[2019]年度的文章目录
检索结果共450条

宋尚飞 史博会 霍小倩 兰文萍 洪炳沅 熊新强 王智 宫敬

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随着油气田不断向深海开发,多相混输管道的流动安全保障技术面临着巨大挑战,天然气凝析液管道的不稳定工况会导致管道运行参数出现剧烈变化,给管道安全运行造成严重威胁。采用新型的多相流瞬态模拟软件LedaFlow 对某天然气凝析液管道的水力和热力工况进行稳态和瞬态模拟,得到不同工况下管道沿线温度、压力、持液率及总积液量的变化情况。结果表明,LedaFlow 的计算结果理论上是正确的,其变化趋势符合理论预期。通过软件计算可对管道运行中的安全操作和下游设备设计提供建议,从而对工程实际提供参考。
[PDF:8349KB]全文下载(112)次  [2019年预出版期]

徐华天 李斌 孙玉新 张丰 陈洪源

[摘要]浏览(410)次
杂散电流干扰会导致埋地管道快速腐蚀泄漏,埋地管道的直流杂散电流干扰主要来自于其附近的直流电气化铁路系统、直流电焊机等电力传输系统或某些工业电气设备。某油田采油井几条外输管道频繁腐蚀泄漏,泄漏时间和频率大幅超出正常腐蚀速率,经过对管道材质分析、土壤腐蚀性分析及杂散电流干扰分析,确定因采油井配电箱漏电形成直流杂散电流干扰导致管道的快速腐蚀,经过整改,消除了杂散电流干扰导致管道外腐蚀的现象。进一步明确了对与管道连接的电器设备,发现零线带电情况时,即便系统正常运行,也应进行结构物对地电位测试,评价是否存在杂散电流干扰,避免金属结构物被快速腐蚀,及时消除隐患。
[PDF:6099KB]全文下载(70)次  [2019年预出版期]

张继旺 张来斌 段礼祥 王耀楠

[摘要]浏览(303)次
为了解决噪声干扰条件下叶尖定时脉冲信号难以准确提取的问题,提出了一种基于EEMD的含噪叶尖定时脉冲信号提取方法。采用EEMD 对非平稳、非线性的原始含噪信号进行自适应分解,构建多尺度低通滤波器进行降噪,再对降噪后的脉冲信号进行方波整形处理,并提出融合相似度和相关度的最优降噪整形评价指标,用于含噪信号处理效果的评价。基于含噪叶尖定时脉冲信号特点建立数学模型,进行方法的可靠性和适用性验证。对比降噪整形处理后含噪叶尖定时脉冲信号与原始无噪信号,其相关度、相似度及综合评价指标分别达到97%、89%及92%以上,结果表明,所提方法能够准确提取噪声干扰下叶尖定时脉冲信号,并且推动了叶尖定时技术的发展与推广应用。
[PDF:9207KB]全文下载(93)次  [2019年预出版期]

曹学文 郑铮

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海底管道维修卡具是海底管道应急维修的关键设备。通过分析维修卡具的工作原理,确定密封结构尺寸设计是维修卡具设计的关键。通过压缩回弹试验的方式,对轴向石墨密封条的载荷-变形曲线进行了测定,计算出当石墨密封条工程应变达到0.18、氟橡胶密封条工程应变达到0.25 时,密封条的工程应力达到3 MPa。通过对密封半环在不同压缩率下的平均接触压力的分析,当密封半环径向压缩率达到12.5%时,石墨、氟橡胶密封半环的平均接触压力均在4 MPa 以上。在确定密封结构尺寸后,通过水压试验比较了石墨和氟橡胶在维修卡具密封应用中的优劣。试验结果表明:石墨可以作为维修卡具的密封材料,在压力等级低于2 MPa 的工况中表现良好;在同样的螺栓载荷下,氟橡胶的密封表现优于石墨;石墨材料不会因为老化而导致密封失效,因而基于石墨的海底管道维修卡具有广阔的应用前景。
[PDF:5011KB]全文下载(99)次  [2019年预出版期]

王鹏 杨宏宇 赵贵彬 麻建玺 范晓东 赵国彬

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三维激光扫描技术能够快速、自动、准确获取物体表面的点云数据,对管道变形量较大处进行检测时,具有传统检测技术无法比拟的优势。将Creaform3D 激光扫描仪与Pipecheck 软件相结合,能够完成金属腐蚀、机械损伤等管道内外部缺陷的现场检测,并可基于检测结果进行整体形貌、应变与疲劳分析等评估工作。实例应用结果表明:三维激光扫描仪能够极大地提高检测数据精度、节省检测时间,突显了Creaform3D 激光扫描仪的技术优势,也可为其他领域的应用提供参考。
[PDF:4146KB]全文下载(90)次  [2019年预出版期]

王余宝 高国华 杨东海 何利民 吕宇玲 陈鲁

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针对稠油管道中流体密度高、黏度大的特点设计了高压逆流注药、微管注药、微孔注药3 种注药结构,以及内锥柱体式、隔板式、旋流板式3 种混合结构。利用CFD 模拟对以上注药结构和混合结构进行了结构参数优化和药剂分散效果分析,模拟结果表明:仅在注药结构作用下不能实现药剂与稠油的充分混合;微孔式注药结构药剂分散效果最好;综合考虑产生的压降和药剂分散效果,内锥柱体式混合结构性能最佳。通过室内试验对以上混合结构进行性能测试,试验结果表明:混合结构产生的压降和药剂分散效果呈负相关;药剂加注浓度会影响药剂分散效果;试验结果与模拟结果具有一致性。通过数值模拟和试验研究,优选出了适合稠油管道的管道外环向微孔注药、管道内安装内锥柱体混合结构的加药方式。
[PDF:5375KB]全文下载(63)次  [2019年预出版期]

万宇飞 刘春雨 钱欣 李立婉 唐宁依 王文光 郝铭

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海底管道主动伴热维温技术作为被动保温方式的补充,将在中国海上高黏、易凝原油,深水油气开发中得以应用,中国自主海底管道主动伴热维温技术的应用仍为空白,需充分比较,吸收国内外应用案例。通过调研分析认为:海底管道主动伴热维温技术可以适应各种水深海域,目前的应用主要集中在浅水的北海海域。电加热/伴热技术由于适应性强、热效率高,特别是间接电伴热技术,将成为取代热流体伴热的方向。间接电伴热技术较直接电加热技术效率高、安全稳定,可实现长期运行,更适合海上油气物流的输送。集肤效应电伴热技术作为间接电伴热技术的一种,由于其安全性能强、热效率高、沿线温度分布均匀且可监控,适合于长距离海底管道的伴热维温,是今后主要的发展方向。中国海底管道主动伴热维温技术需在当前国家对国产化大力支持的背景下,开展横向和纵向对比,加大应用性研究力度,突破接线盒处连接点的可靠性等关键问题,早日实现海底管道集肤伴热技术国产化,为中国海上油气田的可持续发展提供条件。
[PDF:7574KB]全文下载(84)次  [2019年预出版期]

宋尚飞 史博会 兰文萍 阮超宇 陈玉川 吴海浩 宫敬

[摘要]浏览(295)次
多相管道混输体系水合物浆液输送技术仍处于理论探索与实验测试阶段,在此采用LedaFlow 软件进行抑制剂注入和水合物浆液多相混输的模拟计算,利用软件的参数优化模块计算最佳抑制剂注入量,利用软件水合物输送模块进行水合物浆液输送模拟计算。分析管内水合物浆液流动规律,初步探索LedaFlow 软件在水合物浆液流动安全保障中的应用,为天然气凝析液管道的水合物流动安全保障提供参考。
[PDF:6447KB]全文下载(114)次  [2019年预出版期]

阿拉木斯 范世东

[摘要]浏览(254)次
浮顶罐是油品储存的主力设备,明确油品在罐内的温度分布变化规律,准确预测油温变化对于油库安全、低耗运行具有重要意义。以5×104 m3 浮顶罐作为测试对象,通过现场跟踪测温的方式研究罐内原油温度场变化特性,发现当外界温度低于油温时,罐内温度呈现反浴盆曲线,存在明显的核心恒温区;当外界温度高于油温时,罐内温度呈现导热分布,罐内核心恒温区消失。研究结果可为节能减排、科学制定浮顶罐加热运行方案及预防凝罐事故提供技术参考。
[PDF:4532KB]全文下载(80)次  [2019年预出版期]

闫亚敏 梁永图 李焯超 张万 张浩然

[摘要]浏览(324)次
为了提高油田联合站的经济效益,达到进一步节能降耗的目的,研究采用分布式能源系统的科学用能、节能方法,将分布式能源系统的设备及运行策略进行合理配置,使其能量输出与联合站的用能需求相匹配。以年平均总支出费用最低为目标函数,能量平衡和设备安全运行为约束条件,建立并求解联合站分布式能源系统的混合整数线性规划(MILP)模型。实例计算结果表明:与传统集中式能源和冷热电三联供系统相比,基于该模型求解的方案经济效益明显,能源利用率高,并且更节能环保。
[PDF:5025KB]全文下载(82)次  [2019年预出版期]

张万 梁永图 闫亚敏 高杰

[摘要]浏览(287)次

区域成品油合理配置直接影响成品油供给链物流系统构建和成品油市场的发展,但中国区域成品油优化配置问题尚未形成较为完善的理论体系和优化方法。通过调研国内外资源配置问题的相关研究,分析了区域资源优化配置问题研究现状,基于中国大区域成品油供给系统,从成品油供给链、运输方式、库存管理以及不确定因素分析等角度出发,对问题实质、解决思路、优化模型及求解方法等方面梳理了区域成品油优化问题的研究重点、难点以及研究进程。结合工程实际需求,提出了区域成品油优化配置问题研究难点及发展趋势。

[PDF:7117KB]全文下载(112)次  [2019年预出版期]

白路遥 施宁 伞博泓 李亮亮 马云宾 时建辰 蔡永军

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随着油气管网规模逐渐扩大,对长输油气管道地质灾害进行全面识别与监测有利于提高管道的风险管理水平和油气管网的可靠性。通过分析卫星遥感技术在地质灾害识别与监测方面的应用思路,以及卫星遥感技术在国内外油气管道行业的案例,总结了卫星遥感技术在管道行业的应用现状和发展历程,并结合目前卫星遥感对地监测识别方法与原理,探讨了未来卫星遥感在油气管道地质灾害领域的发展趋势,提出利用雷达卫星遥感地表位移监测技术与管体变形监测技术相结合进行管土相互作用关系分析,为深入开展智慧管道应用实践提供技术支持。
[PDF:5951KB]全文下载(189)次  [2019年预出版期]

龙媛媛 李强 李开源 刘瑾 孙振华 谭晓林

[摘要]浏览(294)次
油田站库钢质常压储罐服役时间长,介质腐蚀性强,导致内腐蚀严重,存在较大的安全隐患。为确认储罐内腐蚀严重层位,指导储罐的维修与腐蚀防护,急需开展常压储罐内腐蚀检测。钢质常压储罐内腐蚀挂片在线检测装置利用浮漂挂片器实现储罐水油界面、油气界面的腐蚀检测;利用刚性挂片器实现储罐淤泥相、污水相、油相、气相的腐蚀检测;利用与被检储罐材质相同的螺纹连接棒状空心杆实现检测装置的组装及储罐不同高度腐蚀程度的定性连续表征,创新性地实现了对同一储罐6 个相区腐蚀速率的在线检测。检测结果表明:两个周期腐蚀速率检测值的复现性超过91%,同一储罐挂片检测得到的腐蚀速率与依据该储罐两次超声波壁厚检测结果计算出的腐蚀速率相吻合,检测结果稳定、可靠。利用常压储罐内腐蚀挂片检测装置可以确定储罐重点内腐蚀部位,及时发现腐蚀隐患,指导储罐的维修更换以及靶向腐蚀治理。
[PDF:4465KB]全文下载(89)次  [2019年预出版期]

温文 艾慕阳 李煜津 徐磊 刘文会

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为了掌握天然气市场的供需态势,促进天然气行业发展,指导天然气管网建设规划,需要对天然气市场满意程度进行评价。天然气输送涉及基础设施设置、输送能力、安全性等方面,对于天然气市场满意度的评价需要将管网系统的供应能力和可程度与经济风险和经济效益相结合。以某城市天然气市场为例,运用基于管网可靠度的天然气市场满意度评价方法对该城市天然气市场进行满意度评价。结果表明:该方法是天然气市场的有力量化分析工具,能够量化供需双方的满意程度,进而掌握天然气市场的供需态势,为天然气销售、管网建设等提供决策依据。
[PDF:5725KB]全文下载(88)次  [2019年预出版期]

刘然 王长江 施连义 屈锐 赵忠刚

[摘要]浏览(287)次
针对中俄东线天然气管道工程北段的冬季防腐补口施工要求,通过材料低温力学性能分析、结构优化设计、低温试验、低温电子元器件优选、机械式温控、加热元件高低温交变及国内外低温补口材料对比分析等综合研究,研制了适用于-40 ℃低温环境的机械化防腐补口装备,制定了配套的机械化防腐补口工艺和施工方案。工程应用表明:低温机械化防腐补口装备与工艺有效保证了中俄东线试验段及北段管道工程的防腐补口质量和施工效率,日平均补口30 道,一次合格率100%。积累了大口径管道低温环境下的防腐补口施工经验,可为中俄东线管道工程中段及同类管道工程的防腐补口施工提供技术支撑。
[PDF:6291KB]全文下载(79)次  [2019年预出版期]

赵兴民 高睿 高晓蓓

[摘要]浏览(275)次
为了提高铺管船法施工无配重层海底管道的施工效率,对铺管船作业线的补口工艺方案进行了研究。对比分析了热收缩带安装的两种工艺;结合作业线情况,通过计算分析的方式优化了工位布置;通过试验明确了热收缩带通过托辊的临界温度,研究了喷淋后的降温曲线;优化了补口施工的工艺流程。研究结果表明:热收缩带安装的干膜工艺比湿膜工艺更适用于铺管船法施工无配重层海底管道;为防止热收缩带被划伤,应撤掉7#、8# 工作站中间的托辊;GTS-PE 型热收缩带,温度控制在75 ℃以下,可无损通过托辊;安装热收缩带后,冷水喷淋10 min 即可达到其通过托辊的温度条件;通过优化施工过程,安装热收缩带的施工时间降为15 min
[PDF:4837KB]全文下载(92)次  [2019年预出版期]

臧雪瑞 顾晓婷 王秋妍 王立航

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随着中国不断增长的天然气需求量和天然气管道建设的稳步推进,急需对高钢级管线钢的剩余强度进行评价,其中建立失效压力模型是剩余强度评价中最重要的组成部分。以X100 钢管为研究对象,使用ABAQUS 有限元软件对两种体积型腐蚀缺陷进行了有限元分析,利用全尺寸爆破试验数据对模型进行了准确性验证。基于35 组X100 钢级不同尺寸钢管和不同几何缺陷模型的仿真模拟值,采用1stOpt 拟合软件构建出X100 高钢级管道的失效压力预测模型,并对构建的拟合计算公式进行了误差分析,结合真实爆破试验验证了失效压力模型的准确性。研究结果为完善现有评价方法提供了有力参考。
[PDF:5454KB]全文下载(118)次  [2019年预出版期]

宋多培 冯小刚 李建财 单国平 贾玉庭 毕海杰

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为适应注水冷采稠油地面集输要求,昌吉油田下设吉7 井区采用了回掺热水集输工艺。随着产能建设规模的不断扩大,吉7 井区出现了油井掺水温度和压力较低、掺水量过大等问题。通过统计现场相关生产数据,分析了油井掺水量的主要影响因素,计算了回掺热水集输过程中的热力损失,并进行了部分油井的停掺热水试验。结果表明:油井回掺水量主要受油井集输管长影响;掺水集输管线的保温效果较差,热力损失较为严重;停掺热水集输过程中,井口采出液存在较为明显的段塞流,易造成油井集输困难。研究成果可为昌吉油田冷采稠油的现场管理和优化提供理论指导。
[PDF:4598KB]全文下载(67)次  [2019年预出版期]

刘继芹1 乔欣2 李建君1 王文权1 周冬林1 肖恩山1 井岗1 敖海兵1

[摘要]浏览(215)次
盐化公司拥有丰富的对流井老腔资源,如果能够有效利用此类腔体,不但可以缩短储气库建库时间,而且可以大幅降低工程投资。首先,了解盐化溶盐采卤生产模式,基于数值模拟与声呐检测数据,探讨对流井采卤老腔改造过程中存在的难点,如形状检测、注气排卤模式等,论述了对流井老腔改造的可行性,提出对流井改建储气库方法。盐化公司对流井老腔改造技术拓宽了盐穴储气库建设的新思路,尤其是针对中国普遍夹层多、纯度低的盐层改建储气库具有重要意义。
[PDF:6665KB]全文下载(67)次  [2019年预出版期]

王凯 王立佳 陈晶华 茅磊 宇波

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海洋柔性复合管具有可设计性强、经济性好、动力特性优良等特点,尤其适用于深水油气藏的开发。基于柔性管较为特殊的多层复合结构,综述了目前国内外关于气体渗透及冷凝相关的研究成果,着重对安全隐患、传热传质机制、预测模型、环空冷凝及气液迁移、腐蚀失效等方面进行了评述。针对现有成果应用于深水条件下渗透速率预测精度不高、环空冷凝液形态尚不明确等问题,指出今后应着重开展3 个方面的研究:①“流-固-质-海水”多场热质耦合的气体渗透冷凝模型;②环空局部水蒸气滴状冷凝过程、分布特征及金属构件“腐蚀-疲劳”耦合行为预测;③环空气体的监测、调控系统的优化及可靠性评价。
[PDF:7631KB]全文下载(101)次  [2019年预出版期]

杨辉 王富祥 王婷 玄文博 曹京刚 雷铮强 李明菲

[摘要]浏览(337)次
管道补口一旦发生失效,腐蚀介质自破损处渗入,将会严重影响管道完整性。基于漏磁内检测原理和管道补口失效形式,提出了补口防腐失效的识别与判定流程:通过分析管道补口结构特点、失效形式、可能产生腐蚀缺陷的位置与形貌特征,明确管道补口失效导致外腐蚀特征及其与漏磁内检测信号特征之间的对应关系,从而识别可能已失效的管道补口。通过多条管道开挖验证,给出了采用漏磁内检测技术识别与判定补口失效准确率,并验证了该方法的准确性,为基于漏磁内检测的补口失效识别与判定技术工业化应用奠定了基础。
[PDF:5779KB]全文下载(108)次  [2019年预出版期]

李长俊 刘雨寒 贾文龙

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现有方法对高压下多组分非理想气体的可压缩性和分子之间的交互作用考虑不足,不能准确反映各组分的扩散特征。针对该问题,基于PR 状态方程对Fuller 二元扩散系数以及热力学因子计算方法进行了修正,分析了气体压力和组成对热力学因子的影响,计算了三组分物系Fick 扩散系数矩阵。结果表明:对于实际的多组分非理想气体,校正后的扩散系数计算精度显著提高;热力学因子表征了混合物实际状态偏离理想状态的程度,以及分子扩散方向与浓度梯度之间的关系,其值随着体系压力和气体组分的变化而变化,且与压缩因子变化趋势相同。多组分非理想气体扩散系数改进研究为探究非理想多组分气体在空气中的扩散奠定理论基础。
[PDF:5349KB]全文下载(86)次  [2019年预出版期]

李振北 邱长春 姜海洋 王红 胡铁华

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压电超声管道腐蚀检测器是一种利用超声波对长输管道进行在役腐蚀检测的内检测设备,结构合理的压电超声传感器支撑结构是管道腐蚀检测成功的前提。采用基于有限单元法的结构分析软件对支撑结构三维模型进行预应力状态下的模态分析,发现预应力会使传感器支撑结构的固有频率高于自然状态下的固有频率,但更接近于结构的真实固有频率。通过支撑结构振动测试试验,验证了仿真分析的可靠性,同时得知试验结果与仿真结果的误差主要来源于支撑结构模型的简化。压电超声管道腐蚀检测传感器支撑结构振动特性的研究,对压电超声管道腐蚀检测器的整机研制具有重要意义。
[PDF:4881KB]全文下载(115)次  [2019年预出版期]

贺娅娅 甄莹 曹宇光

[摘要]浏览(219)次
服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据,推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算失效风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。
[PDF:5294KB]全文下载(116)次  [2019年预出版期]

李华 刘阳 张文学

[摘要]浏览(504)次
管道通径内检测可以提前发现管道安全隐患,在确保管道安全运行方面发挥着重要作用。在机器视觉技术的基础上,将视觉测量技术中的Radon 变换应用于激光光源投射成像方法中,提出了基于视觉的管道通径测量计算方法。该方法利用激光发生仪投射与管道内部形状完全吻合的激光环,由像机采集管壁上的光环图像,并将其进行边缘检测和细化处理,最终获得管道的截面轮廓曲线。通过Radon 变换得到两条反映管道内径信息的光带,经细化处理提取光带中心线,进而根据中
心线之间的距离计算得到管道在所有方向角上的内径数据。研究结果表明,该测量计算方法高效快捷,能够一次性获取管道截面在所有方向角上的内径信息,具有很高的实际应用价值。
[PDF:4641KB]全文下载(131)次  [2019年预出版期]

祝勇仁 蔡杰 善盈盈

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工业化生产水平的提高使得离心式压缩机不断朝着大型化、复杂化、连续化和自动化方向发展,设备故障造成的损失也越来越大,研究其故障诊断方法对提高设备故障在线检测能力,预防故障和事故的发生具有积极意义。采用电涡流传感器测量离心式压缩机联轴节侧径向位移信号,应用频域分析方法对采集到的信号数据进行傅里叶变换,获得对故障敏感的特征量,作为蚁群聚类算法输入的特征参数,把对故障识别转化成对设备运行时的输出和状态特征的聚类问题。试验中,对离心式压缩机在正常运行、转子不平衡故障、油膜涡动故障、喘振故障采用蚁群聚类算法进行模式识别。试验结果表明,基于蚁群聚类算法的离心式压缩机故障诊断方法诊断结果准确,适合离心式压缩机故障诊断。
[PDF:4932KB]全文下载(96)次  [2019年预出版期]

唐霏 彭星煜

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增压站是气田集输系统的重要部分,对增压站能效开展评价及预测工作显得十分必要。以某气田集输系统25 座增压站为例,基于粗糙集(Rough Set,RS)理论和BP 神经网络各自的优点,建立了RS-BP 神经网络模型,选取8 个评价指标,采用粗糙集属性约简原理对数据进行预处理,实现了对20 座(1#~20#)增压站的综合评价。为了验证评价结果的准确性,采用MATLAB 软件对该气田集输系统21#~25# 增压站能效进行了4 次预测,并与无约简时的预测结果进行对比。结果表明:与单纯的BP 神经网络模型相比,RS-BP 神经网络模型的训练时间更短、误差更小,具备良好的实际应用价值。
[PDF:5743KB]全文下载(98)次  [2019年预出版期]

周怀发 申永亮 张兴 刘铭刚

[摘要]浏览(272)次
LNG 槽车充装作业过程中一旦发生泄漏,极易引发燃烧甚至爆炸事故,破坏性极大。为了对LNG 接收站槽车充装区进行科学合理的风险评价,从工艺、设备及管理3 方面,选取阀门内漏情况、操作流程合理性、充装人员专业水平等16 个指标,构建了LNG 接收站槽车充装区风险评价指标体系;针对指标具有模糊性的特点,运用层次分析法确定各指标权重,建立了基于集对分析法的槽车充装区风险评价模型。将该风险评价模型用于山东某LNG 接收站槽车充装区的风险评价,结果表明:新建评价模型将定性与定量分析相结合,评价结果可靠,能够为LNG 槽车充装工作的改进提供指导作用。
[PDF:5191KB]全文下载(95)次  [2019年预出版期]

李刚 谷思宇 贾东卓 闫斌斌

[摘要]浏览(233)次
基于单一参数的诊断方法无法准确高效地判断燃气轮机的故障状态,故提出了基于燃气轮机振动故障机理和性能故障机理的综合诊断方法。以中石油西一线某压气站燃驱离心压缩机组LM2500+SAC 型燃气轮机运行过程出现异常振动为例,借助在线监测系统数据,基于振动和性能故障机理进行综合诊断,逐项排查异常振动的诱导因素,最终确定燃气轮机异常振动的激励源是轴承旋转封严损坏引起的不平衡量,避免了机组继续运行将造成的严重后果,证实了基于该综合诊断方法的有效性,为类似故障的监测诊断提供了一定的参考。
[PDF:5588KB]全文下载(72)次  [2019年预出版期]

曹学文 李金娟 彭文山

[摘要]浏览(322)次
LNG 储罐在投产前需进行调试工作,其中LNG 储罐预冷是最重要的一环。采用MATLAB软件,建立16×104 m3 地上全容式常压LNG 储罐预冷模型,研究预冷过程中LNG 喷淋量、BOG 排放量、储罐压力及LNG 气化率的变化规律及温降速率对LNG 储罐预冷的影响。结果表明:LNG喷淋流量逐渐增加、BOG 排放流量及储罐压力先增后减、LNG 气化率仅在预冷后期逐渐降低;随着温降速率增加,LNG 喷淋流量、BOG 排放流量及罐内压力均增加,但LNG 喷淋总量及BOG 排放总量减小,LNG 气化率仅在预冷后期随温降速率增加而增加;当温降速率超过3 K/h 后,对LNG储罐预冷影响较小;在对LNG 储罐进行预冷分析中,太阳辐射的影响不可忽略。为了保障LNG储罐投产工作的顺利开展,建议在预冷前期,应将温降速度控制在1 K/h 之内;在预冷后期,为提高LNG 冷量利用率,应增加温降速率,平均温降速率控制在2~3 K/h。LNG 储罐预冷模型模拟误差均小于10%,满足工程应用要求,对于LNG 储罐实际预冷过程、预冷方案设计及预冷参数优化有参考作用。
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王馨艺 王淼 冯瑶 张宗杰

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天然气干线管道向着大流量、高压力的趋势不断发展,对供气管道系统的安全、可靠运行提出了更高要求。借鉴巴西国家石油公司与挪威船级社天然气管网的供气可靠性评价方法,建立了基于事故工况下然气干线管道的供气可靠性评价方法。利用工艺计算软件TGNET 模拟事故工况,建立供气极限状态函数值的样本集;通过MATLAB 编程进行抽样,确定样本服从的概率分布模型;结合天然气供应等级划分标准,求得天然气干线管道的供气可靠度。通过具体算例,验证了该方法的可行性,可为今后深入研究中国天然气管道系统可靠性提供指导。
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冼国栋 刘奎荣 吴森 谭超

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兰成原油管道途经区域地质环境条件复杂,地质灾害类型多样,对管道工程和人民生命财产安全潜在危害严重。为了应对各种地质灾害风险,基于GIS 技术构建了区域管道地质灾害风险评价模型与评价指标体系,将管道沿线地质灾害风险划分为地质灾害高风险、较高风险、中等风险、较低风险、低风险5 个等级。对兰成原油管道地质灾害风险进行评价,根据地质灾害风险评价分区结果,将管道划分成了53 个地质灾害风险段。评价结果与兰成原油管道实际情况相符,为其地质灾害预防、治理提供了重要的辅助,也可为其他管道的地质灾害风险评价提供参考。
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祝悫智 李秋扬 吴超 赵明华 张斌 张玉志

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目前全球气候环境的恶化对于环保意识产生迫切影响,油价波动以及能源全球化市场竞争日趋激烈,导致投资风险加剧,油气管道行业的发展环境非常复杂,面临的不确定性明显增加,建设投资显著紧缩。通过分析全球能源结构发展态势,总结全球在役油气管道运行现状,从而全面把握新形势下全球油气管道建设现状及发展趋势。结果表明:未来油气管道建设将同时受到天然气利用、海底资源开发和老龄管道替换等驱动力和地缘政治、环境及安全等不利因素的综合影响,保持平稳的发展态势。据此,深入探讨了全球油气管道建设现状及未来的发展趋势对中国油气管道发展的影响。
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何俊 赵岩 井岗 李建君

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目前,盐穴储气库造腔中处理不溶物夹层的方式多为使其充分浸泡至弱化后自然垮塌。但是对于厚度超过10 m 的巨厚不溶物隔层,使其垮塌十分困难,巨厚隔层垮塌的极限跨度可达60 m 左右,通过浸泡使其垮塌需要的时间长,造腔效率低,还可能损坏厚隔层下部的造腔管柱。以淮安储气库某井地质参数为例,提出一种在允许巨厚隔层存在的基础上进行造腔的新思路,即在隔层上下分别造腔,上部常规造腔、下部造水平腔,上下部的腔体在水平方向错开分布,以保证巨厚隔层作为下部水平腔顶板的稳定性。模拟表明:这种造腔方式比同等盐层条件下可多造约5×104 m3 腔体,并且避免了下部造腔管柱被垮塌的隔层损坏的风险。此外,提出在地面采用丛式井技术布井,降低征地和钻机搬家安装费用,并使用移动式钻机优化钻井程序,提高造腔过程中钻井作业的经济性。
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钱迪 郑会 徐明荣 尚彤 胡远飞

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天然气压气站辅机系统对压气机的稳定运行至关重要,辅机系统一旦失去电源势必会破坏压气机的稳定运行,甚至引发重大事故,故为此类负载配备高性能应急电源(Emergency Power Supply,EPS)十分重要。对EPS 储能模块的类型和模式进行了分析与比较,设计了适用于压气站辅机系统的超级电容和碳酸锂电池混合储能EPS,重点讨论了EPS 系统的电路设计、直流充放电控制策略。以榆林压气站辅机系统调研参数为依据,利用MATLAB 对设计电路进行了仿真分析,确定了超级电容与碳酸锂蓄电池的匹配容量,仿真结果表明此类EPS 能够保证压气站辅机系统在失电后在规定的时间内正常工作。
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冉莉娜 郑得文 罗天宝 完颜祺琪 垢艳侠

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地下储气库在调峰保供中发挥着不可替代的作用。盐穴地下储气库属于洞穴型储库,在建设方面具有建设周期长、投资高、工艺技术复杂等特点,但其无需达容时间,可边建设边投产,垫底气比例低并可完全回收。同时盐穴地下储气库具有采气能力大、注采气灵活、天然气耗损率低等运行特征,不仅能够满常规季节调峰需求,也能满足日、小时调峰及应急调峰需求。通过分析国内外盐穴地下储气库建设运行数据,梳理金坛地下储气库在实际运行中发挥的重要作用,针对盐穴地下储气库功能定位提出一点思考,为盐穴储气库的进一步优化合理发展起到参考作用。
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冯新 刘洪飞 王子豪

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分布式光纤传感器能够灵敏地感知管道任意位置泄漏导致的局部温度变化,但是海量监测数据却具有显著的时-空非平稳性特征,难以直接根据监测数据进行泄漏诊断。在统计模式识别框架下,提出一种基于滑动窗口离群值分析的时-空大数据分析方法,仅利用分布式温度监测数据的内秉特征即可实现管道泄漏的智能化识别,建议滑动窗口和异常状态诊断窗口长度的取值方法,并且进行了原型保温钢管泄漏监测的物理模拟。结果表明,在管道完好状态下该方法不会发生误报警的情况,而管道一旦发生泄漏,该方法能够快速识别管道泄漏事件,并对泄漏位置进行精准定位。该方法是一种无监督的人工智能大数据处理方法,在埋地管道泄漏监测中具有良好的应用前景。

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熊明 古丽 吴志锋 邓勇 李双琴 邹妍 李章青 奉城民

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中缅油气管道是全国首条经过数字化恢复构建数字孪生体的在役山地管道。通过基准点测量、管道中线探测、航空摄影测量、三维激光扫描、三维地形构建、倾斜摄影、数字三维建模等技术进行数据收集、校验及对齐,对管道建设期的设计、采办、施工及部分运行期间的数据进行恢复,对站场及管道的设备、建筑等构建数字三维模型,形成管道线路数据资产库和站场数据资产库,构建中缅油气管道的数字孪生体。通过多系统融合深入发掘数据价值,实现管道可视化运行、设备拆解培训、指导维检修作业及应急抢险作业等,为实现管网智慧化运营奠定数据基础。

 [2019年预出版期]

张西迎 李乃良 陈冰清

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针对文昌油田群8-3A 平台、14-3A 平台及116FPSO 之间油气混输管道中发生的严重段塞流开展理论分析与试验研究。根据严重段塞流的判别准则,从理论上分析了文昌油田14-3A 海管中的流动状态。基于海管尺寸设计改造了集输-S 形立管严重段塞流试验平台,模拟现场油气水在海管中发生的各类流型及其转变过程。基于段塞流消除理论和经典PID 控制理论,提出一套依据管道各处压力信号的节流阀自动控制程序,在试验中有效消除了严重段塞流。通过对116FPSO 的改造,将该技术应用于文昌油田群现场,显著降低了下海管压力和上FPSO 压力的波动幅值,提高了油气产量。

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王炯耿 唐夏焘 罗宏建 郑三龙 陈冰冰

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对某在役的特高压电网GIS壳体焊缝发现的缺陷,引入缺陷断裂安全评定和疲劳评定方法。采用与原壳体相同的材料和焊接工艺制作的焊接试板,试验获得母材和焊缝试样的力学性能、疲劳裂纹扩展及断裂性能。采用GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》的评定方法,对壳体纵焊缝中两个最大缺陷进行了断裂评定和疲劳评估。结果表明:该GIS壳体中的两个缺陷在当前工况下是安全的,按焊接试板测试的疲劳裂纹扩展速率估算,壳体左筒体缺陷的疲劳寿命循环次数为6 971次,壳体右筒体缺陷的疲劳寿命循环次数为37 915次,估算的疲劳寿命还有待于实践校验。建议在运行中应特别关注缺陷疲劳扩展的状态监测,今后约5年应进行无损检测与现缺陷对比加以安全评定。该设备投用以来的安全运行状态与评定结果相符,因此,GB/T 19624—2004可适用于高压电网GIS壳体的安全评定。

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王长江 张圆 刘蕊 刘然 赵忠刚

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针对现有油气管道热收缩带防腐补口施工中人工火把安装固定片存在的人为因素影响大、质量差异大、效率低等问题,研制了一种便携式热收缩带固定片快速安装装置,其可实现热收缩带固定片的机械化快速安装。试验结果表明:便携式热收缩带固定片快速安装装置结构合理、操作简单、方便易携;安装质量好、效率高、用时短,可满足油气管道机械化防腐补口流水作业要求;可适应-40 ℃极低温施工环境,有效保证了高寒地区油气管道防腐补口的施工质量。

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于一帆 史博会 王嘉琪 赵仁杰 刘思良 孟祥华 宫敬

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在油气管道输送过程中,低温高压工况易生成水合物从而影响管道输送效率,严重时会引起管道堵塞。在实际工程应用中,通常采用添加热力学抑制剂的方式防止水合物的生成,常用的热力学抑制剂有甲醇(MeOH)、乙二醇(EG)等。确定合理的热力学抑制剂加剂量,对于保证管道的安全经济运行具有重要意义。在Chen-Guo双过程水合物热力学模型的基础上,应用Wilson模型确定水-醇溶液中水的活度,建立了含抑制剂体系水合物生成平衡条件的计算方法,并提出采用预估-试算-调整的思路,用以确定管道运行工况点所需抑制剂的临界最低加剂量。验证表明,所提方法计算简单,精度高,能够满足实际工程需要。

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张圣柱 程玉峰 冯晓东 魏利军 王如君 多英全 韩玉鑫

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针对X80管线钢研发与应用现状以及目前存在的问题,综述了影响X80钢性能的主要因素、研究进展以及发展X80钢管道面临的技术挑战。详细分析了X80管线钢的冶金特征与组织结构,概述了X80钢的焊接工艺、焊接冶金学特征及性能,总结了X80钢的机械性能和力学特征。具体讨论了X80管线钢在服役环境中的失效机制,包括腐蚀、氢致开裂、焊缝区失效、应变失效等,并以此为基础,探讨了发展X80钢管道需要克服的技术挑战,以保障油气安全、高效输送以及能源管道的可持续发展。

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周星远 梁永图 张昕 段志刚 邱睿 张浩然

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成品油管道运行过程中沿线各泵站开泵方案的优化对于降低成品油管道的运行能耗有重要作用。以往针对此问题的研究大多采用动态规划及人工智能算法进行求解,具有一定的局限性,很少从整体上建立混合整数线性规划模型(MILP)并将启停泵时长限制问题具体考虑到所建模型的约束条件当中。在此基于已知的批次调度计划,考虑到启停泵时长限制、沿线节点压力约束、过泵流量约束等约束条件,以泵运行费用与启停泵成本总和最小为目标函数,建立MILP数学模型并采用分支定界算法进行求解。以某条实际运行成品油管道的输油计划为例,代入所建成品油管道开泵方案优化模型并求解,所求结果较大程度上降低了管道运行能耗,提高了管道运行稳定性,符合现场操作工艺。

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李岩松 王剑波 丁鼎倩 何国玺 林默涵 吴梦雨 梁永图

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目前,油库管道阀门进行现场操作时大多结合工程经验与SCADA数据进行试探性调节,具有一定的盲目性,阀门调节时间长、风险大。为了制定压力约束下油库管道复杂水力系统中阀门的调节方案,根据油库管道系统的通用物理模型,结合水力瞬变相关理论,建立阀门调节过程的数学模型;并根据实际工况,确定对应的定解条件。结合有限差分法和空间特征线法,针对存在变径点、泵、阀等元件的复杂油库发油管路系统,基于反问题相关理论,求解压力约束下以调节时间最短为目标的阀门控制方案,从而为复杂水力系统中阀门的控制优化提供借鉴。

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李刚 王耀忠 郑大海 杨文明 林晓晖 闫会朋 邢海峰

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由于石油天然气的特殊性,管道周围存在多处非破坏性干扰事件,给预警系统报警的准确性带来了巨大挑战。为提高有背景干扰情况下对破土事件(Excavation Acitivity,EA)的检测水平,开发了破土事件检测(Excavation Acitivity Detection,EAD)算法。利用光纤管道安全预警系统(Pipeline Security Forewarning System,PSFS)在西气东输武汉到鄂州段的现场数据,建立了EA和干扰事件(Non Excavation Acitivity,NEA)数据库。根据信号特性提炼了振动信号的Pisarenko谐波分解特征、相邻采样点的Itakura距离特征、Mel频率倒谱系数(Mel Frequency Cestrum Coefficient,MFCC)特征,设计了隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)和支撑向量机(Support Vector Machine,SVM)双层分类结构,由HMM计算最优状态序列,然后输入SVM分类器区分信号中是否有EA。结果表明:该EAD算法结构能有效提升有背景干扰情况下EA信号的检出率,经现场测试EA信号检出率为85.5%。研究结果可为光纤管道安全预警系统在开放性现场的应用提供理论依据。

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孙健飞 梁永图

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成品油在顺序输送过程中会产生多个混油段,混油量的精确计算对于批次定位和混油切割方案的制定具有重要意义。评述了目前成品油管道顺序输送的混油计算模型,将其分为经验模型、半理论半经验模型及基于计算流体力学理论所建立的模型,并对这3类模型的研究现状及局限性进行分析,最后指出建立考虑混油拖尾机理的数学模型及开发适用于求解湍流状态下的高维混油模型的快速耦合算法是未来成品油管道混油预测的重要研究方向。

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廖绮 徐宁 娄玉华 周星远 梁永图 袁铭

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中转油库作为成品油管网系统的重要节点,影响着整个系统的批次调度计划。为保证油库与管道协调运行,必须综合各方面因素来制定油库的调度计划。针对中转油库调度优化问题,基于研究时间内收发油计划、油库信息等数据,考虑油罐下载、外输、倒罐、检修等操作,以油罐切换费用和收发油蒸发损耗费用之和最小为目标函数,建立混合整数线性规划(MILP)模型,并以某真实油库为例,求解得到该油库各油罐的详细调度计划。计算结果表明该模型准确性较高、实用性较好,为中转油库调度计划的制定提供了指导。

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王启福 李学东 宁君

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海底油气管道保护一直是管道工程的重点工作,在沿海特别是海上交通密集区域,船舶的锚泊活动是引起管道事故的重要因素。通过综合分析船锚在海底的入土深度,提出了一个合理的埋深值,以有效地防范管道被船锚破坏。对比了国内外海底管道埋深的不同标准,分析了船舶锚泊活动可能对海底管道造成损害的类型,从抛锚情况下锚触底后的贯穿量和拖锚情况下锚爪能够啮入海底的最大深度两方面分析了锚泊活动与海底管道埋深的关系,提出了安全埋深及相关建议,并与国外标准进行了对比。在分析船舶锚泊活动对海底管道影响的基础上对合理确定海底管道埋深,制定埋深标准提出了建议。

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桑悦 冯粲 王宝静 付桂华 姚育林 郭雪松 刘岩

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随着长距离油气管道沿线地形、地貌、地质条件不断变化,管沟的开挖形状也不断变化,准确计算管沟土石方开挖量难度较大。结合油气管沟开挖的技术要求,建立油气管沟的几何模型。采用分类的方法将复杂的油气管沟几何模型分解为直线型体积单元和圆曲线型体积单元两种类型,并利用积分法求出这两种体积单元的体积计算公式,其中,圆曲线型体积单元计算公式较复杂,采用多条线段拟合圆弧的方法进行验算,结果符合预期,其可用于计算油气管沟的土石方开挖量。

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李为卫 谢萍 杨明 吴锦强

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为保证油气管道工程用钢管标准的先进性和适用性,跟踪研究了国内外油气输送钢管的基础标准、具体工程的管道技术条件及通用管材技术条件的最新发展,并分析了其特点、关系及差异,提出了改进建议。研究表明:基础标准发展变化,内容系统,适用范围广,但指标低且不具体;重要的油气管道工程必须在基础标准上,针对工程特点,提高或补充相关技术要求,制定具体工程的管材技术条件;通用管材技术条件是在基础标准的基础上补充制定的,但不针对具体管道工程,需要结合具体管道工程给出钢管数据单,确定必要的技术指标并补充技术要求。

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俞光灿 李琦芬 潘登宇 谢伟 王朝龙 杨镇阁

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LNG是一种低温、热值高的不可再生能源,在LNG气化使用过程中会释放丰富的冷能,若能有效加以利用会带来极大的经济效益与环保价值。目前,LNG冷能的利用方式种类繁多,工艺流程复杂,不利于实际项目对LNG冷能利用方案的选择。在分析国内外LNG冷能利用方式与工艺流程的基础上,按照冷能利用原理的不同,将LNG冷能利用方式划分为3种:转换能源形式、单一换热及伴随热质交换。对这3种LNG冷能利用方式的基本原理与工艺流程进行总结分析,以便于实际LNG冷能利用项目选择适合的冷能利用方式。此外,对目前LNG冷能的综合梯级利用方案进行了归纳总结,为LNG冷能的合理梯级利用提供了参考。

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陈海宏 左丽丽 王大鹏 宋保强 王莉 吴长春 李清平

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双罐区的成品油管网中转油库在油罐收发油作业时,既要满足管网运行要求,又要满足罐区与油罐作业工艺流程的复杂要求,导致油罐收发油作业计划难度较大。针对给定的成品油管网批次计划,提出了一种编制双罐区中转油库油罐收、发油计划的时序递推法:通过引入罐容上限、罐容下限、油罐作业连续性、罐区作业连续性、油品沉降时间等经验规则,对罐区与油罐划分优先级,在每个时段均可选择出最合适的油罐来进行收、发油作业,确定整个计划期内任意时刻中转油库各油罐的状态(收油、发油或静置)和收油/发油流量。将该方法应用于某成品油管网的一个双罐区中转油库,验证了方法的可行性与实用性。基于该方法开发的计算机软件可以作为成品油管网双罐区中转油库油罐收、发油计划编制的有效工具。

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梁严  郭海涛  周淑慧  张倩

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中国成品油管道存在管道互联互通性差、区域油品不平衡、管道负荷率偏低及部分区域输送瓶颈等问题,亟需推动成品油管道公平开放,促进成品油运输行业的健康发展。介绍了美国成品油管道公平开放现状,并对其管道公司制订的准入条件、信息交流、服务模式、管输费率、运输能力分配以及混油处理等准入规定进行了分析。结果表明:推动成品油管道公平开放有利于促进能源体制改革、保障成品油供应安全以及提高成品油管道系统负荷率。借鉴美国成品油管道公平开放经验,结合中国成品油输送行业的现状,提出了中国成品油管道公平开放方案的构想:①加快成品油管道基础设施建设,为成品油管道公平开放奠定基础;②规范和完善成品油管输定价体系,维护成品油运输市场的秩序;③在有“剩余能力”基础上开放管道,社会各界行使监督权;④保障管道公司经营话语权,分步推动成品油管道独立;⑤规范成品油管道公司的开放条款,无歧视性对待各类用户。

