预先网络出版《油气储运》

李超，公维龙

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【目的】国家管网通过改建在役天然气长输管道站场（阀室）已建分输支路新增天然气资源下载点，提高天然气分输量，实现增加营业收入和提高企业效益的目标。面对下游用户开口需求激增、国家管网基本建设项目投资回报要求高的现状，有必要开展新增下载点项目经济输量界限研究。【方法】根据国家发改委“准许成本加合理收益”的管输运价率定价机制和国家管网建设项目经济评价方法的相关规定，运用技术经济学的基本原理，当总利润为零时建立新增下载点项目总投资、总成本及总收入的关系式，得到计算经济输量界限的数学模型。以中东部价区某典型下载点项目为案例，依据国家管网建设项目经济评价参数的相关规定并结合下载点项目所在价区的实际情况，对数学模型中的各项参数进行赋值，计算得到经济输量界限。【结果】通过比较经济输量界限与下载点用户申请开口输量，可在可行性研究阶段快速研判该新增下载点投资项目在经济上是否可行。当经济输量界限小于下载点用户申请开口输量时，从财务角度项目可行；反之则不可行。当项目经济评价结论为不可行时，可适当核减建设投资、合理压减经营成本、优化天然气转运路径并提出改进建议，确保投资项目获取合理收益。【结论】近年来，中国天然气消费持续高速增长，未来此恢复性增长态势仍将延续，国家管网下游用户申请下载点项目日益增多，迅速判断项目的经济可行性可进一步发挥管网公平开放的撬动作用，推动油气市场体系完成由“3+X”向“X+1+X”的历史性变革。经济输量界限模型的建立为国家管网新增下载点项目的投资决策提供了重要参考依据，对提升国家管网的管输收入和经济效益具有显著作用。

聚乙烯板壳结构早期性能退化的非线性导波评价方法
[1-16]

刘刚，张旭，闫朔，张泽徽，董雨轩，马云修，陈雷

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【目的】聚乙烯板壳结构早期损伤程度的定量表征对于保障油气设施的安全服役和预防维护至关重要。传统超声检测技术的可检缺陷精度受波长衍射极限的限制，对材料早期性能退化和结构微纳尺度缺陷并不敏感。而非线性导波评价方法易受复杂环境中的温度变化和结构应力干扰，会严重影响检测结果的可靠性和准确性。【方法】结合热致声弹性理论和超弹性本构方程，建立温度-应力耦合作用下板壳结构的频散分析模型，量化不同导波模态相速度对环境温度变化和结构应力的敏感性，为损伤检测中导波激励模态的优选提供指导。采用离散压电单元代替传统叉指换能器，提出一种基于时空调谐的压电阵列结构及导波激励模态控制方法，构建阵列激发特性的理论分析模型，并通过实验验证不同激发参数对导波激励声场的影响。搭建非线性超声导波检测系统，结合相位反转技术和低通滤波处理，提取损伤信号中的零频响应特征，引入非线性声学参数以定量表征聚乙烯试样的早期性能退化程度。【结果】S₀模态、SH₀模态和中高频范围（＞20 kHz-mm）的A₀模态对环境温度变化和结构应力都具有较弱的敏感性。采用自主研制的1-3型压电复合阵列探头能够在聚乙烯平板中实现单一导波模态的控制激励，从而大幅降低检测信号的分析难度。零频响应的时域形貌与激励信号的脉冲包络相似，其频域幅值在传播过程中可持续累积。此外，聚乙烯试样中非线性声学参数会随着老化时间的延长呈现上升趋势。【结论】非线性超声导波的零频响应对材料微观组织演化具有较高的检测灵敏度，可定量评估聚乙烯板壳结构的早期性能退化，为油气设施剩余寿命预测提供可靠的数据支撑。

基于弱磁检测的埋地管道点蚀缺陷反演方法
[1-14]

施宁孙祥龙苗兴园王维斌赵弘宁志远

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摘要：【目的】埋地管道在石油、天然气等资源运输方面发挥着重要作用，但在周围土壤环境的作用下，埋地管道点蚀缺陷时有发生，严重影响管道的可靠性。弱磁检测技术作为一种新型的无损检测技术，具有操作简易、灵敏度高、适应性好等优势，被广泛应用于埋地油气管道检测领域。目前由于弱磁检测数据的分散性及相关样本数据过少，导致缺陷反演精度有待提高。在实际工程中，点蚀缺陷不易发现，检测难度较大，并且当前研究未涉及缺陷角度的预测。【方法】将立方混沌映射和自适应惯性权重的鲸鱼优化算法（Cubic Chaotic Mapping-based Adaptive Whale Optimization Algorithm，CIWOA）与向后传播（Back Propagation，BP）神经网络相结合，针对点蚀缺陷尺寸及角度，提出了基于弱磁检测的埋地管道点蚀缺陷反演方法。首先，通过管道弱磁检测实验分析不同点蚀缺陷对弱磁信号特征的影响，进行反演参数选取并构建数据集，利用Smote算法进行数据增强；其次，采用核主成分分析（Kernel Principal Components Analysis，KPCA）进行数据降维，确定点蚀缺陷尺寸及角度的主成分；最后，建立CIWOA-BP模型进行埋地管道点蚀缺陷尺寸及角度预测，并与其他模型预测结果进行对比。【结果】结果表明，CIWOA-BP模型可以实现埋地管道点蚀缺陷尺寸及角度的准确预测，相比于其他模型，CIWOA-BP模型的MAPE、MSE、MAE数值更小，R²数值更接近于1，CIWOA-BP模型在点蚀缺陷尺寸和角度方面都表现出了更高的预测精度。【结论】因此，提出的基于弱磁检测的埋地管道点蚀缺陷反演方法可以实现点蚀缺陷的准确反演，这对于保证埋地管道安全运输具有良好的应用前景。

基于用户满意度的天然气管网供气可靠度确定方法 [1-12]

虞维超闪向营王凯鸿李熠辰蓝文门扬宫敬

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【目的】天然气管网作为天然气供应链的关键环节，是天然气生产、贸易、储存及销售的重要纽带，确定天然气管网目标可靠度是提升天然气管网安全、平稳、高效运行水平的前提，但当前天然气管网系统可靠性研究多集中于可靠性指标与供气可靠性计算方法的构建，对于管网目标可靠度设定的研究较少，且未考虑用户用气需求及用气特征。【方法】建立基于用户满意度的天然气管网目标可靠度确定方法：建立天然气管网用户满意度的指标体系，主要由气量满意度、压力满意度、气质满意度、供气策略满意度、应急情况满意度及价格满意度组成，并将供气可靠度定义为仅考虑气量与压力满意度的用户满意度；再构建基于需求保障属性的天然气用户分级方法，将管网天然气用户分为需完全保障、可少量压减、可压减及可中断4类，采用层次分析法确定不同用户类型的用户满意度指标权重，并确立天然气管网供气可靠度与用户满意度的关联函数；基于天然气用户历史需求数据与供气数据，计算用户满意度的一级指标权重，并结合用户目标满意度，最终确定天然气管网目标可靠度。【结果】将新建的天然气管网目标可靠度确定方法应用于某实际天然气管网中，计算得到需完全保障用户、可少量压减用户及可压减用户的目标可靠度分别为0.994 1、0.990 0和0.986 7；与基于风险与经济效益方法对比，新建方法将目标可靠度细化至每个用户，充分考虑用户保障属性，符合天然气管网工程实际及市场化需求，具有较好的可行性。【结论】新建方法可以用于天然气管网供气可靠度的量化评价，既可为管网科学决策的制定提供依据，也可天然气管网系统可靠性理论的落地应用提供技术支撑。

基于有限元法的气藏型储气库双层合采流动模拟
[1-13]

罗毓明，胡雨涵，庞宇来，周道勇，陈思吉，张芮菡

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【目的】多层合采是存在多个不同物性特征储层的油气藏中提高开采效率的常用手段。裂缝高度发育的气藏型储气库中流体的渗流规律复杂，导致其合采机理不明确，且现阶段关于气藏多层合采的研究大多在宏观尺度上进行。因此，采用孔隙尺度的流动模拟研究多层合采的开发机理与影响因素对储气库开发方案的设计具有重要现实意义。【方法】基于CT扫描图像，结合微观孔喉结构构建裂缝-孔隙双层合采二维几何模型，然后采用有限元法求解N-S方程两相流数值模型，探究气、水两相流体在多层合采过程中的动态运移规律，并基于孔隙尺度评价了不同层间非均质性的气藏型储气库双层合采效果。【结果】层间非均质性弱时，气、水界面运移较为均匀，压力分布稳定，储层开发更均衡，稳产能力提高；层间非均质性强时，流体沿高渗透层流动，易发生窜流，影响开发效果；双层合采过程中，层间产量差异逐渐缩小并趋于稳定，但仍受非均质性影响，非均质性弱时，裂缝-孔隙层与孔隙层产量在生产后期趋于均衡，流体流动更加均匀；生产压差影响气井产量，压力梯度增加时，渗透率较低的孔隙层产气量占比上升，整体趋于均衡。因此，生产初期应控制储层压力降低的速度，后期应适当增压或补充储层能量，提高低渗透孔隙层动用程度，并合理控制压力梯度，避免出现应力敏感现象影响产能。【结论】上述研究结果强调了在实际气藏型储气库中，若储层的层间物性特征差异较大，为了充分利用不同层的优势，合理分配开发方案的重要性。同时，由于大尺度裂缝发育导致的较强层间非均质性是影响合采效果的关键因素，需要在工程设计中精准识别并制定合理方案。多层合采中可以通过调控生产压差，优化生产过程中的层间开发均衡性，从而提高整体采收率。

两级管理模式下长输油气管道企业组织机构的设计及实践 [1-10]

魏凯　宫明　汤养浩　张逾

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【目的】在全球能源转型与市场竞争加剧的背景下，长输油气管道企业传统三级管理模式存在组织僵化、效率低下等问题，亟需探索适应现代能源企业发展的新型管理模式。【方法】突破传统组织变革理论在重资产行业的应用局限，构建“战略导向型扁平化”创新框架，提出了两级管理模式下的长输油气管道企业组织结构：采用“理论建模-架构重构-数字赋能”三位一体方法，融合扁平化管理理论、三支柱模型及流程再造理论，集成工业物联网、大数据分析等数字技术支撑；通过深度访谈、运营数据分析、流程模拟等手段，构建“前台-中台-后台”新型组织架构，完成跨层级业务流程再造，形成涵盖12个核心业务模块、43项关键流程的标准化管理体系。【结果】将两级管理模式下的组织机构应用于国家石油天然气管网集团有限公司（简称国家管网集团）某省级公司，结果表明新管理模式下的组织结构压缩了管理层级，基层安全管控能力增强，作业区聚焦核心业务，减负增效；劳动生产效率大幅提升，信息传递时间缩短50%以上，整体用工效率较改革前提高31%，全员劳动生产率同比增长21%，每千米管道运维成本下降14%；专业统筹能力加强，实现了专业垂直一体化管理，基层技术力量得到补充与统筹调配，安全生产异常事件同比减少87%。【结论】两级管理模式通过战略聚焦与数字赋能的双重机制，有效破解了能源基础设施企业的“科层锁定”的困境。提出的“战略-组织-技术”协同创新模型为长输管道管理创新提供了可复制方案，可为能源国企深化改革确立新范式，推动行业向“集约化、智能化、弹性化”方向转型。

地下水封洞库三维渗控精细模拟及水封性评价 [1-17]

朱志强¹　卢波²　胡伟²　叶童³

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【目的】地下水封洞库作为石油储存的重要方式之一，在建设过程中需对其渗控性能及水封性进行综合评价。常用的评价方法是通过数值模拟来预测水封洞库的渗流场演化，并据此评估洞室的渗控性能与水封性。对于大型水封洞库，一般采用等效连续介质模型进行模拟，模拟结果的准确性直接受到渗透分区的影响，然而以往研究通常没有考虑导水带对于渗流场的作用，渗透分区较为粗糙。【方法】为了对模拟范围进行合理的渗透分区，提出一种识别导水带的具体方法：首先根据现场洞室开挖所揭示的岩体结构特征，绘制三维地质展布图；然后结合洞室涌水量、钻孔涌水量及地下水水位变化等信息，分析出导水性较强的导水带区域；接着建立考虑导水带的精细等效连续介质模型；最后通过数值模拟计算某地下水封洞库在初始开挖条件、注浆条件以及添加人工水幕系统条件下的渗流场，进而对该水封洞库的水封性及渗控性进行综合评价。【结果】洞室开挖后各区域水头迅速降低，其中导水带区域的水头降低尤为明显。在初始开挖条件下，主洞室围岩存在疏干区域，无法满足水封条件。通过注浆堵水后，岩体渗透性显著降低，洞室开挖涌水量整体下降了63.1％，其中导水带区域的涌水量下降了70.3％，表明在渗透性较强的区域注浆效果更为显著。然而，注浆后围岩仍存在疏干区域，无法满足水封要求。在施加0.3 MPa水幕压力的水幕系统后，洞库区域内的最低水位高出主洞室顶层28 m，从而满足了水封要求。【结论】提出的导水带识别方法具有一定参考价值，建立考虑导水带的精细模型能够提高模拟结果的准确性，可为后续注浆堵水工作提供一定的科学依据。

天然气管道掺氢比例精准调控系统 [1-12]

赵杰，赵沛文，李敬法，宇波，闫东雷，宋启明

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[目的]掺氢天然气管道输送是实现氢能高效经济输送的重要方式。对掺氢天然气管道中掺氢比例精准控制，能有效保障下游用氢端的稳定性，为“氢进万家”工程的推进保驾护航。[方法]为此，采用系统辨识方法建立数学模型，基于Smith预估补偿与模糊控制规则，结合智能控制与比例积分微分（Proportional Integral Differential,PID）技术，构建了Smith-Fuzzy PID控制器，发展了基于模糊PID控制的天然气管道掺氢比例精准调控系统。通过对Smith预估器的参数调整，提前估计系统的滞后效应，修正滞后环节带来的偏差，更快响应控制输入变化对滞后环节的补偿，提高掺氢比例调控系统的响应速度及稳定性；通过模糊控制策略对数据进行模糊处理可减少计算量，快速获取最优参数组合，进一步提高了系统的响应速度及稳定性。采用Simulink仿真技术，通过经验整定法得到输入参数比例系数KP、积分系数KI及微分系数KD，对比分析了传统PID控制、Smith-PID控制、Smith-Fuzzy PID控制的调节时间、响应时间及超调量等参数的变化规律。在天然气管道掺氢比例精准调控试验平台上开展掺氢比5%、10%、15%、20%的实验，验证了该控制系统的掺混比例调控精度。[结果]与传统PID控制、Smith-PID控制相比，Smith-Fuzzy PID控制在调节时间、响应时间、超调量上比传统PID控制提高了79.9%、70%、82.5%，比Smith-PID控制提高了44%、50%、77.9%。Smith-Fuzzy PID控制在不同的掺氢比下平均掺氢精度均控制在±1.5%的范围内。[结论]基于Smith-Fuzzy PID控制的掺氢比例精准调控系统适用于天然气掺氢这类非线性、滞后性的复杂工况，可满足天然气管道掺氢比例控制对快速响应、稳定输出及精准控制的综合要求，研究结果可为保证掺氢天然气管道安全输送与终端安全利用提供技术支撑。

逻辑脑与关联脑协同创新在油气集输系统场景中的应用 [1-17]

宫敬，沈思亨，刘大千，康琦，宋尚飞，吴海浩，史博会

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[目的]随着复杂系统在自然与工程领域的广泛应用，其非线性、涌现性等特性带来的管理难题日益凸显，传统简化分析方法难以应对动态不确定性挑战，而现有数据驱动算法又面临可解释性缺失与鲁棒性不足的双重困境。[方法]为应对这些挑战，提出了逻辑脑与关联脑的概念，构建一个双脑协同的数智体，旨在为工业领域的复杂系统智能化提供兼具智能水平与可靠性的解决方案。首先，介绍了以数字化为基础、以智能决策与控制为目标的数智体的内涵；随后，提出逻辑脑与关联脑的概念，逻辑脑负责逻辑规则，关联脑负责关联提取，共同构建数智体的核心模块；最后，分析了双脑协同的优势，提出3种建模过程的融合方法，以提升复杂系统智能化解决方案的有效性。[结果]在全球能源转型与"双碳"目标驱动下，油气集输系统正加速迈向智能化，但也面临管网复杂、多源干扰及全生命周期管理的技术挑战。当前国内外智能化建设仍处于数字化转型初期，亟需突破算法融合、动态数据共享及AI深度赋能等瓶颈，实现从局部优化到全系统智能决策的跨越。以油气集输系统中的油井虚拟计量、油气田生产优化及集输接转站故障归因分析3个案例，验证了逻辑脑与关联脑协同机制在油气集输系统智能化中的有效性。[结论]逻辑脑与关联脑双脑协同机制通过机理与数据融合，不仅确保了模型精度，还提升了预测速度、计算效率及故障诊断准确性，可显著增强油气集输系统实时监控、优化决策及故障响应能力，有效验证了所提方法对复杂系统的有效性。未来需突破小样本多模态数据融合、跨尺度建模及低碳化智能协同技术，构建机理驱动的动态强化学习框架，推动系统向全生命周期管理与多能协同优化演进，为能源绿色转型提供核心支撑。

喷气燃料卧式过滤分离器工作特性数值模拟 [1-14]

雷志良，余林辉，于天，徐桂龙，宋强，贺元骅

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【目的】近年来随着中国民航事业的迅猛发展，国家对航空燃油的市场需求急剧增加，航空燃油质量控制成为民航业中的重中之重，研究过滤分离器的工作特性对保证航空燃油质量至关重要。【方法】采用正交试验设计与数值模拟方法对不同聚结滤芯数量（3个、4个、7个）、入口流量（98 m³/h、131 m³/h、230 m³/h）、聚结滤芯渗透率（1.74×10^-9 m²、1.74×10^-10 m²、1.74×10^-11 m²）及分离滤芯渗透率（1.82×10^-7 m²、1.82×10^-8 m²、1.82×10^-9 m²）下过滤分离器进口与聚结滤芯出口面速度差（简称速度差）、过滤分离器进出口压降（简称压降）特性进行研究，并取速度差最优方案进行固有频率分析，以验证模型内部滤芯是否发生共振。【结果】以速度差为评价指标时，速度差越大方案越优。对速度差影响最显著的因素为入口流量，最优方案为A1B3C2D2，即设置7个渗透率1.74×10-11 m²的聚结滤芯，且入口流量230 m³/h，分离滤芯渗透率为1.82×10^-7 m²；以压降为评价指标时，压降越小方案越优。对压降影响最显著的因素为聚结滤芯渗透率，最优方案为A1B1C1D3，即设置7个渗透率1.74×10^-9 m²的聚结滤芯，且入口流量98 m3/h，分离滤芯渗透率为1.82×10^-9 m²。通过对以速度差为评价指标优选出的方案进行固有频率特性分析，发现其内部滤芯之间湍流脉动力的主频率小于滤芯一阶固有频率，表明所设计的过滤分离器结构不会引发共振造成滤芯受损。【结论】在工艺设计的过程中，建立一套具有针对性的、系统的理论体系来指导设计速度差大、压降小的过滤分离器意义重大。研究成果可提高喷气燃料卧式过滤分离器的工作特性，延长其使用寿命，为喷气燃料卧式过滤分离器的优化设计提供理论基础。

埋地天然气管道泄漏情景构建与浓度场解耦方法
[1-17]

齐盛　吴俊垚　宋兴旺　韩猛荆琦　李云涛

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【目的】天然气作为全球能源供应体系的重要组成，其应用规模随能源清洁化转型持续扩大。然而，随着管道敷设速度加快与服役年限增长，管道泄漏引发的安全问题日益凸显。天然气泄漏事故可能导致严重的火灾与爆炸，直接威胁周围居民的生命财产安全。因此，亟需一种有效的天然气管道情景构建与浓度场预测方法，以提升泄漏应急处置能力。【方法】基于管道断裂控制试验场，开发高压大口径天然气管道泄漏实景化演练平台，可模拟埋深≥1.5m、管径≥1219mm、承压能力≥14MPa的复杂泄漏场景，并通过爆破片装置实现泄漏参数（孔径、方向）的动态调控。基于平台获取的真实数据，结合布林克曼方程建立三维管道泄漏CFD模型，实现了埋地管道泄漏气体扩散演化规律的高精度再现。在此基础上，提出基于代数迭代重构技术的三维浓度场解耦方法，通过建立二维监测数据与三维空间分布的映射关系，实现场域重构，解决了传统模型泛化能力弱的问题。【结果】天然气在土壤域中呈现椭球形扩散，在空气域中呈现圆锥形扩散，精准再现了埋地天然气管道典型泄漏情景。在各类泄漏场景中，气体扩散危险范围（Ground Danger Range, GDR）均超过2.5米，其中垂直向上泄漏对GDR的扩大效应最为显著。泄漏初期（3600秒前），气体受高速喷射动量支配，水平方向扩散优势明显（水平＞下向）；泄漏后期（3600秒后），重力作用增强，下向扩散逐渐占据主导，揭示了泄漏方向与扩散时间的非线性关系。气体扩散至稳态时，由于气体射流方向与浮力方向一致，形成协同加速效应，泄漏口垂直向上扩散到地面天然气体积为300m³，显著高于其他两个方向，进一步验证了泄漏方向对扩散行为的主导作用。模拟和解耦的气云最大直径误差为13.54%，气云高度误差为11.83%；监测点浓度误差最大为14.92%，最小为6.49%，均满足应急响应中≤20%的误差要求，显著提升了三维浓度场的解耦精度。【结论】通过实景化平台与解耦算法的结合，解决了高压大口径管道泄漏情景构建与三维浓度场重构的精度难题，为泄漏应急处置装备进场路线规划、开挖方式选择等提供关键数据支持，显著提升了泄漏模拟的可靠性与应急决策的科学性，为中国长输天然气管道安全运行、风险防控及应急处置提供了关键技术支撑。

掺氢天然气对终端用气设备性能的影响 [1-13]

冯建国，罗恒金，秦朝葵，彭东清，陈志光，蔡健

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【目的】氢气掺入天然气是大规模推广氢气的可行方案，然而，氢气的掺入会显著改变燃气物性参数，导致终端用气设备出现燃烧振荡、热负荷下降、回火风险倍增等问题。因此，大规模应用掺氢天然气关键在于明确不同掺氢比对用气设备性能的影响，并对终端用气设备进行安全适应性、燃烧特性、排放性能等的评估。【方法】借助理论分析、文献检索、案例调研等方法，系统研究掺氢对终端用气设备的影响，梳理国内外掺氢天然气的仿真模拟与燃烧实验，探讨掺氢对天然气物性、燃烧稳定性、热效率、污染物排放等方面的变化与影响，提出未来高掺氢比的关键研究方向。【结果】天然气掺氢后其密度、热值、点火能降低，燃烧温度提高，燃烧速度加快，熄火距离缩短，贫燃极限增加，爆炸极限范围变化；目前市场上民用燃具可直接使用掺氢比0~20%的燃气，但掺氢影响热效率与寿命，需研发专用燃具以提高热效率与寿命；在工业用气设备方面，掺氢可提高燃烧效率，降低碳排放，但会加剧燃烧振荡、降低回火临界值、导致NOx排放超标，影响设备稳定性和环保性。为应对上述问题，需配备新型耐高温、抗腐蚀的合金材料并应用自适应控制技术,同时调整实际的工艺流程，以确保产品质量不受影响。在压缩天然气（Compressed Natural Gas,CNG）汽车领域，掺氢显著改善了天然气发动机的燃烧特性，拓宽了稀燃极限，降低了循环变动与有害气体排放，虽然NOx排放量上升，但通过技术手段能够有效控制。【结论】目前中国终端用气设备掺氢燃烧技术研究已取得一定成绩，但大多停留在实验室阶段，缺乏市场环境的应用验证，因此迫切需要开展天然气掺氢的长期实地测试工作，助力双碳目标的早日实现。

油气管网行业大模型的思考、研究及应用
[1-20]

宫敬吴冕赵周丙宋尚飞戈志伟虞维超

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[目的]随着人工智能技术的飞速发展，大模型技术在众多领域得到广泛应用，展现出巨大潜力。油气管网作为国家能源输送的关键基础设施，其在智能化升级进程中的大模型技术应用潜力日益受到关注。然而，目前大模型技术在油气管网行业的应用尚未深入，面临着诸多难题。因此，深入推动大模型技术与油气管网行业的融合，成为提升该行业智能化水平的重要任务。[方法]从数据、算力、算法、研究模式四个关键维度出发，深入剖析了现有大模型在油气管网行业应用中面临的研究难点。在此基础上，基于智能油气管网系统建设与油气管网行业大模型建设的双重视角，提出了涵盖基础设施层、技术基座层、模型层及控制层的油气管网行业大模型体系架构。最后，依托该架构，针对性地为油气管网行业大模型建设过程中的难题提供了解决方案，制定了完整的技术路线。[结果]多维度构建的油气管网行业大模型体系架构，为油气管网智能化系统的建设、运行以及大模型的研发，提供了系统的技术支撑。基于架构提出的数据集构建方法、一体化平台、多技术融合技术路线以及大模型分层构建的解决方案，有效解决了研究过程中在数据、算力、算法、研究模式这四个维度所遇到的难题。将这些解决方案应用于天然气管网智能调控和天然气需求预测等场景，显著提升了相关领域的智能化水平。[结论]研究成果为油气管网行业的智能化升级提供了全面的技术指导，对提升智能管网的认知水平以及推动大模型在该行业的建设具有重要意义。未来，大模型在油气管网行业的应用将朝着全面化、深层次方向拓展。持续紧跟先进技术发展步伐、高度重视数据资产建设、大力推动技术融合，是提升油气管网行业智能化水平的关键所在。

X80管道焊缝热影响区硬度预测公式与应用
[1-11]

蒋庆梅¹，邓丽阳²，王昊²，张小强¹，甄莹³，任东东¹

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【目的】在油气管道长期服役过程中，环焊缝热影响区性能不均是导致管道失效的重要因素之一，尤其对于高钢级管道，这一问题尤为严重。工程实践中常用硬度作为评估钢材性能的重要指标，为了提升管道的安全性并降低失效风险，需要对环焊缝热影响区的硬度进行精确预测。【方法】通过开展热模拟实验和硬度实验，获得热模拟试样硬度和全尺寸环焊接头热影响区硬度数据库。在传统最大热影响区硬度预测方程的基础上，并列考虑热影响区由800℃冷却至500℃所需时间t_8/5、一次峰值温度、二次峰值温度，利用热模拟试样硬度数据库，拟合出预测热影响区硬度分布的经验方程。并将该方程应用于实际焊接接头，结合有限元模型计算得到的全尺寸焊接接头温度历程，对其热影响区硬度分布进行预测。预测结果与全尺寸环焊接头热影响区硬度数据库进行比较以验证公式的准确性。【结果】针对全自动焊和组合自动焊两种焊接工艺下的全尺寸接头，该预测公式在热影响区预测的硬度均值平均相对误差分别为2.27%和1.12%，该公式具有较高的预测准确性。【结论】尽管该公式在硬度极值波动与分布预测方面存在较大误差，但整体上能够有效地对管道焊缝区域的整体材料性能进行评估，可为提高焊缝质量、优化焊接工艺参数提供科学指导，增强油气管道的整体安全性和可靠性。

层状盐穴畸形溶腔爆破效应数值模拟 [1-12]

梁五星，胡榕榕，杨帆，范金洋，姜德义

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【目的】在水溶开采过程中，地下盐穴常由于难溶夹层的存在而产生腔体偏溶、畸形等问题，且自然状态下该夹层的垮塌具有不可控性。对含夹层盐穴中畸形岩体进行控制爆破能够改善腔体形态、消除建腔隐患、有效加快建腔速度和效率。【方法】为研究层状盐穴难溶夹层及周边岩体对爆破作用的响应，利用ANSYS/LS-DYNA软件构建了含难溶夹层的层状盐穴爆破数值模型，揭示了溶腔内畸形岩体在单一爆源下的破坏模式与溶腔围岩在不同当量炸药作用下的损伤程度，通过对不同当量炸药与爆破效果之间的关系进行分析，提出由围岩水平向位移、竖向应力、有效塑性应变、顶板沉降量、剪切应力分布组成的盐穴储气库安全评价体系。【结果】围岩水平位移可有效表征溶腔侧向围岩的变形状态；有效塑性应变与剪切应力分布能够有效表征腔体围岩损伤状态并预测溶腔失效状况；竖向应力与顶板沉降量在预测腔体顶板的垮塌方面具有较好的敏感性。【结论】基于盐岩RHT（Riedel Hiermaier Thoma）本构模型进行层状盐穴畸形溶腔爆破数值模拟，并对5个指标进行具体分析，探究盐穴不同位置在不同爆破工况下的受损情况，结合已有的盐穴稳定性评价模型，提出适用于动态荷载作用下的溶腔稳定性评价指标，进一步完善盐穴安全评价体系。所得研究结果可为盐穴储气库稳定性评价提供参考。

多孔介质对高压氢气泄放自燃火焰传播的抑制模拟
[1-12]

杨昊燃，崔淦

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【目的】为提高氢能使用的安全性，研究多孔介质对管内氢气泄放自燃火焰传播动力学的影响以及抑制过程。【方法】基于Ansys Fluent，采用大涡模拟模型、涡耗散概念模型、21步氢-空气详细化学反应机理及各向同性的多孔材料模型建立了带有多孔介质的高压氢气泄放管段数值模型。将模拟结果与前人所做研究相对比，保证数值模拟准确性与仿真结果可靠度。【结果】分析自燃火焰在管内与多孔介质区的压力变化可知，多孔介质对压力波具有一定的吸收作用，并且激波在进入多孔介质时会形成反射激波，反射激波会在多孔介质区域前相交干涉形成高压区。基于冷壁效应分析多孔介质内部温度变化，与普通管道相比，多孔材料管道的比表面积更大，这会导致火焰在多孔介质中传播时损失大量的热量。由OH自由基的浓度分布情况可知，OH自由基的浓度分布呈先增大后减小的趋势，在多孔介质的器壁效应下OH自由基活性降低，最终导致淬熄。氢气的泄放压力与多孔介质的孔隙率都会影响火焰在多孔介质内的淬熄距离，泄放压力越大，火焰的淬熄距离越长，并且孔隙率越大，多孔介质对火焰的抑制能力越弱。【结论】相关研究可为多孔介质的抑制机理探索、氢气泄放时自燃管内火焰的抑制与安全防护提供参考。

油气管道在多能融合新型能源体系建设中的作用 [1-22]

梁永图，涂仁福，张昊，刘春颖，付广涛，邱睿，廖绮，徐宁

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[目的]为实现“双碳”战略目标，中国正积极推进多能融合新型能源体系建设。油气管道在传统能源的供应保障中起到了关键性作用，如何在新型能源体系中继续发挥其连续性、经济性、安全性、环保性优势，成为亟需探讨的问题。[方法]以油气管道的内涵不断延伸作为出发点，全面剖析了油气管道在多能融合新型能源体系建设中的作用。首先，综合梳理了中国多能融合与油气管道的发展政策；其次，系统阐述了多能融合新型能源体系的概念，并结合能源消费结构的演变过程，阐述了新型能源体系的发展方向及建设意义；进一步从油气资源优化配置、油气能源供应保障、油气市场新格局的形成以及综合立体交通体系建设4方面，探讨了油气管道在能源资源配置中的影响及其重要地位；并在此基础上，重点回顾了新世纪以来油气管道的建设概况，从新介质、新工艺、新管理方法、新建设方案、新运输体系5个方面，诠释了油气管道灵活赋能发展的内涵；最后，以油气资源、生物燃料、氢能、二氧化碳、LNG与冷能为讨论对象，深刻描述了油气管道在多能融合新型能源体系建设中所扮演的关键角色，包括参与多网融合、多能协同、多式联运等新体系建设。[结果]油气管道仍是中国政府能源规划管理的重要对象，其对多能融合新型能源体系建设具有重要的推进作用，不仅能够保障能源大规模、长距离供应，还能提高中国能源储运网络的韧性与可靠性水平。[结论]油气管道在过去至未来都是能源运输环节的关键纽带，在推动经济社会发展、保障国家能源安全等方面扮演着重要角色。在时代的发展大潮中，油气管道的内涵必将不断延伸，未来将朝着多元融合、协同发展的方向持续迈进。

磁分离技术在天然气管道黑粉处理中的应用 [1-15]

