位作者 陈伟峰 张俊 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期67-74,共8页

顺北一区小井眼超深井井筒温度高,部分井超过国内现有测量仪器抗温能力,易引起测量仪器探管烧毁和无信号等问题。为此,建立了井筒瞬态温度场数学模型,分析了不同参数下的井筒温度场剖面特征,提出了“临界温度井深”概念。基于此概念,为... 顺北一区小井眼超深井井筒温度高,部分井超过国内现有测量仪器抗温能力,易引起测量仪器探管烧毁和无信号等问题。为此,建立了井筒瞬态温度场数学模型,分析了不同参数下的井筒温度场剖面特征,提出了“临界温度井深”概念。基于此概念,为了降低井底循环温度,使临界温度井深下移并到达井底,对钻井液的流变性、热属性、排量、入口温度及钻柱热属性等7个参数进行了敏感性分析,得到了能够显著影响井筒温度场的物理参数。分析发现:根据井筒温度变化曲线,可以把临界温度井深分为真实、过渡和当量3种类型;井筒温度场对钻柱导热系数、钻井液比热容、钻井液导热系数等3个参数敏感,其敏感程度为钻柱导热系数>钻井液比热容>钻井液导热系数,与之对应的是当量临界温度井深。研究结果表明,改变钻井液热属性或降低钻柱导热系数,能够有效降低顺北一区的井底循环温度。 展开更多

关键词 小眼井 超深井 敏感性分析 井筒温度场 临界温度井深 顺北一区

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基于热管技术的钻井液地面降温系统研制 被引量：2

8

作者 梁晓阳 赵聪 +3 位作者 赵向阳 张亚洲 白园园 杨谋 《石油机械》 北大核心 2023年第3期24-32,共9页

针对目前钻井液地面降温设备存在的过流通道狭窄、易腐蚀、换热效率低等问题,通过计算换热量及换热系数等,确定了热管参数和数量,设计并开发了一套钻井液地面降温系统,建立了一套井筒瞬态温度场数值模型,进行了模拟样机试制及冷却试验,... 针对目前钻井液地面降温设备存在的过流通道狭窄、易腐蚀、换热效率低等问题,通过计算换热量及换热系数等,确定了热管参数和数量,设计并开发了一套钻井液地面降温系统,建立了一套井筒瞬态温度场数值模型,进行了模拟样机试制及冷却试验,并在顺北X井完成首次应用。应用结果表明:该系统可将钻井液循环入井温度降低30℃左右,井底循环温度降低5~8℃,可有效缓解井下仪器高温下失效问题;建立的井筒温度场瞬态分析数值模型可以有效地指导选井工作和分析工作;为降低经预测过高的井底循环温度,须在钻井设计时统筹考虑井身结构、钻具组合、循环排量等关键因素。所得结论可为现场选井以及应用效果分析等工作提供理论指导。 展开更多

关键词 钻井液 地面降温 热管 井筒温度场 数值模型

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高温高压气井生产过程井筒温度场分析 被引量：5

9

作者 秦彦斌 朱礼涛 +1 位作者 郑杰 窦益华 《石油地质与工程》 CAS 2019年第2期95-100,共6页

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气... 高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。 展开更多

关键词 井筒温度场 高温高压气体 参数计算

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高压气井压井井筒温度场预测与影响因素分析 被引量：5

10

作者 李昊 孙宝江 +3 位作者 赵欣欣 路继臣 王志远 马永乾 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期61-65,86,共6页

从反循环压井工艺特点出发,以质量守恒、动量守恒和能量守恒为理论基础,推导出反循环压井过程井筒温度场计算模型,并对压井液入口温度、压井液密度、循环时间、压井液排量、压井液导热系数、井深等对反循环压井过程中井筒温度场的影响... 从反循环压井工艺特点出发,以质量守恒、动量守恒和能量守恒为理论基础,推导出反循环压井过程井筒温度场计算模型,并对压井液入口温度、压井液密度、循环时间、压井液排量、压井液导热系数、井深等对反循环压井过程中井筒温度场的影响进行分析。结果表明:随井深增加、压井液入口温度提高、压井液排量减小、循环时间缩短、压井液导热系数增大、压井液密度减小,井筒温度线向高温偏移,反之井筒温度线向低温偏移;调整压井液排量和压井液入口温度是改善井筒温度场最有效的途径。 展开更多