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翟昕龙 雷毅 曹学文 左腾腾 马晓阳

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为了提高天然气管道内涂层安全评价的科学性和合理性,通过开展内涂层性能实验研究,并结合天然气管道内涂层实际服役调查情况,利用鱼骨图分析了影响内涂层安全性的因素,建立了天然气管道内涂层评价指标体系,提出基于模糊层次分析法的天然气管道内涂层安全评价方法,并使用该方法对某临海天然气管道内涂层进行安全评价,结果表明:利用新指标体系的模糊层次分析法,能够有效地评价天然气管道内涂层的安全现状,可以解决内涂层评价的复杂性、不确定性及多层次性难题,为天然气管道内涂层的安全评价提供了一种更加科学的思路。

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高书香 周星远 单秀华 梁博文

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在线流量计在中国各油气田中应用广泛,但仍存在测量结果的不确定度偏高、相含率受含气量影响显著、测量准确度受管径限制等问题。通过调研在线流量计在中国的应用现状,确定了其测量不确定度偏高的2类因素,并在此基础上分析了近5年国内外在线流量计专利的优势及特征。结果表明:造成在线流量计测量结果不确定度偏高的因素主要为测量原理与方法中多处使用了计算模型或经验方程式,另外还有多相流组成变化等因素。研究成果为今后在线多相流量计测量准确度的提升提供参考。

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徐俊杰 王起京 许明 张云超

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储气库注采气能力、库容及工作气量是衡量储气库能力的重要指标,储气库动态特征分析是评价储气库能力的重要手段。基于某碳酸盐岩底水含硫气藏改建储气库的多周期注采生产情况,通过系统分析储气库运行动态特征,对水平井注采气生产能力进行了评价,利用两种方法对储气库库容进行复核,对气藏H2S质量浓度变化进行了分析,评价了脱硫运行方式,结果表明:该储气库单井产能高,库容落实程度高,具备高效开发潜力,但仍需探索脱硫运行方式。研究分析了生产中出现的AH1井水淹停产问题的形成机制,提出了恢复气井生产能力的具体工艺对策,并成功在现场应用。研究成果对中国的碳酸盐岩底水气藏型储气库生产运行及储气库能力评价具有指导作用。

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 [2019年12期]
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 [2019年12期]
戴政1肖荣鸽1马钢1曹沙沙1祝月2
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BOG是影响LNG站安全、环保、经济运行的主要因素之一,BOG回收成为亟待解决的难题。基于BOG生成的影响因素,通过调研国内外LNG站BOG回收技术的相关研究成果,对脉管制冷机回收、氮膨胀制冷回收、液氮回收、喷射液化回收、混合冷剂液化回收、直接压缩工艺、再液化工艺以及直接压缩与再液化结合工艺8种BOG回收技术的研究进展及其优缺点进行了评述,并提出了有针对性的优化方法。结合LNG站的实际需求,在满足LNG站平稳运行的前提下,为不同类型的LNG站制订了经济、有效的BOG回收方案,并对BOG回收技术未来的发展方向进行了展望。(图11,表1,参54)
 [2019年12期]
吕政
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目前,随着中国能源结构调整及油气管道行业深层次变革,长输油气管道集中调控企业面临着前所未有的机遇与挑战。以中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心为例,利用PESTEL等分析模型,对长输油气管道集中调控企业发展环境进行分析。结果表明:未来该类企业必将在中国大的能源格局中发挥关键作用,具有较好的发展前景。在分析集中调控企业优势及存在问题的基础上,采用企业战略管理基本研究方法,为集中调控企业制定了合理的总体层战略和职能层战略。研究认为需要确立集中调控企业管道运营主体地位,从结构优化、成本控制、技术创新、人才保障、风险管控及文化引导等方面强化战略实施,促进该类企业实现可持续发展,保证其发挥最大效能。(参29)
 [2019年12期]
吴轩1李竞1胡京民2盛勇1郭再富1
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在油气管网高速发展过程中,管道易发生泄漏、爆炸等事故,提升油气管道重大突发事件的应急处 置能力尤为重要。以青岛“11·22”事故为例,基于事故发生、发展等基本情况,梳理出事故应急处置过程 中的主要时间节点、关键环节,建立了政府和企业应对管道泄漏事故的并行应急任务框架,总结了政府和 企业在事故预防、应急准备、监测预警、应急响应、事故善后处置与恢复 5 个阶段应承担的任务与采取的措施,分析了在应急处置过程中存在的主要问题,指出了青岛“11·22”事故中应对措施存在的不足之处。 从法律法规、应急组织、运行机制、应急平台及应急策略 5 个方面提出了改进中国油气管道重大突发事件应急能力的对策,旨在为中国油气管道重大突发事件应急能力的提升提供借鉴。(表 2,参 21)
 [2019年12期]
张保龙1尹恒2 董华清2王巍尧1 成志强1
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为了确保含环向表面裂纹埋地管道的安全,需要准确获取埋地管道所能承受的最大沉降量。在设计压力下,采用全尺寸管道的四点弯沉降模拟试验,获得含环向表面裂纹管道的极限承载弯矩。建立沉降模拟试验的有限元模型,以断裂韧度为失效指标,计算模拟含环向表面裂纹管道的极限承载弯矩。通过模拟试验验证有限元模型的有效性,改变管道模型的裂纹深度可以得到一系列含不同深度环向表面裂纹管道的极限承载弯矩。同时,采用ANSYS软件建立场地不均匀沉降时的管土模型,分析管道埋深对沉降管道承载弯矩的影响。分析含不同深度环向表面裂纹管道的极限沉降量可知,当管道埋深不变时,管道发生失效的极限沉降量与裂纹深度呈近似线性负相关;当管道裂纹深度不变时,管道的极限沉降量与埋深呈非线性负相关。(图8,表1,参22)
 [2019年12期]
席莎 文宝萍
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中卫—贵阳联络线K1224斜坡上的输气管道为典型的横向折线形埋地管道,受坡脚公路开挖和降雨影响,该段斜坡滑动导致管道变形。基于数值模拟和现场监测,通过管土分离的非完全耦合途径分析了不同工况下滑坡变形破坏特征和由此导致的管道力学响应。结果发现:坡脚公路开挖叠加降雨后滑坡活动加剧,管道沿坡体滑动方向水平位移尤其明显,在转折端附近出现位移突增现象;管道转折端附近应力明显大于直管段,受微地形控制的不均匀滑坡位移及其力矩作用造成管道南侧转折端附近应力集中程度最大;管道南侧转折端附近应力已接近管道材料极限应力,是该段管道最危险的部位。(图11,表4,参24)
 [2019年12期]
王力1陈双庆2王佳楠3李梦越2丁慧1刘鹏2
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为了更好地掌握油田集输管网的水力情况,针对油田常见的单管环状掺水集输流程,提出一种基于面向对象思想与二叉树的水力计算方法。该方法将油气集输管网表征为实例化对象的组合,以字段、属性存储对象参数,建立了水力计算模型,基于二叉树理论对系统集油和掺水管网部分的流量、温度、压力分别采用不同遍历顺序进行求解。据此开发了油气集输管网水力计算软件,可对实际的生产集输系统进行计算。结果表明:该方法能大幅减少前期建模工作量,同时具备计算速度快、适应性强、稳定性好等优点,并且最终计算误差约为5%,具有较强的实际应用价值。(图7,表2,参25)
 [2019年12期]
江玉友1解谨2王寿喜3石营3邱姝娟1黎键1冯军1陈镜宇1
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目前,越来越多的管道采用加减阻剂运行的方式,采用减阻率预测模型指导现场加剂运行,可以避免造成浪费。通过分析加剂前后摩阻因数与湍流附加应力的关系,结合混合长度理论中对湍流附加应力的求解方法,以及减阻率负指数单因素经验方程,建立了减阻率预测模型;针对贝克休斯 FLO_MXA、康菲 Liquid Power TM、ks-30-01 油气集输以及甲种减阻剂,利用大量现场加剂运行数据,确定模型中的递减率和流动特性系数,并对同一种减阻剂应用于不同管道进行管径和黏度的修正,得到修正系数。验证表明:修正后预测模型对于不同减阻剂、不同管道均可进行预测,且预测精度高,预测结果的相对误差保持在10%以内,最小误差可接近0。(图4,表2,参20)
 [2019年12期]
徐华天1李斌2孙玉新3张丰1陈洪源1
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针对某油田采油外输管道频繁腐蚀泄漏,且腐蚀速率远远超出正常范围的问题,通过对管道材质、土壤腐蚀性及杂散电流干扰的调查分析,最终确定管道快速腐蚀泄漏是由于直流杂散电流干扰导致的。在对形成干扰的配电箱进行整改后,消除了杂散电流干扰导致管道外腐蚀的现象。通过案例分析表明:当管道发生快速腐蚀泄漏时,应首先排查是否存在杂散电流干扰;当发现电气设备零线带电时,应测试管道对地电位,评价管道是否受到杂散电流干扰,及时消除隐患。(图8,表2,参20)
 [2019年12期]
李刚川1邓同军1汪恋2李气林1
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为了查明川气东送天然气长输管道诸多阀室及邻近管段强制电流阴极保护失效、常年处于欠保护状态的原因,以其某RTU阀室为例,建立了阀室局部阴极保护的简单物理模型,通过模型推导与现场测试验证相结合的方法,得出管道与接地网导通诱发绝缘失效是导致管道欠保护的直接原因。在查找管道绝缘失效原因并进行定位的过程中,发现了长输管道阴极保护和防雷接地系统在设计、建造、运行维护期间的诸多问题,提出管道绝缘失效整改及保护电位恢复应采取电路隔离、牺牲阳极接地极改造、区域牺牲阳极热点保护、区域强制电流阴极保护等应对措施。(图4,表4,参20)
 [2019年12期]
江攀1杨俊佳2张琼1吴强1危卫1
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为了科学预测平行楼宇间天然气扩散形成的爆炸危险区域的危害范围,建立了天然气泄漏速率随时间变化的函数关系,运用瞬态模拟方法,得到泄漏压力和楼宇布局对爆炸危险区域的影响。模拟结果表明:天然气扩散过程中遇到建筑物会在其背风向形成副扩散中心向四周空间扩散,随着距离地面高度的增加,天然气最大体积分数逐渐降低,且随着泄漏的持续达到稳定值;各种工况下处于上风向的楼宇均处在危险区域,而处于下风向的楼宇其危险是暂时的(楼距小的工况除外);有风时,增大楼距,减小平行楼宇的相对高度,减小管道的运行压力均有利于天然气在两楼之间的扩散。研究结果可为相关规范的制定以及事故的预防提供科学依据。(图6,表1,参21)
 [2019年12期]
杨静1申辉林2秦敏2黄信雄2章利民2刘欢2
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针对塔轮天然气管道内出现大量沉积物,导致管道阻塞严重的问题,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、气相色谱、离子色谱等手段对现场的沉积物、水样、气样进行表征。结果表明:沉积物的主要组成为FeCO3、Fe3S4、FeO(OH)及S,综合分析当地气候条件及集输气体的变化情况,确定沉积物主要是由CO2腐蚀、H2S腐蚀生成的腐蚀产物与析出S、粉尘的堆积形成的混合物,并据此分析了沉积物中各主要物质的形成原因与沉积机理。实验结果表明:集输气体中H2S含量波动过大、水露点过低是造成沉积物形成的主要原因,进而提出了延缓管道内沉积物形成的具体应对措施。(图4,表6,参24)
 [2019年12期]
李振北1程汉华1关晶鑫1梁也1陈峰2赵振3
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针对粉尘和杂质较多的天然气管道在清管过程中,常规机械清管器出现的皮碗及刷毛磨损变形严重、清管效率低下等问题,基于文丘里原理,提出一种新型清管器设计方案,将具有该原理特性的管路与清管器骨架结构设计融为一体,同时设计了相应的导向支撑板、密封驱动皮碗及前端吹扫喷头等重要零部件。借助计算流体动力学方法对所设计的清管器的清管效果进行了仿真分析,结果表明:该清管器利用文丘里原理可对两皮碗之间管段内的杂质进行有效吹扫和抽吸,通过前端吹扫喷头喷出的高速射流可以在清管器前方形成全覆盖的柱状吹扫区域,吹扫速度可以吹扫和携带颗粒直径在2.5mm以内的粉尘及杂质,具有良好的清管效果。通过该设计方案的实施,对于提高中国非常规清管器的研发和设计技术水平,促进在役天然气管道清管效能的提高,丰富清管手段的多样化具有重要的现实意义。(图 11,表 1,参 20)
 [2019年12期]
杨辉1王富祥1玄文博1雷铮强1李明菲1杨连杰2
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为了制定高效的管道补口修复计划,确保缺陷及时修复,提出了一种基于漏磁内检测的管道补口失效评价方法。该方法将补口失效内检测信号分为4种类型,其中第1类和第4类信号特征较明显,第2类和第3类次之。分别采用RSTRENG0.85dL方法和Kastner方法对轴向缺陷和环向缺陷进行评价,并基于腐蚀增长速率边界值对腐蚀增长作出预测。结合信号类型与腐蚀缺陷评价结果,建立了补口失效分级评价与响应准则。现场应用结果表明:该方法具有较高的识别与评价符合率,可以满足现场应用需求。(图3,表1,参22)
 [2019年12期]
曾萍1张春涛1于志刚1李德伦2鲁金孝3
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苏里格气田在井间串接、井口带液计量模式下,存在单井产液量无法准确计量的问题。基于孔板流量计、涡街流量计流体测量理论,将两种流量计串联组合,开展了不同液气比条件下的空气-水两相流室内实验,并将不同液气比情况下孔板流量计、质量流量计与组合测量装置空气、水的计量误差进行对比。结果表明:当液气比为0~100m3(/104m3)时,气相测量误差均低于5%;当液气比为3~86m3(/104m3)时,液相测量误差基本低于10%。孔板与涡街流量计组合测量装置的液相测量范围广,可以为苏里格气田排水采气井的气液两相计量提供技术支持。(图3,表2,参20)
 [2019年12期]
刘霏 崔亚梅
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为了研究LNG接收站项目高低压火炬集中布置的可行性,结合火炬燃烧辐射热计算软件Flaresim和火炬泄放原理,分别建立低压火炬燃烧、高低压火炬同时燃烧的热辐射计算模型。模拟了低压火炬燃烧、高低压火炬同时燃烧时热辐射、噪音等参数的变化规律,计算了接受热点火炬分液罐的热辐射、噪音。结果表明:对于接受热点,高低压火炬同时燃烧时热辐射为1.578kW/m2,噪音为89.85dB,满足操作人员接受辐射强度和噪音的要求,表明高低压火炬集中布置方案是可行的,可为类似改扩建项目提供设计思路。(图2,表4,参20)
 [2019年12期]
程浩力1胡茜茜1赵龙2张国强3张艺1马晓天1马彬1王喜1
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油气管道施工经常遇到水网、高地下水位、地下障碍物穿越或从规划区穿越等问题,导致水网和农田沟渠埋深不足、沿线路由占压,给管道运营带来安全隐患。基于法规、施工、运营管理等角度,提出了在设计阶段处理此类问题的注意事项,并指出:《中华人民共和国石油天然气管道保护法》等部分规定的可操作性不强,存在实际用地补偿机制无法与相关法规有效结合的问题;设计人员在路由选择和优化、材料选购及施工图设计过程中应充分考虑规划等部门的要求,并结合施工及运营管理要求,统筹考虑各方利益;GB50253—2014《输油管道工程设计规范》和GB50251—2015《输气管道工程设计规范》应增加关于保护范围规定的条款;政府相关部门应努力解决管道建设与城乡发展之间的矛盾,科学规划,避免土地重复出让等问题;地区管道运营企业应加强与地方政府的工作衔接,完善报备机制。(表3,参24)
 [2019年12期]
王东源 李朝 王洪波 余志峰
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为了指导落石区油气管道 EPS 垫层的设置,对浅埋以及考虑崩塌落石冲击作用下油气管道的 减荷、耗能缓冲问题进行研究,通过有限元动力学软件 ANSYS/LS-DYNA 模拟不同厚度和初始密 度状态下聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)垫层的耗能隔振效果,在落石冲击荷载作用下,EPS 垫层对冲击 能量的耗能隔振效应显著。通过对比未设置 EPS 垫层和设置 EPS 垫层管道的有效应力时程曲线发现,在相同条件下设置 EPS 垫层的耗能隔振效果是未设置 EPS 垫层的 5~7 倍。通过进一步研究 EPS 垫层得到以下结论:①采用较低密度的 EPS 垫层可以有效减小埋地管道的峰值有效应力,在实 际工程中选用低密度的 EPS 垫层是较优选择;② EPS 垫层的厚度与其耗能隔振效应并不成简单的 正比关系,随着厚度的增加,埋地管道峰值有效应力呈现出先减小后增大的规律;③埋地管道上覆 EPS 垫层厚度应该根据管道的实际覆土深度以及柔性填料的模量确定。(图 9,表 1,参 26)
 [2019年12期]

刘啸奔 张宏 夏梦莹 杨悦 张克政

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活动断层是海底管道的主要地质灾害威胁之一,断层作用下管道会产生过量的轴向变形而失效。在此提出一种改进的走滑断层作用下海底管道应变解析分析方法。根据线性强化模型考虑了管材的非线性本构关系,通过理想弹塑性本构的非线性土弹簧模型准确考虑土壤非线性约束对管道结构响应的影响,由管道受力微分控制方程推导得到管道内轴向应变的解析结果,并给出管道伸长量的显示表达式。最终基于平衡方程和迭代计算,可以精确计算管道应力应变。对比有限元计算结果对比,改进后的管道应变解析分析方法较现有的推荐方法(Newmark法)计算精度更高。

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闫凤林 李建君 巴金红 张新悦 康延鹏

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刘庄储气库是由枯竭油气藏改建而成,X注采气井钻井时地层压力系数只有0.4左右,钻井液极易侵入储层,封堵孔隙通道,造成储层污染,导致该井投产初期日注气能力远低于设计日注气能力,因此需要对该井进行酸化改造解除污染。详细介绍了X井酸化酸液体系及施工工艺,通过分析施工曲线、注气曲线、指示曲线及储层参数等指标对酸化效果进行综合评价,结果表明X井通过酸化改造后,注气能力大幅提高,基本与设计注气能力相符,达到了解除储层污染的目的。刘庄储气库X注采气井酸化施工工艺及效果评价方法对类似的储气库注采井具有一定的借鉴意义。

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梁萌 张燕云 彭盈盈 孙黎 任重远 张奇 杨英

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土库曼斯坦作为油气资源大国,天然气产业已成为其国民经济的支柱行业,然而受困于产能建设不足及出口通道受阻,土库曼斯坦天然气出口表现出增长乏力的态势。目前,土库曼斯坦已形成北通俄罗斯、南达伊朗、东至中国的天然气出口通道布局,但受地缘政治及经济利益影响,其天然气主力买家只剩中国。为了摆脱天然气出口困境,土库曼斯坦积极推行天然气出口多元化:一方面拓展新的出口通道,集中推进通往南亚的TAPI项目的落实,同时与各相关方磋商跨里海天然气管道项目;另一方面,充分提升本国天然气的资源化利用,大力发展天然气化工与发电,将现有天然气资源转化为高附加值的产品并出口。土库曼斯坦作为中国进口天然气的主力来源,在中国进口中亚天然气中的地位不可替代,夯实中土天然气贸易合同的履行,谨防土库曼斯坦在供气量上打折扣是当前中土两国关系中最为现实的课题,未来,可探索基于TAPI、IPI项目,建立涵盖中国、伊朗、土库曼斯坦、阿塞拜疆、巴基斯坦、印度的中亚-南亚天然气大管网的可能性。

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税碧垣 张栋 李莉 薛鲁宁 陈国群

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针对目前在智慧管网建设方面存在定义不清、认识不统一的问题,基于现有文献提出的智慧管网定义,从智慧系统感知、分析、决策、处置4个环节应该具备的功能出发,给出了智慧管网定义:充分利用信息技术和人工智能技术,在尽可能减少管网运行中人的体力和智力活动的前提下,实现对管道状态的全面智能感知和自主分析计算,具备对管网运营各类生产需求和异常事件的自主决策和处置能力,能够对管网的安全和运行状态做出快速、灵活、准确的判断和响应,实现管网全生命周期安全环保水平最高和运营效益最优的目标。借鉴智能制造能力成熟度模型中智能维的五要素及现有智慧管网研究成果,明确了智慧管网应具备的五大特征:业务智能化、数据统一化、信息互通化、状态可视化及知识网络化,并以此为依据,提出了智慧管网的建设构想。

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寇宝庆 周文波 赵振兴 鲍迪 刘翥

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中俄东线天然气管道黑龙江盾构穿越工程需要在竖井内安装直径1 422 mm、壁厚39 mm、5倍直径的热煨弯管,但在竖井内无法采用分段焊接安装的常规方法。设计了针对盾构竖井内安装大口径管道的技术方案。该方案在地面对盾构竖井内的热煨弯管和直管采用自动化焊接工艺形成一个大S弯管,再采用“穿洞法”吊装安装就位。所有焊缝经外观检查合格,并采用射线检验和超声波检验,16道口无损检测均满足中俄两国标准的要求,全部合格。该技术的成功应用实现了竖井内大口径管道和弯管一次吊装就位,解决了狭小空间无法使用全自动焊接的安装技术难题,可为今后此类盾构、顶管竖井内安装大口径管道提供参考。

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蔡亮学 王勐龙 刘彤 徐广丽

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为探究压电超声内检测器探头阵列声场的瞬时特性,采用COMSOL Multiphysics软件建立了探头阵列在管道中的有限元模型,基于自研压电超声内检测器实验测试条件,验证了有限元模型的正确性。分别研究单探头与双探头工作状态下阵列声场的瞬时特性,得到了两种工作状态下声场中各点的声压变化规律。结果表明:回波信号对相邻探头信号接收的影响较小;相邻双探头同时工作时,声压叠加区域远离探头表面,对相邻探头信号接收的影响也易消除。该模型可以确定管道中探头阵列在给定工况下的总声场,为压电超声内检测器的设计提供理论依据。

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王巨洪 张世斌 王新 李荣光 王婷

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为了总结中俄东线智能管道数据可视化建设成果,推动油气管道数据可视化及大数据分析技术发展,从数据可视化角度,论述了中俄东线天然气管道的数据种类、数据现状及各信息系统的数据架构及数据量,从数据传输、数据ETL(Extract-Transform-Load)等方面探索数据可视化实现的一些做法和实践。通过中俄东线智能管道可视化交互系统的探索和实践,实现了建设期和运营期多源动静态数据的集成展示,提出需数据中心(中台)建设和应用层解决方案支撑的建议,对推进管道数据可视化和大数据分析有一定指导意义。

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刘玉卿 武玉梁 张振永

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为了保证全自动焊机的通过性从而实现全自动连续焊接作业,采用连续冷弯管替代热煨弯管以达到等效转向效果,将直管道和冷弯管在沟上焊接完成后进行整体沉管下沟作业。管道在沉管下沟过程中会经历高应力状态,尤其对于带有水平连续冷弯管的管道,整体沉管下沟过程中的应力状态更加复杂,尚无施工先例。采用有限元方法分析了带水平连续冷弯管管道双侧单向沉管下沟的基本规律,分析了水平连续冷弯管管道沉管下沟后残余应力存在的原因、分布情况及影响因素,提出了水平连续冷弯管管道沉管下沟的可行性评判标准并进行了论证。研究结果表明:中俄东线1 422 mm×21.4 mm、1 422 mm×25.7 mm、1 422 mm×30.8 mm 3种规格的水平连续冷弯管管道整体沉管下沟的施工方案可行。

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刘胜利 梁永图 王逍

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输油管道一旦泄漏不但会造成直接经济损失,而且将对周围环境、沿线居民带来不利影响,掌握泄漏油品在周围环境中的渗流、地表扩散以及蒸发情况,对于开展管道应急处理和泄漏后果评价至关重要。结合陆上输油管道泄漏事故特点,从事故条件下的泄漏量、泄漏油品的流动扩散规律以及泄漏后果等方面入手,对成品油管道泄漏油品研究成果进行了归纳总结,同时为进一步研究泄漏油品在周围环境的扩散过程,预估泄漏后果并制定合理的应急处理方案提出了建议。

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李杰 于志新 程新新 代馥光 李绍松

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为研究液罐车在转向或换道时车-液耦合动态响应对整车稳定性的影响,联合液体纳维斯托克斯和流动控制方程,应用计算流体动力学软件ANSYS/FLUENT建立并求解液体晃动模型,通过结合液体晃动模型和三自由度液罐车刚体模型获得液罐车车-液耦合动力学模型,分析有无控制策略情况下,液体晃动对液罐车横向稳定性的影响。仿真结果表明:提出的模糊差动制动控制策略能有效提高车辆抗侧翻能力,减少罐车运输过程中交通事故的发生,对液罐车运输有指导意义。

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周冬林 杜玉洁 肖恩山

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利用盐化企业采卤形成的盐腔改建储气库是加快盐穴储气库建设进度的有效方法。中国各地盐化企业由于长期生产形成的盐腔数量众多,如何快速准确地评价其密封性是老腔改造过程中的重要问题。卤水试压法利用泵车和管道从井口注入饱和卤水,通过监测注入压力和卤水流量,计算腔体漏失量来评价盐腔的密封性,其无需向井下下入任何仪器和设备,具有操作简单,对井况条件要求低,测试成本低的优点。现场应用结果表明:该方法可以有效判断盐穴是否发生明显泄漏,是评价老腔前期密封性的可行方法。

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温凯 左志恒 黄晓茵 刘静 任亮 宫敬

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成品油管道发生泵站意外停电事故后通常执行水击超前保护程序,该保护方案对管道的安全性有决定性影响。为了确保管道从事故前稳态安全平稳过渡到事故后较优的运行状态,需要制定最佳的水击超前保护方案。对成品油管道泵站意外停电水击工况进行分析,以水击事故发生后下一稳态时输量最大且各调节阀节流压力之和最小为目标,建立优化模型,相应的约束条件为全线不超压、不汽化。模型求解采取两种不同策略:事故站下游以各站出站压力最低为目标分别寻优,采用水力坡降线平移法求解;事故站上游以整体总节流最小寻优,为了提高求解速度,采用深度优先搜索法求解。以某成品油管道泵站意外停电事故工况为例,对该优化模型进行实例应用,并根据优化结果制定水击事故过渡过程的控制逻辑,并使用仿真软件SPS验证了控制逻辑的合理性,表明该优化模型合理可靠。

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何海霞 王文 汪加慧 武建飞 武赞

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通过蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage,SAGD)技术开采稠油时,采出液有较高的温度,对其进行热回收节能潜力较高,油田采用热管式换热器回收采出原油的余热,补充作为工业或生活用热十分具有讨论价值。考虑到现场空间要求和工程设备模块化的特点,利用U形管壳式换热器、螺旋板式换热器作为分离型热虹吸热管蒸发段和冷凝段,并建立复合式分离型热管模型,分析其换热性能、循环压降、充液率及换热能力。采用新疆油田油水二次换热区的分离型热管系统验证该模型,结果表明:复合式分离型热管计算模型可行;复合式热管具备U形管壳式换热器、螺旋板式换热器的优点,换热性能强,系统换热能力可以满足实际要求,有较好的环境适应性。

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孙兆强 张行 刘保余 张博钊 高阳

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天然气管道中的黑粉严重影响管输效率与安全,现有的带皮碗、磁铁及钢刷的清管器对黑粉的清除效率较低,且易出现卡球现象。射流作用产生的冲击流场对管内积液、杂质的清除效果较好,基于射流原理提出了利用射流清管器清理天然气管道黑粉的方法。为了达到最佳的射流清除效果,需要优化清管器喷射组件中文氏管喷嘴的关键结构参数。文氏管喷嘴结构包括收缩段、水平段及扩散段,其中扩散段的参数对射流效果起关键作用。基于计算流体力学的原理,以Fluent软件为模拟工具,选定实际气体状态模型定义管道内天然气参数,考虑文氏管喷嘴扩散段中扩散长度与扩散角的影响,对清管器的射流过程进行仿真分析。通过比较不同扩散段参数模型在射流流场中流速和湍流动能的云图以及变化曲线,得到具有最佳射流效果的天然气管道射流清管器喷嘴结构。

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张宏 吴锴 刘啸奔 杨悦 隋永莉 张振永

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鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响,管道环焊缝承载能力成为当前管道行业的研究热点,以中俄东线全自动焊口为研究对象,准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法,以表观断裂韧性值为临界准则,结合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围,计算了在设计工况范围内最不利条件下中俄东线环焊接头的应变能力。结果表明:提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力,增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大,拉伸载荷下的裂纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导焊接参数的确定,也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。

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宫敬 徐波 张微波

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随着数字化、智能化等技术的发展,油气管道运行管理模式将发生根本性转变,形成以“智能管道”“智慧管网”为核心的发展理念。从管道运行工艺角度对中国智能管道建设的基础及实现条件进行了分析:①从智能管道的定义、国内外智能管道的发展现状以及油气管道智能运行的物联网基础及技术准备3个方面论述了智能管道建设的基础及所需实现的功能,指出智能管道在油气生产过程中的应用性是智能管道建设的核心问题;②探讨了天然气管网数据、建模及计算复杂性的根源,明确了“智能管道”“智慧管网”的建设思路;③以中俄东线天然气管道为例,阐述了中俄东线智能运行的目标、基础以及工艺运行智能化组成的设想,其中工艺运行智能化组成包括管道工艺仿真系统建设、基于管道数据的数字孪生体构建以及综合运行调度和可靠性评价。最后,针对智能管道技术发展与应用面临的形势与挑战,给出几点认识及建议。

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万勇 王宇 杨勇 戴永寿

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目前,针对油气管道表面缺陷的识别尚缺乏有效的识别方法。针对该问题,基于金属磁记忆技术,利用带圆孔腐蚀缺陷和直角弯应力集中缺陷的管道测试件获取磁记忆检测试验数据,建立了一种针对管道腐蚀缺陷和早期应力集中缺陷识别的类型多特征量统计识别方法。在实验室环境下,利用该方法对3个测试件进行了缺陷类型识别;在油田现场环境下,分别对两条管道的缺陷类型进行了非盲测和盲测验证,识别正确率均达到了80%以上,表明所建立的缺陷类型识别方法对于管道腐蚀缺陷和早期应力集中缺陷的识别是有效的,且识别率较高,可为该领域的研究提供一定的参考。

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郑倩 张宏 刘啸奔

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走滑断层是埋地管道常见的地质灾害。断层引发的地面位移往往使管道变形过大而失效,因此开展断层区管道可靠性分析对管道的安全评估具有重要意义。为此,基于非线性有限元软件ABAQUS建立穿越走滑断层的X80钢管道有限元模型,计算管道几何尺寸、地表位移、内压以及土壤类型等多因素影响下管道的设计应变,形成工程中管道设计应变的有限元数据,基于该数据库创建了BP双隐层神经网络的设计应变预测模型,建立了基于应变准则的极限状态方程,结合MC(Monte Carlo)法,开展了走滑断层区X80管道的可靠性计算,并进行了管道可靠性的影响因素分析。BP-MC方法计算结果准确,运行时间成本低,适于断层作用下管道的可靠性分析。

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姜昌亮

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中俄东线天然气管道工程是重要的民生工程,是发展新时代中俄全面战略协作伙伴关系的重要成果,对于保障国家能源安全、优化能源消费结构、助力地区经济发展意义重大。中俄东线天然气管道工程的综合设计指标以及信息化、智能化水平全球领先,代表了当前油气管道建设运营的最高水平。管道建设过程中,面对冬季最低气温-40 ℃、夏季大面积沼泽湿地、社会依托差、有效工期紧等重重挑战,大力实施管理创新与技术革新,一方面,借助“互联网+”等手段,优化完善管理模式与运作机制,发挥党建引领作用,实现工期、质量、安全、环保、投资的全面受控;另一方面,以智能化为抓手,创新搭建“智能工地”,打造“智能管道样板工程”,实现核心技术与关键装备提档升级、全面国产化,有力保障了中俄东线天然气管道工程高质量建成、高水平投产。通过总结经验、梳理成果,为今后油气管道工程建设提供参考与指导。

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李玉坤 李玉星 张玉 刘鹏 于文广

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中俄东线天然气管道具有超大口径、高钢级(X80)、高压力等级的特点,处于地质活跃的北部冻土与半冻土带,且沿线易发生地质灾害,由此而来的非设计载荷会导致管道整体应力水平超过管道应变能力,给管道结构完整性与长期安全运行带来巨大挑战,因而使得高精度测量管道运行期间的应力数值是对其进行安全评价的关键。针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,在研究利用超声LCR波检测管道应力理论及方法的基础上,测量了超声LCR波在X80钢弹-塑性变形中的传播时间,探究了超声LCR波在X80钢弹性变形及塑性变形中的传播规律。在中俄东线天然气管道投产运行之初,形成可靠适用的管道应力测量工程应用技术,为其今后运维中的安全评估提供了技术储备。

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杨云兰 李文勇 丛川波 赵龙 邹峰 李猛 冯艳丽 邸晓峰

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为了满足能源战略的需要,在中俄东线管道工程中采用大口径(外径1 422 mm)、高压力(12 MPa)、高钢级(X80)管道进行超大输量天然气输送。然而,随着管径、输送压力、钢级、设计系数的不断提高及环境温度的降低,管道整体式绝缘接头的设计制造难点成为研究重点。为此,通过对外径1 422 mm X80管道整体式绝缘接头的研制、高寒地区整体式绝缘接头关键技术的研究及大型水压加弯矩试验装置建造等技术创新,填补了国内空白,形成了外径1 422 mm X80管道低温整体式绝缘接头设计与制造成套技术与装备,对中俄东线天然气管道工程建设具有重要意义。

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 [2019年11期]
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 [2019年11期]
黄芳飞1 林德才2 王博3 陈晨1 吴海浩2 康琦2 史博会2 宫敬2
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在油气开发及水合物试采过程中,常常发生出砂现象,使得多相混输携砂机理研究成为海上油气开发和天然气水合物试采过程中防止气-液-固浆液在多相混输流动体系中形成堵塞的关键。系统总结了多角度管路中气-液-砂多相临界携砂的实验研究成果,综述了多角度管路中气-液-砂多相临界携砂机理及临界携砂流速的关键影响参数,包括管道倾斜角度、管道直径、液体黏度、颗粒体积分数,深入分析了临界携砂流速曳力系数计算的研究进展,为油气开采与水合物试采过程中避免出砂带来的安全问题提供了基础理论依据,同时指出了目前研究中存在的问题及今后研究的方向。(图1,表3,参51)
 [2019年11期]
陈腾瀚
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当前中国主要现行的和规划中的海上能源通道较多,具体航线则更为丰富。根据不同地理位置所涉及国家与区域的自然气候、政治经济等条件差异,各航线以及各航线内部各段水域所面临的主要风险不尽相同,其中既包含自然条件的限制,也包含其他传统安全与非传统安全因素的影响与威胁。能源对外依存度较高的现实使中国必须在认清各航道风险差异的同时采取因地制宜的策略。在选取了5 条对中国能源安全至关重要的能源通道(航线)后,通过文献研究法和比较分析法,以定性研究的视角深入分析和阐述了这5 条不同能源通道各自的具体风险以及不同风险的威胁程度,部分解决了此前相关研究缺乏针对性、特殊性及全面性的问题,而各能源通道内在风险不同并且其威胁性排序不同的结论对于相关行为主体制定应对策略具有一定的借鉴意义。(参40)
 [2019年11期]
胡群芳1 孙桐2 王飞1 宁超列1 张鲁冰3
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为了准确地预测燃气管道腐蚀深度及置信区间,通过模型参数的概率分布,采用贝叶斯估
 [2019年11期]
王霞1,2 段庆全1
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准确评估各个风险因素的相对重要程度是油气管道风险分析的关键。针对采用层次分析法确定比较矩阵三标度法和九标度法存在的问题,提出了五标度法原则,并结合改进层次分析法计算油气管道安全风险的指标权重,进而判断指标的重要性,以期准确、快速地对油气管道安全状态进行分析和评价。通过对近几年国内公开报道的油气管道事故发生的原因进行整理、统计及分析,发现该方法计算的权重与统计结果高度吻合,验证了其准确性。(图2,表3,参20)
 [2019年11期]
邵卫林1 何湋2 杨白冰1 周地清2 梁方兴2 孟涛1 何仁洋1 康佐明3
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对成品油管道定期实施清管作业可以提高管输效率、油品质量及排查管道严重变形管段,在内检测前进行清管可以提高内检测的数据采集精度和数据质量。系统介绍了3 种成品油管道清管器的工作原理和特点,提出了内检测前实施清管作业所用清管器的技术要求,讨论了清管实施阶段清管速度的选择,各阶段合格标准的判断以及收发、跟踪、定位等关键技术,为成品油管道内检测清管实施提供了指导。(图10,表1,参24)
 [2019年11期]
徐俊杰王起京 陶卫方
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基于陕京管道系统配套的8 座储气库多周期库容变化特点,分析得出这些储气库主要处于稳定运行状态和扩容状态,并在静态库容分析的基础上,引入有效库容、无效库容、库容有效率等概念,总体评价了陕京管道系统配套储气库库容情况。利用库容有效率指标将8 座储气库分为3 类,总结了8 座储气库无效库容的形成因素,进而提出了提高有效库容的措施及建议。由此可见,利用有效库容、库容有效率等指标能够较好地评价陕京管道系统配套储气库的运行状况,对于类似储气库的生产运行及储气库能力评价具有借鉴意义。(图2,参21)
 [2019年11期]
鲁晓醒1 檀为建1 胡雄翼1 张士英1 张雁京1 李娇2 杨东海2 徐沛扬2
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高含水期油井可在原油凝点以下进行低温集输,但当集输温度低于其黏壁温度时,会发生原油在壁面黏附积聚的情况,影响油田实际生产运行。基于大量的油田现场实验,利用可视化实验装置,通过停三管伴热降低油水进站温度的方法,分析华北油田高阳区块油水两相流在不同进站温度下的管输流动特性,得到了进站温度与压降间的关系,并发现黏壁温度下压降突增的现象,从而得到油田现场测定高含水期油井原油黏壁温度的方法,并测得高阳区块3 口典型油井的黏壁温度,其实际生产条件下的黏壁温度均低于原油凝点3~4 ℃,且油井液量越大,含水率越高,黏壁温度越低。提出的黏壁温度测试方法,对华北油田高含水期油井实现低温集输具有指导意义。(图5,表1,参24)
 [2019年11期]
王博弘梁永图 张浩然 袁梦
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成品油二次配送是油品供应链的重要组成部分,不同的配送方案将直接影响成品油销售企业的利润。以配送总路径最短为目标函数,将成品油二次配送过程中实际的油罐车载质量、加油站油品需求量作为约束条件,考虑油品卸载时间窗,建立了成品油二次配送优化模型,提出了基于混合遗传模拟退火算法的求解方法,并分别使用不带时间窗与带时间窗的算例对模型及算法进行检验。结果表明:与优化前的成品油二次配送方案相比,不带时间窗的算例缩短行驶总路程3.66% ;带时间窗的算例求解用时仅9.54 s,其计算速度快,且能够满足配送需求。因而证明了采用基于混合遗传模拟退火算法的成品油二次配送路径优化模型,不仅可以提高计算效率,而且搜索更全面,能够得到更优解。(图4,表1,参25)
 [2019年11期]
陈涛1 施锡林2 李金龙2 杨春和1,2 刘继芹3 李银平2 马洪岭2 王同涛2
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水平井造腔是中国盐穴储气库的必然发展趋势,盐穴形态发展规律不明确是制约这一技术发展的瓶颈。利用研发的水平井造腔模拟试验装置开展试验,实时观测盐腔形态扩展过程。同时,研制了卤水质量分数同步取样装置,可以实现同一时刻盐腔不同部位卤水取样,分析盐腔内部卤水质量分数分布规律及其与注水流量的关系,探究盐腔形态扩展规律及其成因。研究结果可为水平井造腔技术的规模化应用提供技术支持与借鉴。(图11,表1,参25)
 [2019年11期]
李涛1 管志川1 李景翠2 赵效锋1,3 夏焱2
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为了防止储气库井筒内注气增压过程中水泥环本体产生塑性变形,卸载时产生微环隙导致井筒密封失效,运用ABAQUS 建立储气库套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型,模拟储气库井筒内气压变化过程,结合水泥环和地层弹性模量等影响因素分析储气库套管-水泥环-地层之间匹配关系的变化规律。结果表明:以水泥环本体不发生塑性应变为标准,以套管抗内压强度为限制条件,可为不同类型套管匹配最佳的水泥环厚度;当套管尺寸一定时,地层和水泥环弹性模量越小,水泥环厚度越大,套管承压越大,储气库井筒密封失效的可能性越小。(图9,表4,参20)
 [2019年11期]
刘兆增1 李蔚1 沈健2 张硕1 李强1
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为解决压气站离心式压缩机管道内噪声过大的问题,将噪声测量、频谱分析及振动测量3 种方式相结合,确定压缩机及其管道的噪声水平、噪声源。以某离心式压缩机组为研究对象,通过噪声测量,发现离心式压缩机阀门前后声压级最高,可达100 dB;通过频谱分析发现,当振动频率分别为90 Hz、1 000~1 400 Hz 时,离心式压缩机管道处噪声的声压级最高;通过对压缩机管道不同位置进行振动测量,发现当振动频率为90 Hz、1 250 Hz 时,电压存在峰值,其中90 Hz 对应的噪声为压缩机加工过程中形心与质心不重合引起的激振所产生,而1 250 Hz 对应的噪声则由压缩机出口、气体流经阀门处所产生的气流激振所产生。通过CFD 方法计算了流体流经阀门所产生的噪声,分析得出阀门处噪声是一种宽频噪声,对此提出相应的降噪方法,保证了离心式压缩机的平稳运行。(图9,表2,参21)
 [2019年11期]
余冬1 王宁1 张菲1 王凯濛2 夏秀占1 潘志榆1 郭士煜3
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压缩机组的防喘振及负荷分配控制一直是制约压缩机组稳定、高效运行的难题,提出采用PI控制响应、阶跃响应、安全响应及限制控制相结合的方法进行压缩机组防喘振控制,同时通过对压缩机组进出口压力和流量控制、解耦控制及平衡控制来实现压缩机组的性能控制与负荷平衡控制。在盖州压气站压缩机控制系统和站控系统的应用结果表明:压缩机组进口汇管的压力控制平稳、波动较小,控制效果显著。该方法能够使压气站压缩机组控制更加安全、稳定、节能,且可以达到更高的自动化程度,有利于盖州压气站的安全稳定运行。(图8,参20)
 [2019年11期]
杨烨1 李魁亮2 卢绪涛2 孟韩2 郝勇2
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在夏季高温环境下,大型LNG 工厂容易发生设备异常停机问题。以昆仑能源黄冈LNG 工厂为例,基于某年满负荷下其主要装置的循环水冷却、空温器冷却、自然散热等冷却温度点典型数据,运用层次分析法建立模型,对夏季高温诱发安全问题的各项因素进行权重量化,结合工厂工艺控制参数,制订夏季生产装置的安全生产方案:当气温超过40 ℃时,开夏季喷淋系统,严格控制循环水出口、丙烯冷凝器循环水进出口水、贫液空冷器胺液出口、酸气空冷器酸气出口的温度分别低于32 ℃、42 ℃、55 ℃、55 ℃;再生气经过再生气空冷器后的温度低于35 ℃;压缩机润滑油温度应低于45 ℃;循环水系统进油站换热温度则低于30 ℃。结果表明:大型LNG 工厂的夏季安全生产不能单一停留在传统的“夏季四防”工作、条例化的安全守则上,应结合生产实际需要,以生产平稳率为前提,将定性的夏季高温诱发问题量化为科学权重,制订切实可行的解决方案,可以有效降低生产风险。(图4,表7,参20)
 [2019年11期]
郑欣1 邢建国1 李东明2 黄楠2
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调压装置关键阀门在天然气长输管道输气站的应用日趋广泛,为了促进天然气调压装置的国产化发展,通过分析关键阀门的工作原理、性能特点及结构,针对现场实际工况,对关键阀门的选型和应用情况进行探讨。结果表明:国产调压装置关键阀门的主要技术指标已经达到国际同类产品的先进水平,对于带动中国制造业发展,促进油气管道降本增效具有重要意义。(图4,参22)
 [2019年11期]
王良旺1,2 梁栋1 黄国健2 蒋漳河2 王新华2 王伟雄2
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为了探究小型储罐充装柴油过程闪火事故原因,搭建了储罐装卸油静电测试试验平台,对金属管道在储罐底部、顶部,金属骨架塑料软管在储罐顶部输入柴油过程储罐内静电电势进行试验研究。结果表明:事故企业采用的金属管道底部输油方式在储罐内积聚的静电能量大于柴油蒸气最小点燃能量;保持储罐良好接地是预防储罐充装柴油过程静电引燃事故的有效措施;选用金属管道顶部输入并将管道深入罐底,在输送管路中靠近储罐位置安装静电逸散罐,控制注油速度等措施均能降低静电风险;储罐内油品输出过程也能产生危险静电电势。(图4,表2,参24)
 [2019年11期]
闫彦1 刘乐2 高俊杰3 徐春雷1 李玉星1 韩辉1
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绕管式换热器是天然气液化过程的主低温换热器,其壳侧工质的流动特性对换热器性能具有重要影响。为了研究换热器管外工质的降膜流动规律,建立了三维降膜流动模型,基于VOF(Volumeof Fluid)方法进行了数值模拟,针对换热器的静止和海上晃荡两种工况,研究了雷诺数和管间距对降膜流动的影响。结果表明:当管间距由4 mm 增至10 mm 时,平均液膜厚度减小了38.5%;在晃荡工况下,适当增大管间距有利于改善液膜分布情况;改善液膜在管壁的分布、减小液膜厚度有利于提高换热管的综合性能。对于绕管式换热器壳侧液膜在非稳态条件下的情况开展研究,可为换热器结构改进、装置节能降耗、海上抗晃荡设计提供参考。(图6,参24)
 [2019年11期]
付在国高欢欢 张涛 朱群志
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在原油储存与输送过程中,传统的加热方式消耗了大量油气资源,为此提出采用太阳能光热技术对原油进行加热。根据大型原油储运工程的特点,在全面分析太阳能光伏光热利用方式的基础上,设计了耦合电制热、储热功能的原油加热系统及其工作流程;基于热能的供需平衡,对加热原油所需热负荷及太阳能集热系统聚光面积的匹配问题进行计算,获得了特定太阳辐射强度下一定输量或储量的原油在指定温升条件下的热负荷及对应的聚光镜场面积。热负荷匹配计算流程、当量供热与节能分析方法提高了太阳能综合利用效率,为太阳能利用技术在原油储运工程中的应用与推广提供了参考。(图1,参21)
 [2019年11期]
董恒1 张艺1 时光宇1 胡京民2 夏茂进1 马云龙1 程浩力1
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内蒙古河套地区某区域因经济发展及水利建设需要,筑坝形成泄洪库区,邻近新建库区且处于低洼地段的某在役输油管道因水位上升导致地表水积存而被淹没于水面以下,为了防御输油管道因地表环境变化而面临的冲刷风险,探讨了国内外模袋混凝土护坡技术的发展现状及常见问题。通过调研管道所在地区河流、沟渠等水利工程中模袋混凝土护坡技术的应用实例,结合模袋混凝土护坡施工便利、工期短、耐冲刷、整体性好、后期维护费用低等优势,提出了采用模袋混凝土技术对隐患管道进行保护的设计方案:对管道上方填土覆盖并形成管堤后,在管堤两侧进行模袋混凝土护坡保护,并设置通水涵洞。模袋混凝土护坡所具有的特点及优势可为日后油气管道类似隐患整治及河流沟渠穿越工程施工提供借鉴。(图9,参21)
 [2019年11期]
迟艳芬
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海底管道试压作为管道投产前的关键验收环节,是业主与施工方的关注焦点。南海深水表层水温与海底温差较大,管内介质与管道周围环境完成热量交换才能进入标准规范要求的保压状态,试压时间很长,对工程成本和投产日期影响较大,有必要研究一种既能证明管道的安全、稳定,又能在规定时间内满足投产条件的分析方法。以茂名石化海底管道项目为例,详细分析现场数据,对压降进行工艺模拟计算,总结了一种快速验收方法。应用结果表明:该方法可以保证海底管道试压压降波动的合理性和安全可靠性,缩短了试压时间,确保了项目按时投产。同时分析了试压压降产生波动的原因,对深海海底管道试压具有一定的借鉴意义。(图6,表1,参22)
 [2019年11期]