杨宏伟^1，2　张天钰³　刘方^1，2　刘震³　陈俊先³　杨文刚^1，2

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【目的】针对天然气管道内以磁性腐蚀产物为主的黑色粉末浓度超标，导致的过滤元件频繁堵塞与压缩机非正常停机等问题，探究将磁分离技术应用于磁性颗粒物杂质高效分离的方法，对维护天然气管网安全稳定高效运行具有重要意义。【方法】采用有限元仿真软件COMSOL建立磁系矩阵三维模型，利用参数化扫描技术研究不同磁系排布条件下多组磁系间的相互作用。通过设置不同磁系间距，定量分析磁系矩阵在磁分离器中不同位置处的磁场分布规律，进而优化设计磁系矩阵排布参数。设计搭建磁系分离效率测试实验平台，测试不同磁系矩阵排布参数下的分离效率并验证仿真结果。【结果】随着磁系间距增加，磁系导磁块对应位置处的磁感应强度因同磁极相斥作用而降低，Nd-Fe-B磁体对应位置处的磁感应强度则因磁场叠加作用而增强。当磁系间距在35~85 mm范围内变化时，磁系矩阵产生的平均磁感应强度呈现先上升后下降的趋势。当采用磁系矩阵对磁性颗粒物进行捕集时，磁系矩阵的分离效率与平均磁感应强度成正比。当磁系间距为65 mm时，磁分离器内磁系磁感应强度平均值与较强磁场所覆盖的空间体积均达到相对最高值，分别为6.76×10^-2 T与12.7×10⁵ mm³，此时磁系矩阵分离效率也最高，达到80.37%，表明磁系矩阵结构参数达到最优值。【结论】优化后的磁系矩阵可有效捕集天然气管道内磁性腐蚀产物，延长过滤分离设备的运行寿命，显著降低天然气输送场站的运维成本，具有规模化工程应用前景。

管道输送含杂质NH3的物性参数变化规律 [1-18]

尹鹏博，王博，李臻超，聂超飞，李加庆，贾秀璨，滕霖，江莉龙

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[目的]管道输送是实现绿色氨能大规模运输最为经济且安全的方式之一，但管输NH3可能会因合成工艺与输送环境影响而混入杂质，造成NH3的相平衡特性及物性发生改变，进而影响管输效率，并给实际管输过程带来潜在安全隐患。[方法]基于已有NH3物性实验数据，开展了常用气体状态方程（PR、SRK及BWRS）与Helmholtz自由能模型（THB）的对比分析，实现了含杂质NH3物性参数计算模型优选。同时，基于优选模型探究了NH3与不同含量H2、N2、O2及H2O杂质所组成二元混合物的相平衡特性与物性发展规律。[结果]PR状态方程针对含杂质NH3混合体系的计算精度较高，以NH3+H2O混合物密度为例，采用PR状态方程得到的计算值与实验值的平均偏差为1.2%。非极性、极性杂质分别对NH3混合体系泡点线、露点线产生影响，造成气液两相区范围扩大，并使临界点位置发生偏移。非极性杂质（H2、N2、O2）造成相变点处NH3的密度与黏度突增现象消失且呈现显著下降趋势，使管输NH3发生相态转变时的流动更加平稳，杂质分子量越小、含量与温度越高，该影响效果越显著，但对气相状态下NH3的密度与黏度变化影响较小；非极性杂质还会导致相变点处NH3比热容减小并在更高压力位置发生突变，杂质分子量、含量及温度越高，该作用效果越明显。NH3密度、黏度及比热容的变化趋势受极性杂质H2O影响较小，其数值随H2O含量的增加而增加。[结论]研究结果可用于指导杂质影响下的管输液氨相态控制，同时为含杂质液氨管道的输送特性预测、流动保障提供理论支持；建议结合未来液氨管道大规模建设运行后的实际杂质问题，后续开展更多杂质类型、不同含量情况下的氨基础热物性研究，以确保液氨管输过程的稳定性与安全性。

应力状态下管线钢的氢脆敏感性
[1-12]

刘翠伟，赵兰琦，张睿，彭世垚，李荣天，徐新宇，李玉星

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【目的】氢脆现象是限制输氢管道安全运行的一个重大安全问题。然而，氢管道工况下氢是否会进入管线钢并引发氢脆仍然存在争议。一方面，众多研究结果表明临氢环境下钢材的塑性、韧性将有显著损失。另一方面，众多输氢管道工程在长时间运行后未发现明显的氢脆危险。氢脆实验过程中试样的极端服役状态可能是导致实验室研究结论与实际工程经验差异的关键，因此有必要研究氢脆实验过程对材料氢脆敏感性的影响。【方法】通过应力下高压气相原位拉伸实验，以慢应变速率拉伸实验为例，研究了不同充氢方式下X52钢试样的力学性能及氢脆程度，探究了试样内部氢来源，进而梳理了不同弹性应力下实验过程对试样氢脆敏感性的影响。【结果】实验结果显示，应力是影响试样内部氢含量、导致不同氢脆敏感性的关键因素，因此通过应力充氢实验确定了导致X52钢产生氢脆的临界氢浓度。结果表明产生的氢效应大都来自拉伸环境中进入试样的氢，预充氢阶段进入试样内部的氢含量十分有限，并且氢在弹性阶段就已经充分进入试样。【结论】无预充氢、直接在氢环境拉伸的试样出现了屈服阶段的氢致硬化效应，说明氢在时间极短的弹性阶段内已经进入钢材内部；应力充氢状态下，试样内部氢含量明显上升；应力促进气相氢环境下的氢表面吸附及内部氢溶解度是导致应力促进氢效应的机制。在今后的研究中，应考虑慢应变速率拉伸实验对材料氢效应的影响。

油气泄漏多组分标志性气体浓度光谱监测方法 [1-10]

张志荣陈朋超蔡永军杜文友李中林彭云涛孙鹏帅吴边

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【目的】传统油气泄漏气体监测方法存在检测灵敏度低、校准周期短、误报多、测量气体单一、易受环境干扰、传感器带电等因素，难以满足日益发展的智慧管网安全运维的需求，亟需研制适用于新型复杂场景的油气泄漏监测传感器。【方法】面向油气管网储运场景中的一二次密封、浮舱、隧道、地下空间、分析室等多类型受限空间场景，选取可燃气体（甲烷、丙烷、丁烷）、助燃气体氧气以及温度等多参数同时监测作为目标，设计了用于满足现场布设的新型全光纤耦合、本质安全、可组网的扩散式传感器探头；参考复杂体系的光谱解析与背景噪声扣除的设计思想，将传统的可调谐半导体激光吸收光谱技术（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS）技术与偏最小二乘算法、非负最小二乘算法、人工智能算法模型等相结合，分别选取氧气－761 nm、甲烷－1 653 nm、丙烷－1 686.1 nm、丁烷－1 686.5 nm的中心吸收谱线，提出了烷烃类气体分子测量时混叠吸收光谱干扰处理的共性技术，并研制了适用于多种场合的油气泄漏多组分气体浓度测量传感器。【结果】新研制的传感器系统可以实现远距离、安全、稳定的多组分气体与集成温度的多参数、多点、宽动态范围的实时监测与分析，能够适应多种不同应用场景的气体监测需求。经过实验测试，得到新研制传感器的探测可燃气体甲烷、丙烷、丁烷爆炸下限（Lower Explosive Limit, LEL）分别为0.1%LEL、0.8%LEL、0.9%LEL，而助燃剂氧气测量下限的体积分数为3%，均符合油气领域的最低检测标准要求。【结论】深入分析传感器各类型干扰影响因素，可提升油气管网多场景火灾风险防控与预警能力，并为打造“平安管道、绿色管道、发展管道、友谊管道”目标贡献力量。

大庆萨南油田零碳站场建设工艺 [1-12]

王善哲^1，2　张宏奇¹　李忠诚²　刘书孟¹　程铁航¹　周跃斌¹　孙璞¹　王禹祁¹

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【目的】在“双碳”目标背景下，大庆油田快速推进绿色低碳转型，作为长垣老区主力采油厂的萨南油田，在打造低碳示范区的过程中，挖掘生产工艺中传统热能的替代点，寻找热能利用的新能源方式，正逐步形成“低碳数智融合”的油气生产模式，旨在实现“全域零弃电”、“工艺再造”、“零碳站场”等目标。【方法】为实现风光绿电的高效消纳，并适应风光发电不稳定、不连续、等效小时数低的特性，探索实施生产系统再造，尝试将站内伴热系统取消，并改变掺水伴热的集输方式。【结果】通过应用井筒电加热技术，实现热源的井站转移，起到井筒清防蜡效果的同时又升高采出液温度，从而使集输温度提高，并根据环境温度、集输系统温度灵活控温，实现热洗工艺的替代。而针对集输距离较远的生产井，协同开展电伴热集输、井场光热利用、智能化间抽等技术的数智融合，构建以清洁能源供能的零碳化、电气化工艺流程，形成高比例消纳绿电的变工况运行模式，变硬性生产负荷为柔性，使油气生产与新能源特性匹配，实现工艺再造。【结论】结合大庆萨南油田生产现状与未来发展形势，持续攻关智能低碳生产技术，针对不同生产工况探索低温集输新界限，构建智能微电网能源管控平台，实现能源管理智慧化，助力萨南油田平稳有效完成低碳转型。

耦合机理与数据的天然气动态管存快速计算方法 [1-12]

殷雄，张晶，杨飞，朱羽墨，宋柯楠，耿金亮，温凯，宫敬

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[目的]管道作为天然气长距离输送的主要方式，在国家能源安全中扮演着至关重要的角色。管存作为天然气管网综合运行参数，具备安全与经济双重属性。然而，现有稳态管存计算方法仅适用于稳定工况，在工况变化情况下计算精度不足，不符合管网非稳态运行特征；动态管存计算方法需要依托复杂的天然气管网在线仿真系统，计算效率低下，难以满足实际应用需求。[方法]为此，提出了一种耦合数据与机理的天然气管存快速计算方法。先分析了管存指标在天然气管网安全与高效运行中的关键作用，再根据管道行业标准与数值仿真原理，详细比较了稳态、动态两种传统管存计算方法在数值精度、计算效率及适用工况等方面的差异。继而针对传统方法难以兼顾精度与效率的缺陷，通过将机理模型嵌入数据模型，结合长短期记忆网络（Long Short-Term Memory, LSTM）实现了时序管存数据的高效计算，克服了纯数据模型泛化能力差、纯机理模型计算效率低的问题。[结果]将耦合数据与机理的天然气管存快速计算方法应用于中国某在役天然气管道，分别对比了修正、嵌入、整合3种LSTM与管存数值计算模型耦合模式，结果表明，嵌入模式下管存计算最大偏差为0.76×104 m3，远低于修正模式与整合模式。基于嵌入模式的管存快速计算方法在计算精度与速度上较传统管存计算方法有明显优势，并且避免了复杂在线仿真系统的搭建，实现了管存计算的模块化与轻量化部署，验证了所提方法的有效性。[结论]耦合数据与机理的天然气动态管存快速计算方法可快速、精确的掌握天然气管道内的管存变化情况，在保障天然气管网的安全平稳运行与管存资产的精细化管理方面提供了数据与技术支撑，有助于辅助管网公司监测进出气不平衡状态，实现管网基础设施的公平开放。

基于网格与域质心权重的自适应k-means聚类GDCW-AKM算法 [1-12]

蔡巍，孙广宇，杨飞，姚博，李传宪

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[目的]根据物理实体构建的天然气管道数字孪生体会源源不断的产生大量数据，数据挖掘面临着与计算成本、效率及可扩展性相关的巨大挑战。k-means聚类算法是应用最广泛的数据挖掘方法之一，但是需要指定簇数k，且初始质心的选择决定了聚类的计算效率与是否会陷入局部最优，这导致传统k-means算法处理大数据通常需要数分钟甚至更久，同时聚类结果不唯一，需要多次运行取最优结果。[方法]为满足管道数字孪生体对实时数据挖掘的需求，提出一种基于网格与域质心权重的自适应k-means聚类GDCW-AKM算法：①将数据集划分到大小一致的网格空间里，用网格空间的中心位置代替这个空间，空间内数据的数量作为权重赋予该点，得到样本集与权重集；②再次将样本集划分成多个域，把每个域的质心作为样本，域内数据的权重之和作为新的权重，得到新的样本集与权重集；③为每个样本赋予密度ρ与距离δ，令，根据r值对样本进行降序排序；④设置多组k值，选择前k个r对应的样本作为初始质心，聚类结果的方差比准则最大值对应的k与初始质心即为最佳簇数与最佳初始质心，该次聚类结果即最终结果。[结果]将GDCW-AKM算法应用于山东天然气管道公司某站场上，通过运行时间和多种内部评价指标评估了该算法的性能。结果表明，该算法能够准确识别站场管道历史运行数据的工况数量，并能确切的将新增数据分配到所属工况类别，且在聚类精度达到k-means算法的99%以上的情况下后续计算效率大幅提高，数据量达到20×104时效率提高近12倍，数据量越大效率提升越明显。[结论]基于网格与域质心权重的自适应k-means聚类GDCW-AKM算法能充分满足站场管道数字孪生体对算法效率与精度的要求，可在站场大力推广应用。

基于SOM-BP级联神经网络的电驱离心泵健康状态识别方法 [1-15]

江新星，张雪琴，薛一冰，彭世亮

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[目的]离心泵预测性维护是提升设备可靠性与运行效率的核心技术之一，在该过程中，对离心泵设备的健康状态识别是关键环节。然而，传统的健康状态识别方法多依赖于机器学习技术，高度依赖足量标记数据，难以直观清晰地表征监测数据与健康状态之间的对应关系，使其在实际复杂工况中的应用效果受限，亟需开发更精准、高效且适应性更强的健康状态识别方法。[方法]为此，提出了一种基于自组织映射（Self Organization Map, SOM）神经网络与BP（Back Propagation）神经网络级联的电驱离心泵健康状态识别方法。首先采用SOM神经网络方法对离心泵全生命周期振动数据进行预处理，提取时域、频域及时频域的多种统计特征与熵特征，从而全面表征设备的运行状态；其次，采用主成分分析法（Principal Component Analysis, PCA）对已提取的轴承振动信号特征进行降维与融合，有效减少冗余信息和计算复杂度，优化输入参数的模式，提升建模效率；最后，综合SOM神经网络与BP神经网络的优点，建立了基于SOM-BP级联神经网络的电驱离心泵健康状态识别模型。[结果]以某电驱离心泵的健康状态监测数据集为算例，对比了SOM-BP模型与常见的机器学习方法（随机森林、XG-boost）识别电驱离心泵健康状态的准确率，以R2、MSE、RMSE为模型评价指标，结果表明：基于SOM-BP级联神经网络模型的R2值、MSE值、RMSE值分别为0.901、0.8×10-6 m2/s4、9.12×10-4 m/s2，显著优于传统的机器学习方法，展现出良好的鲁棒性与适应性。[结论]所提方法不仅提升了离心泵健康状态识别的精度，还可为离心泵故障诊断与剩余寿命预测提供数据支撑，同时为其他旋转机械的健康状态管理与诊断提供了新思路。

LNG储罐进液管道应力状态计算及潜在失效风险识别 [1-12]

王炎兵张宏夏梦莹周泓宇李柏松黄启玉刘啸奔

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【目的】进液管道作为LNG储罐的重要附属设施，在运行过程中管道的压力与温度变化大、分布不均匀，且进液管道受力状态复杂，预先识别管道潜在的失效风险有利于保障LNG储罐的安全运行。【方法】以某LNG接收站储罐进液管道为例，建立管道温度场数值计算模型，将管道的真实运行参数作为输入，计算管道在预冷、进液工况下的温度变化，获得LNG储罐罐顶进液管道环向及壁厚方向的温度分布。选取LNG储罐进液管道用304/304L不锈钢，对管材在常温与超低温环境下的拉伸性能、疲劳性能进行力学性能测试。结合管材特性测试结果，建立进液管道应力计算模型，将温度场模拟结果作为边界载荷条件，计算进液管道在不同运行工况下的应力状态。【结果】进液管道在预冷过程中环向存在不均匀的温度分布，管顶与管底的温差达到40 ℃，管道内外壁温差达到23 ℃；在进液初始时刻，管道环向温度均匀分布，内壁温度快速降至－160 ℃，内外壁温差超过50 ℃；在超低温环境下，管材的屈服强度、抗拉强度分别达到454 MPa、1 463 MPa；在0.8%的应变下，管材的失效循环次数在4 500次以下，低于LNG储罐设计寿命内预计进液次数。进液管道在正常服役工况下，因内压、温度等会导致管道结构发生变化，但产生的应力较小；若罐顶进液管道阀门存在内漏、较高的保冷温度，再叠加管道不满流运行产生的环向不均匀温度分布，会在管道底部内表面不等壁厚焊接位置产生超过材料屈服强度的轴向及环向应力，管道易发生裂纹失效风险。【结论】对于LNG储罐进液管道，运行过程中管道内外的巨大温差是影响管道应力的最主要因素之一，今后应从降低温差的角度优化运行工艺，排查安全风险，保障管道稳定、可靠运行。

高钢级管道环焊缝可靠性计算方法与敏感性因素规律研究
[1-12]

邵佳刘啸奔张晗陈健陈朋超燕冰川孙晁付孟楷

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【目的】环焊缝失效是高钢级管道本质安全的主要威胁，随着中国管道建设与运维的数字化水平不断提升，形成了适用于中国高钢级管道的基础参数统计数据库，为管道环焊缝可靠性分析提供了重要数据支持。基于真实工况数据统计结果，深入开展含裂纹缺陷的高钢级管道环焊缝可靠性分析，以期为管道安全评估提供更加精确的理论依据。【方法】为了克服传统单一因素确定性设计与评价方法的保守性，建立了针对含裂纹缺陷的高钢级管道环焊缝可靠性分析模型，采用极大似然估计法，对中俄东线天然气管道工程北段现场机械性能抽检资料中的管材、焊材数据开展参数估计与K-S检验确定输入分布；针对管道大应变载荷条件，优选改进的PRCI-CRES极限拉伸应变预测公式以准确构建基于应变的极限状态方程；为解决传统MC法随机抽样模式的低效率问题，采用了基于哈密顿蒙特卡洛子集模拟法（HMC-SS）的高效抽样策略，有效优化了传统可靠性分析过程；为全面评估环焊缝各参数对结构失效的影响度，采用Sobol全局敏感性分析方法进行环焊缝各参数敏感性分析，量化主要影响因素敏感程度。【结果】采用HMC-SS法计算结果的相对误差低至0.90%，模型计算效率提升99.70%；在大应变条件下，影响高钢级管道环焊缝区域失效的最敏感因素为强度匹配系数，其敏感程度远大于其他参数，总效应指数S_T为1.09、一阶影响指数S₁为0.951。【结论】在材料加工过程中应着重保证焊材与母材等强或高强匹配；从二阶影响指数结果来看，基于可靠性的参数设计能够有效考虑到各参数间共同作用，从全局角度保证管道设计的安全性。

高钢级钢材表面氢吸附解离机制的模拟探究
[1-15]

吴瑕　柳金豆　兰岚　宋梓涵　贾文龙

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摘要：【目的】氢气解离为氢原子是掺氢天然气输送管道发生渗氢及氢脆损伤的首要条件，当前相关研究主要聚焦于钢材的α-Fe微观结构，尚不明确Fe₃C微观结构的加入是否加强或改变氢气在钢材表面的吸附解离行为。【方法】以高钢级钢材为研究对象，基于第一性原理和密度泛函理论建立Fe₃C和α-Fe两类典型微观结构的晶胞模型。考察两类晶胞模型在不同密排面、吸附位、吸附角度下的氢吸附行为，以Fe₃C和α-Fe相的最优吸附构型为初始态，并基于晶胞模型模拟得到的吸附产物，展开过渡态搜索，描述高钢级钢材表面氢解离过程，对比两类晶胞模型下H₂吸附解离所需吸附能及其解离能垒；考虑电子电荷密度、态密度表面性质，分析微观结构表面最优吸附构型下H原子与Fe、C原子间的成键机理。【结果】研究发现，密排面、吸附位和吸附角度直接影响吸附能的大小，Fe₃C相的最优吸附构型为H₂平行吸附于100面Bgg位，其吸附能为－1.26 eV，α-Fe相的最优吸附构型为H₂平行吸附于110面tf位，其吸附能为－1.44 eV；H₂分子先从垂直形态转变为平行形态再进行解离，Fe₃C相在最优吸附构型的解离能垒为0.83 eV（79.97 kJ/mol），α-Fe相在最优吸附构型的解离能垒为0.46 eV（44.32 kJ/mol）；解离吸附时H原子会导致Fe原子间的键合力减弱，H原子的1s轨道电子与表面C原子的2s和2p轨道电子和表面Fe原子的4s轨道和3d轨道电子产生杂化共轭作用。【结论】H₂在高钢级钢材表面的吸附解离能力与钢材微观组织和表面结构有关，Fe₃C微观结构会加强氢气在钢材表面的吸附解离行为，且H₂分子平行吸附于钢材表面时解离能最小。高钢级钢材中，H₂分子首先吸附于α-Fe相，部分吸附于Fe₃C相，通过轨道杂化作用解离产生活性H原子进入材料内部，为发生氢损伤提供必要条件。

大落差成品油管道改输液氨系统参数适应性分析 [1-15]

黄明月，涂仁福，廖绮，倪玮隆，李政兵，张昊，徐斌，梁永图

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[目的]中国可再生能源分布不均，氨供需错配问题突出，而成品油管道的走向与氨能流向相似度较高，利用成品油管道改输氨可实现氨能的规模化、经济化再分布。[方法]基于OLGA软件的MULTIFLASH模块计算氨的饱和蒸汽压随温度的变化情况，将其作为判断氨所处状态的依据，再参照某大落差成品油管道的设计参数（管道规格、站间距离、地形起伏、输量、环境温度、管道出口压力边界等）构建液氨管道输送仿真模型。随后采用控制变量法对比典型起伏管段的水热力参数，以全面评估成品油管道改输液氨的流动稳定性及管道系统参数适应性。[结果]在满足各站场进出站压力限制的基础上，该大落差管道可使氨保持液相输送；在各边界条件下的水热力参数变化规律与列宾宗公式、考虑摩擦热的苏霍夫公式反映的影响规律一致；地形对压力、温度的影响大于边界条件的影响，且随着边界条件的变化，温降幅值随地形的变化趋势与压降幅值随地形的变化趋势表现出较高的相似性，说明压力变化对温度变化产生影响，表现为上行管段增大温降幅值、下行管段减小温降幅值。[结论]研究成果从压力控制角度验证了大落差成品油管道改输液氨的可行性，可为成品油管道改输液氨的生产运行提供理论依据。

油气储运企业甲烷排放管理体系框架构建
[1-12]

田望，陈心怡，任磊，王传风，茹畅，李晓枫

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【目的】油气储运企业将油气产业链的上游和下游串联起来，是甲烷减排工作开展的主力军，然而当前其甲烷排放管理体系尚不健全。为此，研究油气储运企业甲烷排放管理体系框架，有助于进一步细化企业甲烷排放管控工作，贯彻落实《甲烷排放控制行动方案》，助力实现“双碳”目标。【方法】从欧盟、美国以及中国油气行业的甲烷管控趋势出发，梳理欧美在政策导向、排放标准、企业责任、减排技术等方面的发展要求，分析油气储运企业进行甲烷排放管理的必要性。同时，选取8家北美、欧洲知名油气公司进行文件报告调研，从顶层设计、量化统计、检测维修、信息披露4个方面对比其甲烷排放管理经验，总结了油气公司在体系顶层设计和管理细则方面的甲烷排放管理思路。【结果】国际油气企业在法规的强制要求及油气行业组织的指导下，已逐步建立完善甲烷排放管理体系，形成明确的减排目标、组织架构和考核激励机制，未来工作重心放在排放监测量化方面；对比国际，中国油气储运企业甲烷排放管理体系尚不成熟，甲烷控排工作缺少抓手，跨部门协作与激励机制不完善，减排主动性不足。【结论】中国油气储运企业应参照国际甲烷排放管理体系的领先经验与优秀实践，从甲烷排放管理的顶层设计出发，以控排目标为导向，围绕量化统计、规划减排、评价审核、信息公开等过程环节压实责任分工，健全考核奖励机制，搭建油气储运企业甲烷排放管理体系框架；编制运营过程中的排放量化方法，规范维检修工作流程，明确环境信息披露要求，充分考虑甲烷减排成本与效益，完善碳资产管理能力，从而实现甲烷管理与企业生产、安全、成本等管理协同发展。（表4，参43）

天然氢勘探开发及集输研究现状及展望 [1-23]

宇波　李敬法　田坤　秦守强　章涛

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【目的】天然氢是一种重要的氢气资源，但目前国内外对天然氢的了解和研究有限，导致天然氢的勘探开发及利用进展缓慢。随着国际社会对天然氢的逐渐重视，很多国家开始布局天然氢资源，发展天然氢资源已成为未来推动清洁能源发展的一种重要途径。天然氢的勘探开发及集输是天然氢资源开发利用的关键。【方法】通过文献调研，回顾了近年来国内外天然氢的主要研究进展，归纳总结了天然氢的形成机制，分析了现阶段天然氢的勘探开发及集输研究现状，介绍了目前全球天然氢资源勘探开发的典型工程实例，最后展望了未来天然氢的重点研究方向。【结果】①天然氢的形成机制复杂，涉及多种理论及学说，目前尚无统一定论，未来需进一步研究，尽快明晰天然氢的形成机制，为天然氢的勘探提供理论支撑；②天然氢的勘探技术需结合遥感技术、地球化学分析、地球物理探测和岩石物理学等方法进行改进，提高探测精度和效率，更好地识别天然氢资源的潜在分布；③中国在天然氢领域仍处于早期发展阶段，对其资源量和分布特征的全面评估有限，应尽快开展天然氢资源全面普查与评价工作，为未来天然氢的勘探开采提供基础数据；④天然氢的开发与集输可以参考现阶段天然气藏的相关技术，并结合氢分离纯化技术和储运配套设施等进行改造适配；⑤天然氢勘探开发技术与地下储氢技术、氦资源开发技术等面临部分类似技术瓶颈，未来可推进相关技术协同发展。【结论】分析天然氢的勘探开发及集输技术的研究现状及未来发展建议，对推动天然氢产业发展、能源转型提供有益参考。

考虑地层压力动态变化的地下储气库注气方案优化
[1-20]

喻鹏飞　侯磊　王雪婷　刘倩　王敏聪

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【目的】地下储气库作为天然气“产-供-储-销-用”产业链中的核心基础设施，对稳定天然气供应、平衡供需波动及保障应急供气具有重要意义。地下储气库注气优化是确保其高效、安全运行的关键环节之一。传统地下储气库运行策略未充分利用历史数据且缺乏智能决策的支持，导致主观性较强、注气能耗较高。【方法】结合地质开发资料与多周期注采运行数据，拟合地层压力与库容量、单井注气能力的关系，构建地下储气库注气过程一体化动态压力计算方法；利用该方法动态更新注气过程中各环节的压力计算结果，为注气优化中目标函数的计算、约束条件的设定提供关键的输入参数和动态边界条件；以注气井开井时间为决策变量，以注气总能耗和井口油压稳定性为优化目标，设定计划注气总量、注气期限等约束条件构建注气优化方法，并采用多目标粒子群算法求解Pareto前沿解集，通过优劣解距离法综合评估各方案的经济性与安全性，确定最佳开井方案及注气量。【结果】针对某已建储气库，设定注气期限30 d、计划注气总量1 300×10⁴ m³，采用该方法最终制定的方案注气总能耗为8.002×10⁴ kW、井口油压标准差为1.712 MPa，同初始方案相比总能耗降低51.6%、井口油压标准差降低81.6%，优化效果明显。【结论】地下储气库注气过程一体化动态压力计算方法能够全面协调地层、井筒及地面管网压力的动态变化关系，弥补了传统方法忽视地层压力动态变化的不足，为提高注气优化的科学性和实用性提供了可靠支持。未来研究应聚焦地层压力与库容量、单井注气能力的动态耦合关系，并针对现场地质条件复杂或数据不完备的情况进行改进与优化，推动地下储气库向高效、安全和智慧化方向发展。

水-氧-应力关联作用对X80管线钢液氨应力腐蚀行为的影响
[1-12]

李加庆何帅震赵子峰冯智雨尹鹏博滕霖江莉龙

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【目的】“双碳”目标背景下，液氨有望成为高效与安全的储氢载体。然而在液氨长距离管输过程中，管材会发生液氨应力腐蚀开裂进而引起液氨泄漏事故，威胁液氨管道运行本质安全。因此，探究管线钢液氨应力腐蚀敏感性规律对保障管道安全意义重大。【方法】为分析管线钢在含杂质液氨环境下的应力腐蚀行为，设计并开展了不同含量的水、氧气及不同应力下的X80管线钢C形环法应力腐蚀实验；采用失重法、控制变量法定量分析杂质及应力关联作用对X80管线钢液氨应力腐蚀行为的影响；基于管线钢的腐蚀速率、腐蚀微观形貌及腐蚀产物三个方面，阐明管线钢的液氨应力腐蚀演化规律及内在机理。【结果】在无水液氨环境下，随着氧含量的增加，管线钢腐蚀速率增大；随着应力的增加，管线钢腐蚀速率迅速增加；当在含氧液氨中加入质量分数为0.20%的水，在所研究的氧浓度范围内，管线钢的腐蚀速率均降低。氧浓度与应力的关联作用会诱发管线钢表面形成腐蚀产物。当施加应力为100%屈服强度时，腐蚀产物呈颗粒状沉积形态，且有裂纹萌生与扩展；随着应力进一步增大至125%与150%屈服强度时，管线钢表面萌生出更多裂纹且部分相连，腐蚀形貌呈现胶泥状沉积形态并伴有龟裂纹形成。加入一定质量分数的水（0.20%与1.00%），即使在高应力下管线钢表面仅出现少量微裂纹与腐蚀产物，表明一定量的水杂质能够抑制管线钢的液氨应力腐蚀开裂倾向。【结论】在液氨管道设计、建设及运行过程中，需要考虑氧气杂质的混入、管材的高应力抗力以及管道施工引起的残余应变等因素对管道液氨应力腐蚀开裂的影响，必要时可添加一定量的水降低液氨腐蚀风险，提升高钢级管道的服役安全。

滑坡作用下埋地天然气管道的失效机理及预测 [1-14]

刘为1 张鹏1 沈豪2 许田1 刘思铭3

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【目的】滑坡作为中国最常见且最频繁的地质灾害之一，极易造成长输管道发生变形、破裂、泄漏甚至灾难性的爆炸事故，对滑坡作用下的管道失效进行研究可以更直观地评估管道的安全状态。【方法】选取X80管道为研究对象，使用ABAQUS软件建立滑坡-管道有限元模型，将有限元模拟结果与机器学习相结合，构建秃鹰-极限学习机（Bald Eagle Search-Extreme Learning Machine, BES-ELM）模型，对滑坡作用下埋地天然气管道的力学响应与预测性能进行分析。采用多因素分析法，主要探讨了滑坡位移、滑坡宽度、管道内压、管道壁厚、土体黏聚力、土体内摩擦角及土体类型7种参数对管道等效应力的影响规律。【结果】在滑坡位移作用下，管道受轴向拉力、压力的影响最为显著，当滑坡位移处于2.5～3.0 m时，管道最大等效应力易超过屈服强度，导致管道发生失效。在相同的滑坡位移影响下，管道内压、土体黏聚力及土体内摩擦角与管道最大等效应力呈正相关关系，而管道壁厚与管道最大等效应力呈负相关关系。滑坡宽度存在应力集中区，当滑坡宽度由10 m逐渐增至50 m时，管道最大等效应力呈先正、后负的非线性变化规律。在滑坡影响下，管道最危险部位并非固定不变，而是随着位移及其他不同因素的变化，在迎滑面与背滑面之间相互转移。【结论】选取150组有限元数据，将BES-ELM模型与传统的极限学习机（Extreme Learning Machine, ELM）模型进行了滑坡作用下管道等效应力预测性能对比，BES-ELM模型预测效果较好，最大相对误差为1.06%、决定系数为0.977，均方根误差预测结果也降低了65.18%，可将其作为快速识别管道等效应力的有效工具。在长输管道选线工作中，应对管道沿线地质条件进行调研，尽量避开潜在的滑坡影响范围或采取加固措施保护管道安全。

基于MWIWOA-SVM的海底长输管道腐蚀速率预测
[1-15]