关键词 高压气井 反循环压井 井筒温度场

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南海深水水基钻完井液防水合物技术 被引量：4

11

作者 赵学战 方满宗 +2 位作者 刘和兴 徐一龙 刘智勤 《探矿工程（岩土钻掘工程）》 2017年第2期6-10,共5页

深水区油气钻完井作业相比浅水区和陆地遇到了很多难题,由于海底压力增大和低温的环境,天然气水合物已成为影响深水钻井安全的主要危害之一。目前,国际上深水钻完井作业中通常采用油基钻井液来防水合物,但是油基钻井液环保风险高,为此... 深水区油气钻完井作业相比浅水区和陆地遇到了很多难题,由于海底压力增大和低温的环境,天然气水合物已成为影响深水钻井安全的主要危害之一。目前,国际上深水钻完井作业中通常采用油基钻井液来防水合物,但是油基钻井液环保风险高,为此在陵水区块超深水钻完井作业中尝试采用水基钻完井液进行作业。鉴于国内无类似经验可循,结合陵水区块超深水井的实际情况,首先模拟分析了2口井的水合物风险,明确该区块水合物形成的条件;其次,针对水合物形成的风险,筛选合适的抑制剂及钻完井液配方;在此基础上,研究出相配套的工艺措施。陵水区块深水钻井作业的成功实践表明,由此形成的一套深水水基钻完井液防水合物技术在深水钻完井作业中能够较好地防治天然气水合物,保障作业安全,对后续类似深水井的作业具有借鉴意义。 展开更多

关键词 深水钻井 水基钻完井液 水合物防治 抑制剂 井筒温度场

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沿井筒方向变化的CO_2分压对油管服役时间的影响规律研究 被引量：3

12

作者 翟晓鹏 谢志涛 +3 位作者 楼一珊 张艳 蔡利华 柳耀泉 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期109-115,共7页

开展沿井筒方向变化的CO_2分压下油管服役时间规律研究,有助于最大限度地延长油管使用年限。为此,将CO_2分压引入Q/HS14015标准腐蚀速率模型中,结合坐封、生产和开发过程中油管服役工况,建立了以油气产量和腐蚀环境为参数的井筒CO_2分... 开展沿井筒方向变化的CO_2分压下油管服役时间规律研究,有助于最大限度地延长油管使用年限。为此,将CO_2分压引入Q/HS14015标准腐蚀速率模型中,结合坐封、生产和开发过程中油管服役工况,建立了以油气产量和腐蚀环境为参数的井筒CO_2分压耦合计算模型。应用该模型的计算结果表明:①沿井深方向CO_2分压呈多项式分布,同一井深处,产量越大,CO_2分压越小;②与实测井筒CO_2分压相比,井底段CO_2分压计算值吻合度高,井口段CO_2分压受温度、井筒压力和CO_2摩尔含量降低影响,计算值误差较大;③相同CO_2分压下,腐蚀速率随温度的增加先增大后减小;④CO_2分压与服役时间内油管强度呈反比;⑤一定井深下,相对于温度,CO_2分压对腐蚀后油管强度影响更明显。结论认为:以井筒CO_2分压为基础,结合腐蚀速率和油管坐封、生产和开发过程中所受外挤、内压、拉力服役工况预测油管服役时间的方法,能够进一步优化CO_2腐蚀环境下的油管选材,节约油气井建井成本,在生产中的应用效果也证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 腐蚀 二氧化碳 CO2分压 油套管 寿命 钻井工程 井筒温度场 安全评价

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渤海油田热采井井筒剖面温度数值模拟

13

作者 林家昱 张羽臣 +2 位作者 谢涛 霍宏博 王文 《石油工业技术监督》 2019年第7期4-7,共4页

渤海油田稠油储量丰富,热采开发是现阶段高效开发稠油油藏的主要技术之一,在热循环条件下,复杂的交变应力易引起套管变形、断裂,极大地影响了油田的开采寿命及生产安全。通过对传热过程的分析,将传热过程作为井筒内的稳态传热过程和井... 渤海油田稠油储量丰富,热采开发是现阶段高效开发稠油油藏的主要技术之一,在热循环条件下,复杂的交变应力易引起套管变形、断裂,极大地影响了油田的开采寿命及生产安全。通过对传热过程的分析,将传热过程作为井筒内的稳态传热过程和井筒外的非稳态传热过程的组合,应用ANSYS软件进行数值模拟,得到了350℃、330℃、310℃及280℃下水平井垂直+弯曲段井筒温度场分布图及水平井油层水平段井筒温度场分布图。并使用Landmark软件的Wellcat模块,根据NB35-2-X井实际注入参数,模拟计算热采工况下的井筒温度场。模拟结果表明:边界温度不变,只改变注汽温度,井筒温度分布规律不变,水平井中油层水平段温度梯度最高。 展开更多