谭笑 刘少柱 吴晓光 赵云峰

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长输管道在建设、改线或维抢修作业时,常会遇到管道对口处有磁偏吹现象,使得在焊接施工时,电弧发生偏离,导致焊接缺陷甚至无法焊接施工,严重影响了工程进度及管道的本质安全。中俄东线天然气管道工程采用1 422 mm口径、X80钢级管道,以往所采用的消磁方法和消磁设备已无法满足其大口径、高钢级管道的消磁作业。通过分析管道剩磁的产生机理和影响因素,得到不同消磁方法对中俄东线管道的适用性,并通过现场试验验证直流消磁法,分析直流消磁和直流焊机消磁的优缺点及工作参数,并提出可行性建议。

 [2019年11期]

徐波 段林杰 戴梦 李妍 闫锋 胡森

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为了降低LNG储运过程中的风险,保障LNG供应链安全高效运行,可靠性分析是一种有效的技术手段。将LNG接收站与LNG船运合并为LNG全运输系统,明确了LNG全运输系统可靠性内涵;针对LNG航运失效数据不足的问题,建立了基于全运输系统运行机理的可靠性仿真模型;建立LNG接收站系统故障树模型,并划分最小割集,对LNG全运输系统的可靠性开展定性和定量分析,识别出了系统薄弱环节。通过实例应用,验证了LNG全运输系统运行可靠度计算方法的可行性,可为LNG接收站储存及其船运过程中的安全管理、设备维护等提供参考。

 [2019年11期]

蒋庆梅 张小强 钟桂香 张振永

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中俄东线天然气管道过境段控制性工程中黑龙江穿越段穿越中国、俄罗斯两国国界,所用直缝埋弧焊钢管和感应加热弯管由俄罗斯供货,但中俄双方会议谈判要求管材关键性能指标执行中俄双方的最严格要求。为了合理确定黑龙江穿越段管材性能指标,保障管道安全,对比分析了中国和俄罗斯管材标准,对直缝埋弧焊钢管和感应加热弯管的关键性能指标进行了分析,与中国标准相比,俄罗斯标准更注重钢管的低屈强比、高断裂延展性以及苛刻的低温韧性,并与施工现场联系密切,比中国标准更严格。结合对比结论、工程实际,最终确定黑龙江穿越段管材性能指标执行俄罗斯标准要求。

 [2019年11期]

陈朋超 冯文兴 燕冰川

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为了加强油气管道风险防控,将完整性管理理念引入中国管道行业。引进、消化、吸收国外油气管道完整性管理的先进方法,结合中国油气管道实际情况进行再创新:制定了覆盖管道建设、运行、废弃处置全生命周期的“564”完整性管理工作流程,建立了包含管道完整性管理、科技研发、技术服务、推广应用的全链条组织架构,形成了完备的完整性管理数据、标准、技术及人才保障体系。油气管道全生命周期完整性管理提升了管道本质安全,取得了明显成效,探索实践中形成的模式、标准规范不仅确保了油气管道安全平稳运行,也为行业发展提供了参考范例。

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王传硕 董平省 马千里 王玮 宫敬

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乳化含蜡原油沉积层含水是油水两相管流蜡沉积研究领域的新热点。近年来,国内外学者基于冷指和环道沉积实验等手段,分析了含水乳化原油蜡沉积层含水的影响因素,明确了油相体积含水率、分散水滴粒径等因素的影响。在此综述了含水乳化原油沉积层含水的影响因素及相关机理,讨论了含水对沉积层含蜡量、流变性的影响,列举了当前主流的乳化油水体系蜡沉积预测模型及方法,并展望了今后含水乳化原油沉积机理的研究方向,以期为海洋、特别是深海含蜡原油混输管道的设计、运行及管理提供理论依据。

 [2019年11期]

聂中文 黄晶 于永志 王永吉 单超 冯骋 孔芋丁

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随着中国油气管道骨干管网初具规模,运维体系日趋完善以及大数据、人工智能、物联网技术的应用,智慧管网的建设成为可能。以中国石油天然气集团有限公司智慧管网的建设为例,基于智慧管网现有设计方案,梳理了现阶段智慧管网在科技、信息、物联网方面各个系统的建设进展,介绍了中俄东线和中缅油气管道试点工程的最新成果,提出了智慧管网建设仍需解决的问题。通过明确智慧管网建设的原则及目标,并实践探索出一条智慧管网建设的有效途径,最终实现“数据全面统一、感知交互可视、系统融合互连、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控”的管道智能化运行目标。

 [2019年11期]

王硕 韩辉 李玉星 孙崇正 闫彦

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中间介质气化器IFV(Intermediate Fluid Vaporizer)是海上浮式液化天然气接收终端的关键换热设备。基于传热理论,建立了多换热器的耦合换热计算模型,并采用混合工质作为中间介质,研究了运行参数对气化器换热性能的影响规律。通过分析混合中间介质饱和温度对气化器换热性能的影响,结合海水温度波动的敏感性分析,优选了混合中间介质的最佳饱和温度范围为256~265 K,此时IFV总换热面积较小且变化受海水温度波动影响较小,运行更稳定,蒸发器和冷凝器的换热系数较高,IFV换热性能较好。通过研究海水在调温器内的温降变化对IFV换热性能的影响规律,优选了海水在调温器内的温降范围为0.6~1.2 K,此时各换热器的UA值(换热系数U×传热面积A)和热负荷均表现为高量,热流密度较大,换热器的换热性能较好,且IFV的总换热面积变化控制在最小换热面积的10%以内,各换热器所占比例均为20%~50%,更有利于提高IFV运行的稳定性和适应性,且推荐换热器间热负荷比约为3~7。

 [2019年11期]

付亚平 吴斌 敖海兵 陈加松 管笛 井岗

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盐穴储气库腔体形态控制是制约储气库库容和实现储气库稳定的关键,控制阻溶剂界面位置是控制腔体形态的关键技术,为改进现有的控制方法监控成本高、不能实时测量等缺点,提出光纤式界面监测方法。该方法使用新型光纤界面测试仪进行测量,利用分布式光纤测试技术,通过光缆中的电缆加热,由于卤水和垫层介质(一般用柴油、氮气)的比热容不同,光缆与周围介质进行热交换发生温度变化,根据温差判断介质界面位置。该装置操作简单、探测范围广、监测成本低、能实时测量井下介质界面。利用该技术可实现盐穴储气库的大规模反循环造腔,加快造腔速度,保障腔体安全。

 [2019年11期]

孙银娟 王潜忠 张志浩 贺三 孙芳萍 成杰

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为了进一步掌握316L不锈钢的适应性,以试验点CO2驱油后采出介质为主要溶液,采用高温高压反应釜,对316L不锈钢挂片的腐蚀规律进行了研究。以Cl-质量浓度、Ca2+质量浓度、CO2分压、温度、流速及油水比作为影响因素开展试验,并利用电子显微镜和电化学工作站对试验范围内腐蚀速率最高的挂片形貌和电化学腐蚀特征进行观察分析。试验结果表明:在Cl-质量浓度为3 000~50 000 mg/L、Ca2+质量浓度为100~6 000 mg/L、CO2分压为0.15~0.75 MPa,温度为15~55 ℃、流速为0~0.5 m/s以及20%、85%两种含水率条件下,316L不锈钢的腐蚀速率均在10-3~10-2 mm/a数量级之间变化。通过电镜扫描和能谱分析发现,试件中耐腐蚀元素Mo的质量分数略高于最低限,在Al杂质较多的部位,316L不锈钢出现了腐蚀轻微的开口型点蚀坑,表明316L不锈钢在试验范围内具有很好的耐全面腐蚀能力,但点蚀问题不能忽视,试验用316L不锈钢中Cr、Ni、Mo的质量分数均略微高于最低限,建议在选材过程中对有利微量元素的质量分数给予关注。

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李岩松 张梅 王宝莹 江新星 孙健飞 梁永图

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中亚天然气C线管道属于典型的输送压力高、流量大、管道跨度大、压气站数目多、输送工艺复杂的输气管道。为研究中亚天然气C线管道正常工况和事故工况下水热力参数的变化规律以及各种事故下管道的自救时间,采用SPS软件建立了中亚天然气C线管道仿真模型,模拟了正常工况下管道全线压力和温度参数,模拟结果与实际运行数据最大相对误差分别为1.90%和6.92%,验证了模型的可靠性;在此基础上分别分析了环境温度和管道粗糙度变化对全线输气效率的影响规律,确定了各种事故工况下管道最长的自救时间,可为中亚天然气长输管道运行管理提供参考。

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梁爱国 齐傲江 王飞 李彬

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针对钢丝网骨架塑料复合管在带压开孔施工中的盲目性问题,首先对钢骨架塑料复合管进行力学分析,建立复合管的力学模型,并对管段模型进行网格划分,在此基础上,运用ANSYS软件对其在不同管径下的最大开孔孔径开展有限元模拟,得到不同开孔孔径下的Mises等效应力分布云图,进而确定最大开孔孔径。结果表明,最大开孔孔径随管径的增加呈线性增加。基于ANSYS仿真结果,通过对管段的密封性进行检测,发现施工条件下管段无介质泄露现象发生,且未见明显塑性变形,该实验结果验证钢骨架塑料复合管的带压开孔模型精度较高,可以有效解决现场开孔作业中存在的盲目性问题。

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余建星 刘天 余杨

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顶张紧式立管(Top Tensioned Riser,TTR)主要应用于深水油气田开发中的单柱式平台和张力腿平台,为了保证海洋工程作业的安全可靠,对复杂载荷条件下顶张紧式立管作业过程中的风险进行了分析。根据美国大陆架区域立管失效资料整理、统计结果,对立管关键工作步骤的危险与可操作性分析进行风险源的识别;将风险源按照因果关系建立了TTR的失效故障树,通过上行法求出故障树的最小割集;将模糊数学的层次分析法与专家评价法相结合,对故障树进行定量分析。基于专家评价结果,确定了故障树中基本风险事件、顶事件的发生概率,并针对概率较大的风险事件提出了防控措施。通过对TTR作业风险源进行识别,并建立了基于故障树的失效模型,解决了深水立管事故数据缺乏且不确定性较高的问题,为深水立管的风险管理提供了参考。

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程玉峰

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针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,分析了土壤运动(冻胀与解冻沉降)对管道结构完整性的影响以及目前的基于管体结构-土壤弹簧模型在确定管-土交互作用方面的局限性,即非线性、大应变与多轴加载评估的保守性、土壤本构模拟的非现实性,建议发展新型多模块耦合集成技术确定土壤运动产生的机械效应。明确了X80高强管线钢在服役条件下发生应变时效及其导致管线钢,尤其是焊缝区材料韧性和止裂能力的降低,建议使用时效活化能与等效时效时间模拟、评估管线钢在漫长服役过程中发生应变时效的敏感性,并建立相应的理论基础。此外,对3种常见的管道缺陷(机械损伤、腐蚀缺陷、裂纹)对管道完整性影响的评估技术现状进行了详细分析。发展针对高压、大口径、高强钢天然气管道(特别是焊接金属与热影响区)在地质不稳定地区的材料韧性、裂纹扩展以及止裂能力的实验与评价技术,建立精确的多物理场协同作用下的管道缺陷评估模型,是当前的国际性技术难题,这些问题的解决将有力保障中俄东线天然气管道以及相关油气管道的长期安全运行。

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叶泽华 孙旭 顾继俊 张晔 余慧 韩新昊

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为了掌握海洋立管系统的涡激振动规律,发展了广义α法求解圆柱振动方程,增强了解法的稳定性,并在改进特征线算子分裂(Characteristic Based Split,CBS)求解流场方程的基础上,提出了流-固耦合有限元解法计算涡激振动问题,并通过基准算例验证了解法的精度和稳定性。运用该解法数值模拟了低雷诺数下多种工况条件时两错列圆柱的涡激振动过程,结果表明:当攻角较小时,上游圆柱脱落的涡直接与下游圆柱相互作用,增加了下游圆柱上、下表面的压差,导致大尺度涡激振动现象,而此时下游圆柱的振动频率由上游圆柱的涡脱落过程决定;当攻角较大时,下游圆柱将脱离上游圆柱的尾迹区,其绕流流场、受力情况及振动频率均趋近于单圆柱情况。研究结果可为海洋立管系统布置的工程应用提供参考。

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 [2019年10期]
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 [2019年10期]

梁萌1,2 彭盈盈2 张燕云2 孙黎2 任重远2 张奇1 杨英3

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中亚俄罗斯地区是世界第二大油气聚集区,大规模油气开采得益于强有力的油气输送设施,区域间各国的合作体现在彼此过境油气输送。中亚油气出口对俄罗斯存在严重依赖,为保障能源出口安全,中亚各国纷纷出台出口多元化政策,但收效甚微:目前,哈萨克斯坦油气出口仍高度受俄罗斯控制,中亚其他国家要么无法摆脱俄罗斯,要么多元化进程受阻。主要原因在于该地区复杂的地缘局势,美、俄、欧多重势力与利益冲突,多元化之路并非坦途,背后实为大国力量的博弈与再平衡,深受政治、经济、外交、能源等多重因素影响。未来中亚能源出口多元化必将促使俄罗斯过境地位的下降,但鉴于背靠背的地缘关系,俄罗斯的主导作用仍难以取代,双方将在合作与竞争中前行,促进与抑制并存。中国作为油气进口大国,输送通道直接决定了油气的供应安全,为降低因突发事件带来的运输风险,减少对单个通道的过度依赖,有必要加强油气进口路径的多元化,着力打造与资源国油气管道的互联互通,切实保障自身能源安全。(图6,表1,参23)

 [2019年10期]
朱青松1 郝瑞参1 贾俊良1 刘宁宇2 金俞鑫2
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漏磁管道检测技术是一种应用较为广泛的无损检测技术。为了帮助中国企业了解更多的行业竞争态势,合理制定企业知识产权布局,对近年来漏磁检测技术相关专利信息进行了系统梳理。通过检索全球漏磁管道检测技术领域的专利信息,分析了漏磁管道检测技术在全球的专利布局情况和主要国家、主要申请人的专利布局策略。研究结果表明:近年来中国在漏磁管道检测技术方面的专利申请量和公开量增长迅猛,国外申请量保持平稳态势;国外主要申请人全部为企业,而中国主要申请人为高校、科研院所等,说明中国有大量研究成果尚停留在实验室阶段,有待实现产业应用。(图9,参23)
 [2019年10期]
陈国华1 郭子淳1 周志航1 陈清光2 袁智2
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为研究水砂射流冲蚀作用导致临近燃气管道的失效概率,分析了管材的临界应变与砂粒在管壁表面形成塑变脊的影响,推导出冲蚀磨损率预测方程。利用Fluent 软件模拟计算水管泄漏射流速度、冲蚀面积分布,并结合冲蚀磨损率预测方程构建冲蚀磨损速率方程。最后基于最小壁厚准则,建立了燃气管道失效概率的计算方法。研究结果表明:①通过临界间距判定分析,可获得不同水管内压、冲蚀时间下的临界间距;②增大水管内压、冲蚀时间、砂粒粒径,减少管道间距、管道壁厚均会导致燃气管道的失效概率增大,其中,管道间距对失效概率影响最为显著。研究结果可为失效场景定量风险评估以及水管与燃气管道并行敷设的间距设计提供参考。(图10,表1,参34)
 [2019年10期]
李鹤 封辉 杨坤 池强 马秋荣 霍春勇
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高钢级管道输送是世界天然气管道发展的必然趋势,其中X90 管道裂纹长程扩展的阻力是研究的重点内容之一。为了明确断口分离对X90 焊管断裂阻力的影响,选取中国小批量试制的X90焊管开展了夏比冲击试验(Charpy V-Notch Test,CVN)和落锤撕裂试验(Drop-Weight Tear Test,DWTT),对比分析了CVN 与DWTT 的能量关系、断口分离对DWTT 断裂阻力的影响。研究结果表明:对于X90 焊管,当CVN 能量密度小于450 J/cm2 时,DWTT 与CVN 的能量密度呈线性关系,二者增长速度一致;当CVN 能量密度超过450 J/cm2 时,DWTT 与CVN 的能量密度不再呈线性关系,随着CVN 能量密度增加,DWTT 能量密度缓慢增加。断口分离主要降低了DWTT 总能量中的裂纹扩展功,对起裂功无显著影响。与CVN 试样相比,全厚度的DWTT 试样能够更准确反映断口分离对裂纹扩展阻力的降低作用。(图5,表3,参20)
 [2019年10期]
张宗杰 孙启敬 熊长征 项中超 惠海军
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为了分析天然气管网与其他基础设施在空间、功能上的复杂相互作用关系,以及其中隐含的安全风险,研究引入了相互依赖性的概念,并结合天然气管网风险管理的实际需求,在地理位置、功能及后果三个方面对其内涵进行了分析。提出一种基于相互依赖性的风险分析方法,其半定量模块为事故发生的概率和后果划分了等级,而定量模块可以估计事故风险可能性。通过算例演示了该方法的计算过程,并根据研究结果提出了降低天然气管道与其他基础设施的相互依赖性及其风险的建议。(图3,表1,参20)
 [2019年10期]
王凯 曹学文 温家铭 李星標 孙媛
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为了更好实施管道内腐蚀直接评价方法,以美国腐蚀工程师协会(NACE)于2016 年提出的适用于多相流管道的内腐蚀直接评价(MP-ICDA)标准为对象,研究其应用方法及步骤,检验其可靠性。利用多相流理论,以中国某油气水混输海底管道运行工况为基础,建立内腐蚀预测模型,结合高温高压反应釜实验与电化学实验,将MP-ICDA 标准成功应用于多相流管道。结果表明:海管低洼上坡段腐蚀风险较高;缓蚀剂对海管内腐蚀有较好的抑制作用;实验结果与内腐蚀预测模型预测结果接近,证明了预测模型的可靠性。MP-ICDA 对预测管道腐蚀位置与风险大小具有一定的指导作用,可为中国管道完整性管理提供决策依据。(图7,表4,参18)
 [2019年10期]
马钢1 李俊飞2 白瑞1 戴政1
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针对单一缺陷油气管道的剩余强度预测问题,深入分析影响管道剩余强度的相关因素,对主成分分析(PCA)、支持向量回归法(SVR)及PCA+SVR 的基本原理和组合过程进行总结,利用从文献中获取的单一缺陷管道相关数据,使用PCA 对影响因素进行降维处理,最后使用SVR 模型进行剩余强度预测,并将预测结果与其他常见模型和计算方法进行对比,以此验证该模型的可行性。研究结果表明:在所有影响因素中,管道钢级对油气管道剩余强度的影响最大;PCA+SVR 预测模型的预测平均误差为1.91%,均方根误差为0.34,证明此方法具有较高的准确率,但所有预测结果均小于实际剩余强度,证明该方法的保守性相对较强,会导致管道工作效率下降。(图3,表2,参21)
 [2019年10期]
李伟1 淡勇1 武玮1 王珂2 赵恒锐3 王利涛1
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针对油气输送管道内表面两裂纹相互影响的情况,运用有限元方法,模拟分析了X80 钢制管道内三维表面裂纹尺寸、裂纹间距对裂纹应力强度因子的影响规律。研究结果表明:两裂纹(分别为固定裂纹与可变裂纹)的间距越大,两裂纹相互作用越小,当间距达到或超过一定值时,对应力强度因子几乎不产生影响,仅需考虑主要裂纹对管道寿命的影响;可变裂纹的相对壁厚比越小或形状比越大,两裂纹相互作用越小,当相对壁厚比小于0.2 或形状比大于0.8 时,可以忽略其对应力强度因子的影响,且形状比对最大应力的影响远远小于壁厚比与裂纹间距对最大应力的影响。(图8,参20)
 [2019年10期]
周冬林 王立东 焦雨佳
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中国盐岩大多以层状产出为主,盐岩地质条件复杂多变,盐层溶腔形态各异,研究层状盐岩溶蚀成腔的形态特征和主要影响因素,可以为优化造腔工程设计、高效建设储气库提供参考。利用金坛、楚州、五里铺及应城等盐矿的盐层地质资料、生产资料、腔体声呐检测数据,从生产方式、造腔排量、埋藏深度、盐岩品位、夹层厚度及地层倾角等方面分析了各因素对盐腔形态的影响。结果表明:金坛和楚州地区盐腔形态较为规则,五里铺腔体形态和应城盐矿盐腔形态不规则,单井对流或双井对流溶蚀形成的腔体形态相近,盐腔的溶蚀形态是多种因素综合作用的结果,其中盐岩品位和夹层是影响腔体形态规则的主要因素,地层倾角是造成腔体偏溶的决定性因素。研究结果可为储气库井位设计和造腔设计提供依据。(图4,表1,参25)
 [2019年10期]
郑思佳 罗敏 别沁 刘颖
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为探究输气站场轴流式调压阀在气-固两相流中的冲蚀特性,以典型轴流式调压阀为研究对象,采用壁厚测量实验和CFD 数值模拟的方法,分析了阀体在不同开度下高流速的分布特点及其对关键部分冲蚀速率的贡献,并基于Tulsa 模型建立了调压阀冲蚀速率计算模型。计算结果表明:入口变径管和阀芯笼套处流速高于阀体内流速,属于磨损严重区域;在运行的5 年中,开度30%时对冲蚀速率的贡献为1.7%,开度70%时为42.1%,开度100%时为56.1%;随着开度的增加,阀内各处冲蚀速率呈增大趋势;建立了调压阀冲蚀速率计算模型,修正了原模型中冲击角度函数f(a ),发现了预测精度较高且具有较好适应性的模型参数,对于输气站场轴流式调压阀的运行维护具有很好的借鉴意义。(图12,表2,参22)
 [2019年10期]
宋丽敏1 唐取1 区伟斌1 苏波1 文陈鼎2 彭贵文2 姜子涛3
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为了判断某新建高压输电线路对埋地管道交流干扰程度并采取相应的缓解措施,利用数值模拟技术结合现场测试校正,建立了管道交流干扰计算模型,预测了新建高压输电线路对管道的交流干扰程度,并根据管道周围环境特点设计了深井地床排流缓解措施。测试结果表明:数值模拟计算结果与现场实测结果基本吻合,验证了合理设计深井地床能够有效缓解管道交流干扰的事实。实际工况的复杂性使得计算模型不可能与现场情况完全一致,对于新建输电线路,可利用附近已有的输电线路对计算模型进行校正。(图12,表3,参24)
 [2019年10期]
管文涌 王新园 杨阔
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天然气输气站场ESD 系统是SIS 保护层的重要环节,专注作用于工艺过程失控时的风险降低。西气东输管道公司站场使用的ESD 系统,存在ESD 按钮回路故障、系统接地等隐患,可能导致工艺过程失控,影响系统安全性及可用性。通过分析西气东输管道公司过去10 年中所有ESD 误触发事件,比较不同类型的ESD 按钮回路及配套数字量输入卡件特点,选择最合理的提升措施,提出有效建议,使设备达到最佳的安全性和可用性,降低ESD 误触发频率,可为输气站场ESD 系统运行维护、升级改造、更新换代提供借鉴指导。(图3,表3,参28)
 [2019年10期]
王海明1 刘嘉星2 吴琼1 王雪莉3 邱红辉3 张丽稳3 杨淼2 牛亚琨3
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为了有效提高清管器跟踪定位用磁场发射机的发射距离,对影响发射机的因素进行理论推导、电磁仿真分析及现场试验验证,结果表明:发射机发射距离的提高,可以通过将接收机安装在清管器钢骨架外部或增大线圈直径以减少发射线圈的匝数(在线圈含铜量不变的情况下)来实现;在较薄管壁中进行清管作业时,发射机的发射距离也会增强,但不明显;管径对发射机发射距离的影响不明显,可以忽略。研究结果可最大限度地提高发射机的发射距离,为增大清管器的监测范围提供理论依据。(图9,表8,参20)
 [2019年10期]
李华1 刘阳2 孟祥鹏2 张文学3 金俞鑫2
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管道通径内检测可以提前发现管道安全隐患,在确保管道安全运行方面发挥着重要作用。在机器视觉技术的基础上,将视觉测量技术中的Radon 变换应用于激光光源投射成像方法中,提出了基于视觉的管道通径测量计算方法。该方法利用激光发生仪投射与管道内部形状完全吻合的激光环,由相机采集管壁上的光环图像,并将其进行边缘检测和细化处理,最终获得管道的截面轮廓曲线。通过Radon 变换得到两条反映管道内径信息的光带,经细化处理提取光带中心线,进而根据中心线之间的距离计算得到管道在所有方向角上的内径数据。研究结果表明:该测量计算方法高效快捷,能够一次性获取管道截面在所有方向角上的内径信息,具有很高的实际应用价值。(图7,参21)
 [2019年10期]
张凤丽1 于昊天1 叶伦宽1 赵赏鑫2 张东宁2 王金江1
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伴随着越来越复杂的工艺流程和管网分布,输油气站场的故障问题逐渐趋于多元化,为提高站场故障诊断、安全管理和信息管理能力,以站场等比例、高精度的3Ds Max 软件模型为载体集成现有数据,在大数据分析技术和ArcGIS 开发技术的基础上将数据存储、数据分析及网页前端交互技术有机结合,形成能够动态实时掌控站场设备安全状态的系统平台,进一步提升安全生产的宏观监控、精准监管水平,从而推动信息化背景下“智慧站场”的建设,促进站场向数字信息化、管理可视化、目标智能化方向发展。(图3,参22)
 [2019年10期]
郭正虹1 王洪涛1 马良2 康叶伟1 刘明3
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随着废弃管道处置工作的深入开展,对于特殊地段不能拆除的废弃管道,在管道清洗后需要通过填充注浆材料防止地面沉降。废弃管道的注浆技术,主要是利用水泥、煤粉灰等注浆材料填充废弃管段,增加管体强度,防止管段受到外力压迫而发生变形或破裂,避免引起地上物的位置移动或地面塌陷。以兰郑长管道改线段为试验对象,根据管道注浆的基本原理,自主调配了注浆材料,基于填充要求进行了注浆现场试验。结果表明:注浆技术能够实现废弃管道填充处置的要求,对特殊地段的防塌陷起到关键作用,是废弃管道处置过程中的重要保障技术。注浆技术在兰郑长管道改线段废弃管道处置工程中的实际效果,为该技术推广应用奠定了基础。(图2,参21)
 [2019年10期]
薛旭艳1 田奕丰2
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目前中国对放空立管与天然气站场的间距按照GB 50183— 2004《石油天然气工程设计防火规范》来确定,但该规范未对放空量大于4×104 m3/h 的立管与站场的间距做出相应规定。在考虑了放空立管与站场间距的主要影响因素风速与允许辐射热强度的情况下,利用挪威船级社过程危害分析软件工具PHAST 分别计算了冷放空天然气的扩散、点火放空天然气燃烧辐射热影响强度与范围,并给出了50%的爆炸下限(Lower Flammable Limit,LFL)浓度边界空间分布以及允许热辐射强度为4.73 kW/m2 的辐射热影响范围。研究结果确定了放空立管与天然气站场的间距,并为站内设备操作区、人员住宿区、控制室、值班室等建构筑物的平面布置、站场征地提供了理论依据。(图2,表2,参20)
 [2019年10期]
赵仁杰 侯磊 刘婉莹 张皓峤
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气田集输系统为多级网络结构,通常采用分级优化的方式进行设计,且在计算过程中忽略地形起伏,将障碍物区域简化为平面凸多边形,其计算结果与工程实际相差较大。为了优化设计方案,以管网总长度最短为目标函数,将不同级别站点间的隶属关系、处理量、空间位置限制作为约束条件,建立了多级星状集输管网整体优化模型。在模型中引入三维地形和障碍因素,包含大量离散变量和连续变量,且约束条件呈非线性。为提高全局寻优能力,采用蚁群算法和粒子群算法相结合的群智能技术求解,为复杂地形的管网拓扑优化提供了高效准确的方法。算例计算结果表明:地形起伏和障碍影响管道走向、站点位置、管网长度,对真实地表特征进行模拟,实现三维曲面上的最优避障路径规划,基于三维地形和障碍的集输管网长度增幅约20%。(图8,表2,参28)
 [2019年10期]
杨泽军1 胡冬1 朱海山1 郝蕴1 夏志1 胡苇玮2
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为了实现某浮式生产储油设施分离器的不停产检修,基于其原油处理流程开展一级、二级分离器在线旁通方案研究。通过Fluent 可燃烃扩散分析验证较宽松饱和蒸气压指标的安全风险,通过配管连接实现了一级、二级分离器的顺序旁通检修,并利用HYSYS 模拟调整生产操作参数达到稳定要求。分离器在线检修方案保证了油田的不停产检修,增强了原油处理系统实际生产操作的灵活性,经济效益明显,可为原油处理系统的工艺设计提供有益的参考。(图5,表4,参25)
 [2019年10期]

陈鑫 余建星 郭帅 徐立新

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为研究海底点蚀管道维修问题,提出了针对不同管道材料和周围环境计算管道失效概率和可靠度指标随时间变化的计算方法,得到了在可靠性限制下的失效概率和可靠度指标的极限值;提出了海底点蚀管道不完全预防性维修模型,采用虚拟役龄和改善因子表征管道每次维修的维修效果,并对改善因子进行敏感性分析,使其能准确反映管道维修效果;提出了管道寿命和成本计算方法。应用上述方法,对某海上油田已运行多年的海底管道进行了实例计算,对比不同维修周期下的管道寿命和维修成本。结果表明:在准确反映管道维修效果的前提下,该模型可以更为合理的成本获得最佳的预防性维修周期,验证了该方法的适用性和正确性。

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张保龙 尹恒 董华清 王巍尧 成志强

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为了确保含环向表面裂纹埋地管道的安全,需准确获取埋地管道能承受的最大沉降量。在设计压力下,采用全尺寸管道的四点弯沉降模拟试验,获得含环向表面裂纹管道的极限承载弯矩。建立沉降模拟试验的有限元模型,以断裂韧度为失效指标,计算模拟含环向表面裂纹管道的极限承载弯矩。通过模拟试验验证有限元模型的有效性,改变管道模型的裂纹深度可得到一系列含不同深度环向表面裂纹管道极限承载弯矩。同时,采用ANSYS软件建立场地不均匀沉降时的管土模型,分析管道埋深对沉降管道承弯矩的影响。分析含不同深度环向表面裂纹管道的极限沉降量可知,当管道埋深不变时,管道发生失效的极限沉降量与裂纹深度近似线性负相关。当管道裂纹深度不变时,管道的极限沉降量与埋深呈非线性负相关。

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曾萍 张春涛 于志刚 李德伦 鲁金孝

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苏里格气田在井间串接、井口带液计量模式下,存在单井产液量无法准确计量的问题。在孔板流量计、涡街流量计流体测量的理论基础上,将两种流量计串联组合,开展了不同液气比条件下的空气-水两相流室内实验,并将不同液气比情况下孔板流量计、质量流量计与组合测量装置空气、水的计量误差进行对比。结果表明:当液气比为0~80 m3/(104 m3)范围时,气相测量误差均低于5%;当液气比为3~80 m3/(104 m3)范围时,液相测量误差基本低于10%。孔板与涡街流量计组合测量装置的液相测量范围广,可以为苏里格气田排水采气井的气液两相计量提供技术支持。

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王力 陈双庆 王佳楠 李梦越 丁慧 刘鹏

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为了更好地掌握油田集输管网的水力情况,针对油田常见的单管环状掺水集输流程,提出一种基于面向对象思想与二叉树的水力计算方法。该方法将油气集输管网表征为实例化对象的组合,以字段、属性存储对象参数,建立了水力计算模型,基于二叉树理论对系统集油和掺水管网部分的流量、温度、压力分别采用不同遍历顺序进行求解。据此开发了油气集输管网水力计算软件,可对实际的生产集输系统进行计算。结果表明,该方法能大幅减少前期建模工作量,兼有计算速度快、适应性强、稳定性好等优点,并且最终计算误差约为5%,具有较强的实际应用价值。

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席莎 文宝萍

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中卫—贵阳联络线K1224斜坡上输气管道为典型的横向折线形埋地管道,受坡脚公路开挖和降雨影响,该段斜坡滑动导致管道变形。基于数值模拟和现场监测,通过管土分离的非完全耦合途径分析了不同工况下滑坡变形破坏特征和由此导致的管道力学响应。结果发现:坡脚公路开挖叠加降雨后滑坡活动加剧,管道沿坡体滑动方向水平位移尤其明显,在转折端附近出现位移突增现象;管道转折端附近应力明显大于直管段,受微地形控制的不均匀滑坡位移及其力矩作用造成管道南侧转折端附近应力集中程度最大;管道南侧转折端附近应力已接近管道材料极限应力,是该段管道的最危险部位。

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江玉友 解谨 王寿喜 石营 邱姝娟 黎键 冯军 陈镜宇

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目前,越来越多的管道采用加减阻剂运行的方式,可以采用减阻率预测模型指导现场加剂运行,避免造成浪费。通过分析加剂前后摩阻系数与湍流附加应力的关系,结合混合长度理论中对湍流附加应力的求解方法,以及减阻率负指数单因素经验方程,建立了减阻率预测模型;针对贝克休斯、康菲、ks-01-30以及甲种减阻剂,采用大量现场加剂运行数据,对模型中的递减率和流动特性系数进行确定,并对同一种减阻剂应用于不同管道进行管径和黏度的修正,得到修正系数。验证表明:预测模型对于不同的减阻剂、不同的管道均可进行预测,且预测精度高,预测结果的相对误差保持在10%以内,最小误差可接近0。

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程浩力 胡茜茜 赵龙 张国强 张艺 马晓天 马彬 王喜

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油气管道施工中经常遇到水网、高地下水位、地下障碍物穿越或从规划区穿越等问题,从而导致水网和农田沟渠埋深不足、沿线路由占压,给管道运营带来安全隐患。基于法规、施工、运营管理等角度,提出了在设计阶段处理此类问题的注意事项,并指出:《中华人民共和国石油天然气管道保护法》等部分规定的可操作性不强,实际用地补偿机制无法与相关法规有效结合的问题需要改善;设计人员在路由选择和优化、材料选购及施工图设计时应充分考虑规划等部门的要求,并结合施工及运营管理要求,统筹考虑各方利益;GB 50253—2014《输油管道工程设计规范》和GB 50251—2015《输气管道工程设计规范》应增加关于保护范围规定的条款;政府相关部门应努力解决管道建设与城乡发展之间的矛盾,科学规划,避免土地重复出让等问题;地区管道运营企业应加强与地方政府的工作衔接,完善报备机制。

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李振北 程汉华 关晶鑫 梁也 陈峰 赵振

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针对粉尘和杂质较多的天然气管道在清管过程中,常规机械清管器出现的皮碗及刷毛磨损变形严重、清管效率低下等问题。基于文丘里原理,提出一种新型清管器设计方案,将具有该原理特性的管路与清管器骨架结构设计融为一体,同时设计了相应的导向支撑板、密封驱动皮碗及前端吹扫喷头等重要零部件。借助计算流体动力学方法对所设计的清管器在工况下的清管效果进行了仿真分析,分析结果表明:该清管器利用文丘里原理可对两皮碗之间管段内的杂质进行有效吹扫和抽吸,另外通过前端吹扫喷头喷出的高速射流可以在清管器前方形成全覆盖的柱状吹扫区域,吹扫速度可以吹扫和携带颗粒直径在2.5 mm以内的粉尘及杂质,具有良好的清管效果。通过该设计方案的实施,对于提高中国非常规清管器的研发和设计技术水平,促进在役天然气管道清管效能的提高,丰富清管手段的多样化具有重要的现实意义和价值。

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江攀 杨俊佳 张琼 吴强 危卫

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为了科学地预测平行楼宇间天然气扩散形成的爆炸危险区域的危害范围,建立了天然气泄漏速率随时间变化的函数关系,运用瞬态模拟方法,得到泄漏压力和楼宇布局对爆炸危险区域的影响。模拟结果表明:天然气扩散过程中遇到建筑物会在其背风向形成副扩散中心向四周空间扩散,随着距离地面高度的增加,天然气最大体积分数逐渐降低,且随着泄漏的持续达到稳定值;各种工况下处于上风向的楼宇均处在危险区域,而处于下风向的楼宇其危险是暂时的(楼距小的工况除外);有风时,增大楼距,减小平行楼宇的相对高度,减小管道的运行压力均有利于天然气在两楼之间的扩散。研究结果可为相关规范的制定以及事故的预防提供科学依据。

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戴政 肖荣鸽 马钢 曹沙沙 祝月

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BOG是影响LNG站安全、环保、经济运行的主要因素之一,BOG回收成为亟待解决的难题。基于BOG生成的影响因素,通过调研国内外LNG站BOG回收技术的相关研究,对脉管制冷机回收、氮膨胀制冷回收、液氮回收、喷射液化回收、混合冷剂液化回收、直接压缩工艺、再液化工艺以及直接压缩与再液化结合工艺8种主要的BOG回收技术的研究进展及其优缺点进行了评述,并提出了有针对性的优化方法。结合LNG站的实际需求,在满足LNG站平稳运行的前提下,为不同类型的LNG站制订了经济、有效的BOG回收方案,并对BOG回收技术未来的发展进行了展望。

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吕政

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目前,随着中国能源结构调整及油气管道行业深层次变革,长输油气管道集中调控企业面临着前所未有的机遇与挑战。以中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心为例,利用PESTEL等分析模型,对长输油气管道集中调控企业发展环境进行分析。结果表明:未来该类企业必将在中国大的能源格局中发挥关键作用,具有较好的发展前景。在分析集中调控企业优势及存在问题的基础上,采用企业战略管理基本研究方法,为集中调控企业制定了合理的总体层战略和职能层战略。研究认为需要确立集中调控企业管道运营主体地位,从结构优化、成本控制、技术创新、人才保障、风险管控及文化引导等方面强化战略实施,促进该类企业实现可持续发展,保证其发挥最大效能。

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李刚川 邓同军 汪恋 李气林

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为了查明川气东送天然气长输管道诸多阀室及邻近管段强制电流阴极保护失效、常年处于欠保护状态的原因,以某RTU阀室为例,建立了阀室局部阴极保护的简单物理模型,通过模型推导与现场测试验证相结合的方法,得出管道与接地网导通诱发绝缘失效是导致管道欠保护的直接原因。在查找管道绝缘失效原因并进行定位的过程中,发现了长输管道阴极保护和防雷接地系统在设计、建造、运行维护期间的诸多问题,提出管道绝缘失效整改及保护电位恢复应做好电路隔离、牺牲阳极接地极改造、区域牺牲阳极热点保护、区域强制电流阴极保护等应对措施。

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丁国生 魏欢

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地下储气库是天然气供应链中的重要组成部分,在中国天然气调峰安全保供中发挥了重要作用。以1999年大港大张坨储气库全面建设为标志,回顾了中国地下储气库历经从无到形成大规模产业的20年发展历程,建成了27座储气库、调峰能力超过100×108 m3、授权发明专利100多项、软件著作权20多项、制定标准15项、出版专著20多部。重点梳理了中国地下储气库建设中取得的科技创新成果,其中具有代表性的技术成果主要包括:复杂断块、复杂流体、复杂岩性、深层强非均质储层条件下的储气库选址模式与库址评价技术,复杂地质条件储气库圈闭动态密封性评价技术,超低压防漏堵漏与储层保护、交变应力下井筒密封为核心的钻完井技术,地面高压大流量注采核心技术及其装备,地下储气库地层-井筒-地面“三位一体”风险管控系统等。结合中国地下储气库20年的建设经验与中国现行的行业政策,明确了中国地下储气库未来发展的机遇与挑战。

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刁宇 姚渭 苗青 刘朝阳 闫锋 符雄 王鹏宇 聂超飞

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为了分析终冷温度对加剂改性原油蜡沉积规律的影响,保持油壁温差相同,控制不同的终冷温度,采用搅拌槽蜡沉积装置、流变仪、差热扫描量热仪等试验仪器,对添加纳米降凝剂的大庆油、添加EVA降凝剂的大庆油以及大庆空白油进行静态蜡沉积对比试验与动态剪切对比试验。同时,结合分子扩散、胶凝等机理,分析不同试验条件下加剂改性大庆油的结蜡规律。结果表明:终冷温度较低时,加剂油结蜡总量明显高于空白油,但结蜡总量中含凝油多,蜡晶结构较弱;而空白油结蜡总量低,但蜡晶结构较强,随着终冷温度升高,加剂油与空白油的结蜡量逐渐降低并趋于一致。终冷温度较低且剪切剥离强度较弱时,添加降凝剂会增加管输蜡沉积量,一旦经过高剪切或提高终冷温度,加剂油的结蜡量将明显降低,提高了管输安全性。

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齐先志 王晓霖 张莉莉 叶青

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为了对成品油管道周边区域个人风险水平进行量化计算,建立了成品油管道个人风险计算模型及,并给出了计算流程。成品油管道个人风险计算模型设定了各类危害因素的管道基准失效频率,采用对基准失效频率修正的方法计算管道失效频率。根据管道泄漏孔尺寸,将管道泄漏类型分为微孔泄漏、中孔泄漏、管道破裂泄漏3类。在管道失效频率和失效危害后果计算的基础上,计算得出管道周边区域个人风险,并明确其是否处于可接受的水平。该模型计算个人风险需要依赖于管道失效数据库的事故统计,建议加强中国油气管道失效数据库建设。