骆正山¹，吕海鹏¹，骆济豪²

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【目的】为保障海底长输油气管道安全运行，需提高海底长输管道内腐蚀速率预测精度。现有模型多基于支持向量机（Support Vector Machine, SVM）建立，存在收敛精度低、寻优失衡和易陷入局部最优等缺点。【方法】为解决以上问题，提出一种基于多途径提升的鲸鱼优化算法（Multi-Way Improve the Whale Optimization Algorithm，MWIWOA）优化SVM的海底长输管道内腐蚀速率预测模型。通过Tent混沌映射结合反向学习机制初始化种群，引入自适应权重及非线性收敛因子平衡全局寻优和局部搜索功能，融合单纯形法改进拓张搜索方式，采用Levy飞行改进步长提升鲸鱼优化算法（WOA）的寻优能力。基于改进后的鲸鱼优化算法对SVM模型核函数参数及惩罚因子寻优，提高参数选择的科学性。【结果】以SP74-FPSO管道段内管腐蚀数据为例，综合多种算法模型改进策略，分别构建MWIWOA-SVM、WOA-SVM、PSO-SVM和SVM海底长输管道内腐蚀速率预测模型，对海底长输管道内腐蚀速率进行训练、预测及模型对比。MWIWOA-SVM海底长输管道内腐蚀速率预测模型的平均绝对百分比误差及均方根误差均低于2%，处于极低水平，且决定系数和拟合度均达到98%以上，内腐蚀速率预测值与真实值的相对误差不超过0.99%。其各项性能指标显著优于其它预测模型，预测精度更高。【结论】成功引入途径优化鲸鱼算法提高预测精度，其表现较于对比模型均更优，证明改进算法的可行性。解决了算法模型初期所具有的收敛精度低、易局部最优和算力不平衡易失衡等问题，表明改进模型具有现实意义。根据实验结果，MWIWOA-SVM海底长输管道内腐蚀速率预测模型具有良好的预测性能和更好的预测效果。可为后续海底管道风险评估及维修建议研究做出参考。

X80M管道全自动焊环焊缝热影响区冷却时间预测模型
[1-12]

张小强¹，云泽²，蒋庆梅¹，龙迅²，李岩²，曹鹏昊³

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【目的】受厚壁管道多层多道焊热输入的影响，环焊缝热影响区组织经历循环的升温降温过程。为避免生成淬硬组织导致冷裂纹产生，需严格把控接头冷却速率。探究焊接工艺与环焊接头热影响区温度由800 ℃冷却至500 ℃所需时间t_8/5之间的关联对把控焊接热输入、提高接头性能具有决定性作用。【方法】以1 219 mm×22 mm X80M管道环焊接头作为研究对象，建立基于全自动焊工艺的有限元模型，并贴合单双焊炬工艺特点编写热源程序，利用实验接头焊层形貌信息确定热源参数。计算焊接温度场数据，并与实验点位热循环数据进行对比验证模型计算准确性；通过选择各焊层对应热影响区点位进行热循环信息统计分析，并通过改变焊接电流与焊接速度调节焊接热输入，获得t_8/5的变化规律，最后拟合获得冷却时间预测公式。【结果】热输入较小时，增加焊接电流比减小焊接速度对t_8/5的影响更大，而热输入较大时，减小焊接速度比增加焊接电流对t_8/5的影响更大，不过在相同的热输入变化条件下，两者导致的计算误差不超过6%。【结论】利用所建立的有限元模型计算焊接热参数，误差较小，模型准确、可用。相较于焊接电流，调整焊接速度将会使峰值温度与t_8/5数值分布出现较大波动，因此为保证焊接稳定性，推荐优先调整焊接电流。根据模拟所得焊接热循环曲线，新提出不包含经验参数的t_8/5预测公式，预测精度比传统经验公式提高10%以上。

中国中长期天然气干线管网规划布局方法研究
[1-14]

周大可; 杨嘉; 刘伟; 周美领; 陈希; 张峰; 张也; 赵洋

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【目的】“双碳”目标下，中国天然气需求在2040年前仍将保持较快增长速度，天然气管网规模将进一步扩大。传统天然气管网布局侧重资源与市场点对点局部匹配，对于全国市场需求分布与资源统筹优化配置考虑不足，难以适应当前“全国一张网”背景下的天然气管网规划、建设与运营需求，因此必须建立科学、系统的方法体系，为“十五五”与远期天然气干线管网规划布局提供参考。【方法】基于全国资源市场空间分布与已建天然气干线管网布局特征，构建“区域+通道”模式的干线管网简化模型；建立以最小周转量为优化目标，以管输能力为约束的流向流量分析方法，采用GLPK求解器求解各通道负荷率，基于N-1原则提出各通道负荷率上限并识别通道瓶颈；结合通道瓶颈提出多个可行的规划布局方案，建立由建设投资与运行能耗等因素构成的综合评价指标体系，以综合成本最低为导向确定最优规划布局方案。【结果】基于2040年天然气供需预测数据开展流向流量分析，识别出已建天然气干线管网主要存在4个瓶颈，提出3种可行的规划布局方案，通过综合比选确定未来中国需要在Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅷ等通道进行规划布局。【结论】通过建立“区域+通道”模式的干线管网简化模型能够突出天然气资源配置核心问题，为优化管网输送方案提供数据支撑；构建基于N-1原则的瓶颈识别准则与以社会效益为导向的综合比选方法为规划布局提供了主要依据，进而建立了一套科学、系统的天然气管网规划布局方法体系，能够实现在保障国家能源安全与民生用气需求的前提下，发挥有效投资的关键作用，降低管网运行能耗，为中长期天然气干线管网规划与建设决策提供参考。

单级朗肯循环与双级朗肯循环冷能发电方案对比
[1-11]

冷晓熳

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[目的]随着中国低碳与新能源转型步伐的进一步加快，LNG接收站建设发展更加迅速。LNG在气化过程中能够释放大量冷能，充分利用LNG冷能符合“双碳”战略的要求。冷能发电是最值得推广应用的冷能利用方式，其存在多种技术路线，在其中选择适用于国内LNG接收站的技术路线十分重要。[方法]以待建的某LNG接收站冷能发电项目为例，对单级朗肯循环、双级朗肯循环并联、双级朗肯循环混联系统的冷能发电技术路线进行分析，在热力学性能、经济性、可靠性、操作运维等方面进行综合对比，以确定最优方案。[结果]通过对比分析发现，在热力学性能方面，双级朗肯循环混联系统表现最优，其平均净输出功率为4 037 kW，㶲效率达到29.2%，双级朗肯循环并联系统次之，单级朗肯循环系统最差。在经济性方面，单级朗肯循环系统和双级朗肯循环混联系统的资本金内部收益率相近，分别为6.78%、6.90%；双级朗肯循环并联系统资本金内部收益率最低，经济性最差。在可靠性、操作运维方面，单级朗肯循环系统的现场操作控制更加简便，可靠性更高，更易于LNG接收站的操作运维，且占地面积较小；双级朗肯循环混联系统和双级朗肯循环并联系统操作复杂，占地面积较大。考虑实际工程应用，推荐采用单级朗肯循环冷能发电技术路线。[结论]LNG接收站主要生产任务为LNG的储存与气化外输，冷能发电装置在LNG接收站亦作为LNG气化设施使用，其稳定运行非常关键，因此在选择冷能发电技术路线时，除考虑热力学性能、投资收益率外，还需重点关注冷能发电系统的可靠性与现场操作运维的便利性。研究成果可为中国LNG接收站冷能发电装置技术路线的选择提供理论参考。

考虑灵活性的电-气综合能源系统运行优化 [1-12]

魏生远¹　宋尚飞¹　史博会¹　马云宾²　宫敬¹

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【目的】随着新型电力系统建设与电力市场改革的加速，高比例可再生能源并网对电力系统灵活性构成严峻挑战。电-气综合能源系统因其能够利用天然气系统的灵活性资源为电力系统提供灵活性，成为缓解可再生能源出力不确定性的重要手段。然而，目前电-气综合能源系统的协同运行优化主要关注经济成本，忽视了系统灵活调节能力的重要性。【方法】建立了综合考虑系统运行方案经济成本与灵活性的多目标运行优化模型，该模型同时满足电网稳态潮流约束与气网瞬态能量流约束。其中灵活性基于安全域理论进行评估，以当前运行方案下电-气综合能源系统所能应对的可再生能源出力波动范围的大小作为表征。运行优化模型求解过程中，首先利用Gurobi求解器求解无目标约束条件下的可行解，将其作为非支配排序遗传算法II（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II，NSGA-II）的初始种群，进而通过NSGA-II算法的迭代优化求解得到帕累托前沿。为了验证模型的有效性，在6节点电力系统与6节点天然气系统组成的综合能源系统上对模型进行测试。【结果】考虑天然气系统的动态特性时，初始压力、流量条件的不同会显著影响天然气系统中灵活性资源的可用性，从而使得电-气综合能源系统平抑可再生能源出力波动的能力存在差异。此外，运行方案的经济成本与系统灵活性之间存在内在权衡：当优先考虑经济效益时会限制系统的灵活性，从而削弱其调节可再生能源间歇出力的能力；相反，若增强系统的灵活性则会导致运行成本的增加。【结论】多目标运行优化模型解决了现有电-气综合能源系统协同运行优化中忽视系统灵活调节能力的问题，有助于电-气综合能源系统更好地应对可再生能源出力的波动性与不确定性，为未来电-气综合能源系统优化研究提供新思路。

层状盐岩储气库腔体偏溶影响因素及技术对策 [1-13]

冷晓熳

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[目的]为提高中国层状盐岩成腔效率，控制盐穴腔体规则度，扩大有限厚度盐层可形成的储气空间，保障造腔及注气排卤过程中管柱安全，针对金坛储气库勘探及钻井成果进行精细地质模描述，统计分析了区域内腔体的形状溶蚀演变趋势及对应的造腔工艺措施，系统研究了腔体偏溶的影响因素及作用机理。[方法]金坛盐矿为典型的多夹层盐岩，应用三维地震勘探成果结合滚动实施的单井测井数据建立了区域盐岩及隔夹层发育地质模型，精细表征盐岩及隔夹层构造起伏，并对井筒周围隔夹层倾角趋势针对性研究。结合金坛储气库腔体实测声纳数据成果分析形状溶蚀扩展趋势及偏溶出现时机与地质特征关系，通过对比不同井隔夹层段溶蚀时注水动态及管柱控制策略研究了相关造腔工艺对腔体形状发展及控制的具体影响。[结果]井筒周围地层构造中的盐岩及隔夹层的垮塌时间不同及隔夹层倾角对腔体内流场干扰是导致腔体形状发生偏溶的基础地质因素，造腔管柱与隔夹层深度位置关系及注水排量等是导致腔体形状发生偏溶的关键工艺因素，应基于精细地质认识从而有针对性地提出合理的造腔工艺措施。[结论]中国盐矿普遍存在夹层多、倾角大的地质特征，应用新钻井测井数据结合勘探成果滚动加强地质认识，对存在偏溶风险的腔体针对性设计与控制，提高腔体体积及形状规则度，降低盐穴储气库投资成本，有助于高效推进复杂层状盐层储气库建设。

油品内锯齿状静电消除电极的电荷注入效果实验及数值模拟 [1-11]

王议搏胡又平梅雪飞田勇危卫

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【目的】低电导率油品在管道输送过程中容易因摩擦产生静电积聚，存在火灾或爆炸的风险。为了有效消除静电，研制一种锯齿状电极电荷注入装置，旨在通过向油品中注入与静电电荷极性相反的电荷，与油品中的静电荷相中和，降低静电积聚风险。【方法】搭建低电导率油品的电荷注入实验平台，制作小尺寸结构的锯齿状电极，通过电荷注入实验分析多种扭转角度的电极在不同物性油品中的电荷注入效果。为进一步探究电荷注入效果的影响因素，通过数值模拟方法分析了不同扭转角度下油品内电荷注入情况，并明晰了电压、油品流速等因素对电荷注入量的影响规律。此外，通过敏感性分析，量化了各种影响因素对电荷注入效果的敏感性。【结果】锯齿状电极能够有效提高油品的电荷密度，扭转角度对电荷注入效果有显著影响，当扭转角度为720°时，电荷注入效果最佳，电荷注入装置出口油品的平均电荷密度达到0.001 19 C/m³；油品的物性变化会影响电荷注入效果，但具体影响机制尚未完全明确；油品流速的增大也会导致电荷注入效果降低，油品流速宜低于0.5 m/s；电压的增大能够显著提升电荷注入效果，但过高电压将会导致油液被击穿的风险增大，电压应维持在15 kV左右。敏感性分析结果表明，电压对电荷注入效果的影响最大，敏感性值为0.641 82；扭转角度的影响次之，敏感性值为0.255 39；油品流速的影响最小，敏感性值仅为0.107 09。【结论】锯齿状电极能够降低低电导率油品在管道输送过程中的静电积聚风险，通过控制电压及优化电极结构，可为油品输送过程中的静电安全提供技术支持。未来的研究可以进一步探讨高流速条件下电荷注入机制、油品物性对电荷注入效果的影响，以及电极在不同管径、流动条件下的适用性。

含杂质超临界CO₂管道水击瞬态模拟 [1-11]

聂超飞　殷布泽　苗青　杨琦　路建鑫　胡其会　李玉星

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【目的】随着“双碳”战略目标持续推进，CO₂管道设计建设进入快速发展期。长距离CO₂管道运输常以超临界/密相态运行，管输介质密度大、相态复杂多变，工况变化以及设备启停等引发的水击风险亟需评估。【方法】为了明确超临界CO₂管道的水击特性，针对中国某含杂质超临界CO₂管道，采用OLGA软件建立瞬态模型研究地形起伏情况下含杂质超临界CO₂管道的水击问题，并与水击压力理论公式计算结果进行对比。【结果】在高程起伏的CO₂管道中，沿线最低点容易出现水击超压失稳或低压导致相变的风险，在管道压力设计时应在理论计算的水击压力幅值基础上增加最高点的高程水柱压力以防止水击超压，在规定最低运行压力时也应该考虑最低点的高程水柱压力防止水击负压产生相变。相较于纯CO₂，当管内存在密度小于CO₂的杂质时，水击压力幅值降低，水击周期增长，可以有效降低CO₂管道的水击危害。【结论】在CO₂管道工程设计中，建议将水击理论公式与考虑高程的瞬态仿真模型相结合来计算水击安全问题，尤其注意管道全线的低点位置。关于杂质含量的指标制定，不仅要考虑水击问题，还需根据经济比选，腐蚀、泄漏、减压波、韧性止裂等风险评价以及上游碳源的情况综合分析。

纯氢长输管道环焊缝典型缺欠应力集中及适用性评价准则
[1-12]

宋卫臣¹^,2，胡松岩²，程光旭²，黄孝波²，汪兵³，涂圣文²

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【目的】输氢管道是实现氢能长距高效利用的重要途经，长输管道通常由大量的环焊缝连接而成，焊缝缺欠是造成管道失效的高风险点。但目前尚无对长输纯氢管道施工中可能存在的环焊缝缺欠的风险评级及验收标准。【方法】通过总结比较国内外关于长输管道环焊缝缺欠的分类评级标准，以适合国内标准的典型缺欠提取到的特征尺寸为基础，通过建立L245管线钢含缺欠输氢管道有限元模型，分析研究缺欠尺寸和位置等因素对缺欠应力集中系数大小的影响。【结果】国内标准对于焊缝缺欠容限尺寸的限制普遍更为严格。在研究范围内，根部内凹缺欠的应力集中系数相对最高。圆形缺欠的最大应力集中系数为3 mm时的2.74；条形缺欠的最大应力集中系数为25 mm长时的1.98；根部内凹缺欠的最大应力集中系数是宽0.5 mm深1mm时的3.58；错边量为3 mm的错边缺欠的应力集中系数为2.62；附加弯矩会使4 mm圆形缺欠处的应力集中系数达到3.97。【结论】埋藏的圆形和条形缺欠在更靠近壁面尤其是内壁表面时，应力集中越显著。圆形缺欠的尺寸越大应力集中越明显，而条形缺欠的长度对应力集中影响不显著。错边量增大时，应力集中系数近似线性增大。根部内凹缺欠的宽度越窄，深度越深时，应力集中越显著。额外的弯矩作用会使缺欠处的应力集中显著增大。应力集中显著的焊接缺欠的存在，增加了在高压气态氢环境中服役管道的风险性，基于纯氢管道缺欠的应力集中定量分析，结合材料的氢脆敏感性随缺口应力集中系数变化的实验数据和工程运行经验，探讨了缺欠适用性评价准则。

数字管道三维空间可视化建模技术研究进展 [1-15]

刘鑫涂圣文侯燕芳林冬舒洁唐雨

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【目的】数字管道三维空间可视化建模技术通过精确刻画地下管道三维空间并提供清晰的可视化展示，已成为管道应急抢险和运维管理的关键技术。随着可视化理论与技术的不断发展，需要针对现场实际需求选择合适的可视化建模技术，提升管道的应急响应能力和日常管理效率。【方法】从软件和算法特点的角度，将管道可视化建模技术分为三维建模软件、已有组件二次开发和底层开发3类，阐述各类技术的方法原理、特点及应用场景，并对比分析其优缺点；针对油气管道常跨越恶劣地质区域，管道可视化建模技术存在的管道变形刻画不明显、人工运维困难等问题，探讨了惯性测量单元、激光雷达、增强现实、数字孪生及物联网等新型技术在管道可视化中的应用与优势；从数据采集、特征信息构建和多系统融合角度，分析了数字管道三维空间可视化建模技术面临的挑战，并对其发展趋势进行了初步展望。【结果】管道可视化建模技术实现了基于要素信息库对管道本体、附属物、缺陷及服役场景的快速建模，构建起三维可视化系统，真实反映管道空间位置关系，为管道选线规划及维抢修开挖提供有效指导。此外，通过新型技术的引入，管道可视化建模在提高探测数据精度、刻画管道变形趋势、增强系统交互性及实现实时管道数据监测等方面取得了显著进展，丰富了可视化系统功能，提升了运维效率。【结论】数字管道三维空间可视化建模已进入多技术融合阶段，开发者可根据需求选择合适的方法以确保系统的适用性，未来应着眼于高精度数据采集、多源数据融合、可视化系统实时性能优化、智能化与自动化应用的推进等方面，以实现对管道空间位置、缺陷信息、运行工况数据的全方位可视化交互，提升管道本质安全。

某气田集气管道流动仿真模拟算法 [1-14]

吕宇玲　姜振河　李晓伟　石家凯　曹华平

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[目的]某气田开采进入中后期，气井产液量逐渐增多，管道内流动介质的持液率升高，由此导致的集气管道局部积液、季节性冻堵等问题将严重影响气田产量与安全生产。探究集气管道内流体沿程流动规律，预测管内积液情况，对集气管道的安全运行、提高集气效率具有重要意义。[方法]结合某气田现场生产资料与多相流理论，建立集气管道水力计算模型与热力计算模型，提出一种集气管道流动仿真模拟算法，通过管道特征识别与离散、流动参数初始化、物性数据库调用等环节求解管内任意截面流体流型、持液率、压力、温度等流动状态。并将该仿真算法对该气田的部分集气管道两端压差的计算结果、主流商业软件OLGA计算结果与气田现场的实测数据进行对比，验证该集气管道流动仿真算法的准确性。最后采用该仿真算法预测该气田某集气管道的积液情况。[结果]该算法压差计算结果的MRE为0.101，OLGA软件计算结果的MRE为0.267，与OLGA软件相比，该算法的计算结果更贴近于现场实测值。在此基础上，改变混合物的质量流量、含水率、出站温度等条件，分析获得集气管道内流型、压力、持液率的变化规律。利用该算法预测14^#站—15^#站间集气管段积液情况，该管道最大持液率为0.4，积液问题严重，应采取相应处理措施，以免产生危险工况。[结论]该算法对研究集气管道的流动特性与积液预测具有实践意义，气田企业工程技术人员可利用该算法对现场管道进行工艺模拟计算，从而制定合理的积液处理计划与方案，避免发生危险工况。该算法是打破国外商业软件垄断的一次有益尝试，下一步应在其他气田区块进行调试验证，提高该算法的通用性与稳定性。

基于LES-Schumann模型的氢气与天然气掺混流动特性数值模拟
[1-12]

刘悦，吴群航，田瑞超，许守武，李智伟，黄雷，彭浩平

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[目的]天然气管道掺氢输送是目前氢能输送的主要方式，随着氢气的掺入，天然气管道内流体的黏度降低，导致湍流生成和发展变得更加复杂。[方法]为了准确预测氢气与天然气掺混后气体的流动特性，提出了一种将大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）与舒曼（Schumann）模型耦合的LES-Schumann模型。该模型采用LES分析大尺度涡流特征，同时用Schumann模型捕捉流动不稳定性引起的小尺度湍流变化，从而弥补了LES在小尺度湍流建模中的不足。采用LES-Schumann模型对不同掺氢比下的管道混合气体流动特性进行研究，分析了密度、体积分数、湍流黏度、压力等参数的变化，探讨了掺氢比对气体流动、湍流特性及氢脆敏感性等方面的影响。[结果]LES-Schumann模型能够精确预测氢气与天然气掺混后气体的流动特性，其模拟结果与实验数据的平均误差仅为3.422%，验证了该模型在模拟氢气与天然气掺混流动中的高可靠性。随着掺氢比的增加，管道内混合气体的密度逐渐降低，氢气的体积分数增大，管道压力也显著上升，尤其在氢气与天然气的混合起始位置，湍流黏度达到最高值，湍流现象最为剧烈。掺氢比对掺混气体混合均匀性、氢脆敏感性系数的影响呈非线性变化。当掺氢比为20%时，气体混合均匀性最佳，其氢脆敏感性系数仅比掺氢比10%工况下增加0.41%，氢脆化风险较低；而当掺氢比增至30%时，气体混合均匀性下降，氢脆化风险随之增加。[结论]LES-Schumann模型可用于预测不同掺氢比下氢气与天然气掺混后气体流动特性，揭示其氢脆化风险。20%的掺氢比能够保证氢气与天然气掺混均匀性最佳，并有效控制由氢气与天然气掺混引起的压力升高、湍流黏度增加及氢脆化风险等潜在问题。研究成果为掺氢天然气管道的优化设计与运行提供了重要的理论依据。

大型氢气液化工艺及热力学循环
[1-12]

曹学文，张兴旺，张师博，王鹏深，张睿，边江

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【目的】氢气作为一种清洁高效的能源，可以满足未来的能源需求。为提高大型氢液化厂的生产效率并降低成本，构建了一种使用新型混合制冷剂的氢气液化工艺系统。【方法】该工艺为设计液氢产量120 t/d的大型氢气液化系统。系统采用液氮预冷、混合制冷剂为工质的逆布雷顿循环深冷，并通过换热器冷却与膨胀降温结合的方法共同完成氢气液化。利用Aspen HYSYS对工艺流程进行模拟计算与分析，通过敏感性分析与试错法结合确定系统流程中的关键参数。重点进行能量分析与㶲分析，并通过换热器复合曲线来体现液化过程性能。【结果】物质的量分数为12%氢气、7%氖气和81%氦气的混合制冷剂的㶲效率最高，该工况下的比能耗为6.99 kWh/kgLH2，性能系数为0.188 5，㶲效率为33.96%，系统的总㶲损失为273 8.8 kW，其中膨胀机的㶲损失占主要部分，且膨胀机的㶲效率随着温度的降低而降低。通过换热器复合曲线来约束换热器的最小温差，可使深冷段的换热器㶲效率普遍为90%以上。敏感性分析结果表示，进料氢气的压力与温度对系统的能耗影响不大。【结论】在氢气液化的深冷阶段，在以氦气为主要成分的混合制冷剂中加入适量的氢气与氖气可以降低系统的能耗并提高㶲效率。文章所提出的新型液化工艺设备投资少，结构紧凑，能耗较低，可为未来氢气液化工艺研究提供参考。

天然气管网瞬态运行水力热力解耦仿真模型 [1-14]

余春雨¹　余春浩²　刘刚¹　刘锐¹　杨放¹　秦阳¹　左丽丽²　陈潜³

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【目的】天然气管网瞬态运行仿真技术对管道供气调峰、经济安全运行及异常工况诊断至关重要。目前制约天然气管网瞬态运行仿真技术的难点在于时空变量非线性耦合规律复杂，亟需提高仿真过程计算效率。【方法】建立天然气管网水力热力解耦瞬态运行仿真模型：首先依据管流控制方程中水力、热力变量之间的耦合关系，分别构建水力仿真子模型与热力仿真子模型；采用时间递推法对整个瞬态时间域仿真，针对任意时步，将该时步初始时刻管网温度分布作为待求解时刻温度仿真计算的迭代初值，通过求解水力子模型得到管网压力、密度及质量流量分布，然后将其作为热力子模型的已知条件，通过热力子模型计算管网的温度与焓分布；以迭代前后的温度分布偏差是否满足精度要求作为是否跳出当前时步求解的判据，若满足要求，则当前时步仿真完成，否则以热力子模型计算出的温度分布作为水力子模型的已知条件，重复以上过程；最后通过时间递推，逐步完成后续所有时步的求解，得到整个时空域的水力热力运行参数演变规律。【结果】①结合算例，综合分析时空网格步长划分对计算速度与精度的影响，针对2.5 km、5 km及10 km这3种空间步长，分别选取30 s与60 s作为时间步长，结果表明5 km-30 s的组合可兼顾解耦模型的计算精度与效率；②时空步长一定时，以耦合模型仿真结果为基准，解耦模型求解出压力与温度的最大绝对偏差为0.003 MPa与0.1 K，计算时间缩短42%，表明该水力热力解耦模型具有高效性；③该解耦模型在多组边界条件下均表现出较好的适应性。【结论】天然气管网瞬态运行水力热力解耦仿真模型可以大幅度提高天然气管网动态仿真的计算效率，对于天然气管网瞬态运行仿真技术与智能管网调控机制探索具有重要的理论借鉴与技术支撑。

超临界相CO₂输送管道经济流速计算方法
[1-10]

程昱涵　李长俊　贾文龙　高谦　付仕雄　张雯琴

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摘要：【目的】碳捕集、利用及封存技术（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）被广泛视为温室气体减排最佳解决方案之一，而管道输送是大规模、长距离输送CO₂的最佳选择。在超临界相CO₂管道输送过程中，当管输压力低于临界压力（7.38 MPa）时，CO₂会发生相变，导致管道发生冲蚀，影响CO₂的稳定输送和管道的安全运行。管道流速会影响CO₂管输压力，流速过低会增加压降，导致压力低于临界点，流速过高则会增大摩擦损失，增加能耗。同时流速与管径密切相关，影响管道建设和运行费用。因此，有必要研究超临界相CO₂输送管道的经济流速。【方法】以“增压站+管道”组合为研究对象，建立了计算CO₂管道经济流速的优化模型。模型以管道年投资总费用为目标函数，约束条件以保持单一相态输送的二氧化碳相态约束为基础，包含管道沿程压力约束、管道强度约束、管道稳定性约束。利用遗传算法对优化模型进行求解。【结果】通过设定一系列经济参数，绘制了超临界相CO₂输送管道各标准管径在输量1000~10000 t/d和增压站间距50~150 km情况下的管道年投资总费用和经济流速范围。在输量较小时，管道年投资总费用随管径增大呈现线性增加的趋势，输量不断增加时呈现先降低后升高的趋势；当管径一定时，输量越大其管道年投资总费用越大；管道经济流速随着输量增加呈现波动上升的趋势。同时分析了管材和电价对经济流速的影响。【结论】超临界相CO₂输送管道经济流速范围为1.1~2.35 m/s；电价显著影响经济流速，管道材料对经济流速的影响较弱。通过改变实例的运行参数，设计出9种运行方案，运用模型进行评价和优选，得到了最优方案，验证了经济流速的准确性。研究结果可为管道优化设计提供参考。

面向碳捕集的超重力反应器流体流动与传质特性研究进展 [1-14]

张威　陈昊　黄柯　朱锐　傅程　黄斌

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【目的】超重力反应器作为一种新型的过程强化设备，可以显著提高气液反应体系的传质系数，能够有效解决常规塔器碳捕集过程中传质效率低的难题，有望为CCUS碳捕集提供新的技术思路。但反应器内填料的高速旋转剪切，导致流体的流动与传质特性较为复杂，不利于反应器的结构设计及参数优化。【方法】基于超重力反应器的结构类型、特点以及强化传质原理，从实验研究与数值模拟两个方面重点论述了超重力反应器CO2化学吸收过程中的液体流动特性、分散特性及传质特性进展，并展望了未来超重力反应器碳捕集研究的发展方向。【结果】与实验方法相比，数值模拟方法在获取填料内部流体流动特性方面更具优势，为了获取气液有效界面面积、液体微元粒径、相界面参数等关键流动特征参数信息，需要建立与真实填料更为接近的数值模型；填料表面及截面形状均会对液体分散特性产生显著影响，其中疏水性表面、椭圆形及菱形截面的填料更有利于液体分散，但填料表面性质与截面形状两者之间的协同作用机制尚不明确；数值模拟与过程模拟方法均可以获得较为准确的传质模拟结果，气液有效接触面积、相界面参数、液体微元粒径等关键子模型对模拟结果具有重要影响。【结论】基于国内外对超重力反应器填料中的流动与分散行为特性尚不明确、传质性能有待提高等问题，提出以下建议：研制液体分散性能好且可以延长液体停留时间的新型填料；采用数值模拟为主，并以实验研究为辅，获取真实填料中液体详细的流动特征信息；建立CFD-过程模拟耦合模型，对整个碳捕集系统进行模拟，通过评估系统的整体效率来实现超重力反应器及整个碳捕集系统的性能优化。

海底管道粗砂和碎石回填层落锚贯入深度计算
[1-14]

杨泽亮¹，张鹏宇¹，黄水祥¹，邵强²，金子航³

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[目的]船舶落锚损伤是造成海底管道第三方破坏的主要因素，其间接影响海底结构物的运行安全，确定落锚贯入回填层深度，开发不同回填层落锚贯入深度计算模型，对海底管道安全运行意义重大。[方法]以霍尔锚为例，分别采用有限元分析、试验验证、经验公式方法研究了粗砂、碎石回填对落锚贯入深度的影响。先采用DNV经验公式、数值模拟方法计算不同质量霍尔锚贯入粗砂、碎石回填层的深度，再结合落锚原尺寸模型，开展一系列小比尺落锚物理模型试验，并对比分析物理模型试验、数值模拟方法、DNV经验公式的计算结果。[结果]在粗砂工况下，3种方法贯入深度的计算结果均吻合良好；在碎石工况下，数值模拟与物理模型试验计算结果吻合良好，但DNV经验公式的计算结果与物理模型试验有45%的误差。因DNV经验公式主要依据圆管落锚试验得出，为此提出碎石回填层的锚等效前端接触面积经验公式。采用修正后的前端面积公式能够较准确地预测霍尔锚在碎石中的贯入深度，其计算结果与物理模型试验计算结果高度吻合。同时根据上述计算结果拟合了粗砂、碎石回填层不同质量霍尔锚最大贯入深度的回归方程。[结论]研究成果可为海底管道防护工程的设计和安全评估提供依据。

超声内检测器直管段运行过程中背景噪声分析
[1-12]

徐广丽　王一富　周志豪　文强　蔡亮学

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【目的】管道系统运行时，管输环境中的压力波动会产生背景噪声。随着管道系统压力升高，压力波动的幅度会发生变化，从而影响背景噪声强度。在管道缺陷检测过程中，背景噪声会干扰超声内检测器正常工作，降低检测精度。水平直管段是油气管道的主要组成部分，其噪声特性研究可为其他管段的噪声分析提供科学依据，因此分析超声内检测器在直管段运行过程中的背景噪声尤为关键。【方法】搭建了超声内检测模拟实验平台，采集不同压力、流量下的管道系统压力和回波信号数据。通过管道系统压力变化规律定位超声内检测器的运行位置，分析超声内检测器过直管段时的管道系统压力波动范围和压力变化速率；采用频域分析探究压力波动引起的背景噪声强度，明确背景噪声对回波信号的影响；利用渡越时间法计算壁厚和误差，量化由管输介质压力波动产生的背景噪声对超声内检测器探伤精度的影响。【结果】超声内检测器通过直管段时，管输介质会产生压力波动，波动范围为0.093~0.196 MPa；大部分实验压力变化速率小于0.531 MPa/ms，但压力变化速率最值可高达17.792 MPa/ms。由压力信号的频域特性可知，3~7 MHz范围内，噪声幅度较小；5 MHz、6.929 MHz处的噪声信号受压力变化速率影响而增大，最大增幅分别为415.023%、1 240.825%，但幅度增大的最值仅为0.881，对超声内检测器性能影响较小。通过分析超声回波信号特性，发现背景噪声会引起回波信号的幅值、峰值点的采样点数发生变化，进而影响壁厚计算精度。背景噪声幅度变化对壁厚计算影响较小，误差范围为0.128%~4.324%。【结论】在工程应用中，可忽略由管输介质压力波动产生的背景噪声对超声内检测器探伤的影响，研究成果可为超声内检测器直管段运行过程中的缺陷检测提供理论参考。