关键词 热采井 井筒温度场 数值模拟 渤海油田

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主动伸缩式高温油管柱锚定工艺管柱的研制

14

作者 李永革 《机电产品开发与创新》 2011年第5期33-34,共2页

针对在已实施的汽驱开采的油田产液井生产工艺中,抽油杆相对油管伸缩不同步而造成活塞碰泵,需要经常的调整防冲距这一难题,研制了主动伸缩式高温油管柱锚定工艺管柱。该工艺管柱由油管+抽油泵+伸缩式锚定坐封装置+筛管组成,工作时右旋... 针对在已实施的汽驱开采的油田产液井生产工艺中,抽油杆相对油管伸缩不同步而造成活塞碰泵,需要经常的调整防冲距这一难题,研制了主动伸缩式高温油管柱锚定工艺管柱。该工艺管柱由油管+抽油泵+伸缩式锚定坐封装置+筛管组成,工作时右旋工艺管柱坐封锚定、左旋解封;而温度变化到一定程度时,油管受力大于伸缩式锚定坐封装置内的爪簧力,因此油管可伸缩,即泵筒和活塞之间不发生相对位置的明显变化。 展开更多

关键词 汽驱产液井 井筒温度场 油管柱 伸缩 锚定

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页岩气井体积压裂井筒温度计算及套管强度变化分析 被引量：23

15

作者 席岩 柳贡慧 +3 位作者 李军 查春青 王超 刘明杰 《断块油气田》 CAS 北大核心 2017年第4期561-564,共4页

页岩气井体积压裂排量大、时间长,压裂过程中井筒温度变化剧烈,引起的温度应力对套管强度具有较大影响。在考虑压裂液摩擦生热以及排量与壁面换热系数关系的基础上,建立了页岩气井套管压裂过程中井筒温度场模型,对压裂过程中温度瞬态变... 页岩气井体积压裂排量大、时间长,压裂过程中井筒温度变化剧烈,引起的温度应力对套管强度具有较大影响。在考虑压裂液摩擦生热以及排量与壁面换热系数关系的基础上,建立了页岩气井套管压裂过程中井筒温度场模型,对压裂过程中温度瞬态变化进行了计算。结果表明:页岩气井套管压裂过程中井筒降温幅度较大,储层温度为78.5℃时最大降幅达到64.7℃;跟端和趾端温度差最大值出现在压裂初期60~210 s。依据推导出的套管抗外挤强度计算公式进行强度校核分析,结果表明,温度应力对套管抗外挤强度产生较大影响,且随着压裂排量的不断增大,抗外挤强度降幅也不断增大,冬季施工压裂液排量为20 m^3/min时,套管抗外挤强度降低16.4%。 展开更多

关键词 页岩气 体积压裂 温度应力 井筒温度场模型 抗外挤强度

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深水高温高压气井钻井循环温度压力耦合计算与分析 被引量：7

16

作者 田得强 李中 +4 位作者 许亮斌 李梦博 殷志明 罗洪斌 刘健 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期149-157,共9页

深水高温高压气井钻井过程中,井筒大温差、大压差效应会使钻井液性能发生较大改变,进而影响井筒流动参数和钻井施工安全,因此准确模拟井筒温压场对确保深水高温高压井安全钻进至关重要。根据深水钻井工艺和高温高压地层的特点,充分考虑... 深水高温高压气井钻井过程中,井筒大温差、大压差效应会使钻井液性能发生较大改变,进而影响井筒流动参数和钻井施工安全,因此准确模拟井筒温压场对确保深水高温高压井安全钻进至关重要。根据深水钻井工艺和高温高压地层的特点,充分考虑了井筒温压场和钻井液性能相互影响,结合增压管线流体进入隔水管环空引起的传热和传质,建立了适用于深水高温高压气井钻井的井筒瞬态温度压力耦合计算模型,提出了相应的迭代求解算法,并通过实例计算,进行了参数敏感性分析。研究结果表明:本文模型计算值与现场实测数据基本吻合,验证了模型的正确性;隔水管增压管线排量会使环空温度显著降低,进而影响整个井筒温度,因此不可忽略增压排量的影响;钻井液性能受井筒温度和压力影响较明显,在计算过程中忽略温度,压力和钻井液性能之间的耦合作用会产生较大误差。本文研究成果可为深水高温高压气井钻井过程中井筒温压场预测及水力参数设计提供理论指导。 展开更多

关键词 深水钻井 高温高压 井筒温压场 钻井液性能 隔水管增压管汇

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