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王震 董宣

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“一带一路”沿线国家是中国国际能源合作的重要区域,中亚地区是“一带一路”油气合作的核心区,经过二十多年的投资与合作,形成了集石油和天然气全产业链、油公司业务与工程技术服务业务有机结合、中国能源企业国际化与当地化相融合的示范合作区。在对“一带一路”沿线油气合作必要性和取得成绩综述的基础上,重点研究了中国与中亚地区合作的潜力和面临的风险,建议政府要持续优化“五通”政策,打造能源丝绸之路和能源区域命运共同体,能源企业要积极适应新变化、创新商业模式,不断提升国际化能力。

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封面 [0-0]
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 [2019年09期]
目录 [1-4]
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 [2019年09期]
张东旭1 黄启玉1 池坤2 时浩1 朱昌成3 程显闻1 李荣彬1 朱祥瑞1
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差式扫描量热仪(DSC)、核磁共振波谱仪(NMR)及其衍生的核磁共振成像技术(MRI)作为水合物不同尺度研究的重要手段,可用于水合物成核、生长、分解过程热流曲线的获取,结构信息识别及多相态表征,日益受到国内外学者的广泛关注。阐述了3 种方法在水合物研究中的应用现状,介绍了DSC 恒压变温和恒压恒温宏观实验方法在水合物热力学和动力学方面的研究进展,总结了MRI 在水合物相变过程中微观可视化的研究成果,综述了NMR 在水合物结构识别、混合气体水合物中客体分子组成、孔穴占有率及水合数等分子尺度信息获取的应用情况。针对3 种方法的优劣和特点,提出了将DSC 与NMR 结合,进行水合物生成和分解过程多尺度系统研究的建议。(图8,表3,参99)
 [2019年09期]
卢文青1 潘灵永1 王雪莉2
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大型天然气往复式压缩机结构复杂,在设计过程中需要进行多次优化,但优化设计通常仅考虑单个零部件的要求,使其优化结果对于其他零部件和压缩机整体性能考虑不足,常常出现零部件返工、整体质量不合格等问题。提出了一种基于HAZOP(Hazard and Operability Analysis)的压缩机优化设计可靠性评估方法:构建压缩机层级结构,对设计变化信息在单元界面之间的传递过程开展研究,采用HAZOP 对信息传递路径中导致的后果进行可靠性评估,在设计阶段制定合理的应对措施。将该方法应用于某压缩机曲轴优化设计中,结果表明:在确保压缩机可靠性的前提下,该方法将曲轴主轴颈和曲柄销直径从182.8 mm 优化至177.8 mm。基于HAZOP 的压缩机优化设计可靠性评估方法充分考虑了设计信息变化对其他单元及压缩机整体性能的影响,提高了压缩机的可靠性。(图8,表1,参22)
 [2019年09期]
张志霞 郝纹慧
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针对非常规突发灾害事故情景建模中信息资源丰富但来源众多、异质特性明显及微观分析不足等问题,研究采用知识元表示法,从突发灾害事故的情景状态、应急救援活动、孕灾环境及承灾体4 个角度进行描述,结合灾害事故演变不确定性、自组织性的特点,构建了基于动态贝叶斯网络的灾害事故动态情景模型。利用青岛“11 · 22”输油管道泄漏爆炸事故,验证了基于知识元和贝叶斯网络的非常规突发灾害事故动态情景模型的科学性和有效性。结果表明:动态情景模型的情景演化路径与实际管道泄漏事故演化的顺序基本相同。研究结果可为制定非常规突发灾害事故的预防方案提供一定的参考依据。(图8,表2,参23)
 [2019年09期]
冯新 刘洪飞 王子豪
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分布式光纤传感器能够灵敏地感知管道任意位置泄漏导致的局部温度变化,但是海量监测数据却具有显著的时-空非平稳性特征,难以直接根据监测数据进行泄漏诊断。在统计模式识别框架下,提出一种基于滑动窗口离群值分析的时-空大数据分析方法,仅利用分布式温度监测数据的内秉特征即可实现管道泄漏的智能化识别,确定了滑动窗口长度和异常状态诊断窗口长度的取值方法,并且进行了原型保温钢管泄漏监测的物理模拟。结果表明:在管道完好的状态下,该方法不会发生误报警的情况,而管道一旦发生泄漏,该方法能够快速识别管道泄漏事件,并对泄漏位置进行精准定位。该方法是一种无监督的人工智能大数据处理方法,在埋地管道泄漏监测中具有良好的应用前景。(图5,表2,参20)
 [2019年09期]
袁梦 梁永图 周星远 王博弘 张浩然 王艺
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优化成品油管道沿线泵站开泵方案可以降低管道运行能耗。以包含泵机组并联运行模式及配备变频泵的成品油管道为研究对象,考虑沿线节点压力、过泵流量等约束,基于已有批次输油计划,建立以运行时间内管道全线运行能耗总和最小为目标的混合整数线性规划模型(Mixed IntegerLinear Programming,MILP),并利用分支定界算法求解。利用该模型求解了中国某条成品油管道的优化配泵方案,计算耗时213.76 s,所得结果符合约束限制,具有较强的实用性,可为中国成品油管道优化运行提供指导。(图3,表2,参26)
 [2019年09期]
王芳1 张雪琴2 张君1
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用低凝原油稀释高凝原油来实现高凝原油的常温输送方法,既能减少长输管道前期加热设备的投资,又可降低原油输送过程中的燃料消耗。通过对新大一线低凝与高凝原油混合输送过程中的运行参数进行分析,得到其混输过程中存在的5 个运行问题。分别对各个风险问题进行讨论,提出了应对策略,以期为高凝原油常温输送的安全生产提供有益借鉴。(图2,表3,参17)
 [2019年09期]
徐亮1 艾月乔1 李海娜1 韩荣臻2
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日东原油管道通过使用静态掺混装置实现了高黏油的在线掺混输送,并积累了大量的生产数据和经验。介绍了日东原油管道的掺混工艺、输送油品的物性、掺混界面的移动对运行参数的影响及油品静置对启输的影响。以黏度异常事件为例,对比分析了事件前后管道流量、压力、黏度及水力坡降等重要参数和数据,最终确定高稠油掺入比和部分管段沉积的杂质颗粒黏团为两个关键影响因素。为确保管道的运行安全,避免再次发生黏度异常事件,建议结合生产实际情况,以取样数据为依据,严格控制掺混比例和黏度等运行参数,明确清管频次,进一步优化管道生产运行。研究成果可为管道安全输送掺混油提供技术支持。(图3,表3,参20)
 [2019年09期]
段纪淼1 田爱民2 徐硕3 刘慧姝1 李江1 谷科城1 管金发1
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为确定机动封围设施技术参数,开展洞库油罐溢油在坑道中流动规律的研究。结合明渠非恒定流理论,建立了描述油料在洞库坑道中流动特性的物理模型,采用特征线法给出了在给定初始条件和边界条件下该模型的数值解,得到了泄漏油料在坑道中的深度及流量随泄漏时间的变化规律,同时研究了不同泄漏流量对油料流动的影响。泄漏流量越大,其在坑道中流动的流量越大,油料的深度越大,同时油料流动的距离越长;离泄漏油罐越远,不同流量下油料的深度和流量差别越小。研究成果为油库溢油机动封围设施的优化设置提供了技术支撑。(图8,表1,参21)
 [2019年09期]
文松青1,2 张涛2 张奇超2
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成品油携水沿上倾管道流动会产生复杂的流动型态,准确识别油水两相在上倾管道中的分布特征是深入认识油携水规律的基础。针对实验中采集的上倾管油水两相流图像,提出一种基于图像处理的上倾管道油水两相分布特征识别方法:将原始图像转化为灰度图像,剔除图像中的无用信息;调整图像的灰度,以提升对比度,凸显图像细节;对图像进行中值滤波处理,消除图像拍摄过程中的随机噪声;对图像进行边缘检测,分割出油水两相边界,识别出相分布特征。该方法可以分割出清晰的油水两相边界,从而识别出管道中油水两相流的相分布特征。研究成果适用于各种工况下油水两相相分布特征识别,为多相流图像处理特别是流型识别提供了指导。(图13,参21)
 [2019年09期]
王振声 董红军 张世斌 赵国辉 张舒 余冬 贾立东 王宁
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随着天然气管道生产管理模式的变革,压气站区域化管理作为一种先进管理理念得到了逐步推广,需要区域化管理、无人值守、远程调控等各类生产运行技术作为支撑,压气站一键启停站技术是其重要的技术基础。以盖州压气站为试点,通过对天然气管道压气站采用站场及压缩机工艺流程全自动化控制改造、控制系统配置优化、站控与压缩机控制系统深度融合、压缩机辅助系统整合等优化措施,具备了实现一键启停站的硬件基础。一键启停站从软件功能上分为一键启站和一键停站两部分:一键启站由状态反馈与报警检测、站内工艺流程自动导通、压缩空气系统自动启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配的自动投用与退出6 个部分组成;结合压缩机组的3 种停机模式及其工艺需求,一键停站包括正常停站、多机停止、多机保压停机、全站ESD、多机泄压停机5 种自动停站方式。盖州压气站试点一键启停站控制技术的成功应用,表明中国压气站控制水平取得了较大进步,为后续压气站的建设和改造提供了工程经验和技术基础,同时也对长输液体管道的一键启停提供了借鉴。(图4,参22)
 [2019年09期]
康叶伟1 张一2 郭正虹1 李志丹3 孙雷3 李秋萍1
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机器人检测是当今最为先进的储罐底板定量在线检测手段,然而中国尚无此类机器人设备,无法适应未来管道智能化发展的需求。针对中国首台储罐底板在线检测机器人的研发工作,介绍了该技术的发展现状,并依据中国储罐特点与检测需求,提出机器人设计需要考虑的因素和功能的实现方案。研究表明:机械结构设计、关键功能单元实现方案、防爆设计及必要的辅助设计是机器人开发的重要内容。机械结构设计重点考虑外形尺寸、质量、驱动方式、传感器搭载机构、缆线重力平衡、制作材料、淤积层处理等因素;机器人基于声波到达时差原理确定位置和方向,采用浸入式超声技术进行缺陷检测;采取组合防爆措施使机器人的设备保护级别达到Gb 级以满足多数应用场合。设计方案和研究成果对于中国储罐机器人在线检测技术的发展和设备国产化具有重要意义。(图2,参22)
 [2019年09期]
李汉勇1 韩一学2 张航1 宫敬2
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多气源供气是城市燃气未来发展的必然趋势,为了确保用户安全、环保地利用各类燃气,需要制定燃气互换原则。以北京市多气源供气格局为例,选取典型大气式燃气具,利用高精度动态配气系统配制模拟气源,实验测定燃气具的气质适应性区域。结果表明:部分燃气具会出现CO 排放超标的现象,需采取相应的规避措施;北京市远期规划LNG 气源全部分布在北京市燃气具互换域之外,若直接与北京市基准气进行置换,会造成大部分居民用户灶具CO 排放超标,不可互换;北京市其他规划气源全部分布在互换域之内,可以互换。研究结果可为国内外城市的燃气互换实践和燃气企业的生产经营活动提供必要的参考。(图7,表4,参25)
 [2019年09期]
曹学文1 石倩1 彭文山2
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板翅式换热器内部纵横两个维度的流量分配不均,导致其换热性能降低。基于单相流量分配理论和板翅式换热器内部流场特性,通过改变换热器进出口管个数、进出口方式、端部入口管相对位置等,建立了新型板翅式换热器结构。基于CFD 方法的Fluent 数值计算方法,对板翅式换热器优化前后的流量分配特性进行数值模拟,研究优化后的端部入口管相对位置、入口管个数及出口管个数对流量分配的影响规律。结果表明:改变进出口方式可以均衡各通道路径在入口和出口处的总压降,有效改善板翅式换热器的流量分配特性;优化后的板翅式换热器最佳参数组合是端部入口管相对位置为0.033、入口管个数为5、出口管个数为1,该结构可以使气相和液相的流量不均匀度降低约50%,对提高换热器换热性能具有重要意义。(图10,表1,参25)
 [2019年09期]
袁志超1 董顺2 薛纪新1 夏硕2 王剑琨2
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随着中国天然气需求量的爆发式增长,LNG 接收站外输管道里程不断增长,出站压力随之持续增高,对压缩机、高压泵等设备性能提出了更高要求。以青岛LNG 接收站为例,针对外输压力的变化,提出对其4 台高压泵增加4 级叶轮的改造方法,并对改造后外输高压泵的性能变化及其对LNG 接收站工艺运行的影响进行研究。通过对改造后的高压泵扬程、轴功率、效率随着流量增加的变化趋势进行现场测试,结果表明:高压泵增加叶轮后,其扬程、轴功率、效率、电流均显著提高,其中3 台高压泵的运行参数可满足LNG 接收站现场实际需要,另外1 台即使在相同的测试条件下出口压力仍明显偏低;气化器、HIPPS(High Integrity Pressure Protective System)系统、外输管道高报压力及联锁值均需随之上调,接收站高压区连接法兰出现了多处泄漏,应加大巡检频率和力度;当LNG 接收站高压泵性能不同时,在运行过程中应该尽量选用性能相近的泵。研究结果可为高压泵的国产化设计、制造提供参考。(图4,表2,参20)
 [2019年09期]
郭守德1 王强1 林影2 姜昌亮3 王珀1 蔡俊年1
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中缅油气管道(缅甸段)地质条件复杂,管道穿越若开山区和缅北高原,由于建设期大面积扰动地表,改变了原始地貌,铺设管道后重新回填的土体力学强度低、水敏感性强,受汛期强降雨和洪水的影响,管道沿线出现了大量滑坡、河沟道水毁、坡面水毁、已建水工失效等地质灾害,导致多处露管、悬管,严重威胁了管道的安全运营。重点分析了沿线地质灾害的类型、成因及结构特征,并分别对若开山区和缅北高原的地质灾害提出了防治措施,以期对类似工程提供参考和借鉴。(表2,参20)
 [2019年09期]
李振北 尤杰 程汉华 荆睿 王馨饶
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随着油气管道管内高压封堵技术的发展,为了提高管内高压封堵器封堵的安全性和可靠性,基于对国外管内封堵器结构设计现状的充分调研,提出了一种适用于管径为508 mm 油气管道的单节双封型内封堵器结构方案,并依据设计性能指标进行了封堵能力的理论分析计算。利用有限元仿真分析方法对设计的单节双封型管内封堵器的封堵能力进行仿真分析,仿真分析结果高于指标要求的理论计算值,说明设计的单节双封型管内封堵器封堵能力满足设计指标要求。该研究可为单节双封型管内封堵器结构设计提供参考,对中国管内高压封堵技术水平的提升及相关装备的高质量发展具有一定的推动作用。(图10,表1,参20)
 [2019年09期]
王丹1 宫敬1 康琦1 石国赟1 杨居衡1,2
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针对深水天然气-凝析液生产系统的流量调和问题,采用主从式-粗粒度混合并行遗传算法(Hybrid Parallel Genetic Algorithm,HPGA)求解得到单井流量估计值,以弥补传统遗传算法(SimpleGenetic Algorithm,SGA)计算耗时长的缺陷。HPGA 基于多核PC 集群的分布式储存,通过线程和进程两级并行实现;节点内部使用主从式并行模型(Master-slave Genetic Algorithm,MSGA),在多节点上应用粗粒度并行模型(Coarse-grained Parallel Genetic Algorithm,CGGA)。以某气田两井生产系统为例,通过对比HPGA、MSGA 及SGA 的计算时间和计算结果,研究HPGA 在虚拟计量应用中的并行性能。结果表明:HPGA 的并行效率和加速比占线性加速比的比例均在70%以上,计算时间显著缩短,且流量估计误差降低,满足工程运行离线分析的需求。同时,研究了加速比和并行效率随进程数和种群数的变化规律,以探讨并行开销的影响。(图7,表4,参26)
 [2019年09期]

邵卫林 何湋 杨白冰 周地清 梁方兴 孟涛 何仁洋 康佐明

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成品油管网是国家油气管网的重要组成部分,管网长期运行会产生一定杂质,定期清管可以提高管输效率和油品质量、清查管道严重变形,实施内检测前进行清管可以提高内检测的数据采集精度和数据质量。详细介绍了3种成品油管道清管器的工作原理和特点,提出了内检测前清管器的技术要求,详细阐述了清管实施阶段清管速度的选择,各阶段合格标准的判断以及收发、跟踪、定位等关键技术。研究成果对成品油管道内检测清管实施具有重要的指导意义,对其他类型管道的清管也具有借鉴意义。

 [2019年09期]

闫彦 刘乐 高俊杰 徐春雷 李玉星 韩辉

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绕管式换热器是天然气液化过程的主低温换热器,其壳侧工质的流动特性对换热器性能有重要影响。为了研究换热器管外工质的降膜流动规律,建立了三维的降膜流动模型,基于VOF(Volume of Fluid)方法进行了数值模拟,针对换热器在静止和海上晃荡两种工况,研究了雷诺数和管间距对降膜流动的影响。结果表明:当管间距由4mm增至10mm时,平均液膜厚度减小了38.5%;在晃荡工况下,适当增大管间距有利于改善液膜分布情况;改善液膜在管壁的分布、减小液膜厚度有利于提高换热管的综合性能。对于绕管式换热器壳侧液膜在非稳态条件下的情况开展研究,可为换热器结构改进、装置节能降耗、海上抗晃荡设计提供参考。

 [2019年09期]

陈涛 施锡林 李金龙 杨春和 刘继芹 李银平 马洪岭 王同涛

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水平井造腔是中国盐穴储气库的必然发展趋势,盐穴形态发展规律不明确是制约这一技术发展的瓶颈。研发水平井造腔模拟试验装置开展试验,在试验过程中实时观测盐腔形态扩展过程。研制了一套卤水质量分数同步取样装置,可以实现同一时刻盐腔不同部位卤水取样,分析盐腔内部卤水质量分数分布规律及其与注水流量的关系,并且探究盐腔形态扩展规律及其成因。研究结果可为水平井造腔技术的规模化应用提供技术支持与借鉴。

 [2019年09期]

刘兆增 李蔚 沈健 张硕 李强

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为了解决压气站离心式压缩机管道内噪声过大的问题,将噪声测量、频谱分析及振动测量3种方式相结合,确定压缩机及其管道的噪声水平、噪声源。以某离心式压缩机组为研究对象,通过噪声测量,发现离心式压缩机阀门前后声压级最高,可达100 dB;通过频谱分析发现,当振动频率分别为90 Hz、1000~1400 Hz时,离心式压缩机管道处噪声的声压级最高;通过对压缩机管道不同位置进行振动测量,发现当振动频率为90 Hz、1 250 Hz时,电压存在峰值,其中90 Hz对应的噪声为压缩机加工过程中形心与质心不重合引起的激振所产生,而1 250 Hz对应的噪声则是由压缩机出口、气体流经阀门处所产生的气流激振所产生。通过CFD方法计算了流体流经阀门所产生的噪声,分析得出阀门处噪声是一种宽频噪声。针对阀门处的噪声源,提出了降噪方法,以期为离心式压缩机的平稳运行提供参考。

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王博弘 梁永图 张浩然 袁梦

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成品油二次配送是油品供应链的重要组成部分,不同的配送方案将直接影响成品油销售企业的利润,制订合适的油罐车路径规划方案显得尤为必要。以配送总路径最短为目标函数,将成品油二次配送过程中实际的油罐车载质量、加油站油品需求量作为约束条件,考虑油品卸载时间窗,建立了成品油二次配送优化模型,并提出基于混合遗传模拟退火算法的求解方法。分别使用不带时间窗与带时间窗的算例对模型及算法进行检验,结果表明:与优化前的成品油二次配送方案相比,不带时间窗的算例缩短行驶总路程3.66%;带时间窗的算例求解用时仅9.54 s,其计算速度快,且能够满足配送需求。采用基于混合遗传模拟退火算法的成品油二次配送路径优化模型,不仅可以提高计算效率,而且搜索更全面,能够得到更优解。

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杨静 申辉林 秦敏 黄信雄 章利民 刘欢

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西北油田天然气集输管道塔轮段内出现了大量的沉积物,导致管道阻塞严重。为了对沉积物的来源及组成进行分析,利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、气相色谱、离子色谱等手段对现场的沉积物、水样、气样进行了表征。确定沉积物的主要组成为FeCO3、Fe3S4、FeO(OH)与S。综合分析当地气候条件及集输气体的变化情况,确定沉积物主要是由CO2腐蚀、H2S腐蚀生成的腐蚀产物与析出S、粉尘的堆积形成的混合物。据此分析了沉积物中各主要物质的形成原因与机理。通过对沉积物不同部位的物质组成进行分析,确定了各主要物质的生成顺序;认为管道内首先发生CO2溶液与H2S溶液对管体本身的腐蚀,其次腐蚀性气体与腐蚀产物继续发生作用,最后发生粉尘与元素S的沉积。集输气体中H2S含量波动过大、水露点过低是造成沉积物形成的主要原因,并据此提出了延缓管道内沉积物形成的具体应对措施。

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余冬 王宁 张菲 王凯濛 夏秀占 潘志榆 郭士煜

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压缩机组的防喘振及负荷分配控制一直是制约压缩机组稳定、高效运行的难题,为此提出了一种新的防喘振与负荷分配控制方法。采用PI控制响应、阶跃响应、安全响应及限制控制相结合的方法进行压缩机组防喘振控制,同时通过对压缩机组进出口压力和流量控制、解耦控制及平衡控制来实现压缩机组的性能控制与负荷平衡控制。经过在盖州压气站压缩机控制系统和站控系统上的应用表明:压缩机组进口汇管的压力控制平稳、波动较小,控制效果显著。该方法能够使压气站压缩机组控制更加安全、稳定、节能,且可以达到更高的自动化程度,有利于盖州压气站的安全稳定运行。

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张小强 侯宇  蒋庆梅 冯伟

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为了满足中俄东线工程建设的实际需求,需要开展直径1 422 mm、X80钢级管道冷弯管设计参数的相关研究。采用AS 2885.1-2012《管道-天然气和石油管道 第1部分:设计和建造》中的公式计算得出冷弯管的最大弯曲角度为6.48°,再通过冷弯管弯制过程中的应力应变有限元模拟分析,得到当弯曲角度为6~8°时,管道处于弹塑性区,满足变形要求。经过实验室及中俄东线试验段的现场验证,弯制的6.4°冷弯管回弹量及变形量均匀稳定,椭圆度、壁厚及内弧波浪度等指标均控制良好,能够满足工程要求。经过相关计算、分析及验证,最终确定中俄东线直径1 422 mm、X80钢级冷弯管的最大弯曲角度为6°,曲率半径不小于50倍钢管外径(71 100 mm),该结果可为中俄东线天然气管道工程建设提供指导。

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付在国 高欢欢 张涛 朱群志

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在原油储存与输送过程中,传统的加热方式消耗了大量油气资源。而太阳能是目前储量最大、最清洁的能源之一,提出采用太阳能光热技术对原油进行加热。根据大型原油储运工程的特点,在全面分析太阳能光伏光热利用方式的基础上,设计了耦合电制热、储热功能的原油加热系统及其工作流程;基于热能的供需平衡,对加热原油所需热负荷及太阳能集热系统聚光面积的匹配问题进行计算,获得了特定太阳辐射强度下一定输量或储量的原油在指定温升条件下的热负荷及对应的聚光镜场面积。热负荷匹配计算流程、当量供热与节能分析方法提高了太阳能综合利用效率,为太阳能利用技术在原油储运工程中的应用与推广提供了参考。

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陈腾瀚

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当前中国主要现行的和规划中的海上能源通道较多,具体航线则更为丰富。根据不同地理位置所涉及国家与区域的自然气候、政治经济等条件差异,各条航线以及各航线内部各段水域所面临的主要风险不尽相同,其中既包含自然条件的限制,也包含其他传统安全与非传统安全因素的影响与威胁。能源对外依存度较高的现实使中国必须在认清各航道风险差异的同时采取因地制宜的策略。在选取了5条对中国能源安全至关重要的能源通道(航线)后,通过文献研究法和比较分析法,以定性研究的视角深入分析和阐述了这5条不同能源通道各自的具体风险以及不同风险的威胁性程度,部分解决了此前相关研究缺乏针对性、特殊性及全面性的问题。各能源通道内在风险不同并且其威胁性排序不同的结论对于相关行为主体制定应对策略具有一定的借鉴意义。

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李涛 管志川 李景翠 赵效锋 夏焱

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为了防止储气库井筒内注气增压过程中水泥环本体产生塑性变形,卸载时产生微环隙导致井筒密封失效。针对储气库套管-水泥环-地层之间的匹配关系,运用ABAQUS建立储气库套管-水泥环-地层组合体弹塑性力学模型,模拟储气库井筒内气压变化过程,结合水泥环和地层弹性模量等影响因素分析储气库套管-水泥环-地层之间匹配关系的变化规律。结果表明:以水泥环本体不发生塑性应变为标准,以套管抗内压强度为限制条件,可为不同类型套管匹配最佳的水泥环厚度;且套管尺寸一定时,地层和水泥环弹性模量越小,水泥环厚度越大,套管承压越大,储气库井筒密封失效的可能性越小。

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吴轩 李竞 胡京民 盛勇 郭再富

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在油气管网高速发展过程中,管道易发生泄漏、爆炸等事故,提升油气管道重大突发事件的应急处置能力显得尤为重要。以青岛“11.22”事故为例,基于事故发生、发展等基本情况,梳理出事故应急处置过程中的主要时间节点、关键环节,建立了政府和企业应对管道泄漏事故的并行应急任务框架,总结了政府和企业在事故预防、应急准备、监测预警、应急响应、事故善后处置与恢复5个阶段应承担的任务与采取的措施,分析了在应急处置过程中存在的主要问题,指出了青岛“11.22”事故中应对措施存在的不足之处。从法律法规、应急组织、运行机制、应急平台及应急策略5个方面提出了改进中国油气管道重大突发事件应急能力的对策,旨在为中国油气管道重大突发事件应急能力的提升提供借鉴。

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 [2019年08期]
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 [2019年08期]

周宁1 陈力1,2 吕孝飞1 李雪1 黄维秋1 赵会军1 刘晅亚3

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大型LNG 储罐一旦发生泄漏,将会对周边人员和财产构成重大威胁。基于充分调研,分别从理论、试验及数值模拟3 个方面论述了国内外关于LNG 泄漏扩散的研究进展,尤其是近年来国内外在数值模拟方面的突破性研究成果。大型LNG 储罐泄漏后的气体扩散理论模型主要有高斯模型、唯象模型、箱及相似模型、浅层模型;通过LNG 泄漏试验获取了大量基础数据,主要包括气象条件参数、气云、液池燃烧的相关数据;在数值模拟方面,对LNG 泄漏气云扩散开展了大量研究,尤其是针对不同影响因素耦合作用下LNG 的泄漏扩散演变过程、气云变化形态、影响区域、爆炸范围等进行了模拟分析。通过对比分析发现,数值模拟方法具有成本低、精度高、可操性强等优点,既能有效拓展理论和试验研究成果,又能开展复杂工况下LNG 泄漏扩散的研究。对3 种方法的研究趋势进行了预测,提出大型LNG 储罐泄漏扩散的研究还需与接收站实际情况相结合,指出在今后的研究中应以数值模拟研究为主、试验与理论研究为辅。(图2,表2,参56)

 [2019年08期]

韩笑 刘姝 万青翠 陈玲玲 张郑挥 李波

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天然气水合物具有极高的开采价值,热激法是天然气水合物开采的重点研究方向,当前热激法的主要注热方式有注热流体、井下电加热、微波加热、太阳能加热等。对国内外热激法开采天然气水合物的研究进展进行了综述,分析了不同注热方式的优缺点:注热流体具有操作简单,流体循环利用等优点,但能量利用率较低,适用于饱和度较高的水合物开采;井下电加热热损失较小,适用于开采井井深较大的情况;微波加热能量转化率高,对水合物具有更强的靶向加热作用;太阳能加热清洁环保,符合可持续发展战略目标。微波加热和太阳能加热具有很大的开发潜力和广阔的发展前景,但目前的技术发展尚不足以进行推广。(图1,表1,参47)

 [2019年08期]

杨兆铭1 陈建磊2 何利民1 韩云蕊1 罗小明1 吕宇玲1

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旋流气液分离器能够实现高气速、高气液比工况下的气液分离,从而满足降本增效的要求。通过调研国内外水下旋流气液分离器的研究成果,对不同类型的水下旋流气液分离器进行了重点评述,从旋流场内液滴破碎机理、分离器内部流场参数等方面论述了水下旋流气液分离器的理论研究进展。结合工程实际需求,提出了水下旋流气液分离器研究中的不足及其未来的研究方向:建立水下旋流气液分离器的独立设计准则;进一步完善液滴在旋流场中破碎与聚合的理论研究;将旋流气液分离器与其他形式的分离器相结合,形成综合性的分离系统。(表1,参50)

 [2019年08期]

程远鹏1,2 白羽1 郑度奎1 李自力2

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为了更深入地了解实际集输管道中的CO2 腐蚀特性,通过高温高压动态腐蚀反应釜模拟油田集输管道的腐蚀环境,使用腐蚀失重、电子扫描显微镜、X 射线衍射及能谱分析等方法对X65 钢在CO2 /油/水环境中的腐蚀特性进行研究。结果表明:当原油含水体积分数较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65 钢表面发生均匀腐蚀,由于原油吸附的不均匀性引起局部点蚀;当原油含水体积分数为70%~80%时,原油对X65 钢表面的屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;当原油含水体积分数为90%时,台地腐蚀进一步加剧,其破坏区域扩大,X65 钢腐蚀严重。原油的存在可改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构及化学成分,从而起到一定的缓蚀作用,随着腐蚀环境中原油量的减少,其缓蚀作用逐渐减弱。(图5,表4,参24)

 [2019年08期]

刘冀宁1 董绍华2 张菁1 东静波3 陈一诺2

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以酸性气田集输管网中16MnR 和20 号钢为研究对象,开展应力诱导型氢致开裂分形试验,以验证相关理论模型的正确性。试验制备了两种管线钢的双悬臂梁试件,并将其浸入不同H2S 体积摩尔浓度的腐蚀溶液环境中,通过断口数据取样分析及计算,验证了管线钢氢致开裂的断口形貌具有分形特征,以及应力强度因子与分形维数具有对数正比趋势的关系,同时验证了氢致开裂判据模型、氢致开裂分形扩展速率模型、氢致开裂分形物理机制模型的正确性,可为在役管道氢环境下的裂纹扩展速率的预测提供参考依据。(图5,表3,参25)

 [2019年08期]

刘扬1 诸葛祥龙1,2 王志华1 张磊3

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以含蜡原油-水两相为代表的混输是油田集输生产中普遍采用的储运工艺,在油田地面工艺优化及节能增效开发的背景下,混输过程中面临的流动保障问题因油水乳化机制的影响而更为复杂、严峻。集偏光显微观察实验与普通光显微观察实验于一体,通过建立油水乳化体系中蜡晶形态及聚集行为的表征方法,实现了乳化水存在下蜡晶微观形态及聚集结构特征的直观再现,并定量化构建了乳化机制影响下蜡晶特征参数的分布规律。结果表明:随着温度升高、乳化剪切作用增强,蜡晶形态、结构趋向规则化,且其聚集行为受到抑制;含水体积分数对油水乳化体系中蜡晶形态及其聚集行为的影响则表现出在转相点附近发生特征转变。对乳化环境下蜡晶形态及其聚集行为的定量表征和分析,为深化理解管输剪切流场中油水两相蜡沉积过程的作用机制提供了必要基础和依据。(图12,表1,参23)

 [2019年08期]

于志新1 李杰2 程新新1 代馥光3 李绍松1

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针对重型液罐车在紧急避障或转弯时液体和车体相互耦合作用引发的侧翻危险,用势流理论建立液体晃动控制方程并求解液体晃动力和力矩,结合半挂车刚体模型,将液体晃动模型统一到液罐车整车模型中。在鱼钩工况下,对比分析装载等质量液体和固体在激励作用下对罐车稳定性的影响。在非稳态因素影响下,设计了最优控制策略,并进行TruckSim/Simulink 联合仿真分析。结果表明:最优控制策略提高了车辆的鲁棒性,对增强液罐车的稳定性具有指导意义。(图8,参20)

 [2019年08期]

陈海宏1,2 左丽丽2 王大鹏3 宋保强3 王莉2 吴长春2 李清平1

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双罐区的成品油管网中转油库在油罐收发油作业时,既要满足管网运行要求,又要满足罐区与油罐作业工艺流程的复杂要求,导致油罐收发油作业计划难度较大。针对给定的成品油管网批次计划,提出了一种编制双罐区中转油库油罐收、发油计划的时序递推法:通过引入罐容上限、罐容下限、油罐作业连续性、罐区作业连续性、油品沉降时间等经验规则,对罐区与油罐划分优先级,在每个时段均可选择出最合适的油罐来进行收、发油作业,确定整个计划期内任意时刻中转油库各油罐的状态(收油、发油或静置)和收油/发油流量。将该方法应用于某成品油管网的一个双罐区中转油库,验证了方法的可行性与实用性。基于该方法开发的计算机软件可以作为成品油管网双罐区中转油库油罐收、发油计划编制的有效工具。(图5,表1,参21)

 [2019年08期]

李文超 侯磊 陈雪娇 李师瑶

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为探究磁处理技术对含蜡原油降黏效果的影响,利用自行研制的静态磁处理装置研究磁场强度、磁处理温度、磁处理时间对含蜡原油降黏效果的影响;采用偏光显微镜对磁处理前后含蜡原油蜡晶结构进行观察,并分析磁处理含蜡原油的降黏原因。静态磁处理结果表明,最佳磁处理条件是:磁场强度100 mT,磁处理温度49 ℃,磁处理时间10 min,影响磁处理效果的因素按影响程度高低依次是磁处理温度、磁处理强度、磁处理时间;通过显微观察试验发现,磁场促进了含蜡原油中小蜡晶颗粒的聚集,使得大蜡晶颗粒的数量增多,液态烃的流动截面积增大,进而降低了含蜡原油的黏度,改善了含蜡原油的流动性。(图3,表4,参21)

 [2019年08期]

温凯1 夏子杰1 刘静2 黄晓茵2 王晗3 宫敬1

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管道的控制系统是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的工程指导意义。通过K-Spice 软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID 控制进行仿真,同时在SPS 软件上进行相同的单管泵阀模型的PID 控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析,验证了K-Spice 软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice 软件的PID 控制模型仿真结果较为理想,且更方便、合理,可为后续使用K-Spice 软件进行更复杂的管网系统模型控制仿真提供支持。(图8,参23)

 [2019年08期]

李世尧1 李振林1 王颖2 陈建红3

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燃气轮机在运行过程中常常因压气机积垢、涡轮腐蚀及侵蚀等问题导致部件性能衰退,对整机运行状态造成消极影响。基于性能仿真模型,研究了用于天然气管道的LM2500+SAC 型燃气轮机的高压压气机、高压涡轮、动力涡轮等部件在等熵效率衰减和通流能力变化时,其高压压气机喘振裕度、最大允许输出功率及热循环效率的变化情况。仿真结果表明:高压压气机、高压涡轮等熵效率衰减均会导致燃气轮机最大允许输出功率明显下降,且热循环效率随之降低,但部件通流能力的变化对整机性能的影响较小;为双转子航改型燃气轮机配备具有可转导叶的动力涡轮后,通过增加其通流能力和燃料气供应量,能够有效提升处于亚健康状态机组的最大允许输出功率。研究结果可为故障部件定位和燃气轮机运行优化提供参考。(图10,表1,参20)

 [2019年08期]

林棋1 娄晨2 向奕帆1 潘涛1 杨金威1 左栋1 叶尔博1

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在长输天然气管道运行费用构成中,压气站自耗气费用成本占比50%以上,基于能耗最优的压气站运行优化具有重要意义。以中亚天然气管道加兹里压气站为例,针对该站场存在的高温天然气输送及不同输量与压缩机组匹配的特殊运行工况,借助SPS 仿真软件及历史运行数据,模拟计算了不同工况下自耗气量的变化规律,量化分析了不同工况所导致的额外自耗气量。模拟结果表明:压气站进站天然气温度每上升5 ℃,压缩机组自耗气量增幅6%;在一定的输量范围内,采用低效率的双机组运行模式,每天将增加1×104~3×104 m3 自耗气量。由此制定了基于月度输气计划压气站能耗优化的压缩机组匹配工艺方案,可为长输天然气管道压气站开展能耗优化提供参考。(图6,表6,参25)

 [2019年08期]

刘超1 贾东卓1 赵洪亮1 余冬2 韩雨豪3 雍晓乐3 乔威力3

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RB211-24G 型燃气发生器广泛应用于天然气管道压缩机组,由于设备不断改型、采购批次不同等原因,燃气发生器可调进口导向叶片部件在构型上存在差异,压缩机组现场控制系统在软硬件上也存在差异。作为燃气发生器的核心组成部分,可调进口导向叶片在燃气发生器启停机和正常运转过程中具有非常关键的作用。通过深入比较不同构型之间的差异,总结出莫格阀的控制特性,对不同控制系统软硬件进行对比,提出了相应的控制系统改造方法。现场应用结果表明:该方法可以实现对可调进口导向叶片的有效控制,减少压缩机组空机位,提高设备利用效率,并提升管网的保障能力。(图3,参20)

 [2019年08期]

杨烨1 贺琳珺2 崔岳2 常礼明2 董彩虹3 王兆兵2

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LNG 工厂冷剂压缩机多次启动将会造成物料损耗和环境污染双重问题,迫切需要对压缩机启动方案进行优化。以昆仑能源黄冈LNG 工厂为例,其乙烯制冷循环系统冷剂装填完毕后,需在压力上涨至设计值前立刻启机,否则压力过高,将导致压缩机启动负荷过大而启机失败,每次启机失败均需将系统压力释放至0.6 MPa 后方可再次尝试启动。根据2015—2017 年该厂乙烯压缩机多次启机数据,利用层次分析法进行数学建模。通过对比优选,提出了压缩机一次性启动方案:在压缩机处于2 200 r/min 低速运转期间,打开放空阀,充分冷却机体后再升速;在升速过程中,当入口温度低于-40 ℃、压力低于当前温度对应露点的压力、喘振阀开度调整至压缩机电流小于1 200 A时,保证机体不发生振动联锁和超负荷,从而一次性启机成功。该方案解决了压缩机反复启动问题,可为其他LNG 工厂科学开工提供借鉴。(图4,表1,参19)

 [2019年08期]

蒋文明1 杜仕林2 吴君强1 刘杨1 边江1

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水环发生器是水环输送稠油技术的重要装置,为了改善水环稳定性和提高输油效率,对水环输送稠油的减阻机理进行讨论,并采用数值分析的方法对水环发生器结构进行优化。采用VOF(Volume of Fluid)模型建立了水环流动数值模型,并完成了模型验证,研究了水环发生器不同间隙厚度对其稳定性的影响,探讨了水环发生器间隙厚度对水环输油效率的影响,_____得到了水环发生器最佳间隙厚度。结果表明:间隙厚度存在一个最佳值,过小不利于水环的形成和稳定,过大则会降低输油效率。研究结果为水环输送高黏原油提供了理论指导。(图10,参22)

 [2019年08期]

刘达希 刘霄 张俊 苏鑫 周宏

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往复压缩机出口管道振动容易引起管道疲劳破坏,可以通过改变管系内气柱的固有频率来避开往复压缩机的激振频率。结合往复压缩机与管道系统的振动机理及减振方法,建立了往复压缩机结构等效数学模型,利用振动分析软件对机体进行声学脉动模拟,并依据分析结果对其出口管道进行减振设计。研究结果表明:增设孔板可明显降低往复压缩机出口管道的固有频率,使之避开共振响应区域,降低管系气柱压力不均匀度和脉动幅值。模拟结果为往复压缩机的安全使用与疲劳计算提供了科学依据,也为后续的配管设计工作提供了参考。(图2,参22)

 [2019年08期]

郭守德1 王强1 林影2 姜昌亮3 王珀1

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伊洛瓦底江穿越是建设期中缅油气管道的控制性工程之一,采用定向钻方式分别穿越主河和岔河,管道从江心岛直埋通过。由于伊洛瓦底江两岸未采取规范治理,河道不断摆动,导致管道穿越出土点位置处河岸不断塌陷,管道濒临露管风险。为了确保管道安全运营,经过实地调研与分析,制定了一套经济可行的临时整治方案:木桩石笼透水丁坝群+木桩石笼护岸。现场实施结果表明:该方案能够经受住汛期考验,取得了较好的防护效果,可为今后类似工程的治理提供借鉴。(图1,表4,参24)

 [2019年08期]

郝晓平1 黄晓雯1 高志刚2 王留涛3

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中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,提高管道安全管理水平,尤其是有效的线路巡护,对于减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受油气管道沿线地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护方式表现出一定的局限性,制约了巡护质量和效率。为了解决该问题,研究利用无人机技术对油气管道进行巡护的方法,并结合油气管道企业实际情况开展了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高巡护效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。(表3,参27)

 [2019年08期]

张宗杰 孙启敬 熊长征 项中超 惠海军

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近年来,中国天然气管网建设事业迅猛发展,同时也滋生出了诸多安全隐患。为了分析天然气管网与其他基础设施在空间、功能上的复杂相互作用关系,以及其中隐含的安全风险,研究引入了相互依赖性的概念,并提出了一种基于相互依赖性的风险分析方法,其包括半定量分析和定量分析两部分。结合该风险分析方法,提出了降低相互依赖性及其风险的建议。

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李伟 淡勇 武玮 王珂 赵恒锐 王利涛

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针对油气输送管道内两表面裂纹相互影响的情况,运用有限元方法,模拟分析了X80钢制管道内三维表面裂纹尺寸、裂纹间距对裂纹应力强度因子的影响规律。研究结果表明:两裂纹(分别为固定裂纹与可变裂纹)的间距越大,两裂纹相互作用越小,当间距达到或超过一定值时,对应力强度因子几乎不产生影响,仅需考虑主要裂纹对管道寿命的影响;可变裂纹的相对壁厚比越小或形状比越大,两裂纹相互作用越小,当相对壁厚比小于0.2或形状比大于0.8时,可以忽略其对应力强度因子的影响,且形状比对最大应力的影响远远小于壁厚比与裂纹间距对最大应力的影响。

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周冬林 王立东 焦雨佳

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中国盐岩大多以层状产出为主,盐岩地质条件复杂多变,盐层溶腔形态各异,研究层状盐岩溶蚀成腔的形态特征和主要影响因素,可以为优化造腔工程设计、高效建设储气库提供参考。利用金坛、楚州、五里铺及应城等盐矿的盐层地质资料、生产资料、腔体声呐检测数据,从生产方式、造腔排量、埋藏深度、盐岩品位、夹层厚度及地层倾角等方面分析了各因素对盐腔形态的影响。结果表明:金坛和楚州地区盐腔形态较为规则,五里铺腔体形态和应城盐矿盐腔形态不规则,单井对流或双井对流溶蚀形成的腔体形态相近,盐腔的溶蚀形态是多种因素综合作用的结果,其中盐岩品味和夹层是影响腔体形态规则的主要因素,地层倾角是造成腔体偏溶的决定性因素。研究结果可为储气库井位设计和造腔设计提供依据。

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胡群芳 孙桐 王飞 宁超列 张鲁冰

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腐蚀深度预测对于城市燃气管道的安全运行具有重要的意义。为更准确地预测燃气管道腐蚀深度及置信区间,通过模型参数的概率分布,采用贝叶斯估计方法,提出了燃气管道最大腐蚀深度在不同样本独立性下的非线性预测模型,并利用MCMC方法对模型进行求解。结果表明:建立的腐蚀深度预测模型可以较好的预测城市金属燃气管道在不同样本独立性下的腐蚀深度及其置信区间,可以用于定量评估金属燃气管道的腐蚀安全问题。

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赵仁杰 侯磊 刘婉莹 张皓峤

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气田集输系统为多级网络结构,通常采用分级优化的方式进行设计,且在计算过程中忽略地形起伏,将障碍物区域简化为平面凸多边形,其计算结果与工程实际相差较大。为了优化设计方案,以管网总长度最短为目标函数,将不同级别站点间的隶属关系、处理量、空间位置限制作为约束条件,建立了多级星状集输管网整体优化模型。在模型中引入三维地形和障碍因素,包含大量离散变量和连续变量,且约束条件呈非线性。为提高全局寻优能力,采用蚁群算法和粒子群算法相结合的群智能技术求解,为复杂地形的管网拓扑优化提供了高效准确的方法。算例计算结果表明:地形起伏和障碍影响管道走向、站点位置、管网长度,对真实地表特征进行模拟,实现三维曲面上的最优避障路径规划,基于三维地形和障碍的集输管网长度增幅约20%。

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鲁晓醒 檀为建 胡雄翼 张士英 张雁京 李娇 杨东海 徐沛扬