改性磁性纳米粒子对稠油乳化降黏的影响 [1-16]

孙娜娜，　柳健，　蒋华义，　董红妹，　胡建波

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【目的】乳化降黏技术是解决稠油运输困难常用的方法之一，但传统乳化剂制备的稠油乳状液稳定性较差，在运输过程中容易受外部环境影响导致破乳，研究发现磁性纳米粒子可以促进油水乳状液的稳定性，并且通过外加磁场可以实现循环再使用，而传统的磁性纳米粒子分散性差、沉降快、且对乳状液稳定性的促进效果差，易受外部环境影响。【方法】引入具有负电性与黏弹性的HPAM（聚丙烯酰胺）对磁性纳米粒子Co₃O₄进行改性，并通过实验探究pH值、乳化温度、油水比等因素对改性前后Co₃O₄制备的稠油O/W型乳状液稳定性的影响规律与作用机理。【结果】随着pH值升高，乳状液的稳定性增强，且Co₃O₄@HPAM对乳状液的稳定效果远高于Co₃O₄，在pH=10时，4 h后乳状液分水率仅为2.13%。乳状液稳定性变化的原因是：随着pH值增大，磁性纳米粒子的Zeta电位绝对值升高，油滴间静电排斥力变大；乳状液表观黏度逐渐增大，油滴运移阻力增强，降黏率逐渐减小，但均在98%以上；油水界面张力降低，有利于磁性纳米粒子吸附在油滴表面；油滴粒径变小、分布更加均匀。随着乳化温度升高，乳状液稳定性变差，当乳化温度为25 ℃时，4 h后Co₃O₄@HPAM与Co₃O₄制备的乳状液分水率分别为25.00%、52.28%；乳状液表观黏度均逐渐减小，降黏率先升高后降低，但均大于97%；油水界面膜强度降低，小油滴聚并为大油滴。在油水比小于等于7:3的条件下，随着油水比增大，乳状液表观黏度升高，降黏率逐渐减小，稳定性逐渐增强，油滴变小且数量增多；在油水比为8:2时，仅Co₃O₄@HPAM能成功制备O/W型乳状液，4 h分水率为10.25%，降黏率为97.92%。【结论】该研究充分解释了磁性纳米粒子在不同实验条件下对稠油乳状液稳定性的促进作用及机理，以期为磁性纳米粒子在稠油乳化降黏输送技术中的应用提供支持。

双碳背景下CO₂输送系统的集成与应用策略 [1-12]

吴珮璐

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【目的】CO₂输送作为碳捕集利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）技术体系的重要组成部分，承担着推动整个CCUS系统高效运作的枢纽功能。基于不同CO₂输送方式的技术特点与发展趋势，构建集成性CO₂输送系统具有深远意义，能够优化CO₂运输效率、降低成本，为实现低碳经济转型和全球碳减排目标提供有力支撑。【方法】通过调研CO₂输送系统的技术现状，评析不同CO₂陆路输送与水路输送方式的适用性、实施关键及发展趋势。根据国内外CCS/CCUS项目的研究进展，分析CCUS技术在各国不同产业领域的布局与商业化应用情况。梳理CO₂输送系统发展所面临的挑战与机遇以及现行CCS/CCUS政策框架，从CO₂封存、输送技术及政策监管等方面开展系统规划，为双碳背景下CO₂输送系统的发展与应用提供可行建议。【结果】全球CCUS系统工程实践表明，跨区域CO₂输送面临技术、基础设施以及政策支持等多方面的挑战，而陆地封存容量限制与海上封存需求增长将为中国CCUS系统工程的发展带来新机遇。准确估算海底CO₂封存能力，建立适用于工业应用的储存空间评估标准；加强CO₂封存风险评估与监测技术研发，提升CO₂封存的安全性与可靠性；综合考虑构建海洋与陆地相结合的多式联运CO₂输送系统，优化CO₂输送效率、降低成本；完善CCS/CCUS相关政策支持，推动CCUS技术规模化应用。【结论】中国CCUS技术未来发展应加速工程实施，优化近海封存布局，科学选址CO₂封存终端，构建灵活、多元集成化的CO₂输送体系，通过完善监管与碳税激励政策，调动企业积极参与到CCUS工程技术发展进程中，助力国家实现碳中和目标。

地下空间储氢技术研究进展与应用展望 [1-21]

王敏聪侯磊王雪婷杨牟青云许子聪刘玥奇朱淑艳

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【目的】随着“双碳”战略与可持续发展目标的不断推进，氢能作为来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源受到国内外广泛关注。地下储氢是实现氢能大规模、长周期储存的有效途径，与国外相比，中国地下储氢研究与建设起步较晚，尚无已建成的地下储氢工程案例。【方法】围绕地下空间储氢技术展开调研，剖析盐穴、枯竭油气藏、含水层、衬砌岩洞4种储氢地质体类型的优缺点与储存特征。针对地下储氢关键难点与潜在风险点，结合国外氢气地下储存典型案例，选取枯竭油气藏型与盐穴型两类储氢库为例，系统阐述了地下储氢在地质体完整性、井筒完整性、地球化学反应与微生物反应等方面面临的风险，对比了不同风险对两类典型储氢库的影响。为拓宽地下储氢应用场景、推进氢能产业协同发展，考虑用氢场景多元化与地下储氢容量大、周期长、受地质条件限制的特点，讨论了电-氢、电-氢-电、电-氢-甲烷3类用氢场景下的地下储氢适配模式，并对3类应用模式的未来发展潜力进行了展望。【结果】枯竭油气藏型与盐穴型两类储氢库在实际运行过程中也面临众多风险挑战，但与枯竭油气藏相比，盐穴中氢气沿围岩发生泄漏的风险概率更低，因地球化学反应、微生物反应而产生的氢气损耗量更小。地下空间储氢技术在3类用氢场景中均有适配发展潜力，但现阶段电-氢-电与电-氢-甲烷两种方式存在能量转化效率低、经济成本高等问题。【结论】地下空间储氢技术在未来氢能大规模应用中具有广阔的市场前景。结合国外地下储氢案例与现有风险难题，盐穴是目前经验技术最成熟、最优质的地下储氢库类型。为建立绿色高效低成本的低碳能源体系，宜优先发展以氢气为终端应用的“电-氢”协同模式。

脉冲电流作用下弯管裂尖熔池相变及流动模拟
[1-18]

张思，周名将，梁玉恒，付必伟

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【目的】利用脉冲电流修复弯管基体时，裂纹尖端处会产生绕流现象，使局部温度升高并生成熔池，熔池尺寸及其流动、凝固行为对裂纹愈合具有决定性作用。探究脉冲电流作用下弯管裂纹附近熔池的演化规律，并进一步研究裂纹尖端及前缘的愈合机制对脉冲电流管道裂纹修复技术的发展具有重要意义。【方法】使用Comsol软件，以含裂纹的NiCr21Mo高压弯管为研究对象，建立脉冲电流修复含裂纹的90°高压弯管有限元模型，在“电-热-结构”三场耦合的基础上添加“两相流-相场”多物理场耦合模型，进行熔池相变及流动模拟，分析脉冲电流放电时弯管裂纹熔池的演化规律及停止放电后的液相金属相变规律与流动特性。【结果】脉冲放电时长与间隔均会影响裂纹熔池产生影响。设置脉冲电流密度为2.4×10⁸ A/m²，当放电时长达0.65 s时，熔池开始在裂纹尖端及裂纹前缘形成，形态呈U形柱状；当放电时长超过0.75 s后，裂纹附近外的其他区域开始熔化，部分液态金属蒸发，不利于裂纹愈合。停止放电后，熔池金属流速逐渐减慢，在0.008 s内完全凝固，前0.001 s内裂纹愈合效率最高。脉冲放电间隔应大于0.008 s，否则将影响下一次形成的熔池面积，导致修复性能降低。【结论】在脉冲电流作用下，裂纹尖端将形成U形柱状熔池，裂纹附近的液相体积随放电时间增加而增加。为充分发挥修复能力，应选择适宜的放电时长，使裂纹尖端及前缘充分发生相变并形成熔池，避免其他区域发生固液相变。同时，脉冲放电间隔应大于熔池液态金属凝固所需时间，否则将缩小熔池尺寸，降低修复效率。在实际利用脉冲电流修复高压弯管微裂纹时，可先通过仿真确定脉冲放电功率、时长与间隔，从而更加精准高效地修复弯管裂纹。

LNG薄膜罐动压力分布规律 [1-20]

余晓峰¹　詹旺宇²　魏成国²　刘文涛²　王俊岭²　龚文政¹

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【目的】LNG薄膜罐是未来LNG储罐的发展方向，地震作用下LNG液体所造成的对流及冲击作用直接作用在LNG薄膜罐外罐罐壁上，罐壁需承受常规LNG全容罐罐壁未承受的LNG液体动压力，因此亟需对LNG薄膜罐动压力分布规律开展研究。【方法】采用数值模拟方法，使用ANSYS有限元分析软件分别对海南25×10⁴ m³ LNG薄膜罐及龙口30×10⁴ m³ LNG薄膜罐进行建模。对25×10⁴ m³LNG薄膜罐进行OBE及SSE地震波下的时程分析，通过对比模拟分析结果与经典Housner公式计算结果验证了数值模型的有效性与一致性。基于此，结合30×10⁴ m³LNG薄膜罐在OBE及SSE地震波下的时程分析结果得到了多种工况下的LNG薄膜罐动压力分布情况，最终拟合得到LNG薄膜罐动压力分布公式。【结果】罐内LNG液体的动压力作用是导致罐壁加速度最大的原因，罐体承受最大加速度时刻即为储罐受力最不利时刻。在相同水平角度不同水平高度下，提出的LNG薄膜罐动压力分布公式与数值模拟结果及Housner公式结果曲线趋势一致，且各点数值与数值模拟结果相差均小于20%，特别是在低水平高度下该公式相比Housner公式考虑了罐壁与承台刚性连接处的刚度影响更加贴合数值模拟结果，能有效反映LNG薄膜罐的受力情况。相同水平高度不同水平角度工况下的对比结果同样验证了该公式的准确性。【结论】提出的LNG薄膜罐动压力分布公式能较好地计算LNG薄膜罐在地震作用下承受的液体动压力，在保证混凝土罐壁具有足够承载力的前提下能显著降低设计中的保守度，对提高LNG薄膜罐混凝土外罐设计的经济性具有借鉴作用。未来将对实际大型LNG薄膜罐在地震条件下的动压力分布进行监测或开展缩尺模型试验，以期得到动压力分布数据，进一步提升该公式的适应性与准确性。

盐穴储气库水平多步法造腔模拟试验
[1-12]

陈加松，白雪峰，王桂九，赵廉斌，鲁俊，范丽林，刘浩生，肖罗坤

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【目的】中国的盐岩地层多为层状薄盐层，常规单井单腔的建库技术已不能满足高效建设大尺寸盐腔的需求，应用盐穴储气库水平多步法造腔技术可以实现在有限厚度的盐岩层中建设更大体积的盐腔。【方法】通过探究水平多步法造腔关键参数对于最终成腔形态的影响，并对腔体形态与造腔过程进行工程分析，给出了水平多步法造腔关键参数的推荐值。为探究水平多步法造腔时的腔体扩展规律，设计了水平多步法造腔的物理模拟试验装置。通过设置不同造腔参数的物理模拟试验，得到了不同形态的水平腔。利用三维扫描技术，将试验所得腔体通过镜像操作构建出完整的3D腔体模型。【结果】通过对不同造腔参数所得到的3D腔体模型进行分析可知：在形成的腔体体积相同的情况下，注水流量的改变对腔体高度、腔体长度及腔体最大宽度影响较大；退管距离的改变主要对腔顶形状的影响较大，对腔体尺寸的影响并不显著；造腔过程中充入气垫保护顶板会使得腔体呈现“平顶型”，不仅影响腔体稳定性，还会增大造腔经济成本。【结论】水平多步法造腔的合理注水排量可能为160 ~240 m3/h，可设置较小退管距离，造腔过程中不宜全程充入阻溶剂保护腔顶。研究结果可为盐穴储气库水平多步法造腔的腔体形态设计与工艺参数优化提供借鉴与指导。

X80钢制管道环焊缝应变时效特性及预测方法
[1-12]

范玉然¹^,2，帅义¹，张铁耀¹，帅健¹，张怡¹，高唯¹，石磊³，张俊杰¹

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【目的】长输管道在建设与运行期间不可避免会受到应变时效的影响，导致管道母材及环焊缝的力学性能发生劣化，影响服役安全。随着高钢级X80管道的规模化应用，探究高钢级管道环焊接头应变时效特性及规律对保障管道环焊缝的安全服役具有重要意义。【方法】选取等强匹配X80钢制管道环焊接头作为研究对象，通过标准冲击试验与小尺寸拉伸试验研究环焊接头经不同温度及周期时效处理后的力学性能变化规律；并基于大量试验数据和理论模型，建立了X80管道环焊缝应变时效临界劣化时间预测模型。【结果】相较于单一预应变处理或单一高温时效处理，应变时效处理后环焊缝的冲击韧性显著降低，降幅可达68.5%；应变时效处理后，X80钢的应力-应变曲线由“圆屋顶型”转变为“吕德斯型”，材料强度升高、塑性降低；随着时效温度、时效周期的增加，焊缝材料的塑性变形能力急剧劣化。【结论】通过所建立的应变时效预测模型，预测得到在服役温度为20℃的条件下，若X80钢环焊缝发生应变集中，其韧性将于约119.7 d后劣化至无法满足安全服役要求。研究成果可为高钢级管道环焊缝应变时效的认识、防治及控制提供一定数据支撑与理论指导。

新型能源体系目标下中国气电发展趋势及应对策略 [1-12]

武艺李然张晓明

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【目的】天然气发电（简称“气电”）具有启停灵活、爬坡速度快、调节范围广、碳排放水平低等特点，是电力系统调峰调频最重要的优质电源之一。但在构建新型能源体系目标下，气电业务高质量发展面临诸多问题与挑战。【方法】通过对中国气电产业发展现状进行调研及统计分析，发现气电是构建新型能源体系目标中不可替代的调节性、支撑性电源，但气电与新能源协同发展存在瓶颈：风能、太阳能等新能源发电具有间歇性、逆调峰性、波动性、随机性等特点，在保供用电高峰时段，高度依赖燃气机组进行深度调峰，为核心发电设备的安全性、环保性、经济性带来较大挑战；此外，气电产业自身存在明显短板，包括能源保供、经济效益、生产运行调度、发展路径尚需优化以及对期权特性认识不足等。【结果】为了稳步增强气电产业供应能力，提出高质量发展气电产业的建议：①坚持气电与新能源协同发展，完善气电顶层设计，出台政策引导实施细则加快落地；②天然气供应企业与燃气发电企业共同合作开发“气电+新能源”项目，签订中长期购销协议，实现气电业务的可持续发展；③加大电力与天然气市场化改革力度，探索建立气电联动机制，确保民生供气、供电平稳畅通。【结论】气电产业发展的驱动因素已由气源驱动转变为环保性政策、电力供需形势、气源保障、经济性等多因素的共同作用，今后应当发挥全产业链发展优势，加强顶层设计、注重统筹兼顾、持续深度融合，为构建新型新型能源体系助力。

区域天然气管网新建管道设计优化技术 [1-14]

崔静怡　朱坤锋　高萃仙　谷俐　任静　李玉星　王武昌

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【目的】随着天然气用户数量与用气量增长，管网在不断扩建，然而错综复杂的管网结构、多样化的供/用气特征、相互影响的设计参数，致使难以按照常规方式对新管道进行规划设计。为保障用户的未来用气需求、提高管道设计效率，亟需对现有的管道规划设计方法、优化算法进行梳理研究，提出一套适用于多气源、多用户且存在旧管网的复杂管网系统的设计优化方法。【方法】首先在管道水力约束、压气站能耗约束等约束条件下，以费用现值最低为目标，采用3级优化方法构建天然气管网设计优化模型，第1级模型以管网布局为决策变量进行迭代求解，第2级模型对管道设计输量进行寻优，第3级模型对管道管径、压气站等参数进行设计、寻优；其次，采用粒子群优化算法对模型进行优化求解；最后，将所提方法应用于某实际天然气管网中，计算得到管网的规划设计方案。【结果】与仅考虑总输量最大的单一工况相比，考虑未来管网可能出现的多种工况计算得到的新建管道设计方案更加合理。该优化方法计算得到的最优设计方案的总成本相比传统设计方案低27.09%。【结论】管网输送能力的提高验证了该规划模型可在满足管网输送需求的情况下、最大限度减少管道建设与运营成本。

加拿大油气管道安全监管法律制度考察与镜鉴
[1-16]

孙增芹，郑程程

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【目的】油气管道作为国家能源之命脉，须以完善的法律制度为其安全保驾护航。作为油气管道大国，加拿大在渐进式发展中积累了丰富经验，形成了一套兼具系统性、层次性、接续性的多维度油气管道安全监管法律制度，其立法理念与具体做法可供中国借鉴，以实现中国油气管道安全监管法律制度的全方位发展。【方法】剖析加拿大法律法规及指南，梳理全生命周期安全监管框架、监管主体制度以及核心安全监管制度等具体内容，在此基础上进行比较法考察，以整体视角梳理和分析中国油气管道安全监管法律体系。【结果】加拿大油气管道安全监管法律体系层次分明、种类丰富，形成了申请、建设、运行至废弃的全生命周期安全监管框架，以独立能源监管机构为主的监管主体制度，以及标准制度、应急管理制度、责任与赔偿制度等核心安全监管制度，为中国油气管道安全监管法律制度建设提供有价值的借鉴与启示。【结论】中国应以能源安全为立足点，构建油气管道安全监管综合性法律体系，弥补作为油气管道安全监管核心的《石油天然气管道保护法》全生命周期安全监管之缺漏，进一步健全与优化安全监管主体制度以及标准制度、应急管理制度、责任与赔偿制度等核心安全监管制度。

基于知识图谱的冲刷腐蚀研究现状与热点演化
[1-17]

曹学文¹; 徐中英¹; 臧雪瑞¹; 张浩鹏¹; 赵湘阳²; 边江

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【目的】含固多相流冲刷腐蚀是能源开发与能源化工管道系统主要安全隐患之一，冲蚀磨损与电化学腐蚀的协同作用加剧金属材料的损失。梳理冲蚀与腐蚀协同作用的研究特征与演进趋势，探究该领域的研究热点与前沿问题，能够为解决石油、天然气、化工等领域管道与设备中的腐蚀与磨损问题提供决策支持。【方法】通过构建知识图谱，对2000-2023年国内外关于冲刷腐蚀领域的相关文献进行聚类分析；通过关键词共现分析、合作者共现分析以及文献引证分析等方式，深入探讨冲刷腐蚀领域的研究热点和发展脉络，梳理了不同时期冲刷腐蚀的研究特征与热点演化趋势。【结果】2010年之前国内外在冲刷腐蚀领域均侧重于碳钢腐蚀与磨损机制等基础研究，且发展迅速，建立了相关的冲蚀磨损和腐蚀模型。近年涌现的突现词表明，冲刷腐蚀领域的研究重点集中在数值模拟、防护涂层、以及协同机理等方面。然而，多相流冲刷腐蚀的协同作用研究涉及多学科领域，金属在多相流环境下的冲刷腐蚀机理尚不明确。【结论】未来在冲刷腐蚀的防护技术研究与预测模型开发上，需结合流体力学、材料科学、电化学及表面工程等领域的最新成果，持续开展跨学科、宽领域、深层次的合作，进一步探明多相流复杂协同机理，加强管道防护与安全运行。

天然气利用项目关键影响因素及重要性评价 [1-8]

任佳维

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【目的】天然气利用项目开发的影响因素多、周期长，缺乏有效方法判断影响项目的关键因素，导致新项目开发无法突出重点、成功率低。【方法】为了提高天然气项目开发的准确率，构建了一套天然气利用项目关键影响因素评价方法：基于菲尔德法，筛选出12个影响天然气利用项目开发的主要因素；采用层次分析法与熵权法分别计算一级因素、二级因素的权重，再通过线性加权计算综合权重；基于关键因素权重对项目开展综合评价，建立了项目重要性综合评价方法。【结果】在一级因素中，权重排名2～5的影响因素均分布在“市场情况”内，表明一级因素中“市场情况”对天然气利用项目的影响最大；在二级因素中，“投资回收期”的权重最高，表明二级因素中项目的资金回收速度对天然气利用项目影响最大。在参与评价的项目中，应集中资源优先开发重点项目及综合评价权重值大的项目，其中天然气管输项目与气电项目被确定为重点项目，其他项目为一般项目，根据权重可以确定各个项目的优先开发顺序。【结论】新建立的评价方法提高了评价指标权重分配的准确性及可靠性，以其科学性及实用性为项目开发者提供了一套有效的评价方法，有利于促进天然气利用领域项目更加高效地投资与开发。

原油电场改性降黏率与能量密度的关系及其机理 [1-13]

张超越　李鸿英　王禹　李其兵　康家宝　兰欣　谢意蔚　张劲军

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【目的】电场改性是一种新兴的含蜡原油低温流动性改善方法。此前针对酒东原油研究发现，电场输入能量密度是含蜡油电场降黏效果的外部决定性因素，且当输入能量足够大时，电场处理可使油样达到该温度下的最大降黏率，为指导原油电场改性的工业应用，需进一步验证该结论对其他原油的适用性。【方法】针对长庆原油与大庆原油，通过探究不同电场处理条件（场强：0~3 kV/mm，电场处理时间：0~1 200 s，处理量：1~2.5 mL）对原油电场降黏效果影响，研究并验证输入能量与降黏率的关系。【结果】首次发现并定义了最大降黏率能量密度阈值，即原油达到最大电场降黏率所需输入的最小能量密度。明确了处理温度（累计析蜡量）对最大降黏率与相应能量密度阈值的影响。随着处理温度降低，最大降黏率增大，相应的能量密度阈值减小。结合显微观察与带电胶粒运移、吸附机理，分析其内在原因。这是由于在较低处理温度下，有更多的蜡晶颗粒受到胶质、沥青质作用；更多、更大的蜡晶导致电场作用下蜡晶表面出现更多电荷，从而促进胶质与沥青质在介电泳作用下向蜡晶表面运移，并积聚在蜡晶表面，因此最大降黏率增大且所需能量密度阈值更小。【结论】研究结果深化了对原油电流变效应机理的认识，能量密度阈值的发现为处理器电源参数确定与优化提供了重要参考。

基于知识图谱的氢气管道输送研究现状与发展趋势 [1-21]

刘胜利，张野，杨佳晔，孙代倩，王娅慈，康浩，张少如

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[目的]氢气运输是制约氢能产业发展的瓶颈。在双碳背景下，管道输送是氢气长距离运输的最佳方式，具有成本低、能耗小、效率高等特点。[方法]基于VOSviewer文献计量学软件，对2005—2023年国内外氢气管道输送的相关文献进行关键词聚类、共现分析，结合对氢气管道输送领域发文国家、发文期刊梳理国内外氢气管道输送的研究现状，并预测未来的发展趋势。[结果]近年来国内外在氢气管道输送领域发文量均处于上升阶段，且国内外氢气管道输送研究以团队合作为主；美国、德国等发达国家在该领域研究占据重要地位，且合作较为密切，中国与国际发达国家之间交流合作相对较少，未来仍需进一步加强。期刊发文量排在前几位的均属于国内外高质量期刊，其中国内期刊《油气储运》、国外期刊《International Journal Of Hydrogen Energy》发文量较多。中国相较于国外在氢气管道输送方面研究起步较晚，国外学者在掺氢环境下管材相容性分析、氢气输送管道定量风险评价技术及系统工程视角下掺氢天然气管网运行分析方面研究较为领先。未来中国可以从国内外合作、研究对象及研究视角等方面入手，解决氢气管道输送领域现存问题，推进未来氢气管道输送领域发展。[结论]研究成果可为从事氢气管道输送技术研究的相关学者提供研究思路和指导建议。

超临界CO₂管道输送理论与仿真研究进展 [1-17]

李萌¹　聂超飞²　欧阳欣²　范振宁¹　梁海宁¹　刘建武³　徐志刚¹　张艳¹

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【目的】随着碳捕集、利用与封存（CCUS）技术不断发展，超临界CO₂管输技术研究势在必行，完善超临界CO₂管道输送基础理论体系是保障管道安全、高效运行的前提。【方法】在此主要讨论了含杂质CO₂物性的特殊性及其对管道输送特性的影响，总结梳理了超临界CO₂管道水热力计算采用的主要方法及存在的问题，阐述了超临界CO₂管道减压及泄漏扩散试验与理论研究进展，并展望了超临界CO₂管输理论与仿真研究发展趋势，以期能够提升中国CO₂管输工艺设计及工程应用水平、促进CCUS技术大规模发展。【结果】工业捕集的CO₂含有多种杂质，使CO₂物性发生偏移、气液两相区范围扩大，进而增大管输相态控制难度，超临界CO₂管道仿真研究应重点考虑杂质的影响；常规油气管道仿真技术在模型选择与求解方法方面都做了近似处理，难以保证超临界CO₂管道的预测精度，应结合实际工程数据对相关模型与算法加以改进；目前研究虽对超临界CO₂管道泄漏减压过程已取得初步认识，但相关机理研究仍不足，模拟方法亦有待完善，未来需统一试验条件，深化理论研究，构建更精确的物理与数学模型。【结论】超临界CO₂管输技术具有良好的应用效果与广阔的市场前景，深入开展相关理论与仿真研究，对突破CO₂管输技术瓶颈、推动CCUS产业链发展具有重要意义。

东胜气田气藏-井筒-集输管网系统一体化能效评价 [1-12]

贺三李浩淼范进争齐宏伟季永强唐凯3 杜铭轩余锐

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【目的】在集输管网系统的能效评价中，通常未考虑气藏、井筒对集输管网系统的影响，建立的能效评价体系不够完善，无法直接反映三者之间的相互影响，导致评价结果难以体现整个生产系统的能效水平。东胜气田已进入低产低压阶段，单井产出差异大、液气比高、压降速度变快等问题较为突出，亟需构建一套有针对性的评价方法，发现制约其能效的薄弱环节。【方法】基于现行的相关规范及东胜气田生产工艺，在集输管网系统能效评价的基础上，纳入井筒排采、气藏开发相关评价指标，建立了包含10项指标的气藏-井筒-集输管网系统一体化能效评价指标体系，并确定了指标边界值。根据各项指标的特点，建立了基于层次分析法-熵权法-模糊隶属函数法的能效评价混合算法。【结果】在东胜气田J区块的应用表明，工艺调整前其能效评分仅为58.4分，发现制约系统能效水平的关键因素包括排采效果不达标、压缩机组负荷率及管道输送效率较低。结合生产情况，提出了优化排采工艺、调整管网结构等改进措施，调整后再次评分为81.83分，系统能效提升显著，符合现场实际生产情况。【结论】新建的能效综合评价体系与算法能够较好地反映不同生产工艺下气田的能效水平，指导气田进行有效的工艺调整，表明所建立的能效评价指标体系及评价方法具有可行性。

储罐底板在线检测机器人定位系统开发及性能测试 [1-12]

康叶伟吴长访郭正虹

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【目的】精确的定位能力对于储罐底板在线检测机器人的避障、缺陷量化及自主导航功能的实现极为重要。在金属储罐环境下实现机器人的精确定位，不仅需要定位原理上的合理性，更需要在工程实践上的可行性。【方法】利用机器人携带的2个声波发射换能器（信标）主动发射声波，通过储罐外壁布设的多个声波接收换能器，基于声波到达时差的双曲线定位原理，实现储罐底板检测机器人的定位，进而确定缺陷的位置。在实现系统定位时，为了满足油气环境下的安全运行，定位信标、罐壁换能器进行了防爆设计；在定位算法方面，为了避免经验声速对定位精度的影响，通过声速场估计算法解决声速的合理取值问题；为了进一步提高时差计算的精度，通过广义互相关方法进行声波时延估计；针对信标靠近罐壁时声波混响会导致时延计算不准确，从而导致定位结果偏差较大的问题，引入惯性测量单元（Inertial Measuring Unit, IMU），通过声波定位系统与IMU的融合，提高定位结果的可靠性，同时提升机器人的整体定位精度。【结果】物理试验验证与数值模拟结果表明，在多措施补偿的情况下，开发实现的定位系统位置误差不大于10 cm、方向角误差小于5°，满足储罐环境下机器人精确定位的需求。【结论】基于声波到达时差的定位系统，在辅助声速测量以及融合IMU的情况下，能够在圆柱体钢制储罐环境下实现可靠的精确定位，可为检测机器人的检测自动化与智能化功能实现提供有力支撑。

水和氧杂质作用下管线钢的液氨应力腐蚀行为
[1-11]

李加庆，梁辉龙，冯智雨，尹鹏博，滕霖，张朱武，罗宇，江莉龙

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【目的】管线钢作为一种高强度低合金钢，可用于液氨资源大规模长距离管道运输。然而液氨储运环境复杂，当液氨中混入空气、水等杂质后，管线钢将面临液氨应力腐蚀问题，严重威胁管道服役安全。因此，探究复杂输送环境下的液氨应力腐蚀规律对保障液氨管道储运安全至关重要。【方法】为测试管线钢的液氨应力腐蚀行为，开展不同杂质影响下的液氨腐蚀实验和慢应变速率拉伸实验，并结合断口形貌表征分析及硬度测试情况，分别从腐蚀速率、力学性能减损、应力腐蚀敏感性指数及微观形貌演化特征等方面对管线钢液氨应力腐蚀进行定量分析与探究。【结果】管线钢在纯液氨环境中的腐蚀速率和应力腐蚀倾向最小，应力腐蚀敏感性指数为75.914%；随着水含量的增加，应力腐蚀倾向略微增大，应力腐蚀敏感性指数轻微减少。氧的混入可使管道表面形成硬而脆的腐蚀产物，降低应力腐蚀敏感性指数，增大管线钢断口处的硬度，诱使断口出现解理面与二次裂纹，断裂行为逐渐趋向脆性断裂。【结论】在液氨管道设计和运行中，应严格控制氧和水杂质含量，考虑应力腐蚀敏感性指数下限，减少液氨应力腐蚀开裂风险，确保液氨管道运行的本质安全。

管道市场化背景下成品油三级物流优化方法 [1-13]

涂仁福，张昊，苏艺薇，黄丽燕，黄思良，付广涛，张晓敏，邱睿，梁永图

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[目的]目前，中国成品油物流业务普遍采用分级管理模式，通常分为炼厂-油库、油库-油库、油库-加油站三级，各级之间独立开展优化工作，使得整个物流系统运作成本大幅偏离最优值，物流运作效率存在可提高空间，且成品油管道市场化改革后的运营模式导致成品油三级物流传统优化方法的适用性进一步下降。[方法]通过分析成品油三级物流结构特征，结合成品油管道市场化运输价格制定策略，提出了以整体物流成本最小化为目标的成品油三级物流优化模型，并考虑炼厂质量守恒、油库质量守恒、加油站需求满足、通道运力限制、油库中转能力限制、阶梯运价通道启用判断等约束条件来提高模型与现实业务的契合度，构建了一套全局视角的成品油三级物流优化方法框架。[结果]将所开发模型应用于中国某区域的成品油三级物流系统，整体优化得到了运输计划及炼厂-油库-加油站路径匹配方案，有效避免了原有方法存在的“第三级物流的近引起第一级与第二级物流的远”弊端，包括供油管输库“前移”、中转油库发掘等方式，实现全区域吨油运费降低17.5元，降比达10%。[结论]所建方法框架及优化模型通用性强，可拓展应用至不同规模、不同结构的成品油三级物流系统中，在成品油销售公司的管理、运行层面具有良好的指导效果，经济效益潜力可观，并可提高整个物流系统运作效率。

受潮汐干扰管道分布调查及干扰影响规律
[1-12]

常景龙

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【目的】为明确中国受潮汐干扰管道分布及管道受潮汐干扰规律。【方法】采用埋地试片法进行了24 h电位监测，通过试片的波形变化对潮汐干扰规律进行了分析，并利用傅里叶变换对电位监检测数据进行了频域分析。通过数值模拟计算研究了不同干扰电压、管道距干扰源的间距、土壤电阻率等因素对管道受潮汐干扰的影响规律。【结果】中国受潮汐干扰管道主要集中在东部沿海区域，分布于江苏、福建、浙江、辽宁、山东等省份，干扰源主要为海洋及大型水体，潮汐干扰区域管道普遍叠加有地铁杂散电流干扰。干扰源对管道产生潮汐干扰影响时的最大间距为55 km，干扰源距管道超过25 km时，管道管地电位波动幅度显著减小。【结论】管道受到潮汐干扰时，管地电位变化曲线与附近大型水体潮汐涨落曲线趋势基本一致，呈“双峰双谷”波动特征，波动周期约为12 h，频率为2.3×10^-5 Hz。与海岸线平行的管道受到潮汐干扰时，管道距离干扰源最近处为杂散电流流入时，远离管道两侧末端杂散电流流出；反之，当管道距离干扰源最近处为杂散电流流出时，远离管道两侧末端杂散电流流入。随着管道远离海岸线，管道受潮汐杂散电流强度呈指数下降。研究结果可为潮汐干扰下管道腐蚀风险评估与干扰防护提供理论依据与参考。

超声波作用下 CO₂水合物浆体的分解特性

[1-15]

孙始财，赵艳萍，谷林霖，张润东，崔俊浩，林海菲，潘彤

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[目的]目前水合物开采效率较低，难以达到商业标准，而超声波在介质中传播时产生的一系列超声效应有助于水合物

分解。探究超声波功率比、作用时间、间隙时间等多因素交互作用下水合物分解特性对超声波在水合物开采过程中的应用具

有重要意义。[方法]通过单因素实验研究了超声波功率比、总作用时间、单次作用时间及间隙时间对水合物浆体分解特性的

影响。在此基础上，采用正交试验和响应面法试验确定了促进 CO2水合物浆体分解的最佳超声波参数组合。[结果]功率比越

大、总作用时间越长、单次作用时间越长、间隙时间越短，CO2水合物浆体分解产气量越多。上述各因素对促进水合物浆体

分解产气的影响从大到小依次为总作用时间、单次作用时间、间隙时间、超声波功率比，各因素间交互作用也会对超声最佳

参数组合的选取产生影响。采用正交试验选取的最佳超声波参数组合为功率比 70.0%、总作用时间 8.0 min、单次作用时间

8.0 s、间隙时间 2.0 s，此时最大产气量为 0.07 mol；采用响应面法试验选取的最佳超声波参数组合为功率比 67.7%、总作用

时间 7.5 min、单次作用时间 7.2 s、间隙时间 5.0 s，此时最大预测产气量为 0.065 mol。[结论]研究成果可丰富超声波参数对

水合物浆体分解特性影响规律的相关研究，并为超声辅助水合物开采提供重要的理论基础。

掺氢天然气燃烧特性与应用
[1-19]

孔莹莹，胡若炜，秦子康，林吴胤，李璐伶，韩辉，李玉星，陈俊文

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【目的】化石燃料在全球范围内的大规模使用已带来严重的环境污染与气候问题，氢气因其清洁无污染及来源丰富的特性被认为是未来重要能源载体之一。从经济性与技术可行性角度考虑，利用天然气管网进行掺氢输送并实现终端掺氢燃烧是实现双碳目标的有效途径。【方法】为研究掺氢对燃气特性及终端用户设备运行工况的影响，从气体互换性、可燃范围、燃烧特性、排放特性、终端应用设备适配性等方面调研了国内外掺氢天然气燃烧技术研究现状，对不同学者的研究成果进行对比分析，阐述了掺氢对燃料燃烧特性及终端应用的影响规律，对使用掺氢天然气作为燃料所带来的机遇与挑战进行了概述。【结果】对于现有天然气燃气设备来说，还需通过气体互换性开展掺氢燃气的可用性评估。掺氢燃气的可燃范围宽、燃烧速度快、点火延迟时间短等特点对燃烧有明显促进作用。在排放特性方面，可通过掺氢降低CO及CO2排放，然而掺氢带来的火焰温度升高与产生更多的OH自由基、H自由基这两方面会分别对氮氧化物的生成起促进与抑制作用，因此掺氢对NOx的影响并不确定。此外，掺氢还可能导致燃烧器回火甚至燃具爆炸等安全问题。【结论】如何实现掺氢天然气高效稳定燃烧及低污染排放，同时保障燃烧安全，是掺氢天然气燃烧技术大规模应用所面临的重要挑战。

利用S1曲线预测B型套筒角焊缝刻槽长度测量的准确率 [1-11]

玄文博姚欢江小斌王富祥杨辉

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【目的】B型套筒角焊缝缺陷尤其是水平熔合线区内如未焊透、裂纹等条状缺陷的检测，是相控阵超声检测中的工程难题，优化检测工艺、提高缺陷的检出率及长度测量准确率，是角焊缝检测中亟需解决的现实问题。【方法】以人工刻槽代替角焊缝内的条状缺陷，建立B型套筒角焊缝的有限元模型，获取不同走向刻槽的声散射信号并计算散射系数矩阵，进一步得到反映散射能量与刻槽走向之间关系的S1曲线，并利用S1曲线分析楔块角度、母管厚度对刻槽长度测量准确率的影响；通过全聚焦仿真成像及实验，分别对S1曲线预测准确率进行验证。【结果】全聚焦方法对水平熔合线区所有走向刻槽的检出率为100%；从刻槽长度测量结果看，线阵探头与35°楔块配合应用，对120°～150°刻槽的测量效果最好，准确率均高于70%且全聚焦图像与刻槽实际形貌相近，但对其他角度范围内的刻槽仅能检测出1个或2个端角；同时，使用30°、35°及40°不同角度的楔块组合进行角焊缝检测，可使适宜于检测的刻槽角度增加约20°。与全聚焦图像测量结果相比，S1曲线对刻槽长度测量准确率预测结果误差不超过14%。【结论】在实际工程应用中，可用S1曲线进行B型套筒角焊缝缺陷检测工艺参数的优化，还可根据缺陷大致走向选择适宜的楔块角度，有效提高缺陷检测的准确率。

弹性大补偿密封作用下储罐钢制双盘式浮顶的受力特性
[1-13]

张瑞宇；张玉平；孙明源；李荣彬；王世强；陶彬

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地震动作用下输油管道内流体动压力时变仿真 [1-12]

翁光远　翟瑶　郑杰　赵可杰

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[目的]输油管道受地震动影响会产生显著的位移变化，揭示地震动作用下输油管道中流体动压力随输送介质液面高度、管径等影响因素的时变机理及沿管道长度方向的分布特点尤为重要。[方法]以跨度为6 m的简支跨越管道和原油介质组成的管道-流体耦合系统为研究对象，建立了5种模拟地震诱发动压力的有限元计算模型，分别设置了模型的初始条件、地震波加载条件以及原油液面的边界条件，提取不同管道外径（987 mm、1 067 mm、1 147 mm）及不同液面高度（0.25 r、0.5 r、0.75 r，r为管道内径）下管内流体的动压力30 s时程反应，得到了管道同一截面动压力随时间的分布云图、沿管道长度方向的动压力分布曲线及关键节点的时程曲线。[结果]管道内流体开始流动后的动压力在第10 s达到稳定状态；输入地震动时程参数后，动压力在管道长度方向的分布不均匀，跨中区域变化最显著，管道同一截面上不同节点动压力峰值最大相差约4.5倍；原油介质的液面高度对地震动引起的动压力有较大影响，同样条件下地震动引起的动压力随液面高度增大而减小；内径为1 118 mm的管道内原油由于流动引起的动压力最小，但在地震动作用下，动压力变化最为显著。[结论]研究成果可为地震动作用下输油管道中流体动压力测试及输油管道抗震设计提供理论依据。

基于土壤离子化的雷击输电线对管道干扰风险评估
[1-15]

朱文卫,许成昊,王兴华,爱武

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【目的】随着中国能源跨区域调配事业的蓬勃发展，输电线路与油气管道建设进入了飞速发展的新阶段，两者共用同一能源“公共走廊”的现象较为常见，导致“管-线”间的交流干扰问题日益突出。特别是当输电线路遭受雷击灾害时，高额雷电流注入土壤，导致处于受击杆塔接地装置附近的埋地管道受到很强的雷击过电压，可能造成管道绝缘涂层烧蚀、击穿，引发火灾、爆炸等事故，威胁生产安全。【方法】为对靠近输电线的管道进行有效安全评估，通过对不同阻值的土壤样本进行雷电流浪涌冲击，得到不同电压冲击下的土壤电阻率，进一步分析土壤发生离子化时其阻值的变化情况，根据所得结果构建包含土壤离子化区域的电磁干扰模型。【结果】结合电磁干扰分析软件进行管道涂层干扰电压计算，对比发现土壤发生离子化后，涂层受到的干扰电压远大于未考虑土壤离子化时的结果，雷击灾害引起的土壤离子化是影响管道涂层干扰电压大小的重要因素，在进行干扰分析的过程中不容忽视。【结论】基于考虑土壤离子化的电磁干扰模型展开计算，以3层PE涂层的耐压限值为109 kV作为安全限值，得到了不同土壤初始阻值下的“管-线”安全距离，并结合接触管道人员的人身安全以及管壁金属烧蚀损伤的风险评估，进一步验证了离子化安全距离的可靠性。

含杂质超临界CO₂管道水击瞬态模拟 [1-11]

聂超飞¹　殷布泽²　苗青¹　杨琦¹　路建鑫²　胡其会²　李玉星²

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【目的】随着“双碳”战略目标持续推进，CO₂管道设计建设进入快速发展期。长距离CO₂管道运输常以超临界/密相态运行，管输介质密度大、相态复杂多变，工况变化以及设备启停等引发的水击风险亟需评估。【方法】为了明确超临界CO₂管道的水击特性，针对中国某含杂质超临界CO₂管道，采用OLGA软件建立瞬态模型研究地形起伏情况下含杂质超临界CO₂管道的水击问题，并与水击压力理论公式计算结果进行对比。【结果】在高程起伏的CO₂管道中，沿线最低点容易出现水击超压失稳或低压导致相变的风险，在管道压力设计时应在理论计算的水击压力幅值基础上增加最高点的高程水柱压力以防止水击超压，在规定最低运行压力时也应该考虑最低点的高程水柱压力防止水击负压产生相变。相较于纯CO₂，当管内存在密度小于CO₂的杂质时，水击压力幅值降低，水击周期增长，可以有效降低CO₂管道的水击危害。【结论】在CO₂管道工程设计中，建议将水击理论公式与考虑高程的瞬态仿真模型相结合来计算水击安全问题，尤其注意管道全线的低点位置。关于杂质含量的指标制定，不仅要考虑水击问题，还需根据经济比选，腐蚀、泄漏、减压波、韧性止裂等风险评价以及上游碳源的情况综合分析。

地下储气库地面设施甲烷逸散检测及速率反演 [1-10]

舒浩纹高仕玉冯兰婷张洋贾文龙蒋平武传稳

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【目的】地下储气库具有大量的压缩、过滤、计量等设备设施，阀门、连接件、开口管及法兰等设备密封点处易出现甲烷的逸散甚至泄漏，造成环境污染与运行风险，但目前国内外尚缺乏地下储气库设备密封点逸散的量化方法及逸散速率反演方程。【方法】以某地下储气库为研究对象，对储气库的分离区、计量区、井场以及进出站区等6个区域的2 030个设备密封点进行实地测量，分析了甲烷逸散体积分数分布区间以及4类设备6个区域的泄漏概率；基于检测结果，修正了将甲烷逸散体积分数换算为甲烷逸散速率的反演方程，量化了地下储气库地面设备密封点逸散量。【结果】通过检测发现该储气库甲烷逸散体积分数高于0.01%的泄漏点达70个，主要分布在进出站阀组区、自用气橇区、过滤分离区，其中连接件、法兰、阀门、开口管占泄漏点比例分别为40%、26%、20%、14%。计算得到该储气库设备密封点逸散量约为2.4 t/a，其中0.44%的设备密封点贡献了约90%的逸散量。将修正后的反演方程与EPA（Environmental Protection Agency）、兰发聪研究得到的相关方程进行对比，发现小口径的连接件与开口管两类设备的计算结果与其相近；对于阀门、法兰类大口径设备，修正后的反演方程计算结果更大。【结论】修正后的反演方程计算结果为设备的逸散总量，甲烷核算结果更加准确。同时，实现了反演方程的本土化，可为量化地下储气库设备密封点逸散总量及地下储气库地面设施甲烷减排措施的制定提供依据。

天然气管道掺氢输送技术研究进展 [1-14]

李天娇，谢飞，张瑛，王丹，孙东旭，吴明

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【目的】化石能源的枯竭与环境问题的日益加剧迫使人们不断加大对新能源的开发利用，氢能因资源丰富、清洁无污染而备受关注。利用现有天然气管道掺氢输送是实现“双碳”目标的有效途径之一，但掺氢所带来的安全隐患不容忽视。【方法】为了促进氢经济的安全发展，从掺氢天然气管道输送流程的研究出发，总结了掺氢输送系统中管道、调压设备、储存设备、计量设备及终端应用等方面的研究现状，探讨了掺氢对压缩机、储氢瓶、流量计、燃具及燃气轮机等设备性能的影响，阐明了配送管道与干线管道的氢脆风险。在此基础上，对未来氢气管道输送技术的研究方向进行了展望，以期为天然气管道掺氢输送技术的发展与装备研发水平的提高提供参考。【结果】在天然气管道掺氢输送过程中，各相关人员需重点考虑掺氢对各个流程的影响；依据设备与管道工况的不同确定合适的掺氢比，并结合性能参数的变化情况加以调整，避免因掺氢所带来的安全事故的发生。【结论】目前中国的天然气管道掺氢技术研究已取得一定成就，但需进一步开展技术难点突破，并对氢脆、渗透、泄漏等机理进行系统性剖析。同时，亟需建设完善的设计、施工、运行技术标准体系，以期主导或参与国际天然气管道掺氢相关规程与标准的制定。

基于PP-YOLOE和MTL的管道腐蚀缺陷识别量化方法
[1-10]

赵赏鑫, 田野

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[目的] 管道漏磁内检测技术因无需耦合剂、易于实现自动化等优点，被广泛应用于管道缺陷的在线检测中。利用检测数据准确预测缺陷尺寸并开展适用性评价，对于后续的修复决策至关重要。 [方法] 以采集到的漏磁数据为基础，根据缺陷数据特点，提出一种基于PP-YOLOE（Paddle Paddle -You Only Look Once Evolved）的深度学习目标检测模型，通过将三轴漏磁数据转换为彩色图像，输送到模型中进行目标检测训练，实现缺陷的快速定位和数据提取，为缺陷量化提供准确可靠的数据集。结合多任务学习（Multi-Task Learning，MTL）模型，将管道缺陷处的周向、轴向、径向的漏磁数据作为模型的输入，根据漏磁数据特征对缺陷的长、宽、深进行并行输出，实现对缺陷的尺寸评估和预测。 [结果] 与实际牵拉实验数据对比后发现，通过PP-YOLOE和MTL结合的识别量化模型提高了缺陷识别效率，改善了缺陷尺寸预测结果，缺陷目标检测的召回率达到0.87、准确率达到0.94；应用NADAM(Nesterov-accelerated Adaptive Moment Estimation)算法相比于应用SGD(Stochastic Gradient Descent)算法，腐蚀缺陷长度的量化精度提升了9%、深度量化精度提升了4%。 [结论] 该方法适用于海量管道漏磁检测数据的分析，提高了判读效率，可为管道缺陷的剩余强度评估和剩余寿命预测提供可靠的基础数据支持。

兰成原油管道掺混增输工艺优化
[1-12]

裴卓胜

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【目的】随着四川石化对长庆原油需求量的急剧增长，兰成原油管道现行的掺混长庆原油输送工艺面临严峻挑战，传统的输送方式难以满足下游炼厂日益增长的需求，但兰成原油管道掺混输送极为复杂，单纯改变掺混比例并非解决之道。【方法】系统剖析了兰成原油管道当前掺混输送的现状，深入探讨了制约掺混量进一步提升的关键因素，主要包括油品物性变化、管道结蜡倾向加剧及停输再启动难度增加等。基于大量运行数据与油品配比实验，详细阐述了针对兰成原油管道全年掺混输送的优化策略，重点分析了掺混后油品凝点控制、掺混比例优化、搅拌工艺改进以及清管作业效率提升等方面的具体措施，并提出了详尽的优化方案。此外，为了探索在保障安全运行的前提下掺混量的最大可提升空间，对加热输送工艺的安全性及停输再启动策略进行了科学论证。【结果】全面深入评估了掺混增输对管道运行安全的潜在影响，通过年输量的预测与掺混比例精细调控，计算得出长庆原油全年可掺混输送量的最大理论边界为300×104 t，为兰成原油管道的实际运行管理提供了重要的数据支持。【结论】研究成果不仅有助于兰成原油管道运行效率与能力的显著提升，还可为今后掺混输送计划的制定提供宝贵的实践经验与理论依据。

氢气在管线钢上的解离吸附机制及影响因素研究进展
[1-14]

宋雨霖，李玉星

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【目的】在能源转型的大背景下，氢能源备受关注，建立可靠的氢气输送系统必不可少，而临氢管道建设需要对氢环境下管材氢脆导致材料失效的风险进行评价。氢进入管线钢引发氢脆需要6个步骤，其中对于氢产生、氢吸附步骤的研究尚不成熟，学者对氢吸附的机理认识存在分歧，因此研究氢在管线钢上的解离吸附机制尤为重要。【方法】聚焦于氢产生、氢吸附步骤，系统综述了氢气在管线钢上的解离吸附机制，通过Lennard-Jones势能曲线描述氢在铁表面相互作用过程，基于热力学与密度泛函理论模拟计算氢在铁表面上的解离吸附方式，并通过分析轨道成键、电荷转移得到氢在铁表面的解离吸附机理，提出氢解离吸附的环境、表面、氢自身３种影响因素，并总结得出相应的抑制氢解离吸附方法。【结果】氢气可通过活化解离为氢原子的方式吸附于管线钢表面并进入管材内部，其机理主要为H₂与Fe发生轨道杂化作用使得H-H键断裂形成H-Fe键。氢浓度、氢流动状态、杂质气体、温度、铁表面状态等因素均会对氢解离吸附产生不同程度的影响，基于此提出涂层、腐蚀膜、保护气３种阻氢方法，从表面吸附过程抑制氢进入管线钢引发氢脆，其中保护气方法最为经济便捷。【结论】该研究明确了H₂在管线钢表面解离吸附的具体实现过程，未来需对多因素耦合条件下的氢解离吸附进行研究并提出经济有效的阻氢方案，为临氢管道完整性管理打下基础，为临氢管材安全性提供保障。

EEMD-LASSO-优化GM(1,N)管道腐蚀速率预测模型 [1-13]

祁庆芳,许琳,刘怀佳,孔雅,叶丽娟,颜芝盛,王杰

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【目的】为提高管道腐蚀速率的预测精度，评价管道的剩余强度和剩余寿命，并针对性地制定防腐措施。【方法】建立了一种基于集成经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD）-套索回归（Least Absolute Shrinkage And Selection Operator, LASSO）与优化一阶多维灰色模型（First Order Multidimensional Grey Model, GM(1,N)）的腐蚀速率预测模型。首先，采用EEMD算法增加原始自变量的多样性，降低序列波动对预测结果的影响，将隐藏在数据中的信息按照频域尺度逐层分解；之后，采用LASSO算法进行自变量筛选，降低序列间的相关性和冗余性；最后，引入线性修正量和灰色作用量对GM(1,N)模型进行优化，将微分方程变为差分方程，形成优化GM(1,N)模型，并将输入变量代入优化GM(1,N)模型完成训练和预测。【结果】案例中CO₂分压、SRB个数相关的影响权重较大，腐蚀过程由CO₂控制，共筛选出包括分解变量和残余变量在内的8个自变量；与灰色关联法筛选得到的影响因素相比，LASSO算法具有一定的客观性和科学性；EEMD-LASSO-GM(1,N)模型的平均相对误差为1.25%，标准差为0.72，模型精度超过常规GM(1,N)、EEMD-常规GM(1,N)、EEMD-优化GM(1,N)、EEMD-主成分分析（PCA）-优化GM(1,N)等模型；通过与文献数据相对比，EEMD-LASSO-GM(1,N)模型具有最高的预测精度，其在泛化能力和鲁棒性上具有优越性，且当腐蚀影响因素和数据条数不同时，仍具有良好的适应性。【结论】研究结果可为多因素耦合的管道腐蚀行为预测和腐蚀速率发展趋势预测提供理论依据及实际参考。

掺氢天然气射流扩散火焰吹熄特性 [1-11]

孔莹莹，胡若炜，王赛磊，朱建鲁，韩辉，段鹏飞，李玉星，李璐伶

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【目的】将氢气与天然气等气体燃料混合燃烧有助于能源过渡的顺利开展。在接近吹熄极限下向受限空间中注入大量燃料，一旦发生吹熄，燃料与空气混合后在室内积聚，极易达到爆炸极限而引发爆炸。准确预测掺氢天然气吹熄极限对氢能安全应用具有重要意义。【方法】为研究掺氢天然气的吹熄特性，搭建了掺氢天然气吹熄特性实验装置，探索了掺氢天然气射流扩散火焰的吹熄极限，分析了掺氢比及喷嘴直径对掺氢天然气吹熄压力及吹熄速度的影响，实验中天然气掺氢比为0~50%，喷嘴直径为2~10 mm。【结果】与纯天然气相比，掺氢后射流扩散火焰的稳定性更高，扰乱火焰时需要更大的管内压力；同一种燃料在大喷嘴直径工况下吹熄速度更大，这是因为在大喷嘴直径上射流雷诺数及火焰传播速度更大，需要更大的射流速度才能使火焰吹熄。掺氢比越大，通过增大喷嘴直径以获得更大吹熄速度的效果越明显，掺氢比由10%增大至50%时，喷嘴直径由2 mm变化至10 mm时吹熄速度的增大幅度由1.88倍变化至2.81倍。探究了将基于烃类燃料吹熄速度的经验关联式扩展到掺氢火焰的适用性，并基于Damköhler数提出了适用于掺氢天然气的吹熄速度预测模型。【结论】在燃烧器设计中，对于期望获得较大吹熄速度的掺氢燃烧器，可考虑通过适当增加燃烧器的喷嘴直径来扩大安全燃烧范围。研究成果对掺氢天然气火焰稳定性机理理解及其在工业燃烧器设计中的应用具有重要意义。

基于前沿报告与检索数据库的油气储运科研热点分析
[1-12]

刘朝阳,　关中原,　赵佳雄,　吴珮璐,　张腾,　祁梦瑶

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【目的】能源转型趋势下，油气资源仍将作为重要的能源与化工原料，在推动全球经济复苏、新型能源体系建设、保障生产生活等方面发挥重要作用，随着油气管网规模进一步扩大，氢气、甲醇、氨等新能源及CO₂等非常规介质扩展了管道承运对象，使油气储运工程领域面临诸多新的研究课题。【方法】以《全球工程前沿》报告、CNKI平台、SciVal平台、Web of Science（WoS）核心合集作为数据来源，对油气储运工程领域国际前沿研究热点及CNKI数据库、Scopus数据库以及WoS核心合集的高频关键词、热点方向发文量等反映行业科技发展趋势的内容进行分析，挖掘整理油气储运工程领域当前科研热点与未来发展方向。【结果】在前沿主题分析中，得出“海洋深水”油气资源开发与储运、人工智能赋能油气储运工程发展两个发展方向；基于CNKI平台数据对《油气储运》近年发文分析，得出氢能储运、管道内检测、CO₂储运、油气管网多能融合灵活输运等发展方向；在SciVal主题群关键词云图分析中，得出管道安全、风险评估、碳排放控制与环境影响评估、油气泄漏与应急响应等发展方向；在基于WoS核心合集的油气储运工程领域研究热点分析中，得出管输流体行为、管道设计、损害防护、系统优化、风险管理、材料性能、智能控制、管道特征提取与数据分析等发展方向；在基于WoS核心合集的油气储运工程领域发文贡献国家与机构分析中得出近5年中国、美国、德国、英国是发文贡献最多的国家，其中中国占比31.46%，中国科学院、中国石油大学、美国能源部是发文贡献最多的机构，可以持续关注这些国家与机构的研发动态。【结论】油气储运工程未来发展方向主要包括：人工智能与油气储运工程技术的全面融合；“双碳”战略背景下的多能融合输送及能源互联网的构建；适应深远海油气资源开发利用的海底管道规划、设计敷设、风险监控、应急响应等系列技术研发以及海陆管道“全国一张网”建设；应从理念与技术两方面不断提高油气管道工程规划与建设中的环境保护与生态安全水平。

顺序输送管道混油信息软测量方法 [1-16]

刘刚袁子云孙庆峰陈雷李苗潘元昊吴昱辰王子涵

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【目的】混油控制是成品油顺序输送管道亟需解决的难题之一，混油信息则是优化顺序输送管道运行效率的基础数据。现场安装传感器的监测结果存在偏差，且无法满足现场提前获取混油信息的需求；纯数据驱动模型建立的混油软测量方法未考虑管输工艺与仪表测量特性，预测精度欠佳。【方法】通过分析顺序输送管道的管输工艺与测量仪表的监测过程，提出融合物理认知的变分贝叶斯高斯混合回归模型。结合新一维混油浓度演化模型，构建顺序输送管道混油信息软测量方法：基于站场硬传感器获取的管输运行参数，建立表征顺序输送混油信息变化规律的高精度“软”传感器，其主要功能是实现混油界面的定位、后行油品密度测量值的预测、混油界面密度分布信息的预测，从而精准预测混油信息。【结果】新建软测量方法具备更好的适用性，混油界面到站时间预测误差较传感器测量方法减少了76.2%，后行油品测量密度预测RMSE（Root Mean Square Error）较纯数据驱动软测量方法降低了41.4%，混油界面密度分布预测曲线RMSE低于0.9 kg/m3，且计算耗时少于30 s。【结论】融合物理认知与数据的顺序输送管道混油信息软测量方法，可实现混油信息的高效预测，辅助现场操作人员掌握管输批次状态，优化油品批次管理，为顺序输送智慧物流提供技术支撑。

基于HMOGWO-RF的埋地管道点蚀深度机理-学习预测模型
[1-17]

宋福霖，赵弘，苗兴园

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【目的】至2025年，中国油气管网规模将达到24×10⁴ km，油气管道运输已然成为中国交通运输的重要方式之一。受管道周围土壤环境等因素影响，管道腐蚀现象时有发生，降低了管道的使用年限。为保障埋地管道的安全运行，需有效预测其所受腐蚀程度。【方法】将随机森林算法与多目标优化方法相结合，提出腐蚀机理引导下的埋地管道点蚀深度预测模型，将管道腐蚀的腐蚀机理知识引入到机器学习模型中，提高模型的可解释性。根据特征变量之间的交互作用机制，构建了新的特征变量，以更好地反映管道周围土壤环境的影响因素。通过随机森林算法中的基尼系数计算新特征空间中所有特征的重要性，利用混合多目标灰狼优化（Hybrid Multi-Objective Grey Wolf Optimization, HMOGWO）算法求解随机森林（Random Forest, RF）算法的最优超参数，并将特征选择融入多目标优化中。在多目标优化的过程中，综合考虑特征数量、预测准确率、模型稳定性3个优化目标，并设计综合评价指标，对比分析Pareto解集，以获取特征子集与最优超参数组合，得到最具代表性和优化性能的特征子集，提高模型稳定性与预测准确性。【结果】模型设计完成后，采用实际埋地管道的点蚀数据集对模型进行验证，三目标的HMOGWO算法与RF模型相结合后，模型的预测性能及稳定性远超三目标MOGWO算法、双目标HMOGWO算法、双目标MOGWO算法、单目标GWO算法与单目标PSO算法。【结论】该模型可以实现埋地管道最大点蚀深度的准确预测，所提出的腐蚀机理引导下的埋地管道点蚀深度预测模型可以提高管道腐蚀预测的可解释性与准确性，有助于延长管道的使用寿命，对于石油和天然气运输行业具有重要的应用实际意义。

中国海上风电平台通达与登乘技术现状与展望 [1-10]

喻西崇，尚景宏，刘超，吴雨霏，王云鹏

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【目的】海上风电平台大都采用无人平台，运行环境复杂、可达性差、出海窗口期短等因素而导致运维成本高昂，因而运维人员与物资在船舶与风机之间的安全、快速转移成为海上风电运维迫切需要解决的问题。【方法】结合中国海上风电场的实际情况，分别对单体船、双体船、三体船、小水线面船、运维母船5种常用的海上风电运维船舶的特点进行梳理，进而全面分析了不带运动补偿系统的登靠技术、带波浪运动补偿系统的登靠技术以及直升机登靠风机平台等海上风电平台登乘技术现状、特点及影响因素。【结果】以南海某远海风电场为例，对双体船、运维母船以及在换流站旁新增一座固定式生活支持平台3种通达运维方案进行对比分析，综合考虑可达性及成本费用，推荐采用换流站旁新增一座固定式生活支持平台、风电场内人员采用转运船转运的运维通达方案。【结论】基于海上风电发展的迫切需求及现代科学技术的发展趋势，提出了深远海浮式风电场登乘与通达性技术及装备、海上风电智能化与智慧运维技术与装备、重型无人机与载入飞行器登靠与通达技术及装备以及海上风电登乘与通达技术标准4个未来重点攻关方向，并基于当前垂直起降飞行器（eVTOL）的技术优势，建议开展eVTOL在海上风电场登乘与运维的示范应用，以推动海上风电全产业链高质量发展。

横穿滑坡区埋地管道应力感测与控制技术的应用实践
[1-15]

王子　姜帅　刘浩文

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【目的】横穿滑坡区埋地管道在坡体滑动位移荷载作用下，易发生变形而损坏。为了保障油气管道安全运行，需要研究横穿滑坡区埋地管道应力水平和分布规律并采取对应措施释放应力。【方法】采用有限元方法和管体应力监测与检测技术，开展了滑坡后受灾管道应力感测与应力控制实践研究。以西二线樟树—湘潭联络线XTGD002滑坡段管道为例，阐述了管道初始应力评估、应力监测、开挖治理、安全余量分析的方法，并开展了工程化实践。【结果】研究结果表明：坡体中心位置和左右两侧坡体剪切带处是管道的应力集中位置，应力集中位置管道中性面与坡体位移荷载作用方向垂直。建立了综合受灾管段环焊缝无损检测结果和管道初始应力评估结果监测点位优化布设的方法，形成经济合理的受灾管段应力监测方案。【结论】研究结果证实了管道初始应力评估和应力监测技术对横穿滑坡区埋地管道的适用性和可行性，为横穿滑坡区埋地管道的应力评估和控制提供了新思路。

“天然气一张网”物理架构分层分级构建方法 [1-19]

赵洋，徐水营，张也，郭旭，崔振莹，曹竞冉，杨征，张鑫

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【目的】国有大型油气企业干线管道独立后，形成油气“全国一张网”的新格局。天然气管网作为物理结构最复杂的储运网络，在规划部署、建设管理、运营管控等方面显现出许多问题。规划项目布局冲突、各主体管道重复建设等问题尤为突出，根本原因在于各主体职责界面划分不清晰。研究合理的管道类型划分方法，制定管网分类原则，对推动“天然气一张网”分层次、有秩序、高质量建设具有重大意义。【方法】为了形成清晰合理的管网分类方法，运用“比较研究法”开展电力、公路、通信行业对标调研，从行业发展历程、网络核心特征、规划管理政策等方面剖析线性工程行业“分层分区”、“等级分层”原则的形成路径，结合天然气管网的演化历程和建设现状，以安全可靠、灵活高效、公平开放为目标，提出基于“功能定位+技术等级”的管网物理架构分层分级方法。【结果】根据管道在管网中发挥的主要作用确定功能定位；通过管道设计压力和管径参数计算输气能力指数，划定管道技术等级区间；综合功能定位和技术等级确定管道层级，最终将管网划分为主干层、干线层、支线层，并提出管网分层建设重心。同时，结合管网分层分级原则对规划范围划分、规划衔接机制建立、建设运行模式优化提出应用建议。【结论】清晰划分管道类型和管网层级，厘清管道规划、建设、运营界面，助力“天然气一张网”统筹提效建设、规模有序增长，为国家能源供应安全提供保障。

含水层地下储氢性能数值模拟
[1-14]

洪伟民，俞欣然，李玉星

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【目的】随着全球能源结构的转型，含水层地下储氢技术因具有大规模储能潜力而成为研究热点，但对氢气在含水层内流动的探索仍显不足。为明确不同注采速率、相对渗透率滞后性及天然气掺氢比对含水层储氢性能的影响，使用Computer Modelling Group（CMG）软件进行了不同工况下的含水层储氢模拟。【方法】通过建立动态模型，模拟了相对渗透率滞后效应不同时注入速率为2.5×105 m³/d、5×105 m³/d，采出速率为2.5×105 m³/d、5×105 m³/d，天然气掺氢比为10%、25%条件下的含水层储氢工况，分析了相关因素对氢气在含水层中的扩散与储存的影响。【结果】较高的注入速率与采出速率都会降低含水层的储氢性能，具体表现为：较高的注入速率降低了相同时间内储存与回采的氢气体积，增大了储层压力；较高的采出速率减少了回采的氢气体积，导致更多氢气滞留在含水层内，增大了储层压力。相对渗透率滞后效应不可避免地导致氢气回采量减少，造成氢能浪费。天然气掺氢比的差异对储氢性能影响不大，但与纯氢相比，掺氢的气体回采能力更强，生产井水积聚的风险更大。【结论】研究结果揭示了不同参数对储氢性能的影响，为含水层储氢的优化提供了参考，为大规模储氢的实现提供了技术支持。建议后续测量更多掺氢比工况下的相对渗透率曲线，以确保掺氢储存的可靠性。