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高含水期油井可在原油凝点以下进行低温集输,但集输温度低于其粘壁温度时,会发生原油在壁面粘附积聚的情况,影响油田实际生产运行。基于大量的油田现场实验,利用可视化的实验装置,通过停三管伴热降低油水进站温度的方法,研究华北油田高阳区块油水两相流在不同进站温度下的管输流动特性,得到了进站温度与压降间的关系,并发现粘壁温度下压降突增的现象,从而得到了油田现场测定高含水期油井原油粘壁温度的方法,并测得了高阳区块3口典型油井的粘壁温度,其实际生产条件下的粘壁温度均低于原油凝点3~4 ℃,且油井液量越大,含水率越高,粘壁温度越低。提出的粘壁温度测试方法,对华北油田高含水期油井实现低温集输具有重要的指导意义。

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王良旺 梁栋 黄国健 蒋漳河 王新华 王伟雄

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为了探究小型储罐充装柴油过程闪火事故原因,搭建了储罐装卸油静电测试实验平台,对金属管道在储罐底部、顶部和金属骨架塑料软管在储罐顶部输入柴油过程储罐内静电电势进行实验研究。实验结果表明:事故企业采用的金属管道底部输油方式在储罐内积聚的静电能量大于柴油蒸气最小点燃能量;保持储罐良好接地是预防储罐充装柴油过程静电引燃事故的有效措施;选用金属管道顶部输入并将管道深入到罐底、在输送管路中靠近储罐位置安装静电逸散罐、控制注油速度等措施均能降低静电风险;储罐内油品输出过程也能产生危险静电电势。

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王霞 段庆全

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油气管道风险分析对改善油气管道安全现状具有重要意义,能否准确评估各个风险因素的相对重要程度则是油气管道风险分析的关键。提出了五标度法原则,并结合改进层次分析法计算油气管道安全风险的指标权重,进而判断指标的重要性,以期准确、快速地对油气管道安全状态进行分析和评价。通过对近几年国内公开报道的油气管道事故发生的原因进行整理、统计及分析,发现该方法计算的权重与统计结果高度吻合,验证了该方法的准确性。

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黄芳飞 林德才 王博 陈晨 吴海浩 康琦 史博会 宫敬

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多相混输携砂机理的基础研究,是海上油气开发和天然气水合物试采过程中防止气-液-固浆液在多相混输流动体系中形成堵塞的关键。目前,油气开发及水合物试采过程中常常出现出砂现象,故系统地总结了多角度管路中气-液-砂多相临界携砂的实验研究成果,基于此综述了多角度管路中气-液-砂多相临界携砂机理及临界携砂流速的关键影响参数——管道倾斜角度、管道直径、液体黏度、颗粒体积分数,并深入分析和总结了临界携砂流速曳力系数计算的研究进展,为油气开采与水合物试采过程中避免出砂带来的安全问题提供了基础理论依据,并指出了目前研究中存在的问题及今后研究的方向,对多角度管路中气-液-砂多相混输具有一定指导意义。

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董恒 张艺 时光宇 胡京民 夏茂进 马云龙 程浩力

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内蒙古河套地区某区域因经济发展及水利建设需要,筑坝形成泄洪库区,邻近新建库区且处于低洼地段的某在役输油管道因水位上升导致地表水积存而被淹没于水面以下,为了防御输油管道因地表环境变化而面临的冲刷风险,探讨了国内外模袋混凝土护坡技术的发展现状及常见问题。通过调研管道所在地区河流、沟渠等水利工程中模袋混凝土护坡技术的应用实例,结合模袋混凝土护坡施工便利、工期短、耐冲刷、整体性好、后期维护费用少等技术优势,提出了采用模袋混凝土技术对隐患管道进行保护的设计方案:对管道上方填土覆盖并形成管堤后,在管堤两侧进行模袋混凝土护坡保护,并设置通水涵洞。模袋混凝土护坡所具有的特点及优势可为日后油气管道类似隐患整治及河流沟渠穿越工程施工提供借鉴。

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郑欣 邢建国 李东明 黄楠

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调压装置关键阀门在天然气长输管道输气站的应用越来越多,为了促进天然气调压装置的国产化发展,需要对其关键阀门进行全面梳理与深入研究。通过分析关键阀门的工作原理、性能特点及结构,针对现场实际工况,对关键阀门的选型和应用作出论述。结果表明:调压装置关键阀门在天然气输送和储存中起到了重要作用,国产阀门的主要技术指标已经达到国际同类产品的先进水平。天然气调压装置关键阀门研究对带动中国制造业发展,促进油气管道降本增效具有重要意义。

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迟艳芬

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海底管道压力试验作为管道投产前的关键验收环节,是业主与施工方的关注焦点。南海深水表层水温与海底温差较大,管内介质与管道周围环境完成热量交换才能进入标准规范要求的保压状态,试压时间很长,对工程成本和投产日期影响较大。因此有必要研究一种既能证明管道的安全、稳定,又能在规定时间内满足投产条件的分析方法。以茂名石化海底管道项目为例,通过详细分析现场数据,对压降进行工艺模拟计算,总结了一种快速验收方法。应用结果表明:该方法可以保证海底管道试压压降波动的合理性和安全可靠性,缩短了试压时间,确保了项目的按时投产。同时分析了试压压降产生波动的原因,对深海海底管道试压具有一定的借鉴意义。

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杨烨 李魁亮 卢绪涛 孟韩 郝勇

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在夏季高温环境下,大型LNG工厂易发生设备异常停机问题。以昆仑能源黄冈LNG工厂为例,基于其某年满负荷下各主要装置的循环水冷却、空温器冷却、自然散热等冷却温度点典型数据,运用层次分析法建模,对夏季高温诱发安全问题的各项因素进行权重量化,结合工厂工艺控制参数,制订夏季安全生产方案:当气温超过40 ℃时,开夏季喷淋系统,严格控制循环水出口、丙烯冷凝器循环水进出口水、贫液空冷器胺液出口、酸气空冷器酸气出口的温度分别低于32 ℃、42 ℃、55 ℃、55 ℃;再生气经过再生气空冷器,其再生气后冷器的温度低于35 ℃;压缩机润滑油温度应低于45 ℃;循环水系统进油站换热温度则低于30 ℃。研究结果表明:大型LNG工厂的夏季安全生产不能单一停留在传统的“夏季四防”工作、条例化的安全守则上,应结合生产实际需要,以生产平稳率为前提,将定性的夏季高温诱发问题量化为科学权重,制订切实可行的解决方案,降低生产风险。

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封面 [0-0]
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 [2019年07期]
目录 [1-4]
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 [2019年07期]
张毅1  刘晓文1  张锋1  邹鹏2  王宽龙3
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随着高钢级、大口径、大壁厚管道的建设,以及对油气管道运行安全和环境保护要求的日益提 高,传统的手工焊和半自动焊已不能满足施工质量和效率的要求,自动焊技术开始大面积推广应用。 自动焊技术是基于坡口、组对、焊接于一体的管道施工技术,采用液压传动技术、机械制造技术、自动 控制技术结合焊接工艺,完成现场管口的焊接任务,其焊接质量和焊接效率的稳定性在流水施工作 业过程中优势明显。系统介绍了自动焊技术特点,阐述了国内外管道坡口机、内焊机、外焊机以及自 动焊技术的发展现状,并对未来自动焊装备的发展趋势进行了展望。(图 5,表 2,参 21)
 [2019年07期]
俞光灿 李琦芬 宋丽斐 潘登宇 谢伟 王朝龙 杨镇阁
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LNG 是一种低温、热值高的不可再生能源,在 LNG 气化使用过程中会释放丰富的冷能,若能 有效加以利用,会带来极大的经济效益与环保价值。目前,LNG 冷能的利用方式种类繁多,工艺流 程复杂,不利于实际项目对 LNG 冷能利用方案的选择。在分析国内外 LNG 冷能利用方式与工艺 流程的基础上,按照冷能利用原理的不同,将 LNG 冷能利用方式划分为 3 种:转换能源形式、单一 换热及伴随热质交换。对这 3 种 LNG 冷能利用方式的基本原理与工艺流程进行总结分析,以便于 实际 LNG 冷能利用项目选择适合的冷能利用方式。此外,对目前 LNG 冷能的综合梯级利用方案 进行了归纳总结,为 LNG 冷能的合理梯级利用提供了参考。(图 24,参 47)
 [2019年07期]
王剑波1  王晓霖2  周立国2  邵玲2,3
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为了优化油气管道风险因素权重分配,提高管道风险评价结果的准确性,迫切需要一种适用 于油气管道风险因素的赋权方法。通过对国内外油气管道事故进行统计,明确了油气管道的 6 类风 险因素;建立了基于灰色关联理论与熵权理论相结合的权重赋值模型,确定油气管道风险因素的主 观权重和客观权重,并基于偏差最小化理论建立了动态的风险因素集成权重模型。以某输油管道为 例,选取 4 个有代表性的时间节点,求解 6 类管道风险因素的主观权重、客观权重及集成权重。结果 表明:基于主客观集成权重的管道风险因素赋权方法能够有效计算各风险因素的权重,可应用于各 类油气管道的风险评价中。(表 5,参 26)
 [2019年07期]
李修波1,2 余建星1,2 樊志远1,2 余杨1,2 于国友1,2
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为了研究腐蚀疲劳裂纹在蚀坑处萌生位置差异的本质及预测腐蚀疲劳裂纹起始寿命,采用双 参数模型描述点蚀坑形貌,并基于三维有限元模型分析不同点蚀坑形貌下的应力集中情况。基于 此,分析了蚀坑深度、深径比及位置等参数对蚀坑不同位置应力集中的影响规律。依据腐蚀疲劳现 象学观点,建立了三维双参数点蚀坑腐蚀疲劳裂纹萌生评估模型,分析不同蚀坑形貌下腐蚀疲劳裂 纹萌生的临界值。研究表明:控制腐蚀疲劳裂纹萌生的条件主要为蚀坑深度和蚀坑形状;萌生于蚀 坑处不同位置的腐蚀疲劳裂纹的临界值均可采用蚀坑临界深度值表示。所建模型的有效性和合理 性得到了有效验证,为工程实际中遭受腐蚀疲劳损伤结构的腐蚀疲劳起始寿命预测提供了一种可行 性方法。(图 5,表 3,参 24)
 [2019年07期]
陈兵1  任科洋1  白世星1  石毛毛1  庞斌2
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桁架作为油气管道跨越某些障碍物时的支撑体之一,若发生破坏会威胁油气管道的安全运行, 对已发生破坏的桁架设施进行安全评价十分必要。普光气田 P201~P301 桩某冲沟跨越因实际施 工时变更设计方案、场地沉降的原因,桁架西端工字梁腹杆发生变形、管箍发生损坏。以该跨越桁架 为研究对象,建立跨越结构在沉降状态下的有限元模型,运用 AUTOPIPE 软件对桁架变形与受力 情况进行分析。结果表明:桁架的 3 根长弦杆是安全的;最西端横梁的轴向内力、垂直方向剪力、水 平方向弯矩均远远大于东端横梁的受力与弯矩,其所受的最大相当应力超过许用应力,处于不安全 状态;除最西端横梁外其他横梁均是安全的。针对西侧横梁的不安全性,建议去除桁架西侧盖梁顶 与工字钢中间的支撑构件,以减少受力,并需定期对该桁架设施进行检测。(图 7,表 3,参 20)
 [2019年07期]
王贵君1  李东1  刘存宽1,2 刘熙媛1  张岭1
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为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件 FLAC3D, 建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围 岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐 岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆 炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴 储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。(图 8,表 2,参 20)
 [2019年07期]
王海燕1  王春升1  李玉星2  蔡晓华3
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为研究气液两相流的流型变换规律,建立高计算精度的气液两相流水力计算模型,以 Shoham 和 Kokal 的实验数据为基础,对通用流型判别法、改进的 Taitel-Dukler 流型判别法及段塞流特征分 析法用于气液两相流流型判别的效果进行验证。基于以上 3 种判别方法,给出流型判别图,并与实 验数据进行对比,总结出 3 种判别方法的特点。结果表明:通用流型判别法和段塞流特征分析法对 气液两相流流型的判别结果较好,其中通用流型判别法的计算适用性更强,研究成果为气液两相流 水力计算提供了流型判别算法的选取依据。(图 2,表 1,参 21)
 [2019年07期]
冉莉娜1  郑得文1  罗天宝2  完颜祺琪1  垢艳侠1
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地下储气库在调峰保供中发挥着不可替代的作用。盐穴地下储气库属于洞穴型储库,在建设 方面具有建设周期长、投资高、工艺技术复杂等特点,但其无需达容时间,可边建设边投产,垫底气比 例低且可完全回收。盐穴地下储气库具有采气能力大、注采气灵活、天然气耗损率低等运行特征,不 仅能够满足常规季节调峰需求,也能满足日、小时调峰及应急调峰需求。通过分析国内外盐穴地下 储气库建设运行数据,梳理金坛地下储气库在实际运行中发挥的重要作用,针对盐穴地下储气库功 能定位进行思考,为盐穴储气库的进一步优化合理发展提供参考。(图 3,表 3,参 20)
 [2019年07期]
黄思 危逸枫 郭晨光 康文明
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为了验证开源软件 OpenFOAM 在化工泵数值计算中的准确性,以 OpenFOAM5.0 为平台, 在 0.3 Qd~1.4 Q(d Qd 为设计工况流量)的工况范围内对 IH 型化工离心泵进行稳态和瞬态全流 场数值计算。流动控制方程选取标准 k-ε 湍流模型,稳态和瞬态计算分别采用 simpleFoam 和 pimpleDyMFoam 求解器。通过后处理软件 ParaView 显示计算得到的泵内流速、压力及流线分 布,分析泵内旋涡与流动损失的关系,预测计算泵的扬程、输入功率及效率等外特性参数。在同样 的计算模型、网格及边界条件下,将开源软件 OpenFOAM 和商用 CFD 软件预测计算的泵性能参数 与实测结果进行对比,结果表明:OpenFOAM 在化工泵性能预测方面有较高的精度。(图 6,参 23)
 [2019年07期]
刘德仁1  汪鹏飞2  王旭1  胡渊
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为了治理冻土区埋地油气管道管沟融陷工程病害,通过对管道病害现场调查,结合现场地质 勘探、含水量试验测试及管周土体温度监测,分析了融陷病害的发生机理,并结合管沟融陷形成因 素,提出了相应的防治措施。结果表明:冻土区埋地油气管道管沟融陷病害的发生与地层土质、土 体含冰量、冻土类型、管道热扰动及施工方式等因素有关;冻土区埋地油气管道的敷设应选择合理 的施工季节,综合分析冻土环境因素,确定合理的管道埋设深度,设置管道隔热保温措施,加强管道 运行状态监测和科学管理,从而保证管道安全运行。研究成果可为冻土区埋地油气管道的设计、施 工及安全运营提供借鉴。(图 3,表 1,参 19)
 [2019年07期]
姚子麟1  涂庆2  季寿宏3
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为了研究管道内检测器皮碗过盈量对皮碗力学行为的影响,以直径为 800 mm 的管道的内检 测器皮碗为研究对象,分析聚氨酯材料的力学特性,建立用于分析管道内检测器皮碗过盈量的二维 轴对称有限元模型。通过计算分析,得到了皮碗过盈量为 0 ~10%时,唇缘接触应力、唇缘接触长 度、夹持端角度、唇缘角度、皮碗折点内外侧应力的变化趋势,并拟合得到了过盈量与上述参数之间 的关系。结果表明:随着皮碗过盈量增加,皮碗唇缘应力趋势由指数下降趋势逐渐转化为线性下 降趋势;皮碗唇缘接触长度、夹持端角度的增长速率随皮碗过盈量增大而快速增加;折点内外侧应 力增长速率均随皮碗过盈量增大而减小;皮碗唇缘角度随着皮碗过盈量增大而线性减小。(图 8, 参 23)
 [2019年07期]
段纪淼1  王岩2  刘慧姝1  谷科城1  管金发1  李江1  舒丹1
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随着中国人口的增长和工农业生产规模的持续扩大,土壤污染问题日益严重,石油类污染物 对土壤的污染是当前土壤污染的突出问题。通过模拟野外土壤密度和含水条件,开展了室内土柱实 验,分别研究了 0# 柴油在含水土壤中毛细上升、下渗及水平运移的特性,为全面了解石油类污染物 在土壤中的运移行为,石油泄漏后的污染控制与治理提供依据。研究结果表明:柴油在土柱毛细上 升的过程中,运移初期和末期上升高度的平方均与时间呈线性关系;油品泄漏后,污染土壤的主要 运移方式是重力下渗,大颗粒土壤条件下,柴油的运移以重力下渗为主要运移方式,而对于小颗粒土 壤,毛细作用将显著影响柴油的运移;柴油下渗运移速率明显高于毛细上升的速率;柴油水平运移 的初始阶段,运移速率明显高于毛细上升速率,在末期两者运移速率趋于一致,说明分子级别的铺展 作用受重力的影响较小。(图 9,参 24)
 [2019年07期]
李刚1  王耀忠2  邢海峰3  郑大海2  林晓晖1  曾科宏1  杨文明1  闫会朋1
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由于石油天然气的特殊性,管道周围存在多处非破坏性干扰事件,给预警系统报警的准确性 带来了巨大挑战。为提高有背景干扰情况下对破土事件(Excavation Acitivity,EA)的检测水平, 开发了破土事件检测(Excavation Acitivity Detection,EAD)算法。利用光纤管道安全预警系统 (Pipeline Security Forewarning System,PSFS)在西气东输武汉—鄂州段的现场数据,建立了 EA 和 干扰事件(Non Excavation Acitivity,NEA)数据库。根据信号特性提炼了振动信号的 Pisarenko 谐波分解特征、相邻采样点的 Itakura 距离特征、Mel 频率倒谱系数特征,设计了隐马尔科夫模型 (Hidden Markov Model,HMM)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)双层分类结构,由 HMM 计算最优状态序列,然后输入 SVM 分类器区分信号中是否有 EA。结果表明:该 EAD 算法 结构能够有效提升有背景干扰情况下 EA 信号的检出率,经现场测试 EA 信号检出率为 85.5%。研 究结果可为光纤管道安全预警系统在开放性现场的应用提供理论依据。(图 4,表 1,参 27)
 [2019年07期]
李振北1,2 张菊1  荆睿1  何肖宁1  胡铁华2  孟祥鹏3
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橡胶筒是油气管道内封堵器封堵模块中的核心部分,为了研究橡胶筒轴向长度对封堵过程的 影响规律,通过橡胶材料的力学性能测试及材料非线性和接触非线性理论研究,结合动力学有限元 仿真分析方法,建立了封堵器橡胶筒封堵过程力学模型。利用该模型进行了不同长度橡胶筒封堵过 程的模拟仿真分析,总结了橡胶筒长度对封堵性能的影响规律。研究表明:在同样的驱动力作用下, 随着橡胶筒有效长度的增加,橡胶筒与管壁之间的接触力不断减小,对应的等效应力和接触应力也 减小。因此,在封堵器橡胶筒选型阶段,在保证压缩后有效密封长度大于封堵所需安全长度阈值的 前提下,应尽量选择有效长度相对较短的橡胶筒结构。(图 5,表 3,参 22)
 [2019年07期]
李睿
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为了研究天然气管道的泄漏定位技术,结合龙格-库塔法,建立天然气管道的数学模型。利用 该模型,基于试验仿真系统模拟天然气管道泄漏,并计算得到泄漏点位置;将定位结果与传统次声 波检测定位结果进行对比,验证基于龙格-库塔法的管道泄漏检测技术的定位精度。仿真试验表明: 采用龙格-库塔法的泄漏检测定位技术能快速、简单地检测管道中的泄漏,当流量为 210~400 L/min 时,定位精度可由次声波检测的 3~10 m 减小到 0.5~4 m。该泄漏检测技术相比传统的次声波检测 更加先进,提高了检测定位的精度,未来可以对该技术加以改进,并进行推广。(图 5,表 4,参 24)
 [2019年07期]
马纪伟1  孟涛1  李文婧2  任世杰1  宋素芳
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为更加准确地确定盐岩变形参数,利用弹性力学理论推导出常规三轴压缩试验确定盐岩变 形参数的计算公式。对某地下盐穴储气库区盐岩试样进行单轴、三轴压缩试验,对比分析两种试验 方法获取的盐岩变形参数结果;并研究以单轴压缩试验为依据确定盐岩变形参数时,应力-应变曲 线不同变形段的选择对变形参数的影响。结果表明:当采用初始弹性变形阶段的应力-应变增量求 取盐岩变形参数时,利用三轴压缩试验方法所得到的结果更接近实际;以单轴压缩试验为依据确 定的盐岩弹性模量及剪切模量与实际有较大误差,对应抗压强度5%~10%弹性变形段参数结果较 10%~30%弹性变形段参数结果更为准确。研究成果可为合理确定盐岩变形参数提供参考依据。 (图 2,表 3,参 20)
 [2019年07期]
张成斌1  张亚琴2  胡谋鹏1  杨松涛3
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由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性影响很大,洞室的稳定性、耐久性对所储油品的 密封极为重要,且洞室的稳定性关系到整个项目的成败。依托辽宁某真实地下水封石油洞库工程, 对其稳定性进行 FLAC3D 数值分析,研究储油洞室在实际施工开挖工况下的稳定性,并从围岩应力 和位移变形两方面研究无支护和有支护两种工况下洞室的稳定性。结果表明:储油洞室处的围岩 均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。通过模拟分析得到了洞室在开挖过 程中的薄弱部位,应该在设计和施工中加强支护及监控量测。研究成果为大断面地下水封石油洞库 储油洞室稳定性的研究提供了理论依据。(图 7,表 2,参 23)
 [2019年07期]
张海龙1  陈建恒2  赵晓乐2  杨东海2  何利民2  翟兴磊1  单从云1
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为了研究深水油气田塔式立管系统气液两相流压力波动特性,通过室内试验分析了不同流 型下的压力变化特征、压力波动幅值等。室内试验得到了 6 种流型,每种流型对应特定的压力波动 形式,且最大波动幅度出现在严重段塞流向稳定流转变过程中的过渡流型 II 上。通过分析立管底 部的最大、最小压力,得出如下规律:压力波动幅值随折算气速的增加呈现先增大后减小的趋势, 且流型的转变对气速的敏感性高于液速。通过概率密度函数(Probability Density Function,PDF) 和累计分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)的统计学分析,得出系统压力的 PDF 和 CDF 曲线在各种流型下的分布形态:下倾管底部压力 PDF 曲线在严重段塞流下高压区单峰特征显 著;过渡流型下左右两峰相当,呈两端高、中间低的形态;稳定流型下峰值数量增加、压力范围集中; CDF 曲线在高压区的拐点与 PDF 曲线的峰值对应。跨接管底部压力 PDF 曲线峰值均处于低压区, 且中间高、两端低。在严重段塞流下,曲线呈现双峰和三峰分布,稳定流表现为单峰对称分布。结合 压力 PDF 和 CDF 曲线可辅助分析和判别流型,并直观获得塔式立管系统压力概率分布特征,以此 作为其疲劳损坏和安全评估的参考依据。(图8,表 1,参 21)
 [2019年07期]
李明菲1  薛向东1  马健2  郑宇恒3  薛鲁宁1  郑洪龙1  艾慕阳1  段林杰1
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中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受 到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了保障大型天然气管网系统安 全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠 性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的 3 层系统可靠性评价指标体系, 建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管道/站场系 统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→ 基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设 备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研 究成果为今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。(图 6,参 27)
 [2019年07期]

李汉勇 韩一学 张航 宫敬

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多气源供气是城市燃气未来发展的必然趋势,为了确保用户安全、环保地利用各类燃气,需要制定燃气互换原则。以北京市多气源供气格局为例,选取典型大气式燃气具,利用高精度动态配气系统配制模拟气源,实验测定燃气具的气质适应性区域。结果表明:部分燃气具会产生CO排放超标的现象,需采取相应的规避措施;北京市远期规划LNG气源全部分布在北京市燃气具互换域之外,若直接与北京市基准气进行置换,会造成大部分居民用户灶具CO排放超标,不可互换;北京市其他规划气源全部分布在互换域之内,可以互换。研究结果有望对国内外城市的燃气互换实践和燃气企业的生产经营活动提供必要的参考。

 [2019年07期]

王丹 宫敬 康琦 石国赟 杨居衡

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针对深水天然气-凝析液生产系统的流量调和问题,采用主从式-粗粒度混合并行遗传算法(Hybrid Parallel Genetic Algorithm,HPGA)求解得到单井流量估计值,以弥补传统遗传算法(Simple Genetic Algorithm,SGA)计算耗时长的缺陷。HPGA基于多核PC集群的分布式储存,通过线程和进程两级并行实现;节点内部使用主从式并行模型(Master-slave Genetic Algorithm,MSGA),在多节点上应用粗粒度并行模型(Coarse-grained Parallel Genetic Algorithm,CGGA)。以某气田两井生产系统为例,通过对比HPGA、MSGA及SGA的计算时间和计算结果,研究HPGA在虚拟计量应用中的并行性能。结果表明:HPGA的并行效率和加速比占线性加速比的比例均在70%以上,计算时间显著减少,且流量估计误差降低,满足工程运行离线分析的需求。同时研究了加速比和并行效率随进程数和种群数的变化规律,以探讨并行开销的影响。

 [2019年07期]

张东旭 黄启玉 池坤 时浩 朱昌成 程显闻 李荣彬 朱祥瑞

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差式扫描量热仪(DSC)、核磁共振波谱仪(NMR)及其衍生的核磁共振成像技术(MRI)作为水合物不同尺度研究的重要手段,可用于水合物成核、生长、分解过程热流曲线的获取,结构信息识别及多相态表征,日益受到国内外学者的广泛关注。阐述了3种方法在水合物研究中的应用现状,介绍了DSC恒压变温和恒压恒温宏观实验方法在水合物热力学和动力学方面的研究进展,总结了MRI在水合物相变过程中微观可视化的研究成果,综述了NMR在水合物结构识别、混合气体水合物中客体分子组成、孔穴占有率及水合数等分子尺度信息获取的应用情况。针对3种方法的优劣和特点,提出了将DSC与NMR结合,进行水合物生成和分解过程多尺度系统研究的建议。

 [2019年07期]

薛旭艳 田奕丰

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目前中国对放空立管与天然气站场的间距按照GB 50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》来确定,但该规范未对放空量大于4×104 m3/h的立管与站场的间距做出相应规定。在考虑了放空立管与站场间距的主要影响因素风速与允许辐射热强度的情况下,利用挪威船级社PHAST软件分别计算了冷放空天然气的扩散、点火放空天然气燃烧辐射热影响强度与范围,并给出了50%的爆炸下限(Lower Flammable Limit,LFL)浓度边界空间分布以及允许热辐射强度为4.73 kW/m2的辐射热影响范围。研究结果确定了放空立管与天然气站场的间距,为站内设备操作区、人员住宿区、控制室、值班室等建构筑物的平面布置、站场征地提供了理论依据。

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郑思佳 罗敏 别沁 刘颖

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为探究输气站场轴流式调压阀在气-固两相流中的冲蚀特性,以典型轴流式调压阀为研究对象,采用壁厚测量实验和CFD数值模拟的方法,分析了阀体在不同开度下高流速的分布特点及其对关键部分冲蚀速率的贡献,并基于Tulsa模型建立了调压阀冲速率计算模型。结果表明:入口变径管和阀芯笼套处流速高于阀体内流速,属于磨损严重区域;在运行的5年中,开度30%时对冲蚀速率的贡献为1.7%,开度70%时为42.1%,开度100%时为56.1%;随着开度的增加阀内各处冲蚀速率呈增大趋势;建立的调压阀冲速率计算模型,修正了原模型中冲击角度函数f(a),发现当f(a)中X为0.54,Y为-0.91,Z为0.79,M为0.1,N为0.64时,该模型预测精度较高且具有较好的适应性。

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梁萌 彭盈盈 张燕云 孙黎 任重远 张奇 杨英

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中亚俄罗斯地区是世界第二大油气聚集区,大规模油气开采得益于强有力的油气输送设施,域间各国的合作体现在彼此过境油气输送。中亚油气出口对俄罗斯存在严重依赖,为保障能源出口安全,中亚各国纷纷出台出口多元化政策,但收效甚微。目前,哈萨克斯坦油气出口仍高度受俄罗斯控制,中亚他国要么无法摆脱俄罗斯,要么多元化进程受阻。主要原因在于该地区复杂的地缘局势,美、俄、欧多重势力与利益冲突,多元化之路并非坦途,背后实为大国力量的博弈与再平衡,深受政治、经济、外交、能源等多重因素影响。未来中亚能源出口多元化必将促使俄罗斯过境地位的下降,但鉴于背靠背的地缘关系,俄罗斯的主导作用仍难以取代,双方将在合作与竞争中前行,促进与抑制并存。中国作为油气进口大国,输送通道直接决定了油气的供应安全,为降低因突发事件带来的运输风险,减少对单个通道的过度依赖,有必要加强油气进口路径的多元化,着力打造与资源国油气管道的互联互通,切实保障中国能源安全。

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徐俊杰 王起京 陶卫方

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储气库库容是衡量储气库能力的重要指标,储气库库容变化分析是评价储气库运行状况的重要手段。基于陕京管道系统配套的8座储气库多周期库容变化特点,分析得出这些储气库主要处于稳定运行状态和扩容状态,并在静态库容分析的基础上,引入了有效库容、无效库容、库容有效率等概念,总体评价了陕京管道系统配套储气库库容情况。利用库容有效率指标将8座储气库分为3类,总结了8座储气库无效库容的形成因素,进而提出了提高有效库容的措施及建议。利用有效库容、库容有效率等指标能较好地评价陕京管道系统配套储气库的运行状况,具有较好的实用性,对于中国其他类似储气库的生产运行以及储气库能力评价具有一定的指导作用。

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郭正虹 王洪涛 马良 康叶伟 刘明

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随着废弃管道处置工作的深入开展,对于特殊地段不能拆除的废弃管道,在管道清洗后需要通过填充注浆材料,防止地面沉降。废弃管道的注浆技术,主要是利用水泥、煤粉灰等注浆材料填充废弃管段,增加管体强度,防止管段受到外力压迫而发生变形或破裂,避免引起地上物的位置移动或地面塌陷。以兰郑长管道改线段为试验对象,根据管道注浆的基本原理,自主调配了注浆材料,基于填充要求进行了注浆现场试验。结果表明:注浆技术能够实现废弃管道填充处置的要求,对特殊地段的防塌陷起到关键作用,是废弃管道处置过程中的重要保障技术。注浆技术在兰郑长管道改线段废弃管道处置工程中的实际效果,为该技术的在废弃管道处置中的推广应用奠定了基础。

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李鹤 封辉 杨坤 池强 马秋荣 霍春勇

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高钢级管道输送是世界天然气管道发展的必然趋势,其中X90管道裂纹长程扩展的阻力是研究的重点内容之一。为了明确断口分离对X90焊管断裂阻力的影响,选取中国小批量试制的X90焊管开展了夏比冲击试验CVN(Charpy V-Notch Test)和落锤撕裂试验DWTT(Drop-Weight Tear Test),对比分析了CVN与DWTT的能量关系、断口分离对DWTT断裂阻力的影响。研究结果表明:对于X90焊管,当CVN能量密度小于450 J/cm2时,DWTT与CVN的能量密度呈线性关系,二者增长速度一致;当CVN能量密度超过450 J/cm2时,DWTT与CVN的能量密度不再呈线性关系,随着CVN能量密度增加,DWTT能量密度缓慢增加。断口分离主要降低了DWTT总能量中的裂纹扩展功,对起裂功无显著影响。与CVN试样相比,全厚度的DWTT试样能够更准确反映断口分离对裂纹扩展阻力的降低作用。

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陈国华 郭子淳 周志航 陈清光 袁智

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为研究水砂射流冲蚀作用导致临近燃气管道的失效概率,分析了管材的临界应变与砂粒在管壁表面形成塑变脊的影响,推导出冲蚀磨损率预测方程。利用Fluent软件模拟计算水管泄漏射流速度、冲蚀面积分布,并结合冲蚀磨损率预测方程构建冲蚀磨损速率方程。最后基于最小壁厚准则,建立了燃气管道失效概率的计算方法。研究结果表明:①通过临界间距判定分析,可获得不同水管内压、冲蚀时间下的临界间距;②增大水管内压、冲蚀时间、砂粒粒径,减少管道间距、管道壁厚均会导致燃气管道的失效概率增大,其中,管道间距对失效概率影响最为显著。研究结果可为失效场景定量风险评估以及水管与燃气管道并行敷设的间距设计提供参考。

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封面

[0-0]
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目录

[1-4]
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李为卫1 谢萍2 杨明2 吴锦强2

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为保证油气管道工程用钢管标准的先进性和适用性,跟踪研究了国内外油气输送钢管的基础 标准、具体工程的管道技术条件及通用管材技术条件的最新发展,并分析了其特点、关系及差异,提 出了改进建议。研究表明基础标准发展变化快,内容系统,适用范围广,但指标低且不具体;重要 的油气管道工程必须在基础标准的基础上,针对工程特点,提高或补充相关技术要求,制定具体工程 的管材技术条件;通用管材技术条件是基于基础标准补充制定的,但不针对具体管道工程,需要结 合具体管道工程给出钢管数据单,确定必要的技术指标并补充技术要求。(表5,参28)

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梁严1 郭海涛1 周淑慧1 张倩2

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中国成品油管道存在管道互联互通性差、区域油品不平衡、管道负荷率偏低及部分区域输送瓶 颈等问题,亟需推动成品油管道公平开放,促进成品油运输行业的健康发展。介绍了美国成品油管道 公平开放现状,并对其管道公司制订的准入条件、信息交流、服务模式、管输费率、运输能力分配以及 混油处理等准入规定进行了分析。结果表明推动成品油管道公平开放有利于促进能源体制改革、保 障成品油供应安全以及提高成品油管道系统负荷率。借鉴美国成品油管道公平开放经验,结合中国 成品油输送行业的现状,提出了中国成品油管道公平开放方案的构想①加快成品油管道基础设施建 设,为成品油管道公平开放奠定基础;②规范和完善成品油管输定价体系,维护成品油运输市场的秩 序;③在有“剩余能力”基础上开放管道,社会各界行使监督权;④保障管道公司经营话语权,分步推 动成品油管道独立;⑤规范成品油管道公司的开放条款,无歧视性对待各类用户。(图1,表1,参21)

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王炯耿1 唐夏焘2 罗宏建1 郑三龙2 陈冰冰2

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针对某在役特高压电网GIS 壳体焊缝发现的缺陷,引入缺陷断裂安全评定和疲劳评定方法。 采用与原壳体相同的材料和焊接工艺制作的焊接试板,通过试验获得母材和焊缝试样的力学性能、 疲劳裂纹扩展及断裂性能。采用GB/T 19624—2004《在用含缺陷压力容器安全评定》中的推荐方 法,对壳体纵焊缝中两个最大缺陷进行断裂评定和疲劳评估。结果表明该GIS 壳体中的两个缺陷 在当前工况下是安全的,按焊接试板测试的疲劳裂纹扩展速率估算,壳体左筒体缺陷的疲劳寿命循 环次数为6 971 次,壳体右筒体缺陷的疲劳寿命循环次数为37 915 次,估算的疲劳寿命还有待于实 践校验。建议在运行中特别关注缺陷疲劳扩展的状态监测,约5 年后应进行无损检测,并与现缺陷 对比,进行安全评定。评定结果与该设备投用以来的安全运行状态相符,说明,GB/T 19624—2004 的评定方法可适用于高压电网GIS 壳体的安全评定。(图3,表7,参24)

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王维斌1 赵弘2 杨晓丽2 辛真3

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在油气长输管道维修更换作业中, 为了缩短更换作业周期及减少剩磁对管道焊接质量的影响, 需要对管道进行退磁作业。分析了导致油气管道带磁的原因管道检测;外部存在磁场、电场;管道 焊接与摩擦等。探讨了管道带磁对管道焊接、其他检测方法与管道寿命的影响。基于油气管道的退 磁原理,提出3 种管道退磁方法直流退磁法、交流退磁法及永磁铁退磁法,以此提高油气管道在线 焊接质量。研究结果对于工程实践中油气管道退磁方法的选择有一定的指导作用。(图3,参24)

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宋朝阳1 刘威1,2 姚天野1

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为实现城市市政管网运行安全风险的快速科学评估,通过网络调查和实地调研的方式对管网 运行安全事故进行收集和统计,并分析了主要风险因素的事故影响机理,包括第三方破坏、腐蚀、老 化和温度变化。基于此,建立了市政管网运行安全风险评价指标体系,其中指标评分采用半定量法, 指标权重采用层次分析法。试验结合某工业园区的燃气管网进行风险评估,结果表明各指标的评 分依据易于确定,可操作性强,评估结果与调研情况符合较好,适用于市政管网运行安全风险的快速 评估。(图1,表9,参21)

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张新生1 西忠山1 王金友2 杨松涛3

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为了预测在役油气管道腐蚀剩余寿命,基于广义极值(Generalized Extreme Value ,GEV)自适 应优选分布研究,建立了基于改进GEV 分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测模型。首先,利用马尔 科夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法估计GEV 分布函数的参数并由此确定 极值分布类型,若图形检验合理,则采用该分布预测其最大腐蚀深度;其次,基于管道的可靠度及安 全性建立腐蚀裕量预测模型;最后,根据管道最大腐蚀深度、腐蚀裕量及管道使用年限等数据,建立 三者关系指数模型,以此预测管道剩余寿命。以中国某油气管道为研究对象, 利用新建模型对管道 剩余寿命进行预测,结果表明:模型的预测精度较高且不受限于数据的具体分布,作为管道剩余寿 命的预测模型通用性较好。(图5,表2,参21)

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翟昕龙1 雷毅1 曹学文2 左腾腾1 马晓阳2

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为了提高天然气管道内涂层安全评价的科学性和合理性,通过开展内涂层性能实验研究,并 结合天然气管道内涂层实际服役调查情况,利用鱼骨图分析了影响内涂层安全性的因素,建立了天 然气管道内涂层评价指标体系,提出基于模糊层次分析法的天然气管道内涂层安全评价方法,并使 用该方法对某临海天然气管道内涂层进行安全评价,结果表明利用新指标体系的模糊层次分析法, 能够有效评价天然气管道内涂层的安全现状,可以解决内涂层评价的复杂性、不确定性及多层次性 难题,为天然气管道内涂层的安全评价提供了更加科学的思路。(图3,表5,参24)

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何俊 赵岩 井岗 李建君

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目前,在盐穴储气库造腔过程中,处理不溶物夹层的方式多为使其充分浸泡至弱化后自然垮 塌,但对于厚度超过10 m 的巨厚不溶物隔层,使其垮塌十分困难,巨厚隔层垮塌的极限跨度可达 60 m 左右,通过浸泡使其垮塌需要的时间长,造腔效率低,还可能损坏厚隔层下部的造腔管柱。以 淮安储气库某井地质参数为例,提出一种在允许巨厚隔层存在的基础上进行造腔的新思路,即在隔 层上下分别造腔,上部常规造腔、下部造水平腔,上下部的腔体在水平方向错开分布,以保证巨厚隔 层作为下部水平腔顶板的稳定性。模拟结果表明这种造腔方式比同等盐层条件下可多造约5×104 m3 腔体,并且避免了下部造腔管柱被垮塌隔层损坏的风险。此外,提出在地面采用丛式井技术布井, 以降低征地和钻机搬家安装费用,并使用移动式钻机优化钻井程序,改善造腔过程中钻井作业的 经济性。(图10,表1,参20)

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宋尚飞1 史博会1 兰文萍1 阮超宇2 陈玉川1 吴海浩1 宫敬1

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为了深入探讨多相管道混输体系水合物浆液输送技术,采用LedaFlow 软件进行抑制剂注入 和水合物浆液多相混输的模拟计算。利用软件的参数优化模块计算最佳抑制剂注入量;利用软件 水合物输送模块进行水合物浆液输送模拟计算。根据模拟计算结果,分析管内水合物浆液流动规 律,初步探索LedaFlow 软件在水合物浆液流动安全保障中的应用,以期为天然气凝析液管道的水 合物流动安全保障提供参考。(图8,表1,参22)

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窦艳涛1 周梅1 蔡晓君1 刘磊1 杨二帅2

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自进式旋转喷头是管道清洗用高压水射流清洗装置的关键执行部件,为了保证自进式旋转喷 头在管道清洗过程中能够稳定地自进和旋转,分析了自进式旋转喷头的喷嘴数目、夹角及偏心量对 其运动和清洗效果的影响,通过对比旋转式喷头与非旋转式喷头、无偏心喷头的喷嘴布置及清洗效 果,得出结论喷嘴数目、夹角及偏心量是保证喷头自进和旋转的关键,且三者之间相互关联,进而 分析了喷嘴布置设计的要点。基于此,提出了一种合理高效旋转喷头的喷嘴布置方式,既能使自进 式旋转喷头稳定运动,又能提高高压水清洗的效率。(图5,参21)

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高书香1 周星远2 单秀华1 梁博文3

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在线流量计在中国各油气田应用广泛,存在测量结果的不确定度偏高、相含率受含气量影响 显著、测量准确度受管径限制等问题。通过调研在线流量计在中国的应用现状,确定了其测量不确 定度偏高的两类因素,并在此基础上分析了近5 年国内外在线流量计专利的优势及特征。结果表明 造成在线流量计测量结果不确定度偏高的因素主要为测量原理与方法中多处使用了计算模型或经 验方程式,以及多相流组成变化等。研究成果可为今后在线多相流量计测量准确度的提升提供参 考。(参20)

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汪春付

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榆济天然气管道目前面临管道泄漏及其次生灾害的威胁,需要一套完整的泄漏检测方案为 管道系统安全生产提供保障。针对大型复杂天然气管道系统缺乏干线计量及沿线压力测点众多的 特点,采用国内某公司自主研发的基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统,通过对比分析在线仿真 压力和实测压力偏差分布实现管道全线的实时泄漏检测,持续监测管道系统的运行状态,及时发现 可能出现的微小泄漏并确定其位置。结果表明该泄漏检测系统不仅可用于实现大型复杂天然气 管道系统的泄漏检测,还能发现仪表故障、站场异常操作等异常事件,突破了管道系统分段泄漏检 测的限制,并可以对天然气管道泄漏进行动态监测,定位泄漏点。(图7,参22)

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李世尧1 李振林1 谷思宇2

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准确掌握燃气轮机的气路性能参数,对输气管道燃驱压缩机组的运行维护具有重要意义。建 立了一种基于一维Newton 迭代的燃气轮机气路性能计算方法,并通过引入“虚拟部件”的概念对具 有复杂气路结构的燃气轮机进行模型简化,使建立的计算方法具有更广泛的适用性。在此基础上, 分别根据燃气发生器中“虚拟部件”和实际部件的平衡机理,给出了热端部件进、出口截面处的气路 物性参数计算方法,以进一步获取燃气轮机中热端部件的各项性能参数求解。将建立的性能计算方 法用于GE LM2500+型和RR RB211-6562 型燃气轮机的燃气发生器各部件性能求解,通过与基于 多维迭代计算方法获得的部件性能参数进行对比及理论分析,验证了新方法的准确性。新方法克服 了由于热端部件气路物性参数缺失而造成的热端部件性能参数无法求解的问题,为输气管道燃气轮 机的性能的计算提供了新的思路。(图4,表1,参20)

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张继旺1,2 张来斌2 段礼祥2 王耀楠2

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为了解决噪声干扰条件下叶尖定时脉冲信号难以准确提取的问题,提出了一种基于集合经 验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)的含噪叶尖定时脉冲信号提取方法。 采用EEMD 对非平稳、非线性的原始含噪信号进行自适应分解,构建多尺度低通滤波器进行降噪, 再对降噪后的脉冲信号进行方波整形处理,并提出融合相似度和相关度的最优降噪整形评价指标, 用于含噪信号处理效果的评价。基于含噪叶尖定时脉冲信号特点建立数学模型,验证方法的可靠性 和适用性。对比降噪整形处理后含噪叶尖定时脉冲信号与原始无噪信号,其相关度、相似度及综合 评价指标分别超过97%、89%及92%,结果表明该方法能够准确提取噪声干扰下叶尖定时脉冲信 号,有利于叶尖定时技术的发展与推广应用。(图9,参24)

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梁怿1 王磊1 赵廉斌1 马健2

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在网络安全形势与挑战日益严峻、复杂的环境下,工业网络传统的单点式防御策略已不能满 足当前网络安全形势的需要。基于互联网领域的立体式安全防护理念,根据工业网络防护特性,提 出了在工业网络构建深度防御理念的方案在工控终端部署基于白名单的安全系统,在局域网设置 基于最小权限原则的访问控制策略,在网络边界增加缓解威胁的网络安全工具。将该方案应用于西 气东输天然气管道SCADA 系统网络进行4 次渗透测试,经历了WannaCry、Petya 等蠕虫病毒攻击 的考验。结果表明基于深度防御理念的网络安全防护策略能够有效防护来自工业系统外部和内 部的攻击,极大提高了SCADA 系统工业网络的安全性与可靠性。(图1,参23)