煤制天然气外输管道建设方案优化 [1-12]

张也　徐水营　赵洋　王奉生　杨嘉　张博钧　明亮　虞维超

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[目的]在“双碳”战略目标下，天然气多元化供应结构的形成、进口依存度的攀升为煤制天然气的发展带来了新的机遇，但资源终端市场竞争力不强、高碳排放等环保问题仍是面临的长期挑战。合理评估煤制天然气产业发展空间，制定科学的外输管道建设方法，有利于推动现代化油气基础设施体系的构建。[方法]通过深入分析煤制天然气产业建设现状，明晰了煤制天然气产业未来发展规律，综合研判行业发展机遇与市场挑战，提出了一种基于资源不确定性分析的煤制天然气外输管道分阶段建设方案优化方法。以落实资源为基础、国家及地区政策要求为上限，确定了不同梯度的煤制天然气资源外输情景，分步采取扩大管径、增加压气站、建设复线的单一或组合方式，最终形成可兼顾不同资源情景需求的煤制天然气外输管道综合建设方案。[结果]工程实例应用验证了优化方法的有效性，可为同类资源不确定性的外输管道提供一种新的设计思路，有效降低管道的一次性投资成本，对于从供应链视角出发优化天然气管网建设具有积极意义。[结论]建议未来在公平开放的管网运营机制下，发挥资源供应生产商、管网建设运营商、分销商及最终用户各方优势，形成煤制天然气供应链持续稳定的供需格局，保证资源上载型管道的使用效率，增强管网风险管控能力。

长周期临氢服役管材适应性评价 [1-14]

宁元星，刘翠伟，李玉星，宋明，张慧敏，陈曲儿，朱梦泽，彭世垚，陈俊文

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【目的】随着氢能资源集中供给与市场需求的快速增长，利用长输管道实现大规模输氢因其可观的经济效益，成为未来氢能源供应的发展趋势。但在管道服役过程中，氢原子进入管线钢后可能诱发多种形式的氢损伤，从而导致管道失效,需评价长周期服役管材对氢的适用性。【方法】采用X射线衍射仪对服役管道内表面腐蚀产物进行分析，随后采用超声波与X射线数字成像对管段进行无损检测；结合电子背散射衍射分析，开展了气相原位氢渗透试验，考察了服役管材中的氢渗透行为；最后开展了不同掺氢比条件下的慢应变速率拉伸试验与疲劳裂纹扩展试验，分析了氢对服役20钢拉伸及疲劳性能的影响。【结果】服役20钢内表面存在腐蚀，腐蚀产物成分主要为氧化铁与四氧化三铁；由于服役管线压力波动较小，交变载荷作用不明显，服役管段未检测出缺陷波，无内表面裂纹或埋藏裂纹；晶粒尺寸较小，大角度晶界占比为91.7%，均匀分布的氢陷阱能够有效降低其氢脆敏感性。【结论】20钢在掺氢比为10%环境中的氢致脆化系数已超过25%，塑性性能明显劣化，大应力载荷条件下更容易发生氢致脆断，但其疲劳裂纹扩展速率在不同掺氢比环境中提升并不明显，且氢脆敏感性随掺氢比变化的敏感程度较低，在临氢环境中具有较好的抗疲劳性能。

液氨与成品油顺序输送过程两相流动规律研究 [1-14]

黄鑫，施鸿翔，李逸龙，李卫东，尹鹏博，李臻超，滕霖，江莉龙

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【目的】利用成品油管道顺序输送液氨，能够拓宽液氨的运输途径，削减运输成本，也可提高管道输送效率，以应对成品油管道低输量问题。但目前鲜有关于成品油管道顺序输送液氨工艺研究，且由于液氨与成品油的互不相溶性，导致其混液规律与传统成品油混油规律存在差异，这给混液界面的预测和控制带来挑战。【方法】耦合相场法与流体控制方程，建立液氨/成品油顺序输送两相流模型，重点探究输送次序、管道流速以及管道倾角对液氨/成品油顺序输送过程两相流动规律的影响。【结果】在水平管道中，由于密度差异影响，成品油前行、液氨后行的输送次序会导致界面处出现RT不稳定现象，两相流动易形成不连续的相分布。该工况下，流速较低时界面稳定性提高，但混液段长度较长。而在液氨前行、成品油后行的输送次序下，界面稳定性较好，即使流速较高，界面也能保持相对稳定且混液段长度较短。此外，在上坡管道中重力作用方向与流动方向相反，抑制了后行成品油嵌入液氨，界面稳定且混液段长度较短；而在下坡管道中，重力作用与流动方向相同，增强RT不稳定性，导致界面易破裂，混液段显著增长。【结论】研究结果可为成品油管道顺序输送液氨中混液界面的预测与跟踪提供理论基础。

天然气管输体制改革成效与展望 [1-12]

段言志，郭焦锋，邬宗婧，熊予婧

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【目的】在“四个革命、一个合作”能源安全新战略背景下，推动能源体制革命势在必行。天然气管输领域是能源体制革命的重要内容，也是加快天然气产供储销体系建设的主要抓手，因此总结过去十年来的改革成效、展望改革方向对于加快能源体制革命具有重要意义。【方法】从法制体系、监管体系、市场体系、价格体系建设等角度，以举措为线索、以时间为主线，采用文献综述、政策分析、对比研究、定性定量等方式梳理了十年来天然气管输领域开展的主要体制改革工作与主要成效。【结果】天然气管输相关法律法规及标准体系加快完善、天然气管输领域的政府行业管理与全方位监管逐步到位、全国“一张网”的软硬件基础与市场体系建设目标初步实现、分类定价严格监管的天然气输配价格体系基本建立。未来，需持续推进天然气管输体制改革工作，重点集中在建立覆盖管输全流程的法律法规体系、研制并实施高水平管输技术标准与规范、推进天然气管道规划建设行政管理机制改革、实现多维度立体式的天然气管输领域监管体系、构建高水平统一开放全国“一张网”、建立公平开放有序竞争的管输市场体系、健全天然气基础设施服务价格体系、形成严格监管有效激励的配气价格管理制度等。【结论】管输体制改革基本打通了天然气管道运输发展快车道，有力支撑了天然气增储上产，推动了产供储销体系完善，天然气市场化发展前景广阔。

DOI:10.3969/j.issn.1674-3709.2016.12.004

基于MF-DFA与BorutaShap的天然气需求预测模型 [1-15]

温泉，王宁，魏学华

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【目的】天然气需求受诸多因素影响，为了有效获取天然气月度需求时序数据的局部特征信息，提升天然气需求预测模型非线性拟合能力与预测精度展开研究。【方法】首先，引入多重分形消除趋势波动分析（Multi-Fractal Detrended Fluctuation Analysis, MF-DFA）对天然气月度需求时序数据进行分形研究。其次，采用二次插值法与随机森林（Random Forest, RF）插值法处理影响因素特征序列数据中时间粒度不一致与缺失情况。再次，选择极限梯度提升（eXtreme Gradient Boosting, XGBoost）模型，分别对插值前后原特征序列及经Boruta、SHAP、BorutaShap筛选后的新特征序列进行计算误差比对，以确定最佳特征序列筛选降维方式，进一步降低模型输入数据的维度与规模。最后，引入Sobol低差异序列、改进密度因子及莱维飞行策略，以提升蜜獾优化算法（Honey Badger Algorithm, HBA）种群初始化覆盖范围的均匀分布度、扩大迭代搜索范围及跳出局部最优的能力，从而增强改进HBA算法对XGBoost模型中决策树数量、决策树深度、学习速率等决定模型拟合能力的参数寻优效果。【结果】采用BorutaShap算法进行特征序列筛选降维最佳，新提出的预测模型预测精度优于对比模型，其MAPE、MAE、RMSE及R²分别为：2.87%、9.350 9、11.335 3及0.890 9。【结论】该方法适用于多种影响因素条件下的天然气需求预测工作，可为天然气行业发展规划决策提供参考依据。

原油集输季节性停掺管道内腐蚀失效行为及防控对策

[1-19]

王善哲

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【目的】季节性停掺已成为原油集输系统优化运行、节能减碳与精细化管理的解决方案之一，但复杂物性流体介质及变工况运行导致掺水管道失效率增大，特别是其具有敷设倾角的特征区域成为了腐蚀失效的重点，相比于其它运行工况较为稳定的回油管道、注水管道，掺水管道的服役周期被严重削减，且失效更集中于冬季，影响集输系统运行，维修更换管道的综合成本更高。【方法】围绕季节性停掺管道的内腐蚀防护，基于对腐蚀管段、产物的介质特性分析，通过数值模拟方法研究对比了掺水运行与停掺过程特征区域的腐蚀失效行为，提出并评价了季节性停掺管道清水顶替和压缩空气扫线的腐蚀防控对策。【结果】电化学腐蚀和冲蚀协同贡献于掺水管道的内腐蚀行为而形成Fe₂O₃、FeS、CaCO₃、MgCO₃、CaSiO₃、MgSiO₃及SiO₂等腐蚀产物，在季节性停掺运行中，受管道特征区域积液量和积液时长的影响，腐蚀失效特征明显；清水顶替和压缩空气扫线措施均能够有效抑制掺水管道停掺期间的腐蚀失效行为，在相同工况下，前者可使最大腐蚀速率平均降低85%，后者可使腐蚀深度平均减小65%。【结论】综合考虑措施防控效果及集输工艺设施的可操作性，清水顶替更具工程应用的适用性和前景。优选出了季节性停掺管道清水顶替对策，为油田原油集输系统的完整性管理和安全高效运行提供了依据和方法。

基于物理-数据融合的油嘴气液两相虚拟计量方法 [1-14]

李庆，　刘洪飞，　金曼青，　张瑛，　梁法春

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[目的]油井产量计量是评估油井资源储量和产能的重要依据，可为资源开发和管理提供参考。井口采出介质一般为多相流体，现有物理计量方式投资过高且流程复杂，虚拟计量方式需要监测参数多，实施难度与计算成本大。[方法]采出流体通过油嘴节流后将产生温降与压降，为了提升单井虚拟计量系统的准确性和改善系统维护的便捷性，融合压差波动特征与温差信号提出油嘴节流实现油气计量新方法。推导建立了耦合差压、流量、质量含气率的油嘴节流流量机理方程。以节流温差、压差均值、标准差等9个特征为输入参数构建深度神经网络，通过数据驱动实现质量含气率的反演预测。以10 mm真实油嘴为测试对象，在气液两相流环道上开展试验测试，试验气相折算速度范围1.73~12.09 m/s，液相折算速度范围0.03~0.35 m/s，测试流型包括分层流、波浪流、段塞流以及环状流。[结果]流量计量方程含气率适应范围0~100%，且不受流型、气液流速、系统压力变化等影响，质量含气率及流量计量误差均低于±10%。[结论]基于物理-数据融合的油嘴气液两相虚拟计量方法仅依赖于油嘴现有温度、压力测量系统即可实现气液流量的虚拟计量，无需储藏、井筒以及集输管网信息，无需额外测量仪表投入，且数据采集和建模成本低，具有广阔的推广应用前景。

西部天然气干线管网系统互联互通模式对比 [1-13]

谢萍，魏磊，宋硕硕，李卫晨子

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[目的]“主干互联、区域成网”（简称互联互通）指通过多输送方案优化调运途径，解决天然气管网气源分布地域不均匀的问题，在天然气并行管道沿线已有的阀室间设置跨接是实现天然气管道互联互通的重要途径。目前，国内外尚未明确并行管道跨接阀室设置方案对发生截断事故管网输量的影响，且对阀室跨接设置尚未形成统一的认识。[方法]利用SPS软件建立了西部天然气管道干线管网模型，结合管网中各条管道设计输气能力、管道路由走向、沿线站场分布特点等，分析了西气东输一线与轮吐支干线、西气东输二线与西气东输三线新疆段、西气东输一线与西气东输四线甘肃段在不同阀室位置设置联通的可能性，基于可实施性和经济性给出了管道阀室联通方案。基于该方案进一步分析了单（双）管跨接方式对干线管道在事故状态下管道的失效长度、可能造成的输气量下降程度、跨接阀门失效频率及供气系统稳定性等多方面的影响。[结果]建议联通阀室采用双管跨接方式，总结了“先进行双管跨接方案设置，后进行事故状态输送能力分析，最后开展联通经济性分析”的设计步骤，制定了西气东输一线与轮吐支干线轮南—孔雀河段、西气东输二线与西气东输三线精河—乌苏段的联通方案。[结论]研究成果可为中国天然气干线管网的互联互通提供标准化设计路径。

基于BP-ARIMA的中国月度LNG出厂价格预测模型 [1-12]

杜学平^，赵清华^，秘琳^，郎智凯^，柳梦琳^，吴江涛

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【目的】中国作为全球最大的天然气进口国，LNG在天然气供给中扮演着关键角色。然而中国LNG出厂价格的变化呈现较强的不确定性和波动性，准确预测中国LNG出厂价格的变化趋势，对LNG产业链布局优化、提高天然气供应链的经济性具有重要现实意义。【方法】研究收集并整理了中国LNG出厂价格的历史数据，并采用灰色关联分析确定了影响价格变动的关键因素。在此基础上，分别构建BP神经网络预测模型与ARIMA时间序列预测模型。根据变权重理论，将两种单一预测模型进行加权组合，建立新的变权重BP-ARIMA组合预测模型。以中国实际LNG出厂价格数据对不同预测模型进行案例验证分析。【结果】与传统的BP神经网络模型和ARIMA模型相比，变权重BP-ARIMA组合模型结合了两种单一模型的优势，通过动态调整两种模型的权重比例，显著提高了LNG出厂价格预测的准确性。其平均绝对误差MAE、平均绝对百分比误差MAPE以及均方根误差RMSE分别为188.7元/t、4.1%、280.5元/t，相较于BP神经网络模型、ARIMA模型以及等权重组合模型，MAE分别降低了65.85%、44.2%、37.5%，RMSE降低了63.6%、38.2%、29.8%，MAPE降低了63.7%、42.3%、36.9%。【结论】研究所提出的变权重BP-ARIMA组合预测模型为中国LNG出厂价格预测难题提供了有效解决方案，有助于促进LNG市场有序发展并为天然气供应链管理提供决策支持。

天然气管输费两部制定价模式的可行性分析 [1-12]

孟可心　张媛媛　陈思敏

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【目的】随着中国推进“全国一张网”的管网建设，传统的一部制管输定价难以满足市场需求，而两部制定价采用固定费用与变动费用分担风险，更适应天然气市场的波动发展，有利于促进资源的有效配置。【方法】考虑运距因素，基于上层管网企业与下层用户之间的Stackelberg博弈模型，提出天然气管输费两部制定价模式。设计了城镇燃气优先保供分配机制，并对管网企业与下游用户之间效益最大化时的定价策略及管容分配进行了探讨。从价格敏感性、城镇燃气运距、市场饱和量对管输定价、管网效益影响的角度进行敏感性分析，并选取冀宁线、平泰支干线、川气东送二线等多条管道对比“一部制”与“两部制”定价的差异，验证新建模型的实用性及有效性。【结果】以冀宁线为例，利用Matlab软件进行算例分析：两部制定价模式下的天然气管输费得到了优化，并保障了管网效益；当价格敏感性高时，可适当降低管容定价，保持用户基础；市场饱和量增加则可提高管网效益、管道利用率，定价受供需影响而发生改变；当城镇燃气运距增加时，根据运价率涨幅的临界点调整其定价，考虑运距的定价能够适应市场变化，对保障能源供应、控制成本、提升服务质量至关重要，对市场发展具有积极影响。【结论】基于Stackelberg博弈模型的两部制定价模式，在优化资源分配与适应市场变化方面具有较好的可行性，可为天然气市场定价机制改革提供参考。

基于系统动力学的中国中长期原油需求情景模拟 [1-18]

杨瑞，孙猛，　赵慧莹，　傅居元，　渐令，　温文，　吴超

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【目的】随着双碳战略的实施以及新型能源体系的加速构建，中国原油消费即将进入平台期，且未来将逐步下降已经成为行业共识，研究中长期原油需求发展趋势、厘清影响原油需求的驱动因素，对国家原油产业稳健发展、能源政策制定与评估以及新型能源体系建设具有重要意义。【方法】基于系统动力学方法建立中国原油中长期需求情景分析模型，包含经济、人口、原油供给、科技、环境5个子系统，统筹考虑各子系统的发展实际及未来可行性，设置了基准情况、经济高速情景、能源替代情景等6种不同发展情景对2023—2070年中国原油消费需求模拟。【结果】在不同发展情境下，原油需求的达峰时间、峰值以及发展路径略有不同但发展趋势一致，大部分情景在2028-2031年达峰并进入峰值（7.5×10⁸~7.8×10⁸t）平台期，随后进入下降通道，至2050年前后下降速率逐步放缓，2060年前后进入新的平台期，原油需求量在2×10⁸t左右；2050年之前原油燃料需求占比大于原料需求，主要应用于交通运输行业，2050年后原油原料需求超过燃料需求，成为主要消费属性，并一直保持该趋势；在诸多影响因素中，经济发展和科技投资是影响原油需求的最主要驱动因素。【结论】提出保障中国原油产业稳健发展的建议：持续推进产业结构转型升级，进一步提原油利用效率、加快低碳/零碳等原油替代产业发展，推动原油消费清洁化，持续加大原油勘探开发投入，加快科技创新支撑研发等，保障中国产业发展、能源转型与供应安全协同稳健发展。

油气爆炸载荷对储罐结构的毁伤机制及评估 [1-20]

蒋新生；秦希卓；储汇；王赛；林科宇

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【目的】随着油料储存规模化程度扩大，地面储油罐的安全防护压力与日俱增，一旦发生火灾爆炸事故，极易引发多米诺事故，导致灾难性后果。为分析地面储油罐在油气爆炸荷载下失效情况，针对动荷载条件下对储油罐动力响应及损伤评估开展研究。【方法】通过对不同油气体积分数与不同传播距离下油气爆炸外场超压参数进行测量分析，得到最危险油气体积分数（1.70%）下油气爆炸外场动荷载传播参数，结合量纲分析得到油气爆炸动荷载预测模型，运用仿真将动荷载作用于等比例地面储油罐模型。【结果】通过试验发现外场冲击波以出球状超压波形式向前方传播，油气持续燃烧时冲击波获得最大超压增量；通过对外场冲击波超压参数的分析拟合，得到超压参数随无量纲距离的变化规律，确定了油气爆炸动荷载预测模型，从而计算出地面储油罐在动荷载条件下的损伤准则；利用损伤准则对5 000 m³地面储油罐区内某一油罐发生爆炸时其他储油罐的动力响应情况进行评估，当储罐区发生多米诺爆炸事故时，两次爆炸事故间最大超压以超过3.5%的增量逐渐增大，爆炸时间间隔以超过20%的增量不断缩短，且爆炸序列呈现为Z字形。【结论】通过对动荷载条件下地面储油罐损伤评估分析，拟合出地面储油罐区最小布置距离，为地面储油罐安全布局、爆炸和火灾事故防控、应急救援和管理提供了科学依据与参考借鉴。

耦合流动机理与运行数据的成品油管道瞬态仿真 [1-20]

杜渐，李昊翀，廖绮，陆凯凯，郑坚钦，于晓

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[目的]成品油管道运行工况切换频繁，实现该过程流动参数准确监测，并获取管道高、低点水力状态变化规律尤为重要。现有瞬态估计方法大多依赖准确可靠的物理模型，多工况多参数组合下需高昂的计算成本，而基于机器学习的方法又忽视了管道瞬变物理规律，可靠性、准确性不足。[方法]建立一种耦合流动机理与运行数据的成品油管道瞬态仿真PINN（Physics-Informed Neural Network）模型：先搭建深度神经网络（Deep Neural Network, DNN）模型，构建流量、压力与管道运行时空坐标映射关系，有效提取瞬变过程中流动参数与时空坐标的非线性关联；再分析瞬变过程中各流动参数演化的内在联系，挖掘其所遵循的瞬变控制方程和对应的初始、边界条件；最后通过深度学习自动微分构造瞬变控制方程以及初始、边界条件对应惩罚项，约束模型解至瞬变机理解空间内，提高瞬态仿真的准确性。[结果]以某仿真管道系统启输、分输、增降输工况为例验证发现，相较于DNN模型，所建PINN模型G1管道压力预测结果的平均MAPE分别降低了77.4%、88.7%、87.8%，流量预测结果的平均MAPE分别降低了86.7%、94.4%、95.7%；以中国华南地区某成品油管道降输、增输工况为例验证发现，相较于DNN模型，所建PINN模型管道压力预测结果的平均MAPE分别降低了94.2%、92.8%。[结论]所建PINN模型可实现不同工况、参数组合下瞬态流动参数的高效、准确求解，有助于保障管道运行过程的稳定性和安全性。

基于天然气运价承受能力的价区划分策略 [1-13]

于妮妮张媛媛李金玥王瑶蔺彦文陈思敏

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【目的】中国天然气运价现有的4价区划分方法未考虑价区内部各省（市）运价承受能力的差异，缺乏统一性、客观性。为了优化中国天然气价区的划分，亟需从中国大陆地区31个省（市）的运价承受能力角度研究价区划分策略。【方法】从经济、社会、能源、环境及天然气行业5个方面构建评价指标体系，通过建立熵权-TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution）模型，得到影响各省（市）运价承受能力的一级指标得分与运价承受能力总得分；再选用组间联接的方法，将运价承受能力的一级指标得分与总得分分别进行系统聚类，通过肘部法则确定聚类类别数。【结果】基于两次评价模型得分聚类结果，山东省、西藏自治区与其他省（市）运价承受能力分别为最大、最小，故可各自单独归属为一类；中东部地区沿海省份运价承受能力与该价区内陆省份运价承受能力存在较大差异，广东、江苏、浙江等沿海省（市）天然气运价承受能力较高，而北京、天津、河北等内陆省（市）天然气运价承受能力相对较低且聚类结果稳定；此外，辽宁与东北价区中黑龙江、吉林的运价承受能力差距明显，但与中东部沿海省（市）的运价承受能力较为接近；中部其他省（市）评价得分较为集中，类内距离小。【结论】建议将中国天然气价区划分为6类，现有的中东部价区进一步细分为内陆价区与沿海价区，并将辽宁省归属为沿海价区，且山东省、西藏自治区单独划分为两个特殊价区，其余运价承受能力得分差距较小的中部省（市）划归为一类，使各价区间的运价承受能力更为接近，从而推动天然气价区划分方式的变革。

天然气管网运行数据应用平台建设 [1-13]

刁洪涛，虞维超，王凯鸿，苏怀，张轶，杨兆铭

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[目的]为充分挖掘天然气管网运行数据价值，解决管网运行数据价值密度低、数据源异构性强、数据采集汇聚不全面、流通共享不充分、开发应用不深化、治理安全短板突出等问题，国家管网集团油气调控中心自主开展了天然气管网运行数据应用平台建设。[方法]该平台充分利用自动化数据采集和关键设备远程控制技术，通过关系型数据库完成底层数据结构的搭建，实现对天然气管网运行态势的全景感知；研发具有底层统一特征的数据交换技术来挖掘管网运行数据价值、优化运行数据结构、整合管网运行数据资产。此外，该平台进一步优化了生产运行数据的展示界面，极大降低了数据查询相关操作量，可协助运行管理和分析人员快速掌握管网实时生产信息、运行情况及历史数据，并采用深度学习算法和特征增强技术开展了天然气管网关键气量预测。[结果]天然气管网运行数据应用平台的建成促进了SCADA数据、管道中间数据、生产运行管理数据、台账报表、仿真优化数据的交互共享，形成了管网系统物理参数数据库，实现了多源-多尺度高维数据共享规范应用并提高了数据利用水平。[结论]天然气管网运行数据应用平台的高效利用可以显著提升国家管网集团油气调控中心的数据应用水平，增强管网管控和应急保供能力，助力集团公司数字化转型和“智慧管网、智能管道及智能调控”建设。

工程哲学视角下的油气管道工程发展与展望
[1-13]

陈朋超,关中原

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【目的】科学-技术-工程三元论的提出使工程哲学作为哲学的一个学科分支而兴起，油气管道工程作为人类社会重要的工程系统，其规划建设与运行管理需要遵循工程哲学的普遍规律，同时工程实践经验又可以丰富工程哲学的理论体系。【方法】分别从油气管道承运介质、油气管道本体、介质与管道相互作用、管道与环境相互作用、介质-管道-环境相互作用角度对油气管道工程的研究对象进行系统梳理；从油气管道工程的起源、现代油气管道工程的开端、中国油气管道工程的发展等方面对油气管道工程的发展历程进行简要阐述；从新型能源体系、交通运输体系、第四次工业革命等视角对油气管道工程的发展趋势进行了初步分析。【结果】油气管道工程是对相关科学、技术进行选择、整合、协同而集成的管道科学技术群，并通过与相关经济要素优化配置构建而成的有结构、有功能、有效率的工程系统，体现“能源调运载体”的价值取向。油气管道工程的发展历程，验证了如下工程哲学观点：工程先于科学出现，工程与科学、技术相互独立又相互支撑；解决现实问题是工程发展的动力，时代的科技发展及人类认知水平决定工程水平。【结论】在第四次工业革命驱动下，与新型能源体系及综合立体交通网深度融合是油气管道工程未来发展之路，应兼顾基础研究和前沿探索，加强颠覆性技术攻关，最大限度发挥管道在能源系统及交通运输系统中的作用。

四氢呋喃水合物结晶及其浆液流变特性 [1-12]

谢振强，李清平，杨硕，姚海元，秦蕊

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【目的】水合物浆液输送可有效节约药剂使用成本，有望成为一种安全经济高效的天然气海管运输模式，目前研究多为限定形状的水合物生成和水合物浆液流变性的实验研究，水合物浆液自发结晶和流动剪切下的结晶研究较少；而结晶是影响水合物浆液流变性的关键因素之一，对浆液中水合物结晶生长的研究有助于深入分析和预测海管的流动状态，对海管流动安全保障具有重要意义。【方法】首先通过理论分析了四氢呋喃水合物自发结晶过程，并通过偏光显微实验验证了该理论；进而使用高精度流变仪探究动态剪切作用对结晶生长特性的改变及剪切速率、降温速率等因素对水合物浆液流变性的影响。【结果】静态原位四氢呋喃水合物以棒状结晶生长，晶体的轴向生长速率大于径向生长速率；剪切作用使四氢呋喃水合物析晶数量增多、单晶尺寸减小，同时促进棒状晶转变为块状晶。浆液黏度随剪切速率增大呈指数型下降，随体系降温速率增大先快速增加后达到稳定，随四氢呋喃质量分数的提高而快速上升。【结论】四氢呋喃水合物棒状晶端部更小的界面能与更大的温度梯度促进晶体轴向生长，而剪切作用会强制改变晶间方位，促使棒状晶团簇形成块状晶。研究结果可为流动体系水合物生成及水合物浆液输送等相关研究提供参考。

多源数据融合的燃气管道高后果区识别与分级方法
[1-9]

唐浩然熊俊楠雍志玮陈文杰刘傲儒王启盛肖慧文王荣康

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【目的】传统燃气管道高后果区识别方式受限于人员熟练程度与人为主观判断影响，存在效率低以及人为误差较大等问题。近年来，卫星影像数据与地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的引入在一定程度上改善了上述问题，但单一数据依然难以满足燃气管道高后果区识别与分级对数据多样性的需求，限制了识别和分级工作的定量化与自动化程度。通过多源数据获取建筑物空间及属性信息，提出燃气管道高后果区识别与分级方法。【方法】基于无人机采集的高分辨率正射影像，构建一种优化建筑物边缘提取效果的深度学习模型SEU-Net（Squeeze-and-Excitation U network）从正射影像中提取管道周边建筑物轮廓；在引入兴趣点（point of interest，POI）获取建筑物种类信息的同时，通过三维点云获取高精度数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）与数字表面模型（Digital Surface Model，DSM），计算建筑物高度；基于GIS的空间分析功能与属性处理能力，计算建筑物面积，整合建筑物空间与属性信息。设计了燃气管道高后果区识别与分级算法。【结果】以四川省遂宁市某燃气管道为例验证该方法，与传统识别结果相比，应用该方法识别出人工漏识别建筑物17座，减少误识别高后果区管段0.369 km。【结论】该方法具备更高的准确度和效率，在燃气管道完整性管理领域具有很好的应用潜力。

甲醇-成品油混合体系相溶性规律实验 [1-11]

黄鑫，王良旭，尹鹏博，李臻超，聂超飞，滕霖

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【目的】新兴能源甲醇在能源转型中具有重要地位，采取成品油管道顺序输送甲醇可降低输送成本、提高输送效率，但甲醇与汽油、柴油之间特殊的相溶性问题对成品油管道顺序输送甲醇工艺具有较大影响。【方法】自主设计研发了甲醇-成品油混合相溶性实验装置，对不同醇油比、不同含水率下甲醇-成品油混合体系的相分离温度、进行了实验研究。【结果】①在－10～50 ℃温度范围内，无水甲醇与汽油能够完全相溶。②在含水甲醇-汽油中，水分子与甲醇分子形成的氢键远大于甲醇与汽油之间的结合力。微量水会导致甲醇与汽油的相溶性降低，甲醇含水率每增加0.2%，相分离温度升高7～8 ℃；随着醇油比增大，含水甲醇与汽油的相分离温度先增加、后减少，并在含水甲醇体积分数40%时达到最高。③无水甲醇与柴油存在明显的分层现象，随着温度的升高，柴油在甲醇中的溶解度增大。④含水甲醇与柴油不能完全相溶，随着含水率增大，柴油中的甲醇更易析出。⑤温度的降低会导致甲醇与成品油的相溶性降低，甲醇-成品油混合体系从底部开始析出液滴，且液滴在浮力的作用下不断上浮。【结论】厘清了不同条件下甲醇-成品油混合体系相溶性的影响规律，揭示了降温过程中甲醇-成品油混合体系分层演变规律，研究成果可为成品油管道顺序输送甲醇工艺的设计与运行提供科学依据及数据支撑。

基于知识图谱的无人机管道检测研究现状与创新分析 [1-17]

马英涵，赵弘

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【目的】在能源领域，管道检测及监测可以及早发现和解决能源管道输送中出现的问题，并确保管道系统的安全运行和可持续发展。传统管道检测在精度、效率、安全性等方面仍存在局限，因此研究无人机管道检测技术具有重要的现实意义和广阔的发展前景。【方法】结合行业标准以及无人机技术发展现状，使用CiteSpace文献分析软件，对相关文献的发表时间、关键词共现、聚类、频次、时间线图、作者等多维度进行知识图谱分析，在此基础上追踪溯源热点会议与期刊，分析相关领域实验室与学者之间的关联，并对无人机的特点进行分析，进而指出无人机在管道巡检上的应用策略，并对中国无人机管道检测发展的趋势进行预测及创新性分析。【结果】无人机管道检测相关领域是无人机的一个应用场景，为新兴领域，从2015年后逐渐成为热点研究方向，且部分科技公司已经在实际油田中使用无人机进行智能检测。但当前学者间合作较少，且国家标准与行业标准均未对无人机管道检测的技术指标做出明确规定。【结论】无人机管道检测技术属于跨学科领域，通过该技术的发展可以提高管道检测效率、降低成本、保障安全，并为无人机相关产业的发展提供新的动力。

智慧工地视觉智能技术深化应用探讨 [1-9]

范婷

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【目的】油气储运建设工程的工地现场环境恶劣、作业危险系数高、施工人员成分复杂，工地安全管理面临巨大困难，而视觉智能技术的应用可为提升工地安全管控能力提供有效的技术支撑。【方法】针对视觉智能技术在智慧工地中应用的不足，首先提出全周期管理模式的理念及意义；其次围绕全周期管理模式深入分析和探讨视觉智能技术在智慧工地中的深化应用，结合工地安全实际管理需要，提出智慧工地全周期管理的视频AI+安防模式；最后对智慧工地视觉智能技术的应用发展趋势进行展望。【结果】智慧工地全周期管理的视频AI+安防模式构建了全场景安全监控、全要素风险识别、全方位事件管理的安全管理运行保障机制，确保了安全管理无盲区、无遗漏，实现了智慧工地安全管理的全面性、连续性和精细化；通过对海量视频数据的深度挖掘分析，更加全面地理解工地安全问题和管理挑战，建立数据驱动、数据指引的管理决策机制，通过更加智能、精准地分析研判和科学决策可进一步提升工地安全管理的质量和效能。【结论】智慧工地全周期管理的视频AI+安防模式创新地将智能监控与智能研判应用于工地安全管理的事前、事中、事后各个环节，每个环节相互关联构成完整的安全管理循环，消除管理盲区实现了全方位的安全管理，可为油气储运行业技术人员在智慧工地场景深化应用视觉智能技术提供参考与借鉴。