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董龙飞1 李玉星2 韩辉2

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绕管式换热器是天然气液化的核心设备,其换热性能的优劣严重影响液化工艺水平。基于 绕管式换热器的结构及特性,采用Fluent 软件,对LNG 绕管式换热器壳程单相混合冷剂的对流换 热进行了数值模拟。结果表明换热管管径是影响壳侧换热的重要因素,壳侧换热系数、壳侧冷剂 压降均随换热管管径、壳侧冷剂质量流量的增大而增大。模拟结果与已有实验值的偏差均控制在 20%以内,二者具有较高的匹配性,说明采用新建立的数值模拟模型用于绕管式换热器换热性能研 究具有可行性。(图8,表3,参21)

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刘然1 王长江1 施连义2 屈锐2 赵忠刚1

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针对中俄东线天然气管道工程北段的冬季防腐补口施工要求,通过材料低温力学性能分析、 结构优化设计、低温试验、低温电子元器件优选、机械式温控、加热元件高低温交变及国内外低温补 口材料对比分析等综合研究,研制了适用于-40 ℃低温环境的机械化防腐补口装备,制定了配套的 机械化防腐补口工艺和施工方案。工程应用表明低温机械化防腐补口装备与工艺有效保证了中 俄东线试验段及北段管道工程的防腐补口质量和施工效率,日平均补口30 道,一次合格率100%。 积累了大口径管道低温环境下的防腐补口施工经验,可为中俄东线天然气管道工程中段及同类管道 工程的防腐补口施工提供技术支撑。(图4,表5,参27)

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王宇峰1 何庆中1 陈雪峰2 赵献丹1 刘怡1

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为了解决楔形双闸板闸阀在实际应用过程中密封失效的问题,利用ANSYS 软件对闸阀进行 有限元建模,并进行热力耦合分析与密封性能评价。结果表明在热应力和介质压力作用下,最大 Mises 应力出现在出口阀座处;出口阀座两条危险路径的3 种不同应力强度评定结果均不合格,且 出口阀座密封面的最大密封比压超过许用比压。基于以上分析结果,结合闸阀结构,获得了闸阀密 封失效原因,进而对闸阀结构进行了优化。结果表明结构优化后的出口闸阀的最大Mises 应力、 密封面的最大密封比压均大幅降低,两条危险路径的3 种不同应力强度评定结果均达到合格要求, 能够有效解决密封失效问题。研究结果可以在楔形双闸板闸阀结构设计与优化方面提供参考借鉴。 (图10,表4,参24)

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郭庆丰

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为了分析某海底混输管道外壁严重腐蚀的原因,采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相检验、 硬度测试、能谱分析及X 射线衍射等手段对切割的2.2 km 外壁严重腐蚀管段进行深入研究。结果表 明海底管道外壁呈现不均匀局部腐蚀形态,腐蚀方式以点蚀为主,局部伴有较深蚀坑;海底管道局 部腐蚀原因是防水帽失效,使海水进入保温层,海水沿防腐层破损处渗入后与钢管表面直接接触,而 钢基体中的硫化物夹杂为点蚀诱发源,由海水中的Cl- 诱发并加速点蚀,部分点蚀向钢基体内部及周 围扩展形成较深的蚀坑;海底管道局部腐蚀发生与发展的机理为自催化效应和氧浓差腐蚀电池,防水 帽内侧盐分的浓缩进一步加剧了腐蚀进程,而防水帽对阴极保护电流有屏蔽作用,形成了封闭的腐蚀 环境,使局部腐蚀难以控制。研究结果对于加强海底管道运行管理,保障海上油气田安全生产及提高 开发效率具有重要意义。(图2,表3,参23)

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周宁 陈力 吕孝飞 李雪 黄维秋 赵会军 刘晅亚

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大型LNG储罐一旦发生泄漏,将会对周边人身和财产构成重大威胁。通过调研国内外LNG泄漏扩散的相关研究现状,分别从理论、实验及数值模拟3个方面论述了国内外研究进展,尤其是近年来国内外在数值模拟方面的突破性研究成果。大型LNG储罐泄漏后所形成气体的扩散理论模型主要有高斯模型、唯象模型、箱及相似模型、浅层模型;LNG泄漏实验获取了大量基础数据,主要包括气象条件参数、气云、液池燃烧的相关数据;在数值模拟方面,对LNG泄漏气云扩散方面开展了大量研究,尤其是针对不同影响因素耦合作用下LNG的泄漏扩散演变过程、气云变化形态、影响区域、爆炸范围等进行了模拟分析。通过对比分析发现,数值模拟方法具有成本低、精度高、可操性强等优点,既能有效拓展理论研究、实验研究成果,又能够开展复杂工况下LNG泄漏扩散的研究。对3种研究方法的研究趋势进行了预测,提出了对大型LNG储罐泄漏扩散的研究还需与接收站实际情况相结合,指出在今后的研究中应以数值模拟研究为主、实验与理论研究为辅。

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曹学文 石倩 彭文山

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板翅式换热器内部纵横两个维度的流量分配不均,导致其换热性能降低。基于单相流量分配理论和板翅式换热器内部流场特性,通过改变换热器进出口管个数、进出口方式、端部入口管相对位置等,建立新型板翅式换热器结构。基于CFD方法的Fluent数值计算方法,对板翅式换热器优化前后的流量分配特性进行数值模拟,研究优化后的端部入口管相对位置、入口管个数及出口管个数对流量分配的影响规律。结果表明:改变进出口方式可均衡各通道路径在入口和出口处的总压降,可有效改善板翅式换热器的流量分配特性;优化后的板翅式换热器最优结构参数组合是端部入口管相对位置为0.033、入口管个数为5、出口管个数为1,可使气相和液相的流量不均匀度降低约50%,对提高换热器换热性能具有重要意义。

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王东源 李朝 王洪波 余志峰

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对浅埋以及考虑崩塌落石冲击作用下油气管道的减荷、耗能缓冲问题进行了研究,通过有限元动力学软件ANSYS/LS-DYNA模拟不同厚度和初始密度状态下EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)垫层的耗能隔振效果,在落石冲击荷载作用下,EPS垫层对冲击能量的耗能隔振效应显著。通过对比未设置EPS垫层和设置EPS垫层管道的有效应力时程曲线发现,在同种条件下EPS垫层的耗能隔振效果可达5倍左右。通过对EPS垫层进一步研究得到:1)采用较低密度的EPS垫层可以有效减小埋地管道的峰值有效应力,在实际工程中选用低密度的EPS垫层是较优的选择。2)EPS垫层的厚度与其耗能隔振效应并不成简单的正比关系,随着厚度的增加,埋地管道峰值有效应力呈现出先减小后增大的规律。3)埋地管道上覆EPS垫层厚度应该根据管道的实际覆土深度以及柔性填料的模量确定。研究结果可供实际工程建设参考。

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杨辉 王富祥 玄文博 雷铮强 李明菲 杨连杰

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为制定修复计划,确保缺陷及时修复,提出了一种基于漏磁内检测的管道补口失效评价方法。该方法将补口失效内检测信号分为4种类型,其中第1类和第4类信号特征最明显,第2类和第3类次之;分别采用RSTRENG 0.85dL方法和Kastner方法对轴向缺陷和环向缺陷进行评价,并基于腐蚀增长速率边界值对腐蚀增长作出预测;结合信号类型与腐蚀缺陷评价结果,建立了补口失效分级评价与响应准则。根据现场初步应用反馈,该方法具有较高的识别与评价符合率,验证了其准确性与可用性,为基于漏磁内检测的补口失效评价技术工业化应用提供了技术支持。

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杨泽军 胡冬 朱海山 郝蕴 夏志 胡苇玮

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为实现某浮式生产储油设施上分离器的不停产检修,基于其原油处理流程特点开展一级、二级分离器在线旁通的方案研究。通过FLUENT可燃烃扩散分析验证较宽松饱和蒸气压指标的安全风险,通过配管连接实现了一级、二级分离器的顺序旁通检修,并利用HYSYS模拟调整生产操作参数达到稳定要求。分离器在线检修方案保证了油田的不停产检修,增强了原油处理系统实际生产操作的灵活性,产生了较大经济效益,对原油处理系统的工艺设计提供了有益的参考。

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李振北 尤杰 程汉华 荆睿 王馨饶

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随着油气管道管内高压封堵技术的发展,为了提高管内高压封堵器封堵的安全性和可靠性,在调研了国外管内封堵器结构设计的基础上,提出了一种适用于管径为508 mm油气管道的单节双封型内封堵器结构方案,并依据设计性能指标进行了封堵能力的理论分析计算。利用有限元仿真分析方法对设计的单节双封型管内封堵器的封堵能力进行仿真分析,仿真分析结果高于指标要求的理论计算值,说明设计的单节双封型管内封堵器封堵能力满足设计指标要求。该研究可为单节双封型管内封堵器结构设计提供参考,对中国管内高压封堵技术水平的进步和装备发展有一定的推动作用。

[PDF:7291KB]全文下载(52)次  [2019年06期]

郭守德 王强 林影 姜昌亮 王珀 蔡俊年

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中缅油气管道(缅甸段)地质条件复杂,管道穿越若开山区和缅北高原,由于建设期大面积扰动地表,改变了原始地貌,铺设管道后重新回填的土体力学强度低、水敏感性强,受汛期强降雨和洪水的影响,管道沿线出现了大量滑坡、河沟道水毁、坡面水毁、已建水工失效等地质灾害,导致多处露管、悬管,严重威胁了管道的安全运营。重点分析了沿线地质灾害的类型、成因及结构特征,并分别对若开山区和缅北高原的地质灾害提出了防治措施,以期对类似工程提供参考和借鉴。

[PDF:7007KB]全文下载(33)次  [2019年06期]

王海明 刘嘉星 吴琼 王雪莉 邱红辉 张丽稳 杨淼 牛亚琨

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为有效提高清管器跟踪定位用磁场发射机在清管器和管道内的发射距离,对影响发射机的因素进行理论推导、电磁仿真分析及现场试验,结果表明:发射机的发射距离可以通过将接收机装在清管器钢骨架外部或增大线圈直径以减少发射线圈的匝数(在线圈含铜量不变的情况下)来提高;在较薄管壁中进行清管作业时发射距离也会增强,但不明显;管径对发射距离影响不明显,可以忽略。研究结果可最大限度地提高发射机的发射距离,为增大清管器的监测范围提供理论依据。

[PDF:5515KB]全文下载(12)次  [2019年06期]

杨烨 贺琳珺 崔岳 常礼明 董彩虹 王兆兵

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LNG工厂冷剂压缩机多次启动将会造成物料损耗和环境污染双重问题,迫切需要对压缩机启动进行优化。选取昆仑能源黄冈LNG工厂为例,其乙烯制冷循环系统冷剂装填完毕后,需在压力为上涨至设计值前立刻启机,否则压力过高,导致压缩机启动负荷过大而启机失败,每次启机失败均需将系统压力释放至0.6 MPa后方可再次尝试启动。根据2015—2017年该厂乙烯压缩机多次启机数据,利用层次分析法进行数学建模。通过对比优选,提出了压缩机一次性启动方案:当压缩机在2 200 r/min低速运转期间,打开放空阀,充分冷却机体后再升速;在升速过程中,当入口温度低于-40 ℃、压力低于当前温度对应露点的压力、喘振阀开度调整至压缩机电流小于1 200 A时,保证机体不发生振动联锁和超负荷,从而一次性启机成功。该方案解决了压缩机反复启动问题,可为其他LNG工厂科学开工提供借鉴。

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郝晓平 黄晓雯 高志刚 王留涛

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中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,研究如何提高管道安全管理水平,尤其是线路巡护方面,对减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护油气管道的方式具有一定的局限性,制约了巡护质量和效率。通过研究利用无人机技术巡护油气管道的方法,并结合油气管道企业实际情况进行了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高工作效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。

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封面 [0-0]
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目录 [1-4]
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张圣柱1,2 程玉峰2 冯晓东3 魏利军1 王如君1 多英全1 韩玉鑫3
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针对X80 管线钢研发与应用现状以及目前存在的问题,综述了影响X80 管线钢性能的主要因素、研究进展以及发展X80 钢管道面临的技术挑战。详细分析了X80 管线钢的冶金特征与组织结构,概述了X80 管线钢的焊接工艺、焊接冶金学特征及性能,总结了X80 管线钢的机械性能和力学特征。具体讨论了X80 管线钢在服役环境中的失效机制,包括腐蚀、氢致开裂、焊缝区失效、应变失效等,并以此为基础,探讨了发展X80 钢管道需要克服的技术挑战,以保障油气安全、高效输送以及能源管道的可持续发展。(图1,表8,参86)
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孙健飞 梁永图
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成品油在顺序输送过程中会产生多个混油段,混油量的精确计算对于批次定位和混油切割方案的制定具有重要意义。系统地梳理了目前成品油管道顺序输送混油计算模型,依据其建立方法将其分为经验模型、半理论半经验模型及基于计算流体力学(CFD)理论所建立的模型,对这3 类模型的研究现状及局限性进行了分析。最后指出:建立考虑混油拖尾机理的数学模型及开发适用于求解湍流状态下的高维混油模型的快速耦合算法是未来成品油管道混油预测的重要研究方向。(参46)
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熊明 古丽 吴志锋 邓勇 李双琴 邹妍 李章青 奉城民
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中缅油气管道是中国首条经过数字化恢复构建数字孪生体的在役山地管道。通过基准点测量、管道中线探测、航空摄影测量、三维激光扫描、三维地形构建、倾斜摄影、数字三维建模等技术进行数据收集、校验及对齐,对管道建设期的设计、采办、施工及部分运行期的数据进行恢复,对站场及管道的设备、建筑等构建数字三维模型,形成管道线路数据资产库和站场数据资产库,构建中缅油气管道的数字孪生体。通过多系统融合,深入发掘数据价值,实现管道可视化运行、设备拆解培训、指导维检修作业及应急抢险作业等,为实现管网智慧化运营奠定了数据基础。(图1,表1,参25)
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艾月乔1 徐亮1 陶江华1 董润清2 陈瑞波1
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管道风险评估是管道风险管理的重要组成部分,其目的是通过对风险的调查和分析,识别可能导致管道事故的重要因素,使得管道风险管理更加科学化。为了对管道日常运行状态风险进行准确评估,提出了一种利用人工蜂群算法优化的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)管道安全风险评估方法:建立管道风险评估模型,从工艺运行角度收集成品油管道、正反输原油管道、掺混输送原油管道的工艺运行特征,并形成样本特征集合。对这 4种类型管道的特征集合进行试验验证,结果表明:在小样本情况下,采用基于人工蜂群算法优化的 SVM管道风险评估方法正确率较高,并具有良好的普适性,能够根据管道实际运行状态给出正确的风险评估结果。(图 3,表 1,参 21)
[PDF:1521KB]全文下载(7)次  [2019年05期]
杨辉1 王富祥1 王婷2 玄文博1 曹京刚1 雷铮强1 李明菲1 陈振海3
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管道补口一旦发生失效,腐蚀介质自破损处渗入,将会严重影响管道完整性。基于漏磁内检测原理和管道补口失效形式,提出了补口防腐失效的识别与判定流程:通过分析管道补口结构特点、失效形式、可能产生腐蚀缺陷的位置与形貌特征,明确管道补口失效导致外腐蚀特征及其与漏磁内检测信号特征之间的对应关系,从而识别可能已经失效的管道补口。通过对多条管道的开挖验证,得出采用漏磁内检测技术识别与判定补口失效准确率,并验证了该方法的准确性,为基于漏磁内检测的补口失效识别与判定技术的工业化应用奠定了基础。(图7,表1,参20)
[PDF:3887KB]全文下载(12)次  [2019年05期]
徐俊杰 王起京 许明 张云超
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储气库注采气能力、库容及工作气量是衡量储气库能力的重要指标,储气库动态特征分析是评价储气库能力的重要手段。基于某碳酸盐岩底水含硫气藏改建储气库(A储气库)的多周期注采生产情况,通过系统分析储气库运行动态特征,评价了水平井注采气生产能力,利用两种方法对储气库库容进行复核,分析了气藏 H2S质量浓度变化,评价了脱硫运行方式,结果表明:该储气库单井产能高,库容落实程度高,具备高效开发潜力,但仍需探索脱硫运行方式。研究分析了 A储气库生产中出现的 AH1井水淹停产问题的形成机制,提出了恢复气井生产能力的具体方案,并成功应用于现场。研究成果对中国碳酸盐岩底水气藏型储气库生产运行及能力评价具有指导作用。(图 1,表 5,参 20)
[PDF:1004KB]全文下载(9)次  [2019年05期]
廖绮1 徐宁1 娄玉华2 周星远1 梁永图1 袁铭3
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中转油库作为成品油管网系统的重要节点,影响着整个系统的批次调度计划。为保证油库与管道协调运行,必须综合各方面因素来制定油库的调度计划。针对中转油库调度优化问题,基于研究时间内收发油计划、油库信息等数据,考虑油罐下载、外输、倒罐、检修等操作,以油罐切换费用和收发油蒸发损耗费用之和最小为目标函数,建立混合整数线性规划(MILP)模型,并以某真实油库为例,求解得到该油库各油罐的详细调度计划。计算结果表明:该模型准确性较高、实用性较好,可以为中转油库调度计划的制定提供指导。(图3,表4,参20)
[PDF:1405KB]全文下载(8)次  [2019年05期]
曹学文 李金娟 彭文山
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LNG储罐在投产前需要进行调试,其中 LNG储罐预冷是最重要的环节。采用 MATLAB软件,建立 16×104 m3地上全容式常压 LNG储罐预冷模型,研究预冷过程中 LNG喷淋量、BOG排放量、储罐压力、LNG气化率及温降速率的变化规律对 LNG储罐预冷的影响。研究结果表明:在恒定温降速率下,LNG喷淋流量逐渐增加、BOG排放流量及储罐压力先增后减、LNG气化率仅在预冷后期逐渐降低;随着温降速率增大,LNG喷淋流量、BOG排放流量及罐内压力均增加,但 LNG喷淋总量及 BOG排放总量减小,LNG气化率仅在预冷后期随温降速率增大而增大;在温降速率超过 3 K/h后,对 LNG储罐预冷影响较小;在对 LNG储罐进行预冷分析时,太阳辐射的影响不可忽略。为了保障 LNG储罐投产工作的顺利开展,建议在预冷前期,将温降速度控制在 1 K/h之内;在预冷后期,为提高 LNG冷量利用率,应增大温降速率,将平均温降速率控制在 2~3 K/h。经过实例验证,LNG储罐预冷模型模拟误差均小于 10%,可以满足工程应用要求,对于 LNG储罐实际预冷过程、预冷方案设计及预冷参数优化具有参考意义。(图 2,表 2,参 20)
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宋多培 冯小刚 李建财 单国平 贾玉庭 毕海杰
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为适应注水冷采稠油地面集输要求,昌吉油田下设吉 7井区采用了回掺热水集输工艺。随着产能建设规模的不断扩大,吉 7井区出现了油井掺水温度和压力较低、掺水量过大等问题。通过统计现场相关生产数据,分析了油井掺水量的主要影响因素,计算了回掺热水集输过程中的热力损失,并进行了部分油井的停掺热水试验。结果表明:油井回掺水量主要受油井集输管长影响;掺水集输管道的保温效果较差,热力损失较为严重;在停掺热水集输过程中,井口采出液存在较明显的段塞流,极易造成油井采出液集输困难。研究成果可为昌吉油田冷采稠油的现场管理和工艺优化提供理论指导。(图 7,表 1,参 20)
[PDF:1352KB]全文下载(11)次  [2019年05期]
于一帆1,2 史博会1 王嘉琪1 赵仁杰1 刘思良3 孟祥华3 宫敬1
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在油气管道输送过程中,低温高压工况易生成水合物从而影响管道输送效率,严重时会引起管道堵塞。在实际工程应用中,通常采用添加热力学抑制剂的方式防止水合物的生成,常用的热力学抑制剂有甲醇、乙二醇等。确定合理的热力学抑制剂加剂量,对于保证管道的安全经济运行具有重要意义。在Chen-Guo 双过程水合物热力学模型的基础上,应用Wilson 模型确定水-醇溶液中水的活度,建立了含抑制剂体系水合物生成平衡条件的计算方法,并提出采用预估-试算-调整的思路确定管道运行工况点所需抑制剂的临界最低加剂量。实例验证表明,所提方法计算简单,精度高,能够满足实际工程需要。(图6,表6,参23)
[PDF:1377KB]全文下载(6)次  [2019年05期]
李岩松1 王剑波2 丁鼎倩1 何国玺1 林默涵1 吴梦雨3 梁永图1
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目前,油库管道阀门进行现场操作时大多结合工程经验与SCADA 数据进行试探性调节,具有一定的盲目性,阀门调节时间长、风险大。为了制定压头约束下油库管道复杂水力系统中阀门的调节方案,根据油库管道系统的通用物理模型,结合水力瞬变相关理论,建立阀门调节过程的数学模型,并根据实际工况,确定对应的定解条件。结合有限差分法和空间特征线法,针对存在变径点、泵、阀等元件的复杂油库发油管路系统,基于反问题相关理论,求解压头约束下以调节时间最短为目标的阀门控制方案,从而为复杂水力系统中阀门的控制优化提供借鉴。(图6,表3,参20)关键词:油库管道;反问题;阀调节;控制方案
[PDF:1517KB]全文下载(6)次  [2019年05期]
周星远 梁永图 张昕 段志刚 邱睿 张浩然
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成品油管道运行过程中沿线各泵站开泵方案的优化对于降低成品油管道的运行能耗具有重要作用。以往针对此问题大多采用动态规划及人工智能算法进行求解,具有一定的局限性,很少从整体上建立混合整数线性规划(MILP)模型并将启停泵时长限制问题考虑到所建模型的约束条件中。在此基于已知的批次调度计划,考虑到启停泵时长限制、沿线节点压力约束、过泵流量约束等约束条件,以泵运行费用与启停泵成本总和最小为目标函数,建立MILP 数学模型并采用分支定界算法进行求解。以某实际运行成品油管道的输油计划为例,代入成品油管道开泵方案优化模型并进行求解。结果表明:该模型在较大程度上降低了管道的运行能耗,提高了管道的运行稳定性,符合现场操作工艺。(图3,表2,参24)
[PDF:1208KB]全文下载(8)次  [2019年05期]
李刚1 谷思宇2 贾东卓1 闫斌斌3
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基于单一参数的诊断方法无法准确高效地判断燃气轮机的故障状态,故提出了基于燃气轮机振动故障机理和性能故障机理的综合诊断方法。以中国石油西气东输一线某压气站燃驱离心压缩机组 LM2500+SAC型燃气轮机运行过程出现异常振动为例,借助在线监测系统数据,基于振动和性能故障机理进行综合诊断,逐项排查异常振动的诱导因素,最终确定燃气轮机异常振动的激励源是轴承旋转封严损坏引起的不平衡量。由此避免了机组继续运行可能造成的严重后果,验证了该综合诊断方法的有效性,为类似故障的监测诊断提供了参考。(图 9,参 19)
[PDF:2276KB]全文下载(10)次  [2019年05期]
肖文涛1 刘刚2 王辉3 姜志辉3 陈雷2
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中国石化担负着多级分支管网顺序输送多种原油至沿途各家炼厂的复杂生产任务。采用数据平面图形压缩方法掌控多级分支管网的全月度输油计划,以时间为坐标横轴,以站场为坐标纵轴,以颜色代表油种,以粗实直线代表油品批次,以细实折线标识油品罐存,以红色细虚线标识各种油品的罐容上下限,以其他彩色细虚线标识油品批次的站间流向,最终形成一种反馈式流向图管网排产方法。该方法可实现月度内各级站场油品批次与罐存数据的全局关联和图示,直观地反馈油品批次安排的不合理性,启发调度人员在经济流量区间内折中优化关于批次平稳与节能降耗的矛盾性目标,最终实现全网、全月度运行计划的高效编制。(图4,表3,参22)
[PDF:1551KB]全文下载(7)次  [2019年05期]
王长江1 张圆2 刘蕊3 刘然1 赵忠刚1
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针对现有油气管道热收缩带防腐补口施工中人工火把安装固定片存在的人为因素影响大、质量差异大、效率低等问题,研制了一种便携式热收缩带固定片快速安装装置,其可实现热收缩带固定片的机械化快速安装。试验结果表明:便携式热收缩带固定片快速安装装置结构合理、操作简单、方便易携;安装质量好、效率高、用时短,可满足油气管道机械化防腐补口流水作业要求;可适应-40 ℃极低温施工环境,有效保证高寒地区油气管道防腐补口的施工质量。(图6,表1,参23)
[PDF:1447KB]全文下载(6)次  [2019年05期]
桑悦1 冯粲2 王宝静1 付桂华1 姚育林1 刘岩1
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随着长距离油气管道沿线地形、地貌、地质条件不断变化,管沟的开挖形状也不断变化,为此难以准确计算管沟土石方开挖量。结合油气管沟开挖的技术要求,建立了油气管沟的几何模型,并将复杂的油气管沟几何模型分解为直线型体积单元和圆曲线型体积单元两种类型,利用积分法求出两种体积单元的体积计算公式。其中,圆曲线型体积单元的计算公式较复杂,采用多条线段拟合圆弧的方法对其进行验算,结果表明:圆曲线型体积单元计算公式推导合理,可以用于计算油气管沟的土石方开挖量。(图4,表2,参20)
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李寄1 苏兰茜1 何祖祥1 张文峰1 王明海2 金勇国3
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水工保护结构是油气长输管道的关键附属工程,针对目前油气管道初步设计阶段水工保护工程量的计算难以满足工程概算精度的实际问题,以中缅管道为例,提出了管道初步设计阶段水工保护工程量的优化计算方法。通过分析已建油气管道初步设计阶段与竣工阶段的水工保护工程量偏差因素,梳理了中缅管道水工保护工程量的9 种计算要素,针对不同材料和结构形式的水工保护建立了新的工程量计算公式。采用Global Mapper 和ArcGIS 等GIS 软件提取中缅管道沿线的坡度和长度系数,确定了优化计算公式中的部分参数。中缅管道工程竣工后,对比了初步设计阶段水工保护工程量与竣工工程量,结果表明:初步设计阶段水工保护工程量的计算准确率相对较高,证明该计算方法可行,能够为精确计算初步设计阶段水工保护工程量提供新思路。(图5,表5,参20)
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王启福1 李学东2 宁君1
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海底油气管道保护是管道工程领域的重点工作,在沿海特别是海上交通密集区域,船舶的锚泊活动是引起管道事故的重要因素。为了有效防范管道被船锚破坏,需要综合分析船锚在海底的入土深度,确定一个合理的埋深值。对比了国内外关于海底管道埋深的不同标准,分析了船舶锚泊活动可能对海底管道造成损害的类型,从抛锚情况下锚触底后的贯穿量和拖锚情况下锚爪能够啮入海底的最大深度两方面分析了锚泊活动与海底管道埋深的关系。结合国外规定的埋深值,建议沿海船舶交通密集区域海底管道较为合理的埋深值为1.5~2 m。(图2,表4,参21)
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林棋 娄晨 向弈帆 潘涛 杨金威 左栋 叶尔博

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在长输天然气管道运行费用构成中,压气站自耗气费用成本占比50%以上,基于能耗最优的压气站运行优化具有重要意义。以中亚天然气管道加兹里压气站为例,针对该站场存在的高温天然气输送及不同输量与压缩机组匹配的特殊运行工况,借助SPS仿真软件及历史运行数据,模拟计算了不同工况下自耗气量的变化规律,量化分析了不同工况所导致的额外自耗气量。模拟结果表明:压气站进站天然气温度每上升5 ℃,压缩机组自耗气量增幅6%;在一定的输量范围内,采用低效率的双机组运行模式,每天将增加1×104~3×104 m3自耗气量。制定了基于月度输气计划压气站能耗优化的压缩机组匹配工艺方案。研究成果可为长输天然气管道压气站开展能耗优化提供参考。

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韩笑 刘姝 万青翠 陈玲玲 张郑挥 李波

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天然气水合物具有极高的开采价值,热激法是天然气水合物开采的重点研究之一。当前热激法的主要注热方式有注热流体、井下电阻加热、微波加热、太阳能加热等。其中注热流体具有操作简单,流体循环利用等优点,但能量利用率较低,适用于饱和度较高的水合物开采;井下电阻加热热损失较小,适用于开采井井深较大的情况;微波加热能量转化率高,对水合物具有更强的靶向加热作用;太阳能加热清洁环保,符合可持续发展战略目标。微波加热和太阳能加热两种方法具有很大的开发潜力和广阔的发展前景,但目前的技术发展尚不足以进行推广。对国内外热激法开采天然气水合物的研究进展进行了综述,分析了不同注热方式的优缺点,研究结果可为未来水合物开采提供参考。

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李文超 侯磊 陈雪娇 李师瑶

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为探究磁处理技术对含蜡原油降黏效果的影响,利用自行研制的静态磁处理装置研究磁场强度、磁处理温度、磁处理时间对含蜡原油降黏效果的影响;采用偏光显微镜对磁处理前后含蜡原油蜡晶结构进行观察并分析磁处理含蜡原油的降黏原因。静态磁处理结果表明,最佳磁处理条件是:磁场强度100 mT,磁处理温度49 ℃,磁处理时间10 min,影响磁处理效果的因素按影响程度高低依次是磁处理温度、磁处理强度、磁处理时间;通过显微观察试验发现磁场促进了含蜡原油中小蜡晶颗粒的聚集,使得大蜡晶颗粒的数量增多,液态烃的流动截面积增加,进而降低了含蜡原油的黏度,提高了含蜡原油的流动性。

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朱青松 郝瑞参 贾俊良 刘宁宇
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漏磁管道检测技术是一种应用较为广泛的无损检测技术。为了帮助中国企业了解更多的行业竞争态势,合理制定企业知识产权布局,研究漏磁检测技术相关专利信息尤为重要。通过检索全球漏磁管道检测技术领域的专利信息,分析了漏磁管道检测技术在全球的专利布局情况和主要国家、主要申请人的专利布局策略。研究结果表明:近年来中国在漏磁管道检测技术方面的专利申请量和公开量增长迅猛,国外申请量保持平稳的趋势;国外主要申请人全部为企业,而中国主要申请人为高校、科研院所等,说明中国有大量研究成果尚停留在实验室阶段,等待产业应用。

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袁梦 梁永图 周星远 王博弘 张浩然 王艺

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优化成品油管道沿线泵站开泵方案可降低管道运行能耗。针对包含泵机组并联运行模式及配备变频泵的成品油管道,考虑沿线节点压力、过泵流量等约束,基于已有批次输油计划,建立以运行时间内管道全线运行能耗总和最小为目标的混合整数线性规划模型(MILP),采用分段线性化方法对模型中的非线性约束进行处理,并利用分支定界算法求解。利用该模型求解了中国某条成品油管道的优化配泵方案,计算耗时213.76 s,所得结果符合约束限制,具有较强的实用性。研究成果为中国成品油管道优化运行提供了指导。

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程远鹏 白羽 郑度奎 李自力

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为了更深入地了解实际集输管道中的CO2腐蚀特性,通过高温高压动态腐蚀反应釜模拟油田集输管道的腐蚀环境,使用腐蚀失重、电子扫描显微镜、X射线衍射及能谱分析等方法对X65钢在CO2/油/水环境中的腐蚀特性进行研究。结果表明:随着原油含水率的增加,原油含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,由于原油吸附的不均匀性引起局部点蚀;含水率在70%~80%时,原油对X65钢表面的屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀进一步加重,其破坏区域扩大,X65钢的腐蚀严重。原油的存在可改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构及化学成分,从而起到一定的缓蚀作用,随着腐蚀环境中原油量的减少,其缓蚀作用逐渐减弱。

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郝晓平 黄晓雯 高志刚 王留涛

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中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,研究如何提高管道安全管理水平,尤其是线路巡护方面,对减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护油气管道的方式具有一定的局限性,制约了巡护质量和效率。通过研究利用无人机技术巡护油气管道的方法,并结合油气管道企业实际情况进行了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高工作效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。

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袁志超 董顺 薛纪新 夏硕 王剑琨

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随着中国天然气需求量爆发式增长,LNG接收站外输管道不断增长,出站压力随之不断增高,对压缩机、高压泵等设备性能提出了更高要求。以青岛LNG接收站为例,针对外输压力的变化,提出对其4台高压泵增加4级叶轮的改造方法,研究改造后外输高压泵的性能变化及其对LNG接收站工艺运行的影响。通过对改造后的高压泵扬程、轴功率、效率随着流量增加的变化趋势进行现场测试,结果表明:高压泵增加叶轮后,其扬程、轴功率、效率、电流均显著提高,其中3台高压泵的运行参数可满足LNG接收站现场实际需要,另外1台即使在相同的测试条件下出口压力仍明显偏低;气化器、HIPPS(High Integrity Pressure Protective System)系统、外输管道高报压力及联锁值均需随之上调,接收站高压区连接法兰出现过多处泄漏,应加大巡检频率和力度;当LNG接收站高压泵性能不同时,在运行过程中应尽量选用性能相近的泵。研究结果可为高压泵的国产化设计、制造提供参考。

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王凯1,王立佳2,陈晶华3,茅磊1,宇波1
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海洋柔性复合管具有可设计性强、经济性好、动力特性优良等特点,尤其适用于深水油气藏的 开发。基于柔性复合管较为特殊的多层复合结构,综述了目前国内外关于其气体渗透及冷凝相关的 研究成果,着重对安全隐患、传热传质机制、预测模型、环空冷凝及气液迁移、腐蚀失效等方面进行了 评述。针对现有成果应用于深水条件下渗透速率预测存在精度不高、环空冷凝液形态尚不明确等问 题,指出今后应着重开展3 个方面的研究:①“流-固-质-海水”多场热质耦合的气体渗透冷凝模型; ②环空局部水蒸气滴状冷凝过程、分布特征及金属构件“腐蚀-疲劳”耦合行为预测;③环空气体监 测、调控系统优化及可靠性评价。(图4,参35)
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白路遥1,施宁1,伞博泓2,李亮亮1,马云宾1,时建辰3,蔡永军1
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随着油气管网规模逐渐扩大,对长输油气管道地质灾害进行全面识别与监测有利于提高管道 的风险管理水平和可靠性。通过分析卫星遥感技术在地质灾害识别与监测方面的应用思路,以及卫 星遥感技术在国内外油气管道行业的案例,总结了卫星遥感技术在管道行业的应用现状和发展历 程。结合目前卫星遥感对地监测识别方法与原理,探讨了未来卫星遥感在油气管道地质灾害领域的 发展趋势,提出利用雷达卫星遥感地表位移监测技术与管体变形监测技术相结合进行管土相互作用 关系分析,为深入开展智慧管道应用实践提供技术支持。(表2,参27)
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祝悫智1,李秋扬1,吴超1,赵明华1,张斌1,张玉志1,赵振2,张剑锋3
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全球气候环境的日益恶化对于环境保护产生了重大影响,油价波动以及能源全球化市场竞争 日趋激烈,导致投资风险加剧。油气管道行业的发展环境非常复杂,面临的不确定性明显增加,建设 投资显著紧缩。通过分析全球能源结构发展态势,总结全球在役油气管道运行现状,以期全面把握 新形势下全球油气管道建设现状及发展趋势。未来油气管道建设将受到天然气利用、海底资源开发 及老龄管道替换等驱动力的推动,同时不可避免地受到地缘政治、环境及安全等不利因素的影响,二 者共同作用使油气管道建设保持平稳的发展态势。据此,深入探讨了全球油气管道建设现状及未来 的发展趋势对中国油气管道发展的影响。(图2,表1,参23)
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冼国栋1,刘奎荣1,吴森2,谭超2
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兰成原油管道途经区域地质环境条件复杂、地质灾害类型多样,对管道工程和人民生命财产 安全潜在危害严重。为了应对各种地质灾害风险,基于GIS 技术构建了区域管道地质灾害风险评 价模型与评价指标体系,将管道沿线地质灾害风险划分为地质灾害高风险、较高风险、中等风险、较 低风险、低风险5 个等级。对兰成原油管道沿线地质灾害风险进行评价,根据地质灾害风险评价分 区结果,将管道划分成53 个地质灾害风险段。评价结果与兰成原油管道实际情况相符,为其地质灾 害预防、治理提供了重要的辅助,也可为其他管道的地质灾害风险评价提供参考。(图3,表5,参20)
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温文1,艾慕阳1,李煜津2,徐磊3,刘文会1,牛亚琨1
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为了掌握天然气市场的供需态势,促进天然气行业发展,指导天然气管网建设规划,需要对天然 气市场满意程度进行评价。天然气输送涉及基础设施设置、输送能力、安全性等,综合天然气管网供 应能力和市场供需双方经济效益两方面因素,将管道供应可靠度与市场交易财务风险率相结合,构建 了供需双方满意度评价方法:在一定供气量情况下,根据不同天然气用户的风险承受能力,按照用户 用气优先保障顺序,分别对天然气用户和天然气管网系统的满意程度进行计算、对比,判断得出天然 气市场的供需态势。运用基于管网可靠度的天然气市场满意度评价方法对某城市天然气市场进行满 意度评价,结果表明:该方法是天然气市场有力的量化分析工具,能够量化供需双方的满意程度,进而 掌握天然气市场的供需态势,为天然气销售、管网建设等提供决策依据。(图6,表4,参23)
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王馨艺1,2,王淼3,冯瑶3,张宗杰2
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天然气干线管道向着大流量、高压力的趋势不断发展,对供气管道系统的安全、可靠运行提出 了更高要求。借鉴巴西国家石油公司与挪威船级社天然气管网的供气可靠性评价方法,建立了基于 事故工况下天然气干线管道的供气可靠性评价方法。利用工艺计算软件TGNET 模拟事故工况, 建立供气极限状态函数值的样本集;通过MATLAB 编程进行抽样,确定样本服从的概率分布模型; 结合天然气供应等级划分标准,求得天然气干线管道的供气可靠度。通过具体算例,验证了该方法 的可行性,可为今后深入研究中国天然气管道系统可靠性提供指导。(图6,表2,参23)
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江国业,刘兵
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为了除去输油管道弯管低洼处的泥沙颗粒杂质,利用Fluent 进行数值模拟,研究油流流速、弯 管上倾角、颗粒粒径对泥沙颗粒运动规律的影响,利用Origin 对模拟数据进行拟合处理,分别得到 油流流速、颗粒粒径、弯管上倾角与压力梯度的函数关系式。结果表明:随着油流流速增快、弯管上 倾角增大、颗粒粒径减小,管道压力梯度增大;油流流速与压力梯度的函数关系式斜率最大,说明油 流流速对弯管压力梯度的影响最大。此外,对上倾角与压力梯度、颗粒层迁移速度之间的关系进行 了分析,在所研究的模拟工况下,应选取小于30°的弯管上倾角。(图4,参25)
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宋尚飞1,史博会1,霍小倩1,兰文萍1,洪炳沅1,熊新强2,王智3,宫敬1
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随着油气田不断向深海开发,多相混输管道的流动安全保障技术面临巨大挑战,天然气凝析 液管道的不稳定工况会导致管道运行参数发生剧烈变化,给管道安全运行造成严重威胁。采用新型 的多相流瞬态模拟软件LedaFlow 对某天然气凝析液管道的水力和热力工况进行稳态、瞬态模拟, 得到不同工况下管道沿线温度、压力、持液率及总积液量的变化情况。结果表明:LedaFlow 的计算 结果理论上是正确的,其变化趋势符合理论预期。通过软件计算可对管道运行中的安全操作和下游 设备设计提供建议,从而为工程实际提供参考。(图5,表3,参20)
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祝守丽1,2,李长俊1,马志荣2,彭鹏3,田雨3,朱宝茹3
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为了研究含蜡原油停输再启动规律,保障管道安全运行,搭建了小型环道模拟试验装置。在 停输再启动调试试验中,发现环道存在数据重复性差、油样屈服值与实际不符、轻组分挥发大及控 温不准等问题,对环道进行了优化。提出一套合理的操作方法与步骤,并研究了静置时间、热处理温 度、再启动频率、再启动温度、静态降温速率等多种因素对含蜡原油停输再启动压力的影响。试验结 果表明:优化后的试验环道能够完成不同油样、不同管径测试段的停输再启动模拟试验,有助于开 展含蜡原油停输再启动研究。(图9,表4,参22)
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王春雨1,赵传鼎2,胡谋鹏1
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地下水封储油洞室是大断面地下洞室,其洞室断面的大小对于整个洞室的稳定性起着关键作 用。在洞室拱顶高度一定的情况下,对尺寸为18 m×25 m、19 m×28 m 及20 m×30 m 的3 种断面方 案进行了数值分析,结合地质条件、地应力等情况,得到最优断面为18 m×25 m。地下水封储油洞室 是由多条平行的洞室组成的多组洞罐,每组洞罐间不允许串油,相邻洞室的间距对于洞室的稳定性 和阻隔油品互串具有重要作用。采用Hoek-Brown 模型在3 种断面方案的情况下,分析相邻洞室间 距分别为2 倍洞宽、1.8 倍洞宽及1.5 倍洞宽时,两相邻洞室间的相互影响,给出了开挖后洞室直墙处 的塑性区深度,进而判断洞室间距的合理性,对工程实践具有一定的指导意义。(图4,表1,参20)
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祝勇仁,蔡杰,善盈盈
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工业化生产水平的提高使得离心式压缩机不断朝着大型化、复杂化、连续化及自动化方向发 展,设备故障造成的损失越来越大,研究其故障诊断方法对于提高设备故障在线检测能力、预防故障 与事故的发生具有积极意义。采用电涡流传感器测量离心式压缩机联轴节侧径向位移信号,应用频 域分析方法对采集到的信号数据进行傅里叶变换,获得对故障敏感的特征量,作为蚁群聚类算法输 入的特征参数,将对故障识别转化成对于设备运行时的输出和状态特征的聚类问题。将蚁群聚类算 法应用于某乙烯厂的离心式压缩机,对其正常运行、转子不平衡故障、油膜涡动故障、喘振故障4 种 状态进行模式识别。应用结果表明:基于蚁群聚类算法的离心式压缩机故障诊断方法诊断结果准 确、识别率高。(表3,参20)
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李育天1,2,吴长春1,雷依婷1,于阳3
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放空系统是长距离输气管道的重要设施,对于保障管道维抢修安全、降低管道事故危害具 有重要作用。基于现有放空设施,选择合理的放空方式,有利于降低放空不利影响,保护操作人员 作业安全。在对输气管道放空设施及放空过程合理简化的基础上,通过TGNET 软件模拟确定 了一段式、两段式、三段式、六段式及固定流量5 种放空方式的放空流量、温度及压力变化。采用 FLARENET 和PHAST 软件确定了不同放空方式的最大泄放流量对应的马赫数、噪音强度及天然 气扩散半径。结果表明:在计划放空过程中,放空阀操作次数越多、天然气泄放流量越均衡,引发的 温降、噪声及天然气扩散等不利后果的影响越小。因此,建议采用固定流量放空作为首选放空方式, 如果难以满足固定流量放空的条件,应尽可能多次调解放空阀开度,以减少放空产生的不利后果。 (图7,表2,参25)
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李振北1,2,邱长春1,姜海洋1,王红1,胡铁华2
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压电超声管道腐蚀检测器是一种利用超声波对长输管道进行在役腐蚀检测的内检测设备,结 构合理的压电超声传感器支撑结构是管道腐蚀检测成功的前提。采用基于有限单元法的结构分析 软件对支撑结构三维模型进行预应力状态下的模态分析,结果表明:预应力会使传感器支撑结构的 固有频率高于自然状态下的固有频率,但更接近于结构的真实固有频率。通过支撑结构振动测试试 验,验证了仿真分析的可靠性,同时发现试验结果与仿真结果的误差主要来源于仿真过程中对支撑 结构模型的简化。研究结果对于压电超声管道腐蚀检测器的整机研制具有重要的参考价值。(图6, 表3,参23)
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龙媛媛,李强,李开源,刘瑾,孙振华,谭晓林
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油田钢质常压储罐服役时间长、介质腐蚀性强,导致内腐蚀严重,存在较大的安全隐患。为确 认储罐内腐蚀严重层位,指导储罐的维修与腐蚀防护,急需开展常压储罐内腐蚀检测。研制了钢质 常压储罐内腐蚀挂片在线检测装置,其检测原理是利用浮漂挂片器实现储罐水油界面、油气界面的 腐蚀检测;利用刚性挂片器实现储罐淤泥相、污水相、油相、气相的腐蚀检测;利用与被检储罐材质 相同的螺纹连接棒状空心杆实现检测装置的组装及储罐不同高度腐蚀程度的定性连续表征,实现了 对同一储罐6 个层位腐蚀速率的在线检测。检测结果表明:两个周期腐蚀速率检测值的复现性超 过91%,同一储罐挂片检测得到的腐蚀速率与依据该储罐两次超声波壁厚检测结果计算得到的腐 蚀速率相吻合,检测结果稳定、可靠。利用常压储罐内腐蚀挂片检测装置可以确定储罐重点内腐蚀 部位,及时发现腐蚀隐患,指导储罐的维修更换及靶向腐蚀治理。(图2,表2,参20)
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闫亚敏,梁永图,李焯超,张万,张浩然
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为了提高油田联合站的经济效益,达到进一步节能降耗的目的,对分布式能源系统的科学用 能、节能方法进行研究,将分布式能源系统的设备及运行策略进行合理配置,使其能量输出与联合站 的用能需求相匹配。以年平均总支出费用最低为目标函数,能量平衡和设备安全运行为约束条件, 建立并求解油田联合站分布式能源系统的混合整数线性规划(Mixed-integer Linear Programming, MILP)模型。实例计算结果表明:与传统集中式能源和冷热电三联供系统相比,基于该模型求解的 方案经济效益明显,能源利用率高,且更节能环保。(图5,表3,参20)
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闵俊豪1,董平省2,吴明1,宫敬3
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西气东输一线、二线、三线已基本建成投产,未来有可能增设与西气东输二线、三线管道并行 敷设的输气管道。在并行敷设的管道间建设跨接管道,使管道之间互联互通,可提高系统可靠性,但 同时也会由于建设跨接管道所增加的焊点导致泄漏频率增加。为了分析不同并行管道跨接阀室设 置方案对发生断管事故管网的影响,得到跨接设置的最优方案,利用SPS 软件建立带有跨接管的输 气管道数学模型,对并行管道断管事故工况进行模拟与分析。结果表明:设置双管跨接的管道系统 供气可靠性明显高于单管跨接,且两座压气站间设置一座跨接阀室的方案性价比最高。建议站间的 中间阀室设置跨接,采用阀前、阀后均设跨接管的设计方案,该方案经济合理,可以有效提高管道事 故应急调配能力。(图7,表8,参24)
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钱迪1,郑会1,徐明荣2,尚彤2,胡远飞1
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天然气压气站辅机系统对压气机的稳定运行至关重要,辅机系统一旦失去电源势必会破坏压 气机的稳定运行,甚至引发重大事故,故为其配备高性能应急电源(Emergency Power Supply,EPS) 十分重要。对EPS 储能模块的类型和模式进行了分析与对比,设计了适用于压气站辅机系统的超 级电容和钛酸锂电池混合储能EPS,重点讨论了EPS 系统的电路设计、直流充放电控制策略。以榆 林压气站辅机系统调研参数为依据,利用MATLAB 对设计电路进行了仿真分析,确定了超级电容 与钛酸锂蓄电池的匹配容量,仿真结果表明:此类EPS 能够保证压气站辅机系统失电后在规定的时 间内正常工作。(图7,参21)
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王鹏,杨宏宇,赵贵彬,麻建玺,范晓东,赵国彬
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三维激光扫描技术能够快速、自动、准确地获取物体表面的点云数据,在对管道变形量较大位 置处进行检测时,具有传统检测技术无法比拟的优势。将Creaform3D 激光扫描仪与Pipecheck 软 件相结合,能够完成金属腐蚀、机械损伤等管道内外部缺陷的现场检测,并可基于检测结果进行整体 形貌、应变与疲劳等评估、分析工作。实例应用结果表明:三维激光扫描仪能够极大地提高检测数 据精度、节省检测时间,突显了Creaform3D 激光扫描仪的技术优势,并可为Creaform3D 激光扫描 仪在其他领域的工程应用提供参考。(图4,表1,参19)
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曹学文,郑铮
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海底管道维修卡具是海底管道应急维修的关键设备。通过分析维修卡具的工作原理,确定密 封结构尺寸设计是维修卡具设计的关键。采用压缩回弹试验的方式,对轴向石墨密封条的载荷-变 形曲线进行了测定,计算出当石墨密封条工程应变达到0.18、氟橡胶密封条工程应变达到0.25 时, 密封条的工程应力达到3 MPa。通过对密封半环在不同压缩率下的平均接触压力的分析表明,当密 封半环径向压缩率达到12.5%时,石墨、氟橡胶密封半环的平均接触压力均超过4 MPa。在确定密 封结构尺寸后,通过水压试验对比了石墨和氟橡胶在维修卡具密封应用中的优劣。试验结果表明: 石墨可以作为维修卡具的密封材料,在压力等级低于2 MPa 的工况中表现良好;在相同的螺栓载荷 下,氟橡胶的密封表现优于石墨;石墨材料不会由于老化而导致密封失效,因而基于石墨的海底管 道维修卡具有更广阔的应用前景。(图4,表5,参20)
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张西迎1,李乃良2,陈冰清2
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针对文昌油田群8-3A 平台、14-3A 平台及116FPSO(浮式生产储卸油装置)之间油气混输管 道中发生的严重段塞流开展理论分析与试验研究。根据严重段塞流的判别准则,从理论上分析了文 昌油田14-3A 海管中的流动状态。基于海管尺寸设计改造了集输-S 形立管严重段塞流试验平台, 模拟现场油气水在海管中发生的各类流型及其转变过程。基于段塞流消除理论和经典PID 控制理 论,提出一套依据管道各处压力信号的节流阀自动控制程序,在试验中有效消除了严重段塞流。通 过对116FPSO 进行改造,将该技术应用于文昌油田群现场,显著降低了下海管压力和上FPSO 压力 的波动幅值,提高了油气产量。(图9,表3,参29)
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马纪伟 孟涛 李文婧 任世杰 宋素芳