运输市场竞争下成品油管道效能评价 [1-11]

张昊，涂仁福，张旭，杨心怡，苏艺薇，夏玉恒，阎君，邱睿

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[目的]国家石油天然气管网集团有限公司的成立标志着中国油气体制改革迈出关键一步。油气管道独立运营，成为油气物流市场的参与者，与铁路、水路、公路共同参与物流市场份额的竞争，但现有研究缺乏对成品油管道效能评价的关注，影响管道运输竞争力的提升以及管道的长期建设规划。[方法]结合工程实际，综合炼厂端、油库端、通道端的运行业务要求，建立运输市场竞争下成品油管道效能评价方法：以成品油一次物流总运输费用最小化为优化目标，构建成品油资源配置模型，用于求解多运输方式竞争条件下的成品油一次物流方案；在此基础上，利用总运输费用、管输占比2项指标评价管道在常规场景、极端天气场景下对整个成品油物流系统的作用。[结果]将上述评价方法应用于中国某成品油管道，并利用其2023年经营数据进行测算。结果显示：在经济性方面，该管道可使成品油一次物流总运输费用降低0.1%；在运输结构方面，沿线炼厂管输占比最大提高12.48%；此外，在极端天气场景下该管道能够有效缓解其他运输方式运力短缺所导致的供应中断，保障能源供应，部分水路运输能力降低15%后，管输占比由41.66%增长至42.07%，其中，该管道月运输量增幅超400%，占总管输量比例由0.19%增至0.98%。[结论]所提出的管道效能评价方法可量化管道在经济效益提高、运输结构优化方面的贡献，为管道的前期规划设计和日常运维管理提供参考。

机场加油系统控制方案评价 [1-10]

沈青，刘鹏，宫敬，李晓平，王延庆

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[目的]随着民航需求与日俱增，大中型机场数量增加，安全稳定的机坪管网供油系统是实现民航机场人享其行、物畅其流的基石，精准的启停泵控制方案是保障恒压供油自动控制系统高效运行的核心。[方法]采用特征线法编制机坪管网供油系统离线仿真程序，并与SPS软件结果进行对比，验证了所编制程序的准确性。以中国某机场实际管网结构和加油信息为例，针对不同控制模式（单泵变频、多泵变频）、不同测量参数（压力频率、压力流量）的控制方案，考虑该机场一天内加油流量变化，模拟得到不同控制方案下油库出口压力、加油泵运行状态随时间的变化情况，统计得到启停泵次数与泵机组运行能耗并进行对比分析。[结果]基于压力频率测量参数进行控制时，系统倾向于启动更多的加油泵以应对压力波动，因此其最大运行泵数高于基于压力流量测量参数控制。启停泵控制的关键是保障加油需求与运行泵数匹配，停泵更及时的控制方案能够有效减少能量损耗。综合考虑，多泵变频控制模式能够在停泵工况下通过调节泵转速来保障管道压力稳定，且基于压力流量测量参数进行启停泵判断时能够显著降低运行能耗，提高系统运行的安全性与经济性。[结论]研究成果能够辅助设计和运行人员进行泵启停控制方案优选，有利于机场加油系统的合理规划设计、安全调度管理及精确操作控制。

管道IMU弯曲应变解算算法优化与全尺寸试验验证
[1-10]

石彤刘啸奔张琳王军李睿谢婷冯庆善黄启玉

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基于惯性导航（Inertial Mapping Unit，IMU）内检测器的管道弯曲应变识别技术，目前已被国内外广泛应用。【目的】IMU通过陀螺仪获取的俯仰角、航向角等进行解算并获取管道全线弯曲应变，但由于内检测器实际运行时存在因自身尺寸等原因造成的检测轨迹线偏移，导致IMU检测弯曲应变与管道真实弯曲应变之间存在一定误差。【方法】基于实际内检测器尺寸建立无异常振动等干扰的IMU内检测器仿真模型，构建管径508 mm管道不同弯曲应变条件下的仿真数据库，提出基于神经网络-决策树（ANN-ExtraTree）深度学习模型的解算优化算法，进行误差分析与弯曲应变解算算法研究。开展全尺寸管道弯曲应变牵拉试验，验证解算优化算法的可行性与准确性。【结果】研究结果表明：随着管道弯曲应变增大，IMU检测弯曲应变与管道真实弯曲应变之间的误差随之增大。解算后弯曲应变数据的误差协方差、均方误差、误差标准差分别由0.007 0、0.004 9、0.070 2降低至0.001 2、0.001 6、0.012 6，而表示相关性的决定系数由0.443升高至0.981。采用全尺寸牵拉试验验证该算法，弯曲应变与应变片检测真弯曲应变之间误差分别降低了79.6%、79.4%、76.0%。【结论】通过有限元模拟与全尺寸牵拉试验数据验证了所提出解算优化算法的可行性与准确性，为基于IMU内检测的管道真弯曲应变获取提供技术支撑与指导。

基于偏置交流电磁场检测的管道裂纹内检测方法 [1-11]

付双成，余冰锋，辛佳兴，丁融，杨帆，闾宏为，陈金忠，完小康

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【目的】传统管道漏磁检测技术对于与磁力线夹角较小的裂纹缺陷检出能力不足，为保障油气管道的安全运行，亟需一种能够准确检出上述缺陷的检测方法。【方法】结合漏磁与交流电磁场检测技术的优势，提出了一种基于偏置交流电磁场检测技术的管道裂纹内检测方法。根据偏置交流电磁场检测基本原理，分析了裂纹角度对试件内部磁场及表面涡流场分布的变化规律，通过建立有限元分析模型，厘清了管道有无裂纹对其内部磁场及表面涡流场分布的影响，并搭建了偏置交流电磁场检测实验平台，验证了方法的可行性。【结果】对于内壁不同角度裂纹：在0°～15°时，信号特征呈现出先波谷后波峰的分布，而在15°～90°时，发生相位翻转，信号特征呈现出先波峰后波谷的分布，当内壁裂纹角度为0°~45°时，裂纹响应信号峰谷值U_max-min随内壁裂纹角度的增大逐渐减小；当内壁裂纹角度超过45°时，U_max-min随内壁裂纹角度增大而增大。对于内外壁不同深度裂纹，其响应信号特征均呈现出先波峰后波谷的分布，U_max-min随内外壁裂纹深度的增加逐渐增大。【结论】该方法可有效识别管道内壁0.3 mm宽的不同角度裂纹及0.5 mm宽的90°不同深度裂纹，且对外壁0.5 mm宽、90°、不同深度裂纹的最小检测深度为30%壁厚，具备对管道内壁不同角度裂纹及内外壁不同深度裂纹的定量识别能力。

面向高后果区工程车辆视觉检测的YOLO-MMCE算法
[1-10]

孙卉梅　刘路　王德刚　王太勇

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【目的】高后果区大型施工现场的工程车辆对埋地管道造成严重的安全隐患。针对当前常用方法在工程车辆重叠目标检测和日照变化场景下的目标检测方面存在漏检率高、检测精度低的问题，以挖掘机、装载机、压路机和重型货车4类常见工程车辆作为识别对象，提出了一种基于改进YOLOv5的工程车辆目标检测方法——YOLO-MMCE。【方法】采用Mosaic+Mixup结合的数据增强方式，增强对不同场景的适应能力，提高模型在实际复杂环境和模糊情况下的鲁棒性和泛化性。针对目标重叠和光照变化导致的特征不明显问题，在YOLOv5网络模型中引入坐标注意力机制（Coordinate Attention，CA），增强网络模型的特征提取能力；为了提升预测边框回归精度，引入了高效率交并比（Efficient Intersection over Union，EIOU）函数，计算了预测框和真实框的宽高差异值取代纵横比，进一步提高算法检测精度。【结果】以兰郑长成品油管道高后果区监控摄像机获取的施工现场照片为数据集，对YOLO-MMCE算法进行验证。实验结果表明，对YOLOv5算法3个方面的改进均能提高其在实际工况下工程车辆目标检测的精度，总体平均精度均值（Means Average Precision，mAP）达到84.8%，比原始YOLOv5算法提高了6.9%。对挖掘机、装载机、压路机和重型货车的目标检测mAP分别提高了4.4%、7.5%、9.5%、6.0%。【结论】YOLO-MMCE算法有效解决了重叠目标检测和日照变化场景下的工程车辆目标检测问题，具备实际应用价值。

隧道穿越段变形管道应力评估及应对措施 [1-12]

邱春斌

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【目的】山岭隧道穿越对于长输油气管道工程较为常见，当隧道内管道约束或补偿不足时，在输送内压与温度作用下，管道易发生较大变形，开展隧道穿越段变形管道应力评估显得尤为必要。【方法】综合利用理论计算、管道超声应力监测及有限元分析3种方法，对隧道穿越段变形管道应力进行计算；基于管道应力计算结果，合理布设管道应力监测点，高频动态监控隧道穿越段变形管道应力变化情况；基于管道应力动态监测数据，采用分阶段梯次释放管道应力的治理措施；根据治理前管道应力计算结果与治理中管道应力变化量（即管道应力监测数据），计算治理后的管道应力，从而评估管道的安全裕量。【结果】将方法应用于国家管网集团西部管道公司某隧道穿越段变形管道，应力评估发现变形管道处于高应力水平，应力集中点位于隧道入口和出口段管道处，在运行压力12 MPa、运行温度40 ℃的设计工况下，隧道出口处管道焊缝的当量应力占屈服应力比例为93.87%，不满足管道当量应力不大于0.9倍屈服应力的安全要求。通过非动火治理后，隧道入口段管道当量应力安全裕量由68.50 MPa增至181.14 MPa，而隧道出口段则由47.50 MPa增至183.66 MPa，应力释放效果较好。【结论】研究结果有助于长输油气管道隧道穿越段的设计及监测方案的制定。

基于X射线图像与稀疏描述的管道环焊缝缺陷自动识别法 [1-10]

贾韶辉，李亚平，高炜欣，彭云超，张新建，王玉霞

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【目的】环焊缝焊接质量是影响管道安全运行的重要因素，X射线是焊缝缺陷检测的关键技术之一，但管道环焊缝缺陷及噪声的X射线图像特征值存在难以区分的问题。【方法】提出了一种高准确度的管道环焊缝缺陷X射线图像自动识别方法：在疑似缺陷区域（Suspected Defect Region, SDR）与灰度密度定义的基础上，构建了一种基于聚类的SDR分割算法，可以准确分割任意形状的缺陷SDR。为保证分割后图像识别的成功率，将判断X射线SDR图像是否为缺陷作为一种模式识别问题处理，并将待检测SDR图像视为样本SDR图像（即字典矩阵）的线性组合，通过求取系数向量判断分割后的SDR图像是否为缺陷。为使系数向量稀疏化方便判断，通过0范数最优化求解系数向量。同时，利用一种光滑可导的0-1惩罚项函数，使采用罚函数方法求0范数最优问题变为可能。为使字典矩阵能够包含尽可能多的图像特征，建立基于正交最优的焊缝X射线SDR图像最优字典矩阵模型，并提出了一种正交最优字典矩阵求解算法。【结果】基于所建模型及算法，开发了稀疏描述与X射线图像检测技术相结合的管道环焊缝缺陷检测软件，通过对管径762 mm、壁厚10.3 mm的某管道焊缝缺陷进行X射线图像识别，结果表明缺陷检出率可达98%。【结论】新提出的缺陷识别方法可大幅提升管道环焊缝安全隐患检测的质量与效率，具备工业化应用前景。

大型LNG储罐群桩水平承载力确定方法 [1-13]

魏成国，王汉文，刘文涛，崔炜，詹旺宇

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【目的】对于大型LNG储罐的群桩基础而言，在OBE（50年超越概率10%）、SSE（50年超越概率2%）两种地震工况下承受的水平力较大，桩水平承载力验算尤为关键。规范经验公式在验算桩水平承载力中存在未考虑群桩中不同位置处桩间土相互影响叠加效应，计算结果偏保守，桩基投资浪费较大的问题。【方法】为此，基于岩土分析软件PLAXIS 3D，结合已有现场试桩数据验证土层参数取值的准确性，并对20×104 m3大型LNG储罐高桩承台基础进行不同地震荷载作用下的数值模拟计算，得到不同工况下群桩的水平力分布特点。【结果】受力方向前排基桩的水平力值均大于中心基桩，且随水平荷载增大，两者比值呈下降趋势。传统规范设计方法未考虑群桩中不同位置处桩间土相互叠加影响效应，结果偏保守，将造成较大投资浪费。在此基础上，提出一种基于单桩水平承载力试验的LNG储罐群桩水平承载力的确定方法，并与传统规范设计方法进行对比。【结论】该方法在考虑桩根数、桩间距、桩径、桩顶约束方式的同时，通过选用合理的土体本构模型与土层参数，可考虑实际桩间土相互影响，在保证群桩具有足够水平承载力的前提下显著降低设计中的保守度，对提高LNG储罐高桩承台群桩基础设计的经济性具有借鉴作用。

X80管道环焊缝GTN损伤模型参数标定及应用 [1-14]

崔忠浩，刘艳贺，王海涛，罗艳龙，张新军，李仕力，周少坤

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【目的】数值模拟方法在研究高钢级油气管道的损伤演化行为方面发挥了重要作用。然而，模拟结果的准确性往往受损伤模型参数的精确度所制约，确定准确的损伤参数既是保证模拟结果准确性的必要条件，也是分析工作的难点所在。【方法】通过材料拉伸试验、数值模拟和响应面法相结合的有限元反向标定法，建立不同孔洞体积分数与反映材料弹塑性变形以及损伤断裂行为的特征参数之间的拟合关系，实现对X80管道环焊缝Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）损伤模型参数的有效标定；利用该参数标定结果对材料的拉伸试验过程进行数值反演，通过比较仿真与试验结果的断口特征和应力应变曲线完成对模型的参数精度的验证；同时，基于上述GTN损伤模型对X80管道环焊缝的单边缺口拉伸和单边缺口弯曲试验过程进行数值模拟及结果分析，完成针对该GTN损伤模型的适用性验证。【结果】针对参数标定结果精度验证方面，完成参数标定后的仿真呈现出的断口位置以及断裂特征与试验结果相符合，其应力应变曲线在整个损伤断裂过程中存在良好的一致性，通过对比抗拉应力、抗拉应变、断裂应力以及断裂应变四个特征点的差值后发现，两者存在的最大误差不超过10%；在模型适用性验证方面，单边缺口拉伸试样和单边缺口弯曲试样所对应表观韧性值分别为0.3993和0.3242，两者所对应的最终转化率在1.23左右。【结论】参数验证结果证实了本文所提出的GTN模型及其参数标定方法对X80管线环焊缝的损伤演化行为预测方面的有效性，同时，基于该GTN模型所搭建的小尺寸断裂韧性试验模型数值模拟结果验证了不同试样之间由于裂尖拘束度影响所造成的断裂韧性的差异性问题，试验结果进一步说明了该GTN模型在X80高钢级油气管道损伤断裂领域具有较强的应用价值。

盐穴储气库注采气井脖颈收缩原因及预防治理措施 [1-10]

周照恒，李玉星，林敏，郭宏帅，王建夫

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【目的】2019年相关人员在金坛盐穴储气库进行带压测腔施工过程中发现有2个注采气井的脖颈收缩严重，与2013年的检测结果相比，体积收缩率分别达66%与72%，为避免脖颈继续收缩所导致的脖颈段通道堵塞，保障注采气的安全稳定运行，需开展腔体的脖颈收缩原因研究，有针对性的提出预防及治理措施。【方法】参考金坛盐穴储气库中2个腔体的生产运行数据、脖颈形状测量数据、地质条件、岩盐力学参数等资料，采用数值模拟分析、多臂井径仪测量、井下电视观察等手段对脖颈收缩原因进行了研究。【结果】2个腔体的生产运行情况均符合设计要求；数值模拟结果显示，在设计运行压力7~15 MPa范围内，脖颈半径的最大蠕变收缩量为7.62 mm，压力对脖颈收缩影响较小；多臂井径仪的测量结果与声呐测量数据基本相符，排除了测量出现误差的可能性；井下电视观察结果显示脖颈收缩处有大量盐结晶。【结论】盐穴储气库按照设计压力运行，可有效避免蠕变所引起的脖颈收缩；脖颈收缩主要由盐结晶导致，盐结晶主要由注采运行过程中凝析水附着在脖颈处引起岩盐重结晶导致。对此可采取优化监测手段及监测周期、优化脖颈段工艺设计、治理腔内残留卤水等手段对脖颈收缩进行预防，可采用连续油管射流清洗技术进行脖颈堵塞治理。

掺氢天然气管道泄漏扩散研究现状及发展趋势 [1-15]

蒋宏业，寇明月，廖柯熹，徐涛龙，李又绿，何国玺

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【目的】目前，将氢气以一定比例掺入天然气管网输送是发展低碳经济、解决可再生能源发电过剩而导致弃电消纳问题的有效途径，保障掺氢天然气管道安全运行对于能源发展具有重要意义。【方法】为积极应对掺氢天然气管道安全运行发展需求，基于Cite Space软件调研分析了2009年至今的国内外相关文献，具体阐述了掺氢天然气管道泄漏扩散发展进程与研究热点。在研究现状方面，将掺氢天然气管道应用场景分为受限空间（厨房餐厅、站场阀室、地下管廊及隧道）与非受限空间（架空管道、埋地管道及海底管道）两大类，分别分析了各个应用场景下的研究方法、泄漏积聚现象、扩散规律及其影响因素，并结合行业趋势与技术研究进展对未来研究方向提出建议。【结果】中国掺氢天然气管道泄漏扩散相关研究起步较晚，但发展迅速。相比非受限空间，受限空间更容易出现掺氢天然气积聚并形成爆炸性气体混合物。在研究方法上，掺氢天然气管道泄漏扩散研究主要采用数值模拟方法，基于分子动力学的理论研究较少，且实验与管道实际运行情况贴合度较低。在研究方向上，目前缺乏部分典型用氢环境的模拟研究，掺氢天然气管道泄漏扩散监检测技术相关研究亟需深入。【结论】建议进一步加强开展全尺寸多场耦合实验，加强水下、高压场景下掺氢天然气泄漏扩散规律探究，同时聚焦于掺氢天然气管道泄漏扩散监检测技术，制定具体的量化风险评估和安全评价方法，为建立专门的掺氢天然气管道输送标准及相关监管政策提供技术支持。

基于KNN和随机森林算法的腐蚀泄漏风险软检测模型
[1-14]

杨阳，李成志，杜选，于晓，董绍华

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【目的】城镇燃气管网完整性管理需要有效的风险评价方法，腐蚀泄漏风险评价需要将风险评价因子充分与各项检测业务进行结合，然而当前检测数据繁杂且缺失严重，亟需一种可预测与评价腐蚀泄漏风险的方法。【方法】通过相关性分析，筛选出与腐蚀泄漏风险相关的关键指标，结合管道本体数据和周围环境数据，采用KNN和随机森林算法，建立智能软检测模型。【结果】该模型能够对缺失检测数据进行预测，实现关键指标的间接测量，模型预测值与真实测量值的相对误差小于25%，达到合格水平。该模型可在数据缺失情况下有效预测管道腐蚀泄漏风险，为定量评价奠定基础。与前人研究相比，模型在多因素耦合关系提取与算法选择上进行创新，提高了预测的准确性与可靠性。然而，部分异常数据表明该模型在某些条件下的预测能力有限，且模型依赖于数据完整性和准确性。设法提高检测数据数量和质量，优化关键风险指标特征提取方法，可以进一步提高模型精度。【结论】本研究丰富了燃气管道腐蚀泄漏风险预测理论，在提高管道运行安全性和可靠性方面具有实用价值，未来应着重改进数据采集和分析技术，进一步优化模型结构，提升其在不同应用场景下的适应性和准确性。

PLNG中CO₂液固相平衡实验测定与理论计算 [1-13]

李子禾；朱建鲁；苗青；闫峰；欧阳欣；聂超飞；韩辉；李玉星

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【目的】浮式液化天然气（Floating Liquefied Natural Gas，FLNG）装置相比传统海底管道更适用于海上天然气的开发，但其目前造价高昂，对于部分气田来说经济性并不可观，因此其推广应用价值受到一定的限制。为解决FLNG造价高昂等问题，提出带压液化天然气（Pressurized Liquefied Natural Gas，PLNG）技术。带压条件下天然气液化温度上升，二氧化碳等杂质溶解度也随之增大，对于CO₂含量不高的气源，天然气预处理装置可实现简化甚至取消。为得到PLNG的气质处理指标，需对CO₂在PLNG中的液固相平衡机理展开研究。【方法】设计并搭建新型液固相平衡实验装置，其具有可视化与连续取样功能，借助该装置开展二氧化碳液固相平衡实验测定；构建了基于液固相平衡原理的CO₂固体溶解度理论计算模型，利用实验数据通过遗传算法对二元交互作用系数进行优化。【结果】实验结果表明：在162 K左右（对应纯甲烷饱和蒸汽压约1.7 MPa），二氧化碳固体在液化天然气中的溶解度超过1.5%。计算结果表明：经过遗传算法的优化，理论计算模型对于CO₂固体溶解度的计算精度得到提高，以CO₂在纯甲烷中的溶解度为例，优化后模型的计算结果与实验数据的平均百分比相对误差由10.83%降至2.333 6%。【结论】研究结果为带压液化条件下二氧化碳预处理气质指标的制定提供了计算精度较高的理论计算模型作为依据，同时也为后续液固相平衡研究提供了实验装置，未来可通过该装置开展对PLNG温区下重烃组分在LNG中的液固相平衡研究，建立较完善的杂质析出模型。

基于变质心调谐原理的管道内检测机器人减振方法 [1-12]

李睿，石新娜，刘浩天，富宽，马江涛，张行

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摘要：【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备，管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性，其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头时的运动特点，结合调谐质量阻尼器与变质心减振控制原理，提出了一种阻尼-质量球缓冲吸能变质心减振思路，并设计了单自由度与两自由度两种管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构；使用ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件与Matlab软件联合模拟方法，研究了管道内检测机器人过弯头时的振动响应情况，并对含减振结构的管道内检测机器人过弯头时的冲击碰撞工况进行了双向流固耦合动力学分析。【结果】通过对比分析减振前、后管道内检测机器人过弯头时的加速度时程曲线与能量幅值，明确了两种自由度减振结构的减振效果：与无减振结构相比，含单自由度减振结构的管道内检测机器人在入弯初期存在加速度突变现象，最大可达3.47 g（1 g=9.8 m/s2）；含两自由度减振结构的管道内检测机器人过弯头过程中，轴向、水平摇摆方向加速度极值的下降幅度最高分别达48%、39%，振动能量下降极为明显。【结论】新设计的管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构具有较好的减振效果，可为管道内检测机器人的平稳作业提供理论参考。

智能油气管网系统建设与运行方法论研究 [1-17]

冯庆善

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【目的】随着工业技术的进步，油气管道系统自动化水平逐步提升，向无人化、智能化发展，尤其是关键设备一键启停、管道一键启线、光纤振动预警、无人站建设等取得了积极进展，积累了一定的技术成果与经验做法，在中俄东线天然气管道等工程开展了较好的试验与实践，但智能管网未来发展仍然充满挑战，存在诸多需要持续系统化提升与攻关的关键技术及管理理念。【方法】对管道技术发展历程及未来需求与发展方向进行分析，结合管道智能化发展重大理论与实践问题，对标国际先进水平与做法，提出智能管网的定义、关键逻辑准则、建设与运行方法论，明确智能管网的建设要求、运行模式等关键难点，形成理论与实践体系。【结果】提出智能管网3个发展阶段及不同阶段的特征、各要素的逻辑架构，以及智能管网建设与运行在基础理论、新形态、技术创新、产业创新及组织创新的5个维度体系架构，并结合工程实际讨论了智能调控运行、智能物理保障、智能应急与防护、智能IT支撑等建设目标与研究内容。【结论】研究成果对于提升行业对智能管网认知水平及当前智能管网建设具有指导意义，未来智能管网建设将向着更加智能化、自动化、高效化的方向发展，要坚持系统思维开展研究、建设与运行，坚持基础研究与人工智能研究同步开展，强化网络安全与底线思维应对，不断满足智能管网建设战略需求。

高含水原油干线管道低温集输理论基础及现场试验 [1-13]

吕杨，张瀚文，刘罗茜，张富强

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[目的]截至目前，中国大部分内陆油田已经进入高含水开采阶段，含水率在90%以上甚至有个别区块的含水率大于95%，导致油田地面集输系统的加热能耗较高。为解决这一问题，部分高含水油田开展了高含水原油低温集输的现场试验，但仍存在“能否降温、降到多少温度以及是否发生粘壁现象”的工程技术问题。[方法]利用室内实验和数值模拟的方法对高含水原油低温集输粘壁温度（最低进站温度）进行了测试与模拟，得到了输送温度、析蜡特性对粘壁现象的影响规律，发现了析蜡点、析蜡高峰与粘壁温度的相关性。利用Pipesim软件对集输管道的水力热力特性进行了模拟计算，探究了不同进站温度下管道沿线的温度和压降。[结果]集输干线实现了外输温度从原本的55 °C降低至39 °C的低温集输，在外输温度降低16 °C的工况下，低温集输管道可安全运行。同时W5热力中转站的加热炉单日可节省天然气2 032 m3，取得了良好的经济效益，并在此基础上制定了高含水原油的低温集输方案和流动保障措施。[结论]研究成果可保障集输道在降温过程中的安全运行和风险预测预警，未来可通过引入修正系数或优化水力热力计算模型算法来提升高含水原油地面集输管网的水力热力计算精度。该集输干线低温集输现场试验可为高含水油田开展低温集输工作提供经验参考和工程应用实例。

先导式水击泄压阀设定压力关键影响因素确定与验证 [1-9]

陈悦¹，段峰波²

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【目的】先导式水击泄压阀是用于输油管道防止水击压力破坏的关键设备，研究先导式水击泄压阀设定压力的影响因素有助于准确控制先导式水击泄压阀的设定值。【方法】从先导式水击泄压阀的结构组成和工作原理入手，分别讨论了弹簧力、摩擦力、导阀芯与导阀座密封结构、导阀活塞对先导式水击泄压阀设定压力的影响，得出先导式水击泄压阀设定压力的关键影响因素是导阀弹簧与导阀活塞的配置，并提出确保先导式水击泄压阀设定压力精度的主要措施，并建立了试验系统对相关结果进行验证。【结果】当导阀弹簧选定时，在一定范围增大导阀活塞面积有利于提高先导式水击泄压阀设定压力的整体精度；当活塞面积与弹簧不变时，设定压力值越大，设定压力精度越高；当导阀活塞面积一定时，增大弹簧力可使先导式水击泄压阀可调整的设定压力值范围扩大。在试验验证测试中，通过配置不同的导阀活塞及不同的弹簧，得出在设定压力不变的条件下，随着活塞面积增大，先导式水击泄压阀实际起跳压力值越接近设定压力值，设定压力精度越高；在活塞大小不变的条件下，设定压力越高，先导式水击泄压阀实际起跳压力值越接近设定压力值，设定压力精度越高。【结论】为了进一步提升先导式水击泄压阀设定压力的设定精度，建议在工程应用中，结合实际优选弹簧与活塞结构、材质并进行优化组合。

油气管网服务新型能源体系建设的创新路径 [1-10]

王震；孔盈皓

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【目的】油气管网作为油气上下游衔接协调发展的关键环节及油气市场化改革的关键抓手，在中国具有油气进口通道、输送、调峰三大基础功能，但面对构建新型能源体系的战略需求，油气管网的功能亟待拓展，要求其在高效传输油气的同时，将油气与其他能源紧密联系，实现不同能源之间的协同配合与相互促进，形成一个有机的能源供应整体。【方法】通过深入分析中国油气管网建设运营现状及新型能源体系典型特征与发展规律，明晰油气管网在新型能源体系中的功能定位及其融入新型能源体系面临的挑战，确定符合新型能源体系建设规律且能够更好服务新型能源体系的油气管网发展规划与创新路径。【结果】新型能源体系要求稳步推进全国“油气一张网”建设及“X+1+X”油气市场化改革，确保油气管网基础功能充分释放；挖掘实现油气管网的拓展功能，使之成为油气与其他能源形式高效融合调度的重要基础设施，油气与氢能、甲醇等多种介质融合输送的重要通道，以及油气与电力系统高效连接的关键桥梁。【结论】根据新型能源体系建设发展阶段，提出油气管网适应新型能源体系建设的3个发展阶段，即2024－2035年的发展探索期、2035－2050年的加速转型期及2050－2060年的巩固完善期，明确了各阶段主要特征与发展目标。最后提出相关建议，指出需要进一步优化油气市场体制机制，持续提升油气管网基础功能，统筹谋划油气管网拓展功能培育新质生产力。

天然气管道系统目标供气可靠度计算方法 [1-11]

姚广玉，郑洪龙，李大全，魏然然，孙巧飞，杨凯　

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【目的】天然气管道系统是由众多单元组成的大型、复杂及开放系统，确保安全可靠运行显得尤为重要。随着管道系统可靠性研究的不断深入，系统可靠性指标体系逐渐完善，但尚缺乏有效的系统目标可靠度计算方法，严重制约了天然气管道系统可靠性评价方法的工程实际应用。【方法】提出了一种基于单元可接受风险的天然气管道系统目标供气可靠度计算方法，其包括单元目标可靠度与系统目标供气可靠度两个部分：根据风险可接受准则与风险后果计算方法，构建了基于社会风险与个人风险的管道单元目标可靠度确定模型；考虑天然气管道系统关键单元具有随机失效、气源与用户需求随机波动的特性，构建了基于蒙特卡洛模拟的供气可靠性评价方法，并结合单元目标可靠度计算结果，从而确定天然气管道系统的目标供气可靠度。【结果】将新建的计算方法应用于中国某天然气管道系统，得到该系统目标供气可靠度为0.999 383，将其与基于历史数据统计方法得到的实际供气可靠度0.999 404进行对比，评估得出该天然气管道系统高于目标供气可靠度，能够安全、高效地完成管输任务。【结论】通过实例应用验证了新建计算方法应用于天然气管道系统目标供气可靠度评价的可行性，为后续天然气管道系统可靠性提升与优化研究奠定了技术基础。

纵向连续冷弯管管段沉管下沟的可行性 [1-9]

王炎兵，石彤，刘海春，赵一桦，董秦龙，沙胜义，卜明哲，张宏，王昊

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【目的】沉管下沟是管道埋地敷设的主要方式之一，连续冷弯管代替热煨弯头可以实现埋地管道纵向转弯，管道的最大应力是评判纵向连续冷弯管沉管下沟安全施工的关键指标。【方法】选取管径1 219 mm、壁厚22 mm的X80管道为例，采用有限元方法建立纵向连续冷弯管管段沉管下沟数值模型，分析下沟过程中管道应力的变化规律，探讨下沟深度、连续冷弯角度、管沟开挖方向等对管道应力的影响。【结果】连续冷弯管的存在会加大下沟过程中管道的最大应力，且最大应力位置位于冷弯管起始边界附近；下沟过程中，管道上坡、下坡时产生的最大应力分别为压应力、拉应力，且同一上坡、下坡角度下的两种应力绝对值基本相当；从坡面向平面进行管沟开挖将会加大管道最大应力，且管道应力随下沟深度、连续冷弯角度的增加而增大。通过对管径1 219 mm、壁厚22 mm的X80管道的纵向连续冷弯管沉管下沟应力进行计算，得出在转向角度26°、下沟深度5 m内，管道的最大应力满足油气输送管道沉管下沟施工要求。为控制管道应力，可在冷弯管区域前、后100 m范围内进行分层开挖。【结论】管道下沟过程中应力受多个沉管参数的影响，依据下沟过程中最大应力的变化趋势，采取有效的控制措施即可实现纵向转弯管道的连续冷弯管管段沉管下沟施工。

海底掺氢天然气管道的泄漏扩散模拟 [1-14]