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为更加准确地确定盐岩变形参数,利用弹性力学理论推导出常规三轴压缩试验确定盐岩变形参数的计算公式。对某地下盐穴储气库区盐岩试样进行单轴、三轴压缩试验,对比分析两种试验方法获取的盐岩变形参数结果;并研究以单轴压缩试验为依据确定盐岩变形参数时,应力-应变曲线不同变形段的选择对变形参数的影响。结果表明:采用初始弹性变形阶段的应力-应变增量求取盐岩变形参数时,利用三轴压缩试验方法所得到的结果更接近实际;以单轴压缩试验为依据确定的盐岩弹性模量及剪切模量与实际有较大误差,对应抗压强度5%~10%弹性变形段参数结果较10%~30%弹性变形段参数结果更为准确。研究成果可为合理确定盐岩变形参数提供参考。

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刘扬 诸葛祥龙 王志华 张磊

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以含蜡原油-水两相为代表的混输是油田集输生产中普遍采用的储运工艺,在油田地面工艺优化及节能增效开发的背景下,混输过程中面临的流动保障问题因油水乳化机制的影响而更为复杂和严峻。集偏光显微观察实验与普通光显微观察实验于一体,通过建立油水乳化体系中蜡晶形态及聚集行为的表征方法,实现了乳化水存在下蜡晶微观形态及聚集结构特征的直观再现,并定量化构建了乳化机制影响下蜡晶特征参数的分布规律。结果表明:随着温度升高、乳化剪切作用增强,蜡晶形态、结构趋向规则化,且其聚集行为受到抑制;含水率对油水乳化体系中蜡晶形态及其聚集行为的影响则表现出在转相点附近发生特征转变。这种对乳化环境下蜡晶形态及其聚集行为的定量表征和分析为深化理解管输剪切流场中油水两相蜡沉积过程的作用机制提供了必要基础和有益依据。

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王贵君 李东 刘存宽 刘熙媛 张岭

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为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分法软件FLAC3D,建立盐穴储气库数值模型,分析爆炸荷载作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸荷载作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩冲击作用比三角形爆炸波进程作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随深度迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。

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李睿

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为了研究天然气管道的泄漏定位技术,结合龙格-库塔法,建立天然气管道的数学模型。利用该模型,基于试验仿真系统模拟天然气管道泄露,并计算得到泄露点位置;将定位结果与传统次声波检测定位结果进行对比,验证基于龙格-库塔法的管道泄漏检测技术的定位精度。仿真试验表明:采用龙格-库塔法的泄漏检测定位技术能快速、简单地检测管道中的泄漏,当流量为210~400 L/min时,定位精度可由次声波检测的3~10 m减小到0.5~4 m;该泄漏检测技术相比传统的次声波检测更加先进,提高了检测定位的精度,未来可以对该技术加以改进,并进行推广。

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王芳 张雪琴 张君

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用低凝原油稀释高凝原油,实现高凝原油的常温输送既能减少长输管道前期加热设备的投资,又可降低原油输送过程中的燃料消耗。通过对新大一线低凝与高凝原油混合输送过程中运行参数的数据分析,总结得到其混输过程中的5个现场实际问题。分别对各个问题进行分析,提出了相应的应对策略,以期为高凝原油常温输送的安全生产提供有益借鉴。

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温凯 夏子杰 刘静 黄晓茵 闫小东 宫敬

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管道的控制是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的指导意义。通过K-Spice软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID控制进行仿真,同时在SPS软件上进行相同的单管泵阀模型的PID控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析说明了K-Spice软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice软件的PID控制模型仿真结果较为理想,而且更为方便、合理,为之后使用K-Spice软件进行更为复杂的管网系统模型控制仿真奠定基础。

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陈兵 任科洋 白世星 石毛毛 庞斌

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桁架作为油气管道跨越某些障碍物时的支撑体之一,若发生破坏会威胁油气管道的安全运行,对已发生破坏的桁架设施进行安全评价十分必要。普光气田P201~P301桩某冲沟跨越因实际施工时变更设计方案、场地沉降的原因,导致桁架西端工字梁腹杆出现变形、管箍出现损坏,以该跨越桁架为研究对象,建立跨越结构在沉降状态下的有限元模型,运用AUTOPIPE软件对桁架变形与受力情况进行分析。结果表明:桁架的3根长弦杆是安全的;最西端横梁的轴向内力、垂直方向剪力、水平方向弯矩均远远大于东端横梁的受力与弯矩,其所受的最大相当应力超过许用应力,处于不安全状态;除最西端横梁外其他横梁均是安全的。针对西侧横梁的不安全性,建议去除桁架西侧盖梁顶与工字钢中间的支撑构件,以减少受力,并需定期对该桁架设施进行检测。

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李明菲 薛向东 马健 薛鲁宁 郑洪龙 艾慕阳 杨喜良 段林杰

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中国天然气管道行业正朝着规模化、网络化方向发展,整个管网系统运行期的输气保障能力受到广泛关注,对其完成输送任务的可靠性进行评价显得尤为重要。为了使大型天然气管网系统安全、高效运行与管理,对管网系统可靠性指标、系统可靠度计算、单元可靠度计算、可靠性数据及可靠性管理开展了研究。提出了包括可靠性类、维修性类以及健壮性类的3层系统可靠性评价指标体系;建立了基于管道工艺仿真的物理管网系统可靠度分布式阶梯计算模型,能够实现管网/管线/站场系统可靠度的简化、快速计算。将该计算模型在某压气站进行案例试算,按照站场系统→典型结构→基本回路→设备单元的顺序,将管网拓扑结构由上至下拆分为不同层级的可靠性框图,再利用单体设备可靠度由下至上依次计算各层级可靠度,获得该压气站在不同压缩机启停方案下的可靠度。该研究成果今后持续开展大型天然气管网系统可靠性评价及管理奠定了基础。

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段纪淼 王岩 刘慧姝 谷科城 管金发 李江 舒丹

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随着中国人口的增长和工农业生产规模的持续扩大,土壤污染问题日益严重,石油类污染物对土壤的污染是当前土壤污染的突出问题。通过模拟野外土壤密度和含水条件,开展了室内土柱实验,分别研究了0#柴油在含水土壤中毛细上升、下渗及水平运移的特性,为全面了解石油类污染物在土壤中的运移行为,石油泄漏后的污染控制与治理提供依据。研究结果表明:柴油在土柱毛细上升的过程中,运移初期和末期上升高度的平方均与时间呈线性关系;油品泄漏后,污染土壤的主要运移方式是重力下渗,大颗粒土壤条件下,柴油的运移是以重力下渗为主要运移方式,而对于小颗粒土壤,毛细作用将显著影响柴油的运移;柴油下渗运移的速率明显高于毛细上升的速率;柴油水平运移的初始阶段,柴油的运移速率明显高于柴油的毛细上升速率,在末期两者运移速率趋于一致,说明分子级别的铺展作用受重力的影响较小。

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杨兆铭 陈建磊 何利民 韩云蕊 罗小明 吕宇玲

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旋流气液分离器能够实现高气速、高气液比工况下的气液分离,满足了降本增效的要求。通过调研国内外水下旋流气液分离器的研究成果,对不同类型的水下旋流气液分离器进行了重点评述,从旋流场内液滴破碎机理、分离器内部流场参数等方面论述了水下旋流气液分离器的理论研究进展。结合工程实际需求,提出了水下旋流气液分离器研究中的不足及其未来的研究方向:建立水下旋流气液分离器的独立设计准则;进一步完善液滴在旋流场中破碎与聚合的理论研究;将旋流气液分离器与其他形式的分离器相结合,形成综合性的分离系统。

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张毅 刘晓文 张锋 邹鹏 王宽龙

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随着高钢级、大口径、大壁厚管道建设以及对运行安全和环境保护要求的提高,传统的手工焊和半自动焊已不能满足施工质量和效率的要求,自动焊技术开始大面积推广应用。自动焊技术是基于坡口、组对、焊接于一体的管道施工技术,采用液压传动技术、机械制造技术、自动控制技术结合焊接工艺,完成现场管口的焊接任务,其焊接质量和焊接效率的稳定性在流水施工作业过程中优势明显。系统介绍了自动焊技术特点,阐述了国内外管道坡口机、内焊机、外焊机以及自动焊技术的发展现状,并对未来自动焊装备的发展趋势进行了展望。

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文松青 张涛 张奇超

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成品油携水沿上倾管道流动会产生复杂的流动型态,准确识别油水两相在上倾管道中的分布特征是深入认识油携水规律的基础。针对实验中采集的上倾管油水两相流图像,提出一种基于图像处理的上倾管道油水两相分布特征识别方法:先将原始图像转化为灰度图像,剔除图像中的无用信息;再调整图像的灰度,以提升对比度,凸显图像细节;后对图像进行中值滤波处理,消除图像拍摄过程中的随机噪声;最后对图像进行边缘检测,分割出油水两相边界,识别出相分布特征。该方法能分割出清晰的油水两相边界,从而识别出管道中油水两相流相分布特征。研究成果适用于各工况下油水两相相分布特征识别,为多相流图像处理特别是流型识别提供了指导。

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郭守德 王强 林影 姜昌亮 王珀

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伊洛瓦底江穿越是建设期中缅油气管道的控制性工程之一,工程采用定向钻方式分别穿越主河和岔河,管道从江心岛直埋通过。由于伊洛瓦底江两岸未采取规范治理,河道不断摆动,导致管道穿越出土点位置处河岸不断塌陷,管道濒临露管风险。为了确保管道安全运营,经过实地调研与分析,制定了一套经济可行的临时整治方案:木桩石笼透水丁坝群+木桩石笼护岸。现场实施后表明,该方案能够经受住汛期考验,取得了较好的防护效果,可为今后类似工程的治理提供借鉴。

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刘超 贾东卓 赵洪亮

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天然气管道压缩机组目前使用的RB211-24G型燃气发生器,由于设备不断改型以及采购批次不同等原因,燃气发生器可调进口导向叶片部件在构型上存在差异,现场压缩机组控制系统在软硬件上也存在差异。作为燃气发生器上的核心部分,可调进口导向叶片在燃气发生器启停机和正常运转过程中起到了关键的作用。通过深入比较不同构型之间的差异,找出MOOG阀的控制特性,对不同控制系统软硬件进行对比研究,提出了相应的控制系统改造方法。通过在压气站现场进行实际改造,最终实现对可调进口导向叶片的有效控制,减少了压缩机组空机位的情况,提高设备利用效率,提升管网的保障能力。

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刘达希 刘霄 张俊 苏鑫 周宏

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往复压缩机出口管道的振动容易引起管道疲劳破坏,可以通过改变管系内气柱的固有频率来避开往复压缩机的激振频率。结合往复压缩机与管道系统的振动机理及减振方法,建立了往复压缩机结构等效数学模型,利用振动分析软件对机体进行声学脉动模拟仿真,并依据分析结果对其出口管道进行减振设计。研究表明:增设孔板可明显降低往复压缩机出口管道的固有频率,使之避开共振响应区域,降低管系气柱压力不均匀度和脉动幅值,其仿真模拟为往复压缩机的安全使用与疲劳计算提供了科学依据,也为后续的配管设计工作提供了理论与参考。

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刘霏 崔亚梅

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为了研究LNG接收站项目高低压火炬集中布置的可行性,结合火炬燃烧辐射热计算软件Flaresim和火炬泄放原理,分别建立低压火炬燃烧、高低压火炬同时燃烧的热辐射计算模型。模拟了低压火炬燃烧、高低压火炬同时燃烧时热辐射、噪音等参数的变化规律,计算了接受热点火炬分液罐的热辐射、噪音。结果表明:对于接受热点,高低压火炬同时燃烧时热辐射为1.578 kW/m2,噪音为89.85 dB,满足操作人员接受辐射强度和噪音的要求,表明高低压火炬集中布置方案是可行的,可为类似改扩建项目提供设计思路。

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马钢 李俊飞 白瑞 戴政

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针对单一缺陷油气管道的剩余强度预测问题,深入分析影响管道剩余强度的相关因素,对主成分分析(PCA)、支持向量回归法(SVR)及PCA+SVR的基本原理和组合过程进行介绍,利用从文献中获取的单一缺陷管道相关数据,使用PCA对影响因素进行降维处理,最后使用SVR模型进行剩余强度预测,并将预测结果与其它常见模型和计算方法进行对比,以此验证该模型的可行性。研究结果表明:在所有影响因素中,管道钢级对油气管道剩余强度的影响最大;PCA+SVR预测模型的预测平均误差为1.91%,均方根误差为0.34,证明此方法具有较高的准确率,但所有预测结果均小于实际剩余强度,证明该方法的保守性相对较强,会引起管道工作效率下降。

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管文涌 王新园 杨阔

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天然气输气站场ESD系统是SIS保护层的重要环节,专注作用于工艺过程失控时的风险降低。西气东输管道公司站场使用的ESD系统,存在ESD按钮回路故障、系统接地等隐患,有可能导致工艺过程失控,影响系统安全性及可用性。通过分析西气东输管道公司10年里所有ESD误触发事件,比较不同类型的ESD按钮回路及配套数字量输入卡件特点,选择最合理的提升措施,提出有效建议,使设备达到最佳的安全性和可用性,降低ESD误触发频率,可为输气站场ESD系统运行维护、升级改造、更新换代提供借鉴指导。

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于志新 李杰 程新新 代馥光 李绍松

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针对重型液罐车在紧急避障或转弯时液体和车体相互耦合作用引发的侧翻危险,用势流理论建立液体晃动控制方程并求解液体晃动力和力矩,结合半挂车刚体模型,将液体晃动模型统一到液罐车整车模型中。在鱼钩工况下,对比分析装载等质量液体和固体在激励作用下对罐车稳定性的影响。在这种非稳态因素影响下,设计了最优控制策略,并进行TruckSim/Simulink联合仿真分析。结果表明:提出的最优控制策略提高了车辆的鲁棒性,对增强液罐车稳定性具有指导意义。

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卢文青 潘灵永 王雪莉

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大型天然气往复式压缩机结构复杂,在设计过程中需要进行多次优化。但优化设计通常仅考虑单个零部件的要求,其优化结果对于其他零部件和压缩机整体性能则考虑不足,常常出现零部件返工、整体质量不合格等问题。提出了一种基于HAZOP(Hazard and Operability Analysis)的压缩机优化设计可靠性评估方法:构建压缩机层级结构,对设计变化信息在单元界面之间传递的过程开展研究,采用HAZOP对信息传递路径中导致的影响后果进行可靠性评估,在设计阶段制定合理的应对措施。将该方法应用于某压缩机曲轴优化设计中,结果表明:在确保压缩机可靠性的前提下,该方法将曲轴主轴颈和曲柄销直径从182.8 mm优化至177.8 mm。基于HAZOP的压缩机优化设计可靠性评估方法充分考虑了设计信息变化对其他单元及压缩机整体性能的影响,提高了压缩机可靠性。

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徐亮 艾月乔 李海娜 韩荣臻

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日东原油管道通过使用静态掺混装置实现高黏油掺混输送,运行中积累了大量实际生产数据。介绍了日东线的掺混工艺、输送油品的物性、掺混界面的移动对运行参数的影响及油品静置对启输的影响,并通过分析黏度异常事件中流量、压力、黏度等重要参数的变化原因,进一步阐述了掺混输送对管道运行的实际影响。结合生产实际情况对今后生产运行提出了相应的建议,可为安全输送掺混油提供技术支持。

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段纪淼 田爱民 徐硕 刘慧姝 李江 谷科城 管金发

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基于机动封围设施技术参数确定的需要,开展洞库油罐溢油在坑道中流动规律的研究,结合明渠非恒定流理论,建立了描述油料在洞库坑道中流动特性的物理模型,采用特征线法给出了在给定初始条件和边界条件下该模型的数值解,得到了泄漏油料在坑道中的深度及流量随泄漏时间的变化规律,同时研究了不同泄漏流量对油料流动的影响。泄漏流量越大,其在坑道中流动的流量也越大,油料的深度越大,同时油料流动的距离也越长。离泄漏油罐越远,不同流量下油料的深度和流量差别越小。研究成果为油库溢油机动封围设施的优化设置提供了技术支撑。

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蒋文明 杜仕林 吴君强 刘杨 边江

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水环发生器是水环输送稠油技术的重要装置,为改善水环稳定性同时提高输油效率,优化水环发生器结构至关重要。针对水环输送稠油的减阻机理进行分析,并开展水环发生器结构优化数值研究。模拟采用VOF模型,建立了水环流动数值模型,并完成了模型验证,研究了水环发生器不同间隙厚度对其稳定性的影响,探讨了水环发生器间隙尺寸对水环输油效率的影响,得到了水环发生器最佳间隙厚度。结果表明:间隙厚度存在一个最佳值,过小不利于水环的形成和稳定,过大则会降低输油效率。研究结果为水环输送高黏原油提供了理论指导。

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刘冀宁 董绍华 张菁 东静波 陈一诺

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以酸性气田集输管网中16MnR和20号钢为研究对象,开展应力诱导型氢致开裂分形试验,以验证相关理论模型的正确性。试验制备了两种管线钢的双悬臂梁试件,并将其浸入到不同H2S体积摩尔浓度的腐蚀溶液环境中,通过断口数据取样分析及计算,验证了管线钢氢致开裂的断口形貌具有分形特征,以及应力强度因子KI与分形维数D具有对数正比趋势的关系,同时验证了氢致开裂判据模型、氢致开裂分形扩展速率模型、氢致开裂分形物理机制模型的正确性,可为在役管道氢环境下的裂纹扩展速率的预测提供参考依据。

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王凯 曹学文 温家铭 李星標 孙媛

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以美国腐蚀工程师协会(NACE)于2016年提出的适用于多相流管道的内腐蚀直接评价标准(MP-ICDA)为对象,研究其应用方法及步骤,检验其可靠性,为国内内腐蚀直接评价方法的实施提供参考。利用多相流理论,以中国某油气水混输海底管道运行工况为基础,建立内腐蚀预测模型,结合高温高压反应釜实验与电化学实验,将MP-ICDA标准成功应用于多相流管道。结果表明:海管低洼上坡段腐蚀风险较高;缓蚀剂对海管内腐蚀有较好的抑制作用;实验结果与内腐蚀预测模型预测结果接近,证明了预测模型的可靠性。研究结果表明:MP-ICDA对预测管道腐蚀位置与风险大小具有一定的指导作用,可为中国管道完整性管理提供决策依据。

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张志霞 郝纹慧

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针对非常规突发灾害事故情景建模中信息资源丰富但来源众多、异质特性明显及微观分析不足等问题,研究采用知识元表示法,从突发灾害事故的情景状态、应急救援活动、孕灾环境与承灾体4个角度进行描述,结合灾害事故演变不确定性、自组织性的特点,构建基于动态贝叶斯网络的灾害事故动态情景模型。通过青岛“11·22”输油管道泄漏爆炸事故,验证基于知识元和贝叶斯网络的非常规突发灾害事故动态情景模型的科学性和有效性。结果表明:动态情景模型的情景演化路径与实际管道泄漏事故演化的顺序基本相同。研究结果可为非常规突发灾害事故的预防方案提供一定的参考依据。

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王振声 董红军 张世斌 赵国辉 张舒 余冬 贾立东 王宁

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随着天然气管道生产管理模式的变革,压气站区域化管理作为一种先进管理理念得到了逐步推广,需要区域化管理、无人值守、远程调控等各类生产运行技术作为支撑,压气站一键启停站技术是其重要的技术基础。以盖州压气站为试点,通过对天然气管道压气站采用站场及压缩机工艺流程全自动化控制改造、控制系统配置优化、站控与压缩机控制系统深度融合、压缩机辅助系统整合等优化措施,具备了实现一键启停站的硬件基础。一键启停站从软件功能上分为一键启站和一键停站两部分:一键启站由状态反馈与报警检测、站内工艺流程自动导通、压缩空气系统自启停、压缩机厂房风机自动分配、压缩机组一键启动、防喘控制与负荷分配的自动投用与退出6个部分组成;结合压缩机组的3种停机模式及其工艺需求,一键停站则分为了正常停站、多机停止、多机保压停机、全站ESD、多机泄压停机5种自动停站方式。盖州压气站试点的成功应用,表明中国压气站控制水平取得较大进步,为后续压气站的建设和改造提供了经验和技术基础,同时也对长输液体管道的一键启停提供了借鉴。

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康叶伟 张一 郭正虹 李志丹 孙雷 李秋萍

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机器人是当今最为先进的储罐底板定量在线检测手段,然而中国尚无此类机器人设备,无法适应未来管道智能化发展的需求。针对中国首台储罐底板在线检测机器人的研发工作,介绍了该技术的发展现状,并依据中国储罐特点与检测需求,提出机器人设计需要考虑的因素和功能的实现方案。研究表明:机械结构设计、关键功能单元实现方案、防爆设计及必要的辅助设计是机器人开发的重要内容。机械结构设计重点考虑外形尺寸、质量、驱动方式、传感器搭载机构、缆线重力平衡、制作材料、淤积层处理等因素;机器人基于声波到达时差原理确定位置和方向,采用浸入式超声技术进行缺陷检测;采取组合防爆措施使机器人的设备保护级别达到Gb级以满足多数应用场合。设计方案和研究成果对于中国储罐机器人在线检测技术的发展和设备国产化具有重要意义。

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李世尧 李振林 王颖 陈建红

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燃气轮机在运行过程中常常出现压气机积垢、涡轮腐蚀及侵蚀等问题,将会导致各部件性能衰退,对整机运行状态造成消极影响。基于性能仿真模型,研究了用于天然气管道的LM2500+SAC型燃气轮机的高压压气机、高压涡轮、动力涡轮等部件在等熵效率衰减和通流能力变化时,其高压压气机喘振裕度、最大允许输出功率及热循环效率的变化情况。仿真结果表明:高压压气机、高压涡轮等熵效率衰减均会导致燃气轮机最大允许输出功率明显下降,且热循环效率也会随之降低,但部件通流能力的变化对整机性能的影响较小;为双转子航改型燃气轮机配备具有可转导叶的动力涡轮后,通过增加其通流能力和燃料气供应量,能够有效提升故障机组的最大允许输出功率。研究结果可为故障部件定位和燃气轮机运行优化提供参考。

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李柏松,王学力,徐波,孙巍,王新,赵云峰
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根据国家发改委、能源局于2017 年发布的《中长期油气管网规划》,油气管网将实现倍增式发 展,对管道本质安全和运营效率同时提出了更高要求,推进管道智能化将有助于管道企业把握“保 安全”和“求效益”的平衡点。为深化认识在工业4.0 背景下管道企业由数字化向智能化升级所面临 的挑战,从人均管理里程、管道失效频率、综合能耗率、设备国产化率4 个方面对国内外油气管道运 行管理现状进行了对比分析,梳理了国内外管道企业在智能化建设方面的先进做法,探讨了中国开 展管道智能化建设面临的自动化、信息化、智能化3 个方面的挑战,给出了智慧管网/智能管道建设 的应对策略:同步推进管道自动化和信息化升级换代,积极开展管道智能化试点、示范工程建设,逐 步缩小与国外先进油气管道运行管理的差距。(图6,表4,参49)
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曹学文1,李星標1,樊茵2,王凯1
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随着油气资源的不断开发,油气田开发、油气管道输送过程面临的冲蚀磨损问题日趋严重。 通过总结分析现有冲蚀理论和冲蚀试验装置,系统介绍了国内外冲蚀问题的最新研究成果,阐述了 利用旋转式、射流式或管流式试验装置进行冲蚀试验的新方法,着重分析了管道冲蚀速率的影响因 素,并介绍了冲蚀模型的研究进展。指出了当前油气管道冲蚀研究中存在的问题及未来研究方向, 对于研究油气管道及设备冲蚀问题,保证油气管道的输送安全,提高油气管道的输送效率具有重要 的参考价值和工程意义。(参65)
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张万1,梁永图1,闫亚敏1,高杰2
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区域成品油合理配置直接影响成品油供给链物流系统构建和成品油市场的发展,但中国区域 成品油优化配置问题尚未形成较为完善的理论体系和优化方法。通过调研国内外资源配置问题的 相关研究成果,分析了区域资源优化配置问题研究现状,基于中国大区域成品油供给系统,从成品油 供给链、运输方式、库存管理以及不确定因素分析等角度出发,从问题实质、解决思路、优化模型及求 解方法等方面梳理了区域成品油优化配置问题的研究重点、难点及进展。最终结合工程实际需求, 提出了区域成品油优化配置问题的研究难点与发展趋势。(参53)
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万宇飞1,刘春雨1,钱欣1,李立婉2,唐宁依1,王文光1,郝铭1
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海底管道主动伴热维温技术作为被动保温方式的补充,拟在中国海上高黏、易凝原油,深水油 气开发中进行应用,中国在自主应用海底管道主动伴热维温技术方面尚处空白,需要在充分比较的 基础上,吸收国内外应用案例的先进做法。通过调研分析认为:海底管道主动伴热维温技术可以适 应各种水深海域,但目前的应用主要集中在属于浅水区的北海海域。电加热/伴热技术由于适应性 强、热效率高,特别是间接电伴热技术,将成为取代热流体伴热的重要选择。间接电伴热技术较直接 电加热技术效率高、安全稳定,可实现长期运行,更适合海上油气物流的输送。集肤效应电伴热技术 作为间接电伴热技术的一种,由于其安全性强、热效率高、沿线温度分布均匀且可监控,适合用于长 距离海底管道的伴热维温,是今后主要的发展方向。中国海底管道主动伴热维温技术需要在当前国 家对重要装备国产化大力支持的背景下,开展横向和纵向对比,加大应用研究力度,突破接线盒处连 接点的可靠性等关键问题,早日实现海底管道集肤伴热技术国产化,为中国海上油气田的可持续发 展提供技术支撑。(图7,表1,参38)
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郭文朋1,周亚薇2
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中俄东线天然气管道工程(黑河—长岭段)干线(简称中俄东线)是中国首条直径1 422 mm、 X80M 的大口径、高钢级输气管道,其沿线高后果区数量多、情况复杂且缺少可借鉴的工程数据。为 了准确评价中俄东线风险,提出了一种改进的风险矩阵法,其采用定量分析方法确定了黑河—长岭 段干线18 个高后果区的失效可能性和失效后果等级,进而结合风险矩阵明确了中俄东线既定路由 高后果区的风险等级为I~Ⅱ级,风险水平可以接受,论证了目前管道路由的合理性。(图2,表5, 参19)
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周怀发1,申永亮1,张兴2,刘铭刚3
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LNG 槽车充装作业过程中一旦发生泄漏,极易引发燃烧甚至爆炸事故,破坏性极大。为了对 LNG 接收站槽车充装区进行科学合理的风险评价,从工艺、设备及管理3 方面,选取阀门内漏情况、 操作流程合理性、充装人员专业水平等16 个指标,构建了LNG 接收站槽车充装区风险评价指标体 系;针对指标具有模糊性的特点,运用层次分析法确定各指标权重,建立了基于集对分析法的槽车 充装区风险评价模型。将该风险评价模型用于山东某LNG 接收站槽车充装区的风险评价,结果表 明:该评价模型将定性分析与定量分析相结合,评价结果可靠,能够为LNG 槽车充装工作的改进提 供指导作用。(图1,表3,参24)
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臧雪瑞1,顾晓婷1,王秋妍1,王立航2
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随着中国不断增长的天然气需求量和天然气管道建设的稳步推进,急需对高钢级管线钢的剩 余强度进行评价,其中建立失效压力模型是剩余强度评价中最重要的组成部分。以X100 钢级管道 为研究对象,使用ABAQUS 有限元软件对两种体积型腐蚀缺陷进行有限元建模,利用全尺寸爆破 试验数据对模型进行准确性验证。基于35 组X100 钢级不同尺寸钢管和不同几何缺陷模型的仿真 模拟值,采用1stOpt 拟合软件构建出X100 钢级输气管道的失效压力预测模型,并对构建的拟合计 算公式进行误差分析,结合真实爆破试验验证了失效压力模型的准确性。研究结果可为完善现有高 钢级输气管道剩余强度评价方法提供参考。(图8,表4,参22)
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贺娅娅1,甄莹1,曹宇光1
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服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出 了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据, 推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算的失效 风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现 油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。(图1,表3,参25)
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李长俊,刘雨寒,贾文龙
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现有方法对高压下多组分非理想气体的可压缩性和分子之间的交互作用考虑不足,不能准确 反映各组分的扩散特征。针对该问题,基于PR 状态方程对Fuller 二元扩散系数以及热力学因子计 算方法进行了校正,分析了气体压力、组成对热力学因子的影响,计算了三组分物系Fick 扩散系数 矩阵。结果表明:对于实际的多组分非理想气体,校正后的扩散系数计算精度显著提高;热力学因 子表征了混合物实际状态偏离理想状态的程度,以及分子扩散方向与浓度梯度之间的关系,其值随 着体系压力和气体组分的变化而变化,且与压缩因子变化趋势相同。多组分非理想气体扩散系数改 进研究为探究多组分非理想气体在空气中的扩散奠定了理论基础。(图3,表5,参20)
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隋义勇1,林堂茂1,刘翔2,赵志宏2,刘建东2,王余宝3
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储气库生产压力周期性变化使骨架岩石受到交变载荷的作用,岩石在强注强采交变载荷作用 下会出现损伤使其力学性质发生变化,影响井壁与骨架岩石的稳定性从而引起出砂。通过实验模拟 强注强采交变载荷作用下注采井出砂规律,采用岩石损伤量、加载次数及加载频率等参数修正出砂 指数公式,分析注采井出砂风险并预测出砂时间,可得注采周期对注采井出砂的影响规律。修正后 的出砂指数公式能够预测注采井的出砂周期和出砂程度,有效指导储气库注采井先期防砂完井方式 的选择,合理制定生产制度控制注采井出砂,保证储气库稳定运行。(图3,表1,参21)
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王余宝1,高国华2,杨东海2,何利民2,吕宇玲2,陈鲁3
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针对稠油管道中流体密度高、黏度大的特点,设计了高压逆流注药、微管注药、微孔注药3 种 注药方式,以及内锥柱体式、隔板式、旋流板式3 种混合结构。利用CFD 仿真模拟对以上注药方式 和混合结构进行了参数优化和药剂分散效果分析,结果表明:仅在注药方式作用下不能实现药剂与 稠油的充分混合;微孔式注药方式药剂分散效果最好;综合考虑产生的压降和药剂分散效果,内锥 柱体式混合结构性能最佳。通过室内试验对以上混合结构进行性能测试,结果表明:混合结构产生 的压降和药剂分散效果呈负相关;药剂加注浓度会影响药剂分散效果;试验结果与模拟结果具有一 致性。通过数值模拟和试验研究,优选确定了适合稠油管道的管道外环向微孔注药、管道内安装内 锥柱体混合结构的加药方式。(图9,表1,参20)
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唐霏1,彭星煜2
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增压站是气田集输系统的重要组成部分,对增压站开展能效评价及预测对于提高集输系统运 行效率具有重要的现实意义。以某气田集输系统25 座增压站为例,基于粗糙集(Rough Set,RS)理 论和BP 神经网络的优点,建立了RS-BP 神经网络模型,选取8 个评价指标,采用粗糙集属性约简原 理对数据进行预处理,实现了20 座(1#~20#)增压站的综合评价。为了验证评价结果的准确性,采 用MATLAB 软件对该气田集输系统21#~25# 增压站进行4 次能效预测,并与无约简时的预测结果 进行对比。结果表明:与单纯的BP 神经网络模型相比,RS-BP 神经网络模型的训练时间更短、误差 更小,具备良好的实际应用价值。(图3,表7,参22)
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高健富1,高炳军1,靳达1,李娜1,宋晞明2,傅建楠2
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随着LNG 产业的发展,LNG 储罐日趋大型化,储罐的拱顶稳定性问题备受重视。为了研究 罐体和罐体载荷对拱顶稳定性的影响,以容积为10 000 m3 的LNG 单容罐为例,采用有限元法对储 罐拱顶稳定性进行罐体结构及载荷关联性分析。在进行结构关联性分析时,比较了不同约束下单独 拱顶模型与含罐体的完整结构有限元模型的拱顶临界载荷,发现约束形式对拱顶刚度的影响较大, 含罐体完整结构有限元模型能够给出对拱顶的实际位移约束,计算结果更为合理。在进行载荷关联 性分析时,提出了一种分析计算方法,分析了罐体各种载荷工况对拱顶稳定性的影响,结果表明:罐 体载荷降低了拱顶的稳定性,校核拱顶稳定性时应予以充分考虑。研究成果可为LNG 储罐罐体稳 定性研究提供理论基础。(图7,表4,参24)
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阿拉木斯,范世东
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浮顶罐是油品储存的主要设备,明确油品在罐内的温度分布变化规律,准确预测油温变化对 于油库安全、低耗运行具有重要意义。以5×104 m3 浮顶罐为测试对象,通过现场跟踪测温的方式研 究罐内原油温度场变化特性。结果表明:当外界温度低于油温时,罐内温度呈现反浴盆曲线,存在明 显的核心恒温区;当外界温度高于油温时,罐内温度呈现导热分布,罐内核心恒温区消失。研究结果 可为节能减排、科学制定浮顶罐加热运行方案及预防凝罐事故提供技术参考。(图3,表1,参21)
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周军1,马骐1,梁光川1,宋泞杉1,文韵豪2,李虹3
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针对以往二维平面条件下确定天然气管道最优路径难以符合真实环境的情况,利用GIS 软 件Global Mapper 提取高分辨率离散化三维地形数据,建立DEM 数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。基于DEM 模型,以天然气管道长度最短为评价指标,管道弹性敷设曲率半径为约 束条件,建立地形起伏地区管道路径寻优模型,采用改进的Dijkstra 算法(A* 算法),应用启发式搜 索方式,求解两点间最优的曲面路径。通过实际地形模拟分析表明,基于Global Mapper 建立DEM 数字高程模型工作量小、精度高,能够有效模拟地形的真实情况;A* 算法具有良好的全局收敛性和 计算鲁棒性,适用于管道路径寻优模型的求解,能够有效缩短管道总长度,降低路径的起伏程度。 (图7,表4,参20)
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杨专钊,王高峰,刘迎来,黄磊,聂向晖,许彦,赵金兰
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为了研究小半径无模热煨弯管截面畸变的影响因素,掌握工艺参数对截面尺寸的影响规律, 优化和控制小半径弯管截面的几何形变尺寸,减小畸变,通过研究管径610 mm、壁厚11 mm 的 L415M 小半径3 D 弯管加工工艺参数(加热温度、推进速度、弯曲半径)与截面畸变参数(壁厚减薄 率、壁厚增厚率、椭圆度)之间的关系,揭示了两者的相关性。结果表明:弯管的弯曲半径对截面畸 变影响显著,弯曲半径越小截面畸变越严重;随着推进速度的加快,弯管壁厚减薄率减小、增厚率增 加,椭圆度减小;随着弯管加热温度的升高,弯管壁厚减薄率增加、增厚率减小,椭圆度增加。研究 成果可为小半径热煨弯管的设计加工提供技术参考。(图10,表4,参19)
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姜修才,贾志方,曹文明,苏彦杰,史左辉
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在油气管道的长久运行过程中,受自然、人为等不可预见因素影响,不可避免地会发生管道突 发性穿孔泄漏事故。为了最大限度降低事故引起的损失,利用软性绑带能够快速勒紧束扎的特性, 结合橡胶件压缩密封的原理,开发出一种能够在管道存在微正压、微泄漏的情况下临时堵漏的软质 捆绑卡具。相比刚性卡具,软质捆绑卡具具有轻质、可变形、不剥防腐层、成本低、安装快速等优点。 对完成临时封堵的管道辅以钢制凸形套袖管件,更能实现快速、低成本的永久修复。在试验台进行 了软质捆绑卡具的动态堵漏测试试验,结果表明:软质捆绑卡具安装方便、承压能力强、安全可靠, 为油气管道泄漏的安全、快速、低成本维抢修提供了有力支撑。(图3,表1,参21)
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刘继芹1,乔欣2,李建君1,王文权1,周冬林1,肖恩山1,井岗1,敖海兵1
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盐化公司拥有丰富的对流井老腔资源,如果能够有效利用此类腔体,不但可以缩短储气库建库 时间,而且可以大幅降低工程投资。介绍了盐化溶盐采卤生产模式,基于数值模拟与声呐检测数据, 探讨对流井采卤老腔改造过程中存在的形状检测、注气排卤模式等难点,论证了对流井老腔改造的可 行性,提出对流井改建储气库的方法。盐化公司对流井老腔改造技术拓宽了盐穴储气库建设的新思 路,尤其是针对中国普遍夹层多、纯度低的盐层改建储气库具有重要意义。(图14,表1,参21)
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赵兴民1,高睿1,高晓蓓2
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为了提高铺管船法施工无配重层海底管道的施工效率,对铺管船作业线的补口工艺方案进行 研究:对比了热收缩带的两种安装工艺;通过计算优化了铺管船作业线工位布置;通过试验明确了 热收缩带通过托辊的临界温度,得到了喷淋后的降温曲线;优化了补口施工的工艺流程。结果表 明:热收缩带安装的干膜工艺比湿膜工艺更适用于铺管船法施工无配重层海底管道;为防止热收 缩带被划伤,应撤掉铺管船作业线7# 工作站和8# 工作站中间的托辊;当温度控制在75 ℃以下时, GTS-PE 型热收缩带可无损通过托辊;热收缩带安装后,冷水喷淋10 min 即可达到其通过托辊的温 度条件;通过优化施工过程,一道口安装热收缩带的施工时间从23 min 缩短为15 min。(图4,表2, 参22)
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艾月乔 徐亮 陶江华 陈瑞波

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管道风险评估是管道风险管理的重要组成部分,其目的是通过对风险的调查和分析,识别可能导致管道事故的重要因素,使得管道风险管理更加科学化。为了对管道日常运行状态风险进行准确评估,提出了一种利用人工蜂群算法优化的支持向量机(Support Vector Machine,SVM)管道安全风险评估方法:建立管道风险评估模型,从工艺运行角度收集了成品油管道、正反输原油管道、掺混输送原油管道的工艺运行特征,并形成了样本特征集合。对4种类型管道特征集合进行试验,结果表明:在小样本情况下,采用基于人工蜂群算法优化的SVM管道风险评估方法正确率较高,并具有良好的普遍适用性,能够根据管道实际运行状态给出正确的风险评估结果。

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李寄 苏兰茜 何祖祥 张文峰 余海冲

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水工保护结构是油气长输管道关键附属工程,针对目前油气管道初步设计阶段水工保护工程量的计算难以满足工程概算精度的实际问题,以中缅管道为例,提出了管道初步设计阶段水工保护工程量的优化计算方法。通过分析已建油气管道初步设计阶段与竣工阶段的水工保护工程量偏差因素,重新梳理了中缅管道水工保护工程量的9种计算要素,针对不同材料和结构形式的水工保护建立了新的工程量计算公式。采用Global Mapper和ArcGIS等GIS软件提取中缅管道沿线的坡度和长度系数,实现优化计算公式中部分参数的确定。中缅管道工程竣工后,对比了初步设计阶段水工保护工程量与竣工工程量,结果表明初步设计阶段水工保护工程量的计算准确率相对较高,证明该计算方法可行,可为精确计算初步设计阶段水工保护工程量提供新思路。

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周梅 蔡晓君 窦艳涛 刘磊 杨二帅

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高压水射流清洗装置被应用到管道清洗作业中,自进式旋转喷头作为其关键执行部件是研究焦点。为保证自进式旋转喷头在管道清洗过程中能够稳定地自进和旋转,分析了自进式旋转喷头的喷嘴数目、夹角及偏心量对其运动和清洗效果的影响,通过对比旋转式与非旋转式喷头、无偏心喷头的喷嘴布置情况及清洗效果,得出喷嘴数目、夹角及偏心量是保证喷头自进和旋转的关键,且三者之间相互关联,提出了喷嘴布置设计的要点。基于此,提出了一种合理高效旋转喷头的喷嘴布置方式,既能使自进式旋转喷头稳定运动,又能提高高压水清洗的效率。

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梁怿 王磊 赵廉斌

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在网络安全形势与挑战日益严峻、复杂的环境下,工业网络传统的单点式防御策略已不能适应于当前网络安全形势的现状。基于互联网领域的立体式安全防护理念,根据工业网络防护特性,提出了在工业网络构建深度防御理念的方案:在工控终端部署基于白名单的安全系统,在局域网设置基于最小权限原则的访问控制策略,在网络边界增加缓解威胁的网络安全工具。将该方案应用于西气东输天然气管道SCADA系统网络进行了4次渗透测试,经历了WannaCry、Petya等蠕虫病毒攻击的考验。结果表明:基于深度防御理念的网络安全防护策略能够有效防护来自工业系统外部和内部的攻击,极大地提高了SCADA系统工业网络的安全性与可靠性。

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董龙飞  李玉星  韩辉

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绕管式换热器是天然气液化的核心设备,其换热性能的优劣严重影响着液化工艺的水平。基于绕管式换热器的结构及其特性,采用Fluent软件,对LNG绕管式换热器壳程单相混合冷剂的对流换热进行了数值模拟。结果表明:换热管管径是影响壳侧换热的一个重要因素,壳侧换热系数、壳侧冷剂压降均随管径、壳侧冷剂质量流量的增大而增大。模拟结果与已有实验值的偏差均控制在20%以内,二者具有较高的匹配性,采用新建立数值模拟模型用于绕管式换热器换热性能研究具有可行性。

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王维斌 赵弘 杨晓丽

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在油气长输管道维修更换作业中,为缩短更换作业周期以及减少剩磁对管道焊接质量的影响,需要对管道进行退磁。分析了油气管道带磁的几种原因:管道检测;外部存在磁场、电场;管道的焊接与摩擦等。分析了管道带磁对管道焊接、其他检测方法与管道寿命的影响。最后从油气管道退磁原理入手,分析了直流退磁法、交流退磁法及永磁铁退磁法三种管道退磁方法来提高油气管道在线的焊接质量。研究结果对油气管道退磁方法的选择有一定的指导作用。

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汪春付

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榆济天然气管道目前面临着管道泄漏及其次生灾害的威胁,需要一套完整的泄漏检测方案来为管道系统安全生产提供保障。针对大型复杂天然气管道系统缺乏干线计量及沿线压力测点众多的特点,采用西安石大派普特科技工程有限公司自主研发的基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统,通过在线仿真压力和实测压力偏差分布对比分析来实现管道全线的实时泄漏检测,持续监测管道系统的运行状态,及时发现可能出现的微小泄漏并确定其位置。结果表明:该泄漏检测系统不仅可用于实现大型复杂天然气管道系统的泄漏检测,还能发现仪表故障、站场操作等异常事件,突破了管道系统分段泄漏检测的限制,并能对天然气管道泄漏进行动态监测,对泄漏点进行定位,填补了国内天然气长输管道分析计算检测方法(Computational Pipeline Monitoring,CPM)的应用空白。

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张海龙 陈建恒 赵晓乐 杨东海 何利民 翟兴磊 单从云

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为了对深水油气田塔式立管系统气液两相流压力波动特性进行研究,通过室内试验分析了不同流型下的压力变化特征、压力波动幅值等。室内试验得到了6种流型,每种流型对应特定的压力波动形式,且最大波动幅度出现在严重段塞流向稳定流转变过程中的过渡流型II上。通过对立管底部的最大、最小压力分析,得出压力波动幅值随折算气速的增加呈现先增大后减小,且流型的转变对气速的敏感性高于液速。通过概率密度函数(Probability Density Function,PDF)和累计分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)的统计学分析,得出立管底部的压力在各种流型下的分布形态:下倾管底部压力PDF曲线在严重段塞流下高压区单峰特征显著;过渡流型下左右两峰相当,呈两端高、中间低的形态;稳定流型下峰值数量增加、压力范围集中;CDF曲线在高压区的拐点与PDF曲线的峰值对应。跨接管底部压力PDF曲线峰值均处于低压区,且中间高、两端低。在严重段塞流下,曲线呈现双峰和三峰分布,稳定流表现为单峰对称分布。结合压力PDF和CDF曲线可辅助分析和判别流型,并直观获得立管压力概率分布特征,以此作为其疲劳损坏和安全评估的参考。

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汪春付

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榆济天然气管道目前面临着管道泄漏及其次生灾害的威胁,需要一套完整的泄漏检测方案来为管道系统安全生产提供保障。针对大型复杂天然气管道系统缺乏干线计量及沿线压力测点众多的特点,采用西安石大派普特科技工程有限公司自主研发的基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统,通过在线仿真压力和实测压力偏差分布对比分析来实现管道全线的实时泄漏检测,持续监测管道系统的运行状态,及时发现可能出现的微小泄漏并确定其位置。结果表明:该泄漏检测系统不仅可用于实现大型复杂天然气管道系统的泄漏检测,还能发现仪表故障、站场操作等异常事件,突破了管道系统分段泄漏检测的限制,并能对天然气管道泄漏进行动态监测,对泄漏点进行定位,填补了国内天然气长输管道分析计算检测方法(Computational Pipeline Monitoring,CPM)的应用空白。

 [2019年03期]

李世尧 李振林 谷思宇

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准确掌握燃气轮机的气路性能参数,对输气管道燃驱压缩机组的运行维护具有重要意义。建立了一种基于一维Newton迭代的燃气轮机气路性能计算方法,并通过引入“虚拟部件”的概念对具有复杂气路结构的燃气轮机进行模型简化,使建立的计算方法具有更广泛的适用性。在此基础上,分别根据燃气发生器中“虚拟部件”和实际部件的平衡机理,给出了热端部件进、出口截面处的气路物性参数计算方法,以进一步获取燃气轮机中热端部件的各项性能参数。将建立的性能计算方法用于GE LM2500+型和RR RB211-6562型燃气轮机的燃气发生器各部件性能求解,通过与基于多维迭代计算方法获得的部件性能参数进行对比及理论分析,验证了新方法的准确性。新方法克服了由于热端部件气路物性参数缺失而造成的热端部件性能参数无法求解的问题,为输气管道燃气轮机性能的计算提供了新的思路。

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郭庆丰

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宋丽敏 唐取 区伟斌 苏波 文陈鼎 彭贵文 王春雨 姜子涛

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及时评估新建高压输电线路对附近管道的干扰,并采取一定的措施以缓解管道交流腐蚀风险、降低施工费用具有重要的意义。为了判断某新建高压输电线路对埋地管道交流干扰程度并采取相应的缓解措施,利用数值模拟技术结合现场测试校正,建立了管道交流干扰计算模型,预测了新建高压输电线路对管道的交流干扰程度,并根据管道周围环境特点设计了深井地床排流缓解措施,测试结果表明数值模拟计算结果与现场实测结果基本吻合,验证了合理设计深井地床能够有效缓解管道的交流干扰。实际工况的复杂性使得计算模型不可能完全与现场一致。对于新建输电线路,可利用附近已有的输电线路干扰情况对计算模型进行校正。

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姚子麟 涂庆 季寿宏

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管道内检测器皮碗是管道内检测器的重要组成部分,其力学行为对管道内检测器的运行有着重要影响。为了研究管道内检测器皮碗过盈量对皮碗力学行为的影响,以直径为800 mm的管道的内检测器皮碗为研究对象,分析了聚氨酯材料的力学特性,建立了用于分析管道内检测器皮碗过盈量的二维轴对称有限元模型。通过计算分析,得到了皮碗过盈量为0~10%时,唇缘接触应力、唇缘接触长度、夹持端角度、唇缘角度、折点内外侧应力的变化趋势。并通过拟合,得到了过盈量与上述参数之间的关系。研究结果表明:随着皮碗过盈量增加,皮碗唇缘应力趋势由指数下降趋势逐渐转化为线性下降趋势;皮碗唇缘接触长度、夹持端角度的增长速率随皮碗过盈量增大而快速增加;折点内外侧应力增长速率均随皮碗过盈量增大而减小;皮碗唇缘角度随着皮碗过盈量增大而线性减小。

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李振北 张菊 荆睿 何肖宁 胡铁华

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橡胶筒是油气管道内封堵器封堵模块中的核心部分,为了研究橡胶筒轴向长度对封堵过程的影响规律,通过橡胶材料的力学性能测试及材料非线性和接触非线性理论研究,结合动力学有限元仿真分析方法,建立了封堵器橡胶筒封堵过程力学模型。利用该模型进行了不同长度橡胶筒封堵过程的模拟仿真分析,总结了橡胶筒长度对封堵性能的影响规律。研究表明:在同样的驱动力作用下,随着橡胶筒有效长度的增加,橡胶筒与管壁之间的接触力不断减小,相对产生的等效应力和接触应力也减小。因此在封堵器橡胶筒选型阶段,在保证压缩后有效密封长度大于封堵所需安全长度阈值的前提下,应尽量选择有效长度相对较短的橡胶筒结构。

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刘德仁 汪鹏飞 王旭 胡渊

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为了治理冻土区埋地油气管道管沟融陷工程病害,通过对管道病害现场调查,结合现场地质勘探、含水量试验测试及管周土体温度监测,分析了融陷病害的发生机理,并结合管沟融陷形成因素,提出了相应防治措施。结果表明:冻土区埋地油气管道管沟融陷病害的发生与地层土质、土体含冰量、冻土类型、管道热扰动及施工方式等因素有关;冻土区埋地油气管道的敷设应选择合理的施工季节,综合分析冻土环境因素,确定合理的管道埋设深度,设置管道隔热保温措施,加强管道运行状态监测和科学管理,从而保证管道安全运行。研究成果为冻土区埋地油气管道的设计、施工及安全运营提供借鉴。

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张成斌 张亚琴

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由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性有很大影响,洞室的稳定性、耐久性对所储油品的密封极为重要,且洞室的稳定性关系到整个项目的成败,因此,依托辽宁某真实地下水封石油洞库工程,对其稳定性进行FLAC3D数值分析,分析了储油洞室在实际施工开挖工况下的稳定性,并从围岩应力和位移变形两方面分析了无支护和有支护两种工况下洞室的稳定性。结果表明:储油洞室处的围岩均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。通过模拟分析得到了洞室在开挖过程中的薄弱部位,应当在设计和施工中加强支护及监控量测。研究成果为大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性的研究提供了理论基础。

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王宇峰 何庆中 陈雪峰 赵献丹 刘怡

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为了解决楔形双闸板闸阀在实际应用过程中密封失效的问题,利用ANSYS软件对闸阀进行有限元建模,并进行热力耦合分析与密封性能评价。结果表明:在热应力和介质压力作用下,最大Mises应力出现在出口阀座处;出口阀座上两条危险路径上的3种不同应力强度评定结果均不合格,且出口阀座密封面的最大密封比压超过许用比压。通过以上分析结果,并结合闸阀的结构,找出了闸阀密封失效的原因,并对闸阀结构进行了优化。结果表明:结构优化后的出口闸阀的最大Mises应力、密封面的最大密封比压均大幅降低,两条危险路径上的3种不同应力强度评定结果均合格,能够有效地解决密封失效的问题。研究结果可以为楔形双闸板闸阀的结构设计与优化方面提供参考。

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李修波 余建星 樊志远 余杨 于国友

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为研究腐蚀疲劳裂纹在蚀坑处萌生位置差异的本质和预测腐蚀疲劳裂纹起始寿命,采用双参数模型描述点蚀坑形貌,并基于三维有限元模型分析了不同点蚀坑形貌下的应力集中情况。以此为基础分析了蚀坑深度、深径比及位置等参数对蚀坑不同位置应力集中的影响规律。依据腐蚀疲劳现象学观点,建立了三维双参数点蚀坑腐蚀疲劳裂纹萌生评估模型,分析不同蚀坑形貌下腐蚀疲劳裂纹萌生的临界值。研究表明:控制腐蚀疲劳裂纹萌生的条件有蚀坑深度和蚀坑形状;萌生于蚀坑处不同位置的腐蚀疲劳裂纹的临界值都可采用蚀坑临界深度值表示。所建模型的有效性和合理性得到了有效验证,为工程实际中遭受腐蚀疲劳损伤结构的腐蚀疲劳起始寿命预测提供了一种可行性方法。

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王海燕 王春升 李玉星 蔡晓华

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为研究气液两相流的流型变换规律,建立计算精度高的气液两相流水力计算模型,以Shoham和Kokal的实验数据为基础,对通用流型判别法、改进的Taitel-Dukler流型判别法及段塞流特征分析法用于气液两相流流型判别的效果进行验证。基于以上3种判别方法,给出流型判别图,并与实验数据进行对比,总结出3种判别方法的特点。结果表明:通用流型判别法和段塞流特征分析法对气液两相流流型的判别结果较好,其中通用流型判别法的计算适用性更强,研究成果为气液两相流水力计算提供了流型判别算法的选取依据。

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黄思 危逸枫 郭晨光 康文明

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为了验证开源软件OpenFOAM在化工泵数值计算中的准确性,以OpenFOAM5.0为平台,在0.3 Qd~1.4 Qd(Qd为设计工况流量)的工况范围内对IH型化工离心泵进行稳态和瞬态全流场数值计算。流动控制方程选取标准k-ε湍流模型,稳态和瞬态计算分别采用simpleFoam和pimpleDyMFoam求解器。通过后处理软件ParaView显示计算得到的泵内流速、压力及流线分布,分析泵内旋涡与流动损失的关系,预测计算泵的扬程、输入功率及效率等外特性参数。在同样的计算模型、网格及边界条件下,将开源软件OpenFOAM和商用CFD软件预测计算的泵性能参数与实测结果进行对比,结果表明:OpenFOAM在化工泵性能预测方面有较高的精度。

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蔡永军1,蒋红艳2,王继方3,王潇潇1,李莉1,陈国群1,张海峰1
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随着中国油气管道建设步伐不断加快,基于互联网+、大数据、云计算等先进技术与油气管网 创新融合的智慧管道建设,成为新形势下实现管道可视化、网络化、智能化管理的重要方法和途径。 智慧管道建设首先要实现管道的智能感知,在感知层进行管道本体、关键设备、外界环境及维护资源 等信息的全面感知,实现采集、处理及传输一体化,为管道运行决策提供可靠的数据基础。其次,是 信息的网络化,在网络层将所有人、物及环境信息全部接入网络平台,实现信息流和资源流的统一。 再次,是数据的标准化,在数据层对所有接入的数据进行清洗、转化及标记;在算法层采用人工智 能算法对数据进行深度挖掘,抽取故障信息,预测运行状态,优化资源调配。最终,通过具体的业务 平台实现“数据全面统一、感知交互可视、系统融合互连、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可 控”的管道智能化运行目标。(图2,参31)
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谢芳1,刘德俊1,杨正伟2
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压力容器在制造过程、疲劳与复杂应力状态下会产生裂纹,这些裂纹的存在将影响到容器的 安全使用,有必要对容器内外壁同时存在轴向双内外裂纹相互作用对应力强度因子的影响进行深 入研究。利用ANSYS、FRANC 3D 有限元软件建立含内外壁轴向裂纹的柱形压力容器模型,分析 不同裂纹深长比的内外裂纹在静、动态下的相互作用对应力强度因子的影响,拟合得到不同裂纹深 长比下名义应力强度因子的变化曲线,发现裂纹相互作用对深长比小的初始裂纹的扩展有促进作 用,而对深长比大的初始裂纹的扩展则有抑制作用。研究结果对于不同深长比多裂纹相互作用下 的裂纹扩展机理及多裂纹断裂失效评定问题的研究具有借鉴作用。(图7,参22)
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韩烨1,2,孙伟栋2,席少龙2,孙霄2,阮伟东3
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针对含腐蚀缺陷管道因地面占压带来的安全问题,基于ABAQUS 软件建立了地基-管道-堆 载三维有限元模型,探讨了含腐蚀缺陷占压管道的应力和变形情况,研究了管道埋深、管道内压、堆 载荷载以及腐蚀缺陷位置对埋地管道力学性能的影响。结果表明:增加管道埋深可以有效缓解管 道应力分布,但同时会增大开挖工程量;当管道内压达到一定程度时,腐蚀缺陷作用下管道最大应 力主要由管道内压控制,地面堆载荷载对其影响不大;管土切向摩擦因数对埋地管道力学性能影响 较为显著,管道应力随着管土切向摩擦因数增加而近似线性增大;当腐蚀缺陷相对于管道截面的角 度位置为5:15 方向时,含腐蚀缺陷占压管道的应力最大。(图15,表2,参30)
[PDF:2839KB]全文下载(48)次  [2019年02期]
梁晓斌1,梁伟1,邓克飞2,孙志勇3
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采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围 变形甚至悬空。基于理想弹塑性模型,以某X70 管道为例,考虑管道与土体的非线性、管道的几何 非线性、土壤的物理非线性等因素,利用有限元软件ABAQUS 建立采空区悬空天然气管道的有限 元仿真计算模型。在内压、轴向力、外部载荷等共同作用下,分析X70 悬空管道在不同悬空长度、不 同内压、不同埋深条件下的应力应变变化,并采用双失效判别准则对其进行安全评估。结果表明: 在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上,通过双失效判据确定不同悬空长度管道所处的 风险等级,可为采空区管道的完整性管理提供依据;内压对管道失效影响较大,当存在采空区塌陷 时,需要临时降低管道内压以提高管道安全性能。(图4,表1,参28)
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陆诗建1,2,张金鑫2,高丽娟2,赵东亚2,朱全民2,李欣泽2,李清方1
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为深入研究CO2 管输特性,以输量为100×104 t/a 的CO2 管道工程为例,采用Pipephase 仿真 软件建模,分别对气相、液相和超临界相3 种相态的CO2 在不同管径和温压条件下的输送过程进行 模拟。结果表明:气相、液相、超临界相3 种管输方式在不同管径下的压降均不大,压降基本只受输 送距离的影响;管输CO2 的密度和黏度以气相输送时基本不受输送距离、温度及压力的影响,以液 相和超临界相输送时主要受温度影响。管道以气相输送时,应避免在高压和准临界区域运行;以液 相输送时,应选择在较高压力下运行;以超临界相输送时,应避免温度压力到达临界点。中长距离、 沿线人烟稀少的CO2 管道优先采用超临界相输送;中短距离、沿线人口密度高的CO2 管道优先采 用气相输送。(图9,表3,参21)
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刘占良1,李柏鹏1,刘洋1,曹学文2,孙媛2
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为有效清除地面起伏湿气集输管路中的积液,设计加工了一种涡流工具。通过Fluent 数值模 拟与环道试验分析不同气液相折算速度入口条件对涡流工具排液效果的影响,并对涡流工具的工作 效果进行评价。结果表明:安装涡流工具后,上倾管内液相回流及底部积液现象有所缓解,上倾管 内维持环状流流型,持液率有所下降。涡流工具的排液降压能力与气液相折算速度、管路倾角有关。 在倾角一定的情况下,气相折算速度越大,涡流工具的排液降压能力越强;在相同气、液相折算速度 入口条件下,管路倾角(0°~45°)越小,涡流工具的排液降压效果越好。研究成果可为指导涡流排液 技术的现场应用提供理论依据。(图11,参24)
[PDF:3337KB]全文下载(39)次  [2019年02期]
王喜1,谢应明1,权涛2
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以水合物的形式储运天然气具有储存压力低、安全可靠等优点,但水合物在天然气储运技术 领域的应用仍然受到储气量低、生成速度慢等因素的限制。以甲烷水合物为研究对象,通过试验研 究了压力、恒温浴温度、表面活性剂SDS 质量浓度以及甲烷气体进气时间对甲烷水合物在冰浆中鼓 泡生成的作用规律。试验压力范围为4~6 MPa,恒温浴温度范围为-1~1 ℃,表面活性剂SDS 质 量浓度范围为100~800 mg/L。结果表明:压力变化对最终的储气体积摩尔浓度影响不大;当 恒温浴温度由-1 ℃上升至1 ℃时,反应持续时间缩短11.5%~17.4%,储气体积摩尔浓度降低 7.4%~8.5%;适当延长进气时间,有助于缩短诱导时间,提高甲烷水合物的生成速率和最终储气体 积摩尔浓度。(图5,表1,参25)
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罗伟国,薛国建,李博
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微型无人机航测技术凭借其成本低廉、机动灵活、操作简单的特点,被广泛应用于地理空间信 息数据获取。为了研究其能否应用于大比例尺地形图测绘,测量精度是否能达到规范要求,借鉴传 统航空摄影测量方法,在某管道测绘中的29 个测区应用微型无人机航测技术。通过优化微型无人 机航飞设计、合理布设地面像控点、全面进行空中三角测量加密等操作,得到了正射影像图和地面高 程模型。利用野外实测方法验证微型无人机测量结果,结果表明:微型无人机航测技术平面精度满 足规范要求,可以应用于大比例尺地形图的平面测量。(图3,表2,参27)
[PDF:1317KB]全文下载(69)次  [2019年02期]
谢萍1,杨明1,尚臣1,杨坤2,陈宏远2,李鹤2
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为了分析天然气管道爆破对同沟敷设管道性能的影响,利用管道断裂控制试验场开展了X90 全尺寸气体爆破试验,分析管道爆破对同沟敷设管道变形行为、管材性能的影响。研究表明:天然 气管道爆破会引起同沟敷设管道发生明显的弯曲、压扁变形,且变形管段中间部位的椭圆度较大; 在热辐射作用下,钢管的性能发生了明显变化,裂纹的扩展抗力降低,且随着壁厚增大,显微硬度呈 先升高再降低的趋势,受热层厚度约为700 μm;热辐射能显著影响钢管的微观组织,受热部位表面 组织晶粒发生一定的粗化,失去了原有生长取向,而深层组织的变化较小。(图5,表3,参21)
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张继旺1,2,张来斌2,段礼祥2,王耀楠2
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为了解决传统的叶尖定时技术在变转速条件下难以有效监测到叶片振动信息的问题,提出了 一种基于多参考键相的变转速下叶片振动监测方法,即在转轴上均匀布置多个键相参考点,实现转 速的精确估计,同时在参考键相间按照所囊括叶片数量插入虚拟参考点,以虚拟参考点为标记实现 变转速下叶片振动的测量,该方法同样适用于恒转速下叶片振动的测量。基于所提方法推导了变转 速状态下叶片振动测量的表达方程,并通过数值建模和实验仿真验证了该方法的可行性和适用性, 分析结果表明:基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法与传统方法相比,平均相对测量误差 从200%以上降至7%以下,突破了叶尖定时技术在变转速下难以测量的技术瓶颈。(图7,表1,参24)
[PDF:2357KB]全文下载(29)次  [2019年02期]
胡东1,2,林文芳1,叶成松1,于鑫1
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航空煤油的微生物污染严重威胁其储存安全和飞机的飞行安全,其准确检测尤为重要。介 绍了目前应用于航空煤油污染微生物的主要检测方法,包括传统微生物培养法、分析化学法、分子 生物学法及间接检测法等,不同的检测方法在实际应用中各有利弊。存储状态下的航空煤油中存 在大量的污染微生物,应联合应用多种检测方法,以得到准确的污染微生物信息。(参47)
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丁鹤铭1,李伍林2,李斌功3
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长输管道工程施工范围广、参与单位多、人员结构复杂,工程现场人员管理对于工程项目的建 设非常重要。根据移动互联网技术、二维码技术、物联网技术,设计了一种基于二维码的长输管道工 程人员管理系统,其总体架构由WEB 端、人员二维码工作证、移动端3 部分组成,实现了对工程现 场人员的信息化管理。将该系统应用于某在建原油长输管道工程,结果表明:该系统可以对工程现 场人员个人信息、岗位职责、资质证件等进行有效整合与管控,促进人员上岗操作规范化,监控和约 束现场人员的违规行为,有效提升工程建设管理水平,确保工程保质保量按时完成,大大节约工程投 资。(图2,参20)
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李春雨,冯昕媛,李本全
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天然气中含有少量H2S 气体,若脱水不彻底,则会在管道内形成湿H2S 环境,导致管体发生电 化学腐蚀。以两东管道和柴北缘管道为例,利用内检测数据分析、焊接工艺评定及腐蚀机理分析等 手段,对微含硫天然气管道内腐蚀机理进行分析,并提出腐蚀控制建议。不考虑内检测误差,两东 管道和柴北缘管道内部管壁局部腐蚀点平均腐蚀速率分别为0.126 0 mm/a 和0.008 6 mm/a,实验室 腐蚀模拟试验测得工况条件下管体均匀腐蚀速率分别为0.006 9 mm/a 和0.007 0 mm/a。焊接工艺 分析表明金相和硬度满足相关标准要求,当前焊接工艺满足要求。相对较高的H2S 含量和较湿润 的环境是两东管道比柴北缘管道内局部腐蚀严重的主要原因。此类管道应该严格控制输送的天然 气水露点低于环境温度5 ℃以下,同时定期清管排除管内积液,并设置腐蚀监控点,定期进行壁厚测 试。(图4,表5,参24)
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罗强1,吴瑕1,贾文龙1,李长俊1,贾彦杰2
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大落差地区的天然气管道清管时,受地形起伏和管道积液量的影响,清管器的运行速度容易 发生剧烈波动;清管器与管道在弯头处碰撞,形成冲击载荷,威胁管道运行安全。以中缅天然气管 道龙陵输气站至保山输气站大落差管段为例,基于管道仿真技术,分析清管器最大运行速度与管道 压力、输量、积液量之间的关系,指出积液量是影响清管器最大运行速度的主导因素;确定管道应力 不超过管材许用应力条件下的清管器最大允许运行速度,以及与之相对应的最大允许积液量;将积 液量与管道输量、两端压差关联,提出由管道输量和压差所表征的管道安全清管工艺条件,为判断大 落差天然气管道安全清管条件提供了可靠、实用的方法。(图5,表1,参22)
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毛平平1,徐巧云1,李广群1,代小华1,王维国2,郑双喜1,徐铭3
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中国寒冷地区输气管道站场日益增多,但对站场保温设置的重要性认识不足。为了保障站场 运行安全,节约运行成本,开展了站场保温设置原则及必要性研究。通过模拟保温对停输管道温降 的影响,分析了保温设置对维持管壁温度的效果;通过模拟保温对站内热损失的影响,分析了保温 设置对节约运行成本的效果。研究结果表明:设置保温对维持停输后管壁温度、降低站内温降损失 效果显著。提出以下原则:根据达到设计输量年限确定站场是否设置保温;加热设备选型需要充分 考虑站内温降等工艺参数。该研究成果已在中国东北地区哈沈线、中俄东线等工程中应用,并可进 一步指导后续同类工程的建设。(图8,表3,参24)
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刘春,高云杰,何邦玉,王元刚,周冬林,李建君
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中国适合建库的地质条件为层状盐岩,造腔盐层段具有厚度小、夹层多、含盐品位低等特点, 其地质结构决定了中国盐穴储气库造腔设计不能完全借鉴国外设计经验。根据近十年来盐穴腔体 造腔设计和现场实践,首次提出了适合层状盐岩造腔设计关键参数的选取原则,并基于此原则编制 了初步造腔设计与调整方案,以指导现场造腔实践,效果良好。在现场造腔跟踪期间,形成了造腔动 态分析、阻溶剂界面监控、造腔进度跟踪及声呐测腔等一系列跟踪与监测技术,有效避免和减少了现 场造腔异常并及时发现和解决造腔突发问题,保证了腔体在建造期间正常有序。研究成果可为其他 盐穴储气库建设提供设计依据和技术支持。(图10,表1,参25)
[PDF:2153KB]全文下载(159)次  [2019年02期]
刘少山1,李广群1,仝雷1,徐庆磊1,张健2,邹文彬1
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空冷器是压气站的重要工艺设备之一,具有保护输气管道安全、提高输气效率的功能。常用 的空冷器设置方案有集中后空冷方案和单机后空冷方案,但对于输气管道压气站场,选择何种方案 设置空冷器,在以往的设计文件中鲜有提及。对比了国内外相关标准规范对两种空冷器设置方案的 规定,分析了两种空冷器设置方案的影响因素。以中俄东线输气管道为例,对两种空冷器的设置方 案进行定性和定量分析,通过经济比选可知,单机后空冷方案略优,且控制更为灵活,为此确定中俄 管道采用单机后空冷的设置方案。最后对空冷器设置方案提出建议,以供相关设计人员、运行单位 参考。(图2,表2,参29)
[PDF:1141KB]全文下载(50)次  [2019年02期]
丁家祥1,2,3,刘军1,2,3,梁德青1,2
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为了研究海底油气混输管道内水合物的形成过程及管道堵塞问题,结合凝析气生成水合物的 相平衡曲线和CSMHyK v2.0 水合物动力学模型,使用OLGA 软件对海底立管和水平输送管道内水 合物生成情况进行数值模拟。结果表明:在某海底管道工艺参数下,无论是立管还是水平输送管内 都有大量水合物生成,其水合物浆黏度分别增加了10 倍、18 倍。在立管中从海底到海平面管段水 合物生成速率由大到小,最后趋于0;在水平输送管道中,水合物生成速率保持不变。管道出口压力 降低,水合物生成区域减小,且水合物浆的黏度大幅下降。当立管和水平输送管道出口压力分别控 制在3 MPa、2 MPa 时,可以避免水合物生成,保障管道安全运营。(图10,表1,参25)
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黄维和1,郑洪龙2,李明菲2
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随着社会经济的不断发展,中国油气储运行业规模逐年扩大,技术及管理水平持续提升。回溯了国内外油气管道行业的发展历史,总结了目前中国油气储运行业在易凝高黏原油输送、油气管网集中调控、材料与装备国产化、管道工程建设及运行管理方面的诸多技术成就。分析了当前全球能源革命和科技革命所带来的能源消费结构及相关技术的发展变化,剖析了这些变化对油气储运行业产生的深刻影响和巨大挑战。针对油气储运行业当前面临的设施安全、系统可靠性及大数据应用等问题进行了科学分析,指出了未来的发展方向。(图7,表1,参20)
[PDF:4317KB]全文下载(195)次  [2019年01期]
黄献智,杜书成
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随着天然气行业蓬勃发展,市场进程不断加快,全球天然气供给与需求量持续攀升,整体供需格局发生较大变化。LNG 具有储存安全和易于运输的特性,进一步促进了天然气全球贸易的发展。分析了全球天然气及LNG 供需现状和未来预期数据,总结了全球天然气市场发展方向,结合中国天然气产业发展现状,提出了中国加快整体市场开发与相关行业建设的基本思路,为保障国家能源供应提供安全长效机制。(图13,参20)
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张泽霆,陈英,陈东,顾强,潘莲莲
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化学洗涤法修复石油污染土壤具有修复时间短、操作简单、能耗低、适应性广、可资源化回收洗脱石油等优点,从表面活性剂复配、助剂应用、过程强化以及石油污染土壤性质的影响等方面对近年来化学洗涤法修复石油污染土壤的研究进行了评述。为推动该方法的实际应用,尚需深入研究表面活性剂之间、表面活性剂与助剂之间的相互作用机制,系统研究石油污染土壤性质对洗涤工艺的影响,加强关于降低化学洗涤对土壤性能影响方法的研究,深入开展洗涤废水回用及有效处理的研究。(参35)
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陈胜森,刘卫华,王联伟
[摘要]浏览(184)次
集团型管道企业各单位在管道长度、管理水平、技术能力及管理模式等方面存在较大差异,为全面推动完整性管理工作,借鉴国内外管道完整性管理经验,建立了以计划-实施-检查-改进为管理模式的集团型企业管道完整性管理体系。以中海石油气电集团有限责任公司为例,以完整性理念为导向、组织机构为保障、先进技术为手段,建立气电集团和所属单位两级完整性管理组织机构,开展了在役管道中线校核、内检测数据对齐、第三方预警等方面的完整性管理技术研究。实践结果表明:集团型企业管道完整性管理体系显著提高了气电集团的管道完整性管理水平,并对其他集团型企业推广应用管道完整性管理技术具有参考作用。(图2,参22)
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刘彦麟1,彭星煜2,姚东池2,唐霏2,徐鹏飞2
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为了预测管道腐蚀失效的发生及合理控制管道腐蚀,对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。考虑到基本事件失效概率的准确性对故障树计算重要性的影响,引入D-S 证据理论和Atanassov 直觉模糊基本理论,对基本事件模糊概率计算方法进行改进。为提高故障树最小割集及顶事件失效概率的计算精度,建立基于修正的哈马邱尔积算子的最小割集基本事件并联系统失效概率分析模型,提出利用考虑基本事件的属性和分类的排序组合方法,求解多基本事件组合失效概率。研究结果表明:该方法可大幅提高顶事件失效概率的计算精度,为油气管道腐蚀的有效防护提供理论依据。(图6,表9,参21)
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李睿1,2,蔡茂林1,董鹏3,陈朋超2
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为了对地震区油气管道所承受的附加应力进行有效检查,提出基于惯性导航技术的应变及位移检测方法,可对油气管道全线进行有效检测,及时发现管道位移和应变集中点。通过使用搭载惯性导航单元的内检测器对管道进行检测,并与地面标记点、里程计进行组合导航数据融合得到精确的管道中心线坐标后,进一步对管道弯曲应变进行计算,可有效查找管道全线的应变变化及位移区域,并能够检测应变及位移变化量。通过牵引试验验证了应变检测的正确性及数据重复性,该方法为地震区长输油气管道的安全运行提供了有效保障。(图4,表2,参17)
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鄢标,张广晶,高强,肖坤
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普光气田是中国特大型高含硫酸性气田,随着气田不断开采,集输工艺管道腐蚀问题日益突 出。对普光气田高含硫输气管道所用L360 管线钢开展应力-应变参数测试试验,采用Solid186 单元 对含缺陷腐蚀管道进行建模,基于非线性有限元隐式积分算法与塑性失效准则,分析了腐蚀缺陷参 数对高含硫输气管道极限承载能力的影响规律,并通过静水压爆破试验,验证了模型的准确性。结 果表明:腐蚀缺陷对高含硫输气管道强度的影响主要表现为局部应力集中;缺陷深度系数对高含硫 输气管道极限承载能力影响最大,缺陷长度系数影响次之,缺陷宽度系数影响最小。研究成果为普 光气田高含硫输气管道剩余强度评价提供了理论依据。(图7,表2,参23)
[PDF:2277KB]全文下载(65)次  [2019年01期]
曹学文1,王报春1,孙媛1,温家铭1,吕玉海2,陈虎2
[摘要]浏览(240)次
针对气田集输管道易发的积液问题,将井筒中常用的泡沫排液技术创造性地应用至集输管道。 通过环道测试、高速摄像、数据分析等方法探究发现,泡沫排液技术在起伏管道内表现出排液和减阻 两种效果,并进一步研究了入口条件、管道起伏角度及发泡剂加注浓度等因素对上述效果的影响。 试验发现:相比井筒,管道的起伏坡度更小,会影响管内泡沫的发泡程度,使流体的泡沫质量处于泡 沫分散区或泡沫干扰区,而促使泡沫流体进入稳定泡沫区是保证泡沫排液技术在地面起伏管道内有 效应用的前提。当工况为低含液率、大倾角起伏管道以及高于临界胶束浓度的加注浓度时,泡沫排 液技术表现出更好的排液和减阻效果。建议现场作业改变原有的加注方式,提高发泡剂注入量,并 采用有效手段提高地面起伏管道内流体的泡沫质量。(图8,表1,参18)
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何国玺1,汤东东1,王剑波2,梁永图1
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混油拖尾现象与批次跟踪的准确性、调度计划的可靠性、切割方案的经济性密切相关,准确描 述混油拖尾现象对控制混油量、预测油品质量指标十分重要。分析了混油拖尾曲线的变化规律,建 立了混油界面非对称分布的模拟模型。基于混油界面检测数据得到混油等效密度分布特点及其梯 度变化规律,分别利用Gamma、Gamma-χ 2 分布函数逼近混油等效密度梯度变化曲线。通过编程模 拟分布函数,近而反演出分布函数中的关键参数后,得到混油等效密度的分布曲线。基于此,分析不 同边界条件和运行工况下管道系统各参数与等效密度分布函数参数的关系,得到拟合公式,进一步 利用部分数据预测完整混油等效密度分布曲线,以实现等效密度曲线的实时在线预测,为顺序输送 混油量预测和油品切割提供有效指导。(图10,表2,参21)
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张大同,滕霖,李玉星,叶晓,顾帅威,王财林
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在CO2 管输过程中,节流易导致CO2 温降过大,威胁管道的安全运行。采用自主设计的CO2 节流实验装置,进行了不同相态CO2 管内稳态节流实验,采集管内参数变化情况,分别研究了节流 前后压差、节流前CO2 相态及杂质N2 含量对CO2 稳态节流温降的影响。实验结果表明:CO2 的节 流温降随节流前后压降的增大而增大,随N2 含量增大而减小;气态CO2 的节流效应最强,超临界态 次之,液态CO2 节流效应最弱;节流前压力越大,相同压降的CO2 节流温降越小,节流前压力对气 态CO2 节流温降的影响小于液态CO2。(图3,参22)
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高建丰1,2,何笑冬1,邱云钦1,毛金晖1
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为研究油气体积分数对爆炸的影响,采用实验研究与数值模拟相结合的方法,对输油管道油 气爆炸发展机理进行研究。结果表明:油气体积分数是影响油气爆炸强烈程度的重要因素,原油油 气爆炸的最大压力与初始体积分数有关。当油气体积分数为5.51%~7.06%时,体积分数越大,爆 炸压力越大;当油气体积分数为7.06%时,爆炸压力达到最大值;当油气体积分数超过7.06%时,随 着油气体积分数增大,爆炸最大压力反而变小。研究结果对揭示原油管道油气爆炸传播规律,减少 管道爆炸事故具有指导意义。(图3,表2,参23)
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李柏松1,王志学1,李华2,任小龙2,李晓明3,张海勇3,赵光志3,谭东杰1
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针对进口质量流量计价格昂贵、供货周期较长、售后服务不及时等问题,结合成品油管道特点, 联合中国相关厂商研制了国产化质量流量计。国产化质量流量计在设计和制造方面采用全数字解 算技术和稳定的传感器制造技术等专有技术,保障了产品的稳定性和可靠性。依托成品油管道现场 建设了国产化质量流量计试验场所,采用串联方式与进口质量流量计进行比对。结果表明:国产化 质量流量计运行稳定,与进口流量计相比,相对偏差较小,满足相关标准要求,首次实现了国产化质 量流量计在成品油管道中的试验应用。(图4,表4,参20)
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杨烨1,陆学同2,刘健3,祁庆芳3
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LNG 工厂是低温工程与储运工程的结合体,具有工艺流程复杂、仪表测控点繁多、设备设施管 理任务重等特点,故其冬防保温工作极为重要。以昆仑能源黄冈LNG 工厂为例,根据历年的天气 记录、维修记录、冬防保温方案等相关数据及资料,运用灰色关联分析与层次分析法,分别对停工与 生产两种工况进行分析,制定不同工况下的冬防保温方案:运用层次分析法,结合天气情况,对停工 工况进行分析,科学制定冬防保温方案,全面保护LNG 工厂设备;运用灰色关联分析法,对正常生 产工况进行动态分析,得出人力资源与物料成本最省的冬防保温方案。以上方案可为其他LNG 工 厂的冬防保温工作提供参考,但具体运用时应根据LNG 工厂自身工艺特点及其所在地自然环境进 行适当调整。(图2,表3,参20)
[PDF:1265KB]全文下载(74)次  [2019年01期]
赵竹1,董红军1,吴琼1,徐亮1,潘志榆1,王立坤2,王洪超2,岳春英3
[摘要]浏览(261)次
泄漏监测系统在长输管道上的应用日趋普遍,但是管道运营单位对泄漏监测系统性能在认识 上存在误区。这些误区一方面妨碍了运行人员有效利用泄漏监测系统来辅助分析工况变化,另一方 面也使运营单位无法合理地评价泄漏监测系统的性能,无法有效分辨不同泄漏监测系统之间的优劣, 严重削弱了管道运营单位的实际泄漏监测能力。总结了输油管道泄漏监测系统应用过程中常见的认 识误区,并逐一进行纠正;分析了错误认识产生的原因,从用户角度给出了提高泄漏监测系统性能的 具体措施。结果表明:这些措施有助于管道运营单位纠正对于泄漏监测系统的错误认识,制订适合 的检测、评价及管理办法,从而有效提升泄漏监测能力。(图1,表1,参26)
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李振北,邱长春,杨金生,孟霞,田瑜
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基于压电超声管道腐蚀检测技术,研制了一套适用于油、水等液体长输高压管道的64 通道压 电超声腐蚀检测原型机,并开展原型机整机静态和动态测试工作。验证结果表明:由电子系统、机 械载体、传感器支撑结构、里程信息采集单元、超低频发射及接收单元组成的跟踪定位系统能够满足 设计指标和性能需求,可以获得高质量的检测数据。64 通道压电超声管道腐蚀检测原型机的研制 与测试,对于提高中国压电超声管道腐蚀检测技术水平,促进管道检测技术手段的多样化具有重要 的推动作用。(图4,参23)
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皮亚东1,徐欣欣2,董志强2,邓俊1,石晓松1
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为提高长输油气管道施工质量和效率、降低施工成本,开展了应用内焊机打底+激光-电弧复 合根焊工艺的高效焊接方法研究。内焊机具有根焊焊接质量高、速度快的特点,激光-电弧复合焊具 有熔深比大、变形小、高速的优势,结合两种设备的优点进行焊接试验。结果表明:采用内焊机+激 光-电弧复合焊工艺能够有效控制焊缝背面成型缺陷,尤其对于5:00-6:00 方向,使焊缝背面内凹得 到有效解决;对焊后的焊缝进行射线检测和力学性能试验,满足现有标准的要求;金相观察发现,在 顶点位置焊缝钝边根部有未熔缺陷,其他位置焊缝区组织没有发现焊接缺陷。研究结果为后续激 光-电弧复合焊应用于管道施工现场奠定了技术基础。(图6,表2,参20)
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杨东宇,张世富,张冬梅,陈畅,杨泽林
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在中国油气管道安全防护日益严峻的形势下,长输管道应急事故救援力量难以开展真实工况 训练。设计了由短距离装配式钢质管道与调节阀组成的长输管道事故模拟实装训练辅助装置,并进 行相应的现场试验。结果表明:调节阀在某一特定开度下的实际压差流量曲线与相应长度的同管 径管道的阻力特性基本一致,验证了选用调节阀模拟长距离管道水力摩阻的可行性。该装置通过敷 设短距离管道,实现了在有限场地条件下与实际管道一致的上下游泵站工况,起到以短代长、减小训 练规模、降低管道敷设工作量的作用,并能够更加准确地模拟管道泄漏、堵塞及阀门误动作等事故工 况,提高了管道应急事故救援人员的训练水平。(图5,表2,参17)
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季廷伟,王树立,陈磊,陈宏,赵书华
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海底管道表面很容易因为腐蚀形成缺陷点,具有深度大、传播快且检测困难的特点,对管道安 全运行产生很大隐患。通过数值模拟方法研究了X80 海底管道钢表面存在腐蚀缺陷时缺陷点内部 对阴极保护产生的屏蔽作用,利用有限元方法模拟缺陷处的局部电位和阳极/阴极反应电流密度。 结果表明:在腐蚀缺陷处阴极保护电流被部分屏蔽,特别是在缺陷的底部位置;缺陷处对阴极保护 的屏蔽作用随着缺陷深度的增加和宽度的减小而越来越强。研究结果可为现场海底管道腐蚀状况 和剩余寿命的评估提供指导。(图15,表2,参20)
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李文伟1,2,陈自强1,沈菊华2
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为了优化液化乙烷船远洋运输能力,根据液化气船液罐装载极限的基本要求和液化乙烷的货 品属性,从提高基准温度下货物的对应密度和充装极限两个方面研究了提高液化乙烷船液罐装载极 限的方法。将理论计算与液化乙烷船实际数据相结合,分析了BOG 的不同回收利用方式对控制乙 烷密度的影响;为了使主罐体充装极限达到99.5%,在液罐顶部设置气室,并将液罐压力释放阀安 装于气室顶部;同时,对液位测量、温度测量、再液化设备启动压力设定、应急切断响应周期、液罐尺 寸等修正裕量系数开展了研究,得出了在满足约束条件下提高装载极限的方法。结果表明:该方法 可使得液化乙烷在基准温度下的对应密度、充装极限分别提高6.67%~8.89%、1.5%,可在其他液化 乙烷船储运中推广应用。(图3,表1,参22)
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