方益涛，谭海川，唐亮，王孟杰，李敬法，苏越

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【目的】泄漏是海底天然气管道最常见的安全事故，当采用海底天然气管道进行掺氢输送时，研究掺氢对海底天然气泄漏扩散演化过程的影响具有重要意义。【方法】采用数值模拟方法，分别对海底掺氢天然气管道的锚断泄漏与小孔泄漏两种典型泄漏场景进行了研究，分析了掺氢比、海水深度、管道埋深、泄漏孔径等关键因素对掺氢天然气泄漏扩散的影响规律。【结果】对于海底掺氢天然气管道不论是锚断泄漏还是小孔泄漏，海水流速均会影响掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离。对于海底管道锚断泄漏，掺氢比的增加会增大泄漏掺氢天然气在海水中的扩散速率，相同泄漏时间下掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离均会比纯天然气增加；泄漏的掺氢天然气溢出海面的时间与管道埋深正相关，管道在海床上埋设越深，掺氢天然气溢出海面所需的时间越长。对于海底管道小孔泄漏，泄漏的掺氢天然气由于受海床泥沙阻力的影响，扩散过程相对锚断泄漏变缓，掺氢比的增加同样会增大掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离；泄漏孔径大小对泄漏扩散具有明显影响，随着泄漏孔径的增大，相同泄漏时间下掺氢天然气的扩散距离变大。【结论】相关研究可为海底掺氢天然气管道的安全输送与泄漏防护提供参考。

压气站压缩机出口管道振动测试与安全评定
[1-12]

谢萍，尚臣，谢书懿，李丽锋，杜洋

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【目的】服役工况下管道振动的安全监测已逐步纳入行业标准化管理体系，压缩机是天然气管道系统的关键设备之一，其出口管道一旦发生明显振动，将会增加整个管道系统的运维风险。【方法】以西气东输管道某压气站压缩机的出口管道为例，通过对出口管道进行振动测试，探究了管道振动发生的规律，深入分析了管道振动的空间轨迹、振动周期以及振动位移等，进而建立了管道振动应力分析有限元模型。【结果】将有限元模型计算结果与压气站现场应力检测结果进行对比，得到计算结果的最大误差为17.5%，验证了新建模型的准确性，并分析了误差产生的原因；基于所建限元模型，研究了管道振动引起的x、y、z方向附加应力及分布情况，发现y方向振动幅值较大、z方向承受较大的应力，对振动状态下的管道进行了安全评定。基于管道振动应力分析与安全评定结果，依据管材的许用应力进一步计算了管道在y、z方向的临界振动位移分别为4.4 mm、6.6 mm，并给出了定期开展管道振动在线监测的建议。【结论】采用现场测试与有限元模拟相结合的方法对天然气管道压气站压缩机振动进行分析，厘清了管道振动的规律，并得出了需重点关注风险相对较高的y、z方向的临界振动位移，为天然气管道的风险控制与安全运行提供了的参考。

中国LNG进口产业与新型电力系统融合发展分析
[1-11]

谢旭光

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【目的】目前中国进口LNG产业面临储备能力低、调节市场供需冗余能力小、进口成本偏高的困境，与此同时中国新型电力系统发展面临“双高”问题，即高比例可再生能源和高比例电力电子设备，导致电力供应的间歇性、随机性、转动惯量缺乏等问题。【方法】通过分析LNG存储基础设施现状、进口LNG价格发展趋势、LNG发电优势等，阐述了建立LNG战略储备的可行性和必要性。并从新型电力系统的三个不同发展阶段，探讨了在可再生能源发电占比不断提高的条件下，新型电力系统所面临的潜在问题，以及进口LNG、天然气发电在新型电力系统运转中的重要作用。【结果】在新型电力系统的发展过程中，进口LNG在低渗透率阶段可作为清洁能源代替以煤炭、石油为代表的传统化石能源提供发电燃料，在中渗透率阶段可为天然气管网与新型电力系统提供调峰服务以及其它辅助服务，在高渗透率阶段可通过提供必要的转动惯量、备用服务、黑启动辅助服务协助支撑新型电力系统的稳定运行。【结论】在“双碳”目标引领下，可再生能源发电的占比将不断提高，并逐渐成为主要发电能源。而天然气发电能够在新型电力系统发展的各个阶段提供必要的辅助服务，是构建新型电力系统的重要一环。如今，全球天然气市场供需宽松，可低价进口LNG形成战略储备，推动进口LNG产业与新型电力系统的融合发展前景广阔。

基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的管道腐蚀速率预测模型
[1-13]

肖述辉，杜传甲，王成军

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【目的】为保障油气储运系统安全运行，需准确预测油气管道腐蚀速率。现有预测模型多基于BP神经网络建立，存在收敛速度慢、易陷入局部最优等不足。【方法】为解决上述问题，提出一种基于改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的管道腐蚀速率预测模型，通过反向学习策略初始化种群，引入混合正余弦算法更新发现者位置，加入Levy飞行策略更新追随者位置对麻雀搜索算法进行改进。基于改进后的麻雀搜索算法对BP神经网络的权重和阈值进行寻优，从而提高参数选择的科学性。【结果】以100组20#钢材料试验获取的均匀腐蚀速率和点腐蚀速率的样本数据为例，分别建立BP、SSA-BP、MIS-SSA-BP神经网络管道腐蚀速率预测模型，对油气管道均匀腐蚀速率和点腐蚀速率进行训练、预测和模型对比。MIS-SSA-BP神经网络管道腐蚀速率预测模型的平均绝对误差、均方误差、均方误差根、平均绝对百分比误差均最小，且均匀腐蚀速率、点腐速率预测值与实测值的相对误差均低于5%，其各项评价指标及预测精度均显著优于BP、SSA-BP神经网络管道腐蚀速率预测模型。【结论】相关工作进一步验证了MIS-SSA-BP神经网络管道腐蚀速率预测模型良好的预测性能，为后续油气管道腐蚀速率预测研究提供了新的方法和思路。

成品油管道泄漏次声波监测及信号处理方法 [1-12]

尹渊博，李玉星，杨文，芦澍，张晨，刘翠伟，杨凯，王武昌

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【目的】随着油气输送管道总里程不断增加，管道泄漏监测成为保证管道安全平稳运行的关键技术之一。次声波监测因其灵敏度高、定位精度高、维护费用低等诸多优点备受关注，但其在成品油管道中的工程应用有待探讨。【方法】基于次声波监测基本原理，自主搭建了液体管道泄漏监测实验装置，分析了不同的泄漏孔尺寸、管道压力以及泄漏点距离工况下，次声波传感器采集信号的特征。分析了db系小波基与sym系小波基1～9层小波变换的信号处理效果；利用信号的15个时域特征与4个频域特征参与随机森林分类模型建模，以ROC（Receiver Operating Characteristic Curve）曲线下的面积（Area Under Curve, AUC）作为目标函数对模型参数进行优化，采用基于WT-RF（Wavelet Transform-Random Forest）的方法对实验数据进行信号处理与分类。【结果】将新建方法应用于国家管网集团华南分公司某成品油输送管段，结果表明：经过sym2小波基8层分解处理后的次声波信号在时频域具有明显可识别特征，随机森林识别模型结合定位信息可实现生产管道中泄漏工况的误报率、漏报率均为0；在成品油管道监测区间91 km条件下，定位误差800 m左右，稳定泄漏速率0.001 6 m3/s，最小可检测泄漏速率为0.000 46 m3/s。【结论】次声波泄漏监测技术在成品油管道测试中获得了较好的效果，其误报率、漏报率均极低，且定位误差小，可为该技术在成品油管道的应用提供技术支持与参考。

盐穴储库水平对接井造腔物理模拟实验 [1-14]

王建夫，金作良，李剑光，贾建超，朱阔远，周照恒

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【目的】目前盐化企业多采用水平对接井采卤造腔方式，由于不添加阻溶剂垫层，造腔形态难以控制。而盐穴储库常用的垫层阻溶技术可以较好控制腔体形态，但该技术尚未应用于对接井造腔，因此垫层阻溶方式对对接井造腔腔体形态及排卤浓度的影响规律尚不明确，无法有效指导现场技术应用。【方法】基于现有盐企采卤方式特点及存在的问题，提出采用垫层阻溶双井交替注水、分阶段上提造腔管柱与垫层的新对接井造腔方式。基于相似理论搭建实验平台，开展新方式下的对接井造腔物理模拟实验，采用江苏淮安盐矿某一对接井现场实际数据验证了实验模型的准确性，随后分析了地层倾角、排量、垫层及管柱控制控制、注水循环方式对腔体形状及排卤质量浓度的影响。【结果】采用垫层阻溶的水平对接井造腔腔体形态呈U形，腔体体积大，排卤浓度高，相对于单直井具有显著优势；地层倾角的存在会增加水平通道高度，降低直井注水时的排卤质量浓度；大排量会提高腔体体积，增大水平通道及两侧腔体尺寸；垫层控制对腔体形状影响较大，长期停留在同一位置，易出现平顶状畸形，而管柱控制对腔体形状影响较小；存在地层倾角时，注水循环方式会显著影响腔体形态及排卤质量浓度。【结论】采用垫层阻溶技术的水平对接井造腔是一种高效的造腔方式，具有腔体形状可控，排卤浓度高等优点，可作为未来盐穴储库造腔技术主要发展方向，但受限于室内研究局限性，应加强现场试验研究。

油气管道安全仪表系统检验测试方法 [1-10]

刁宇, 李秋娟, 刘朝阳, 于子峰, 张冯银, 李东阳, 黄衫, 陶冶

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【目的】目前，智慧管网、无人值守站场持续建设和快速发展，对油气管道站场的安全性与可靠性等提出更高的要求，安全仪表系统（Safety Instrumented System，SIS）是确保油气管道安全、可靠的重要环节。对安全仪表系统进行检验测试是确保安全仪表系统满足设计安全完整性等级的关键，而当前中国尚无有效的技术手段支撑SIS开展检验测试。【方法】调研国内外SIS检验测试技术现状，梳理国内外SIS相关标准规范并结合现场工程实践，提出油气管道行业安全仪表系统检验测试方法，建立包括站场信息采集、故障模式识别、故障覆盖率评价、失效概率计算及安全完整性等级验证方面内容的SIS检验测试技术体系，明确了SIS检验测试的要求、内容及方法。【结果】通过开展现场SIS检验测试，能够有效识别SIS潜在的硬件故障、SIS错误配置和操作问题、SIS运行过程中存在的管理问题三大类功能安全风险项；提出检验测试覆盖率的简化计算方法，结合检验测试故障覆盖率、检验测试周期等参数可有效验证SIS的安全完整性等级是否满足设计要求，评估站场SIS能否持续提供足够的降险能力。【结论】油气管道现场SIS检验测试方法能够有效指导油气管道行业及其他行业开展SIS检验测试工作，为提升油气站场SIS运行维护能力和管道企业的风险管控能力提供借鉴与支持。

高压交流输电线路与并行埋地管道安全距离计算模型
[1-13]

朱文卫，许成昊，王兴华，梁爱武

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【目的】中国经济的蓬勃发展加快了公共能源走廊的形成，由于架空线路与油气管道在工程选址上的趋同性，两者交叉跨越、近距离并行或相互靠近的现象十分普遍，由电磁感应引起的的管道交流腐蚀问题日益严重，可能导致油气泄漏以及火灾爆炸事故，造成严重的经济损失以及人员伤亡。【方法】针对这一问题，选取常见的35 kV、110 kV、220 kV、500 kV等4个电压等级的输电线路为研究对象，利用CDEGS数值仿真软件建立起电磁干扰模型，采用单一变量法计算不同工况条件下的“管-线”交流干扰，以交流电流密度30 A/m²为判断指标，得到并行区域内高压交流输电线路与埋地管道之间的极限接近距离（安全距离）。【结果】随着“管-线”并行长度增加，安全距离逐渐增大，当并行长度超过20 000 m后，安全距离的变化幅度很小；随着土壤电阻率升高，35 kV输电线路与管道间的安全距离逐渐减小，110 kV及以上电压等级下的安全距离整体呈先增大后减小的规律；同一电压等级下，单回塔型电路的安全距离均小于双回塔型电路。【结论】针对实际工程中输电线与管道之间位置关系复杂的情况，本工作通过模型等效的方式进行“化曲为直”，根据管道在路径过程中出现转折点的数目不同提出了曲折管道与高压交流输电线等效间距计算方法，并通过与模拟数据相对比，证明了该模型的有效性。

油气管道工程用X80三通优化设计及增材制造技术
[1-13]

田野

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【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂，组织性能和质量水平不稳定，容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题，严重制约油气管道的安全平稳运行，需要研究三通的性能提升与质量控制方法。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级、直径1 219 mm等径三通的结构进行优化设计和安全性评价，改善了局部应力集中的问题。采用京雷焊丝与电弧增材技术实现了等径三通的增材制造，对产品开展微观组织、力学性能、缺陷与残余应力测试，并对等径增材三通及其环焊缝进行耐压试验与往复循环压力波动试验。【结果】在控制重量的前提下，优化改进三通结构后，设计压力下三通所受最大应力降低了38 MPa，三通主管连接区域的应力降低约50%。增材制造的X80三通力学性能稳定，各部位、方向心部与表面的性能及组织均匀，强度、韧性各向异性小，无厚度效应。相控阵超声及常规超声适用于增材制造三通的缺陷检测，整体热处理可显著降低增材制造三通生产过程中的残余应力。【结论】X80增材制造三通及其连接环焊缝性能远高于同钢级热挤压三通，整体可承受的最大压力超过57.5 MPa，焊接短节爆破裂纹扩展到增材三通管件肩部后停止，具有良好的韧性和止裂能力。增材制造技术提高了三通的安全性与稳定性，为低温服役环境等特殊场景适用的三通设计与制造提供了新的思路和方法。

基于旋进漩涡与文丘里的湿气组合计量实验 [1-14]

梁裕如，何鹏，孟祥振，韩建红，张攀，艾昕宇

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【目的】延安气田普遍采用旋进漩涡流量计或差压流量计进行井口湿气计量，存在单井产气计量误差大、无法掌握单井产液量的难题，为解决延安气田井口湿气计量问题，研究了气液两相计量规律并建立计量模型，可为延安气田气液两相计量提供参考。【方法】利用旋进漩涡流量计“虚低”及文丘里流量计“虚高”特性，采用两种流量计串联组合的计量方式，以空气—水为介质开展多相流环道试验，分析不同运行压力及表观气速条件下，旋进漩涡进动频率与文丘里压降随体积含液率的变化规律，同时基于单相流量测量原理，采用量纲分析法提出影响频率信号与压降信号的无量纲参数，通过增加无量纲参数的幂指数修正项，建立适用的湿气双组合频率—压降计量模型。【结果】随着体积含液率的增大，旋进漩涡进动频率逐渐降低，文丘里流量计节流压降则呈现增大的趋势，呈现“虚低”“虚高”两种不同的特性；当体积含液率大于1%时，“频率—压降”信号失真。现场试验测试数据表明，建立的组合计量模型可用作现场气井井口计量测试，求解后气相体积流量的最大误差为5.2%，平均相对误差为2.5%，液相体积流量的最大误差为46.8%，平均相对误差为15.0%，体积含液率的最大误差为0.15%，平均绝对误差为 0.05%。【结论】在体积含液率低于1%时，旋进漩涡流量计与文丘里流量计组合计量模型测量精度可控，符合延安气田生产气井中天然气体积含液率的分布范围，可为气井精细化管理提供有效技术支撑。

基于增量磁导率提取的油气管道正交差分涡流内检测技术 [1-15]

宫彦双；完小康；王宏军；辛佳兴；陈广明；陈金忠；余冰锋；马义来

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【目的】管道作为石油、天然气的主要运输方式，其运行工况复杂，易产生腐蚀、裂纹等缺陷。传统的漏磁检测设备由于质量大、磁吸力强，在小口径、低压管道中难以通过，且对于微小缺陷的检测能力不足；传统的涡流检测技术受趋肤效应的限制无法检出管道外壁及埋藏缺陷，同时难以识别缺陷的深度信息；超声检测由于需要耦合剂，不适用于天然气管道的检测。【方法】提出了直流磁化与正交差分涡流结合的管道缺陷检测技术，利用有限元分析方法探究了管道内、外表面缺陷对于管道内部涡流场和磁导率的影响规律。研制了正交差分涡流检测探头，开展了管道内、外表面缺陷动态扫查实验。【结果】研制的正交差分涡流检测探头对管道内、外壁腐蚀及内壁裂纹均有信号响应。随着腐蚀深度、长度、宽度的增加，响应信号的峰值和波峰波谷间距均呈现出正相关的变化规律。管道内壁腐蚀与埋藏、外壁腐蚀的响应信号相位相反，可以为缺陷位置的快速判定提供参考。【结论】研究成果对弥补传统漏磁、涡流检测技术的不足，促进管道在线检测技术的发展具有重要意义。

复兴高含蜡页岩油冷输集输工艺关键参数确定
[1-14]

王欣，陶敏峰，俞徐林，王俊磊，黄启玉，谢成杰，梁艳

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[目的]中国石化复兴地区含凝析气轻质页岩油，具有凝点高、含蜡量高的特点，易凝易结蜡。随着页岩油气生产时间增加，油井产量、含水率显著下降，加之油区自然条件差、高程落差大等不利因素，给页岩油气冷输（析蜡点以下）集输工艺带来巨大技术挑战。[方法]在分析复兴含蜡页岩油基础物性的基础上，研究低温流动条件下的油品黏度、屈服应力变化规律及含蜡页岩油乳化特征，揭示页岩油低温流动特性。分析集输工艺过程热处理温度、含凝析气及剪切作用等因素对页岩油凝点的影响，并探究了不同含水率、不同溶气压力下的油品黏壁规律，得到影响管道安全输送的关键基础数据。[结果]复兴高含蜡页岩油为乳化能力较弱的轻质油，无法形成含水率大于20%的稳定乳状液，其黏度相对较低。热处理温度和剪切作用对该油品凝点几乎无影响，但油中轻组分的挥发性对凝点有很大影响，轻组分挥发会导致凝点大幅上升5 ℃。临界黏壁温度随着含水率升高呈下降趋势，变化范围为13~18 ℃，随着溶气压力的增加，低温流动条件下页岩油黏壁温度和黏度降低，流动性变好。冷输集输管道终点温度应高于临界黏壁温度，因此确定复兴高含蜡页岩油冷输集输终点最低温度为18 ℃，终点压力应不低于1.0 MPa。[结论]研究成果可为复兴地区高含蜡页岩油冷输集输工艺提供数据支撑，对高效开发非常规油气资源具有重要意义。

不同空气系数与掺氢比对10 mm火孔火焰稳定性的影响
[1-13]

刘方　杨宏伟　邓付洁

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【目的】天然气管道掺氢输送易导致终端用气设备在燃烧用火时发生脱火、回火现象，影响设备的火焰稳定性。为明确不同空气系数与掺氢比对典型终端用气设备的燃烧火焰稳定性的影响，通过仿真模拟与实验验证相结合的方法开展研究。【方法】以终端用气设备中的10 mm圆形单火孔为研究对象，通过仿真计算了一次空气系数为0.40、0.60、0.65、0.70、0.80条件下，掺氢比为0%、3%、5%、10%的脱火工况，以及一次空气系数为0.60、0.65、0.70、0.80条件下，掺氢比为0%、3%、5%、10%的回火工况；结合GB/T 16411—2008《家用燃气用具通用试验方法》，设计了天然气（纯甲烷）掺氢火焰稳定性测试方案进行实验验证。【结果】脱火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差为5.73%，验证了脱火仿真模型的可靠性；回火工况的临界火孔气流速度模拟值与实测值平均相对误差11.22%，受实验测试条件影响，误差偏大；掺氢比越大，脱火极限越高，越不容易发生脱火现象，掺氢有利于防止脱火；掺氢比越大，回火极限越高，回火倾向越大。【结论】研究成果可为掺氢天然气的工业应用提供借鉴，在实验条件受限的前提下，对于终端天然气用户进行掺氢适应性分析时，可借助仿真手段开展针对性分析，同时对于掺氢比较高的应用场景，建议开展针对性测试，确保终端用气设备的稳定运行。

纯氢或掺氢管道密封圈与密封垫性能研究进展 [1-14]

朱建鲁，张捷，李玉星，刘翠伟，宁元星

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【目的】纯氢/掺氢管道安全运行不可或缺的密封元件为密封圈与密封垫，因此探究氢环境下密封圈与密封垫的性能对于氢管道的安全运行具有重要意义。【方法】梳理国内外关于密封圈与密封垫的研究进展，探讨分析了氢环境下常用密封材料、氢气渗透密封圈机理及伴随的吸氢膨胀现象与鼓泡断裂现象、非氢环境下垫片压缩回弹与蠕变松弛现象以及氢环境下垫片的氢脆等关键问题。【结果】目前关于非氢环境下密封圈或密封垫的性能研究较为成熟，纯氢或掺氢管道的发展正处于初级阶段，对于纯氢或掺氢环境下密封圈或垫片密封性能研究尚不完善，存在许多薄弱环节亟待解决。【结论】氢气以分子形式渗透橡胶O形圈，施加气体压力和外界环境温度都会影响氢气渗透橡胶密封材料的进程，填充材料为炭黑和二氧化硅导致橡胶材料吸氢量差异性较大，需进一步评价其他填充材料和添加剂种类对吸氢量的影响；橡胶密封材料在氢气环境下会产生体积膨胀现象，吸氢膨胀和鼓泡断裂为不同性质的体积膨胀，外界压力的突降为鼓泡断裂产生不可或缺的条件，透明的三元乙丙橡胶为鼓泡断裂主要研究对象，需进一步研究其他与氢相容的橡胶材料的鼓泡断裂行为，以及进一步研究改变掺氢比对橡胶O形圈溶胀现象的影响规律；临氢环境下垫片的原位力学试验研究不足，需明确掺氢比与垫片力学性能参数之间的定量关系。

耦合混油发展机理与数据修正的成品油管道混油浓度预测 [1-18]

杜渐，郑坚钦，夏玉恒，张秀玲，徐宁，廖绮，涂仁福，梁永图

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[目的]顺序输送成品油管道不可避免会在相邻油品交界处产生混油段，影响站场调度计划及分输方案制定，准确预测混油段浓度分布是提高站场混油控制水平、降低混油处理能耗、防止油品质量事故的重要依据。然而，多维混油数值模型计算时间过长、难以应用于长输管道，传统数据驱动方法忽略混油发展机理过程，结果可能违背物理原理，准确度及可解释性差。[方法]通过分析混油发展机理，深入挖掘混油发展遵循的基本控制方程及初始边界条件，通过自动微分方式与深度学习模型耦合以构造物理指导的耦合损失函数，将模型预测结果约束至混油发展所对应的物理解空间内；再利用短管道初始数值解，基于管道递推滚动预测和数据修正方法，预测长输管道混油浓度分布。[结果]数值案例表明，所建模型相较传统数据驱动方法准确度更高，MAPE降低了91%，对数据依赖程度更低，RMSE波动程度随数据量变化降低了60%；相较FLUENT数值仿真方法，计算成本降低至原先的12%；现场工程化应用实例表明，相较Taylor模型及改进Taylor模型，所提出的工程化应用框架的绝对误差分别降低了71%、58%，可实现长输管道混油浓度分布高效求解。[结论]耦合混油发展机理与数据修正的成品油管道混油浓度预测方法可准确快速预测长输管道混油浓度分布，指导站场混油接收方案制定，有效提高混油控制智能化水平。

地质沉降作用下埋地玻璃钢管道的力学行为 [1-13]

张笑影，马晓红，王聪，李振林，张行，董绍华

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【目的】相比于常规金属管道，玻璃钢管道具有强度高、质量轻等优点，目前已在油气田站场集输领域逐渐投入应用。作为埋地管道面临的常见地质灾害，地质沉降对埋地玻璃钢管道的安全运行具有较大威胁，分析地质沉降作用下玻璃钢管道力学性能变化规律及其影响因素，有助于对保障其安全服役提供理论指导。【方法】使用有限元软件ABAQUS，考虑玻璃钢管道管材的多层非线性各向异性，建立埋地玻璃钢管道模型。基于Hashin失效准则研究不同缠绕角度、沉降量、土壤环境下玻璃钢管道基材及纤维压缩、拉伸初始化准则最大值的分布规律。【结果】地质沉降作用下，基材的压缩、拉伸初始化准则最大值相应大于纤维的压缩、拉伸初始化准则最大值，基材破坏模式对管道整体性能的影响更大；不同铺层缠绕角度工况下，隔层角度为±30°时管道失效系数最低，更有利于管道安全服役；管道各项失效系数的峰值均主要位于沉降过渡区中部位置附近及过渡区与沉降区交界处；土壤环境的改变对管道中间层失效系数影响最大。【结论】利用ABAQUS复合铺层模块能够较好地模拟玻璃钢复合管材的特性，相关结果能够为玻璃钢管道铺层缠绕选型及地质沉降工况管道安全情况分析提供理论依据。

极硬岩条件下盾构滚刀掘进过程数值模拟 [1-10]

王华伟　康正阳　王英才　刘四进　刘鹏

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【目的】有限元法（Finite Element Method, FEM）是研发新型硬岩滚刀的常用方法，为构建合理的新型硬岩滚刀有限元模型以获得较高的计算精度及计算效率开展探究。【方法】从岩石破碎学、材料学出发，针对芜湖过江工程中19寸光面滚刀、长三角区域混合花岗岩岩层条件，构建盘形滚刀的有限元线性切割模型；并引入网格密度因子λ，通过网格局部加密技术实现λ在0.5~4之间取值，将不同取值下的计算结果与学者Rostami所修正的CSM（Cutting Stress Model）理论模型进行对比。【结果】虽然λ的取值对滚刀有限元模型的破岩规律无明显影响，但超前破坏效应及过度破坏效应均与λ有关，因此有限元模型的计算精度与计算效率均对λ取值较为敏感：对于计算精度而言，平均滚动力及平均垂直力的计算精度随λ增大呈先下降后上升的趋势，λ=2.5时有限元模型与CSM理论模型的平均垂直力最为接近，接近度为98.5%，λ=3.0时两模型的平均滚动力最为接近，接近度为99.8%；对于计算效率而言，有限元模型的计算求解时间随λ增大呈上升趋势，λ=4.0时的求解时间约为λ=0.5时的15倍，且存在较优λ取值能够兼顾求解精度及求解效率。【结论】仿真研究中应选取λ=3.0作为有限元模型的最优网格密度因子，其计算效率比λ=2.5时可提升近30%，研究结果可为计算精度与计算效率更高的新型硬岩滚刀有限元模型的建立提供理论框架。

调峰型LNG工厂碳排放核算及减排对策建议 [1-14]

胡恒进，张东明，高星星，王大为

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【目的】“双碳”目标对LNG产业提出了更高的降碳与环保要求，在此形势下，精准掌握LNG产业链碳排放水平，充分了解影响因素以制定切实可行的减排方案尤为重要。【方法】从典型的天然气液化工艺出发，采用“生产系统-工业过程-排放设施”3层分级的方法对调峰型LNG工厂的碳排放源进行识别与归类，分析了基本生产系统投入产出关系。在此基础上构建了以碳平衡法为主，排放因子法为辅的碳排放动态核算体系，以弥补目前碳排放体系核算结果不精准、无法核算逃逸碳排放的问题。以国内某大型调峰型LNG工厂2022年实际生产运行情况为例，测算其全年碳排放量，分析碳排放结构与各排放源的影响因素。【结果】该工厂2022年碳排放总量为15.43×10⁴ t，液化过程碳排放强度为0.51 t CO₂/t LNG，气化过程为1.37 t CO₂/（10⁴ m³），其中电力间接排放占比最高，达到66.95%，其次是燃料燃烧排放、工艺过程排放、火炬燃烧排放，分别占比18.42%、12.58%及1.79%，逃逸排放占比0.27%。【结论】针对该工厂的碳排放结构与强度特征，从应用冷能发电技术辅以外购绿色电力、实施节能减排措施进行节能改造、优化火炬系统密封气源并增设BOG作为燃料气系统补充气源、增加碳捕集回收利用装置等4个方面提出了碳减排对策建议，为LNG产业的低碳化发展提供合理建议和参考方向。

输油气站场区域化管理综合评价方法及应用 [1-11]

孙勇，刘朝阳，李秋娟，游泽彬，蔡永军，何淼，刁宇，时奔奔

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【目的】随着管道技术不断发展，区域化管理模式成为长输油气管道行业发展的必然选择。提升输油气站场区域化管理模式下的风险管控能力，厘清各管理层级在推进区域化管理进程中存在的优势与不足，已成为在输油气站场深入推进区域化管理的迫切需求。【方法】借鉴过程工业领域保护层思想，结合专家打分、层次分析等评价方法，以集中监视、集中控制、集中维护为核心思想，以提高作业区风险管控能力为目标，建立输油气站场区域化管理综合评价体系。【结果】将区域化管理综合评价方法在10座典型输油气站场进行应用，有效识别了各站场在技术基础、管理制度及人员运维能力等方面存在的不足，梳理形成9大类、31项具体问题。发现各输油气站场改造后在集中控制、集中监视、可靠性评估方面的技术条件仍不满足要求；调度室、作业区以及维修队岗位机构、职责、集中巡检、维护等部分管理制度文件仍需完善，执行力和落实情况有待进一步加强；输油气站场人员素质有待提升，劳动组织结构仍需优化。【结论】通过在输油气站场开展区域化管理综合评价工作达到了“查短板、找差距、指方向、强基础、促提升”的效果，为各输油气站场深入推进区域化管理提供统一的、可量化、可分级的系统性指导与技术支撑。

天然气管道站场自动分输系统改造设计方案
[1-12]

唐文义，屈宝塘，张贤中，张明明，李彬彬，王誉钦

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[目的]随着智能化管道与智慧管网建设的快速发展及无人值守站场运行技术的广泛应用，天然气管道站场自动分输系统所起的作用愈发重要。[方法]针对某在役天然气管道站场现有普通分输系统存在人工操作频繁、无法精准控制等问题，从分输系统控制逻辑、场站控制系统自动化程度、分输支路操作便利性、运行安全性与经济性等多个方面对当前分输系统的控制逻辑进行了深入分析，提出了基于站场原SCADA系统的天然气管道站场自动分输系统的改造设计方案，即在原有站控系统AB PLC基础上，进行了自动分输系统控制逻辑开发和SCADA系统组态设计，实现了不均匀系数、剩余平均量、恒压控制、到量停输4种主要自动分输控制方式，同时新增了分输支路无扰切换、PID调节、自动分输启停、低流量保护、低压力保护、超压停输等多项辅助控制功能。[结果]该天然气管道站场经自动分输系统改造后可持续、稳定工作，大幅减少了操作人员现场巡检和操作的频次，提高分输的自动化水平和控制精度。该设计方案对站控PLC处理能力要求不高，可应用于新建管道自动分输系统建设，也可用于已投产运行管道站场自动分输系统的改造。[结论]该天然气管道站场自动分输系统改造设计方案可以有效降低投资成本和工期，助力站场无人值守及管道公司区域化管理目标的实现。

中国LNG接收站发展趋势及利用效率提升思考
[1-12]

武艺，李然，张丹迪

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【目的】近年来，中国液化天然气（LNG）接收站建设发展迅速，其作为接卸远洋进口LNG资源的终端基础设施，为中国进口天然气开辟了海上通道，在能源结构体系中占据重要地位，分析其发展趋势、探索其利用效率提升策略对保障国家能源供应安全及促进天然气市场多元化具有重要意义。【方法】回顾从2006年中国首座LNG接收站——广东大鹏LNG接收站建成投产至今特别是2019年12月国家石油天然气管网集团有限公司成立以来中国LNG接收站的发展历程及未来趋势，分析进口长协LNG资源供应情况及LNG接收站剩余能力，讨论LNG接收站利用效率提升策略与实践，包括：国家层面发布推动LNG接收站公平开放指导意见，管网设施运营企业落实LNG接收站公平开放要求，资源供应企业创新式提出开放LNG接收站相关举措。【结果】随着天然气消费量的不断增长，进口LNG不断涌入中国市场，LNG产业有望在中国获得更多的投资、发展及建站机会；随着中国能源领域技术创新与迭代升级，LNG接收站有望大幅提高其能源利用效率，降低生产成本，建成更加可靠稳定的LNG供应链；从远期来讲，中国LNG接收站利用效率存在降低风险。【结论】提出中国LNG接收站发展建议：扛牢政治担当，压实保供责任，有序开放接收站使用；加速基础设施建设，提速互保互供、互联互通工程，确保长协资源稳定消纳；创新国际贸易方式，充分利用保税优惠政策，稳步提升接收站利用效率。

基于TOPSIS的原油储罐风险分级预警
[1-11]

武刚，张庶鑫，罗金恒，李丽锋，徐日，段庆全，王熠凡

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【目的】原油储罐目前普遍趋向于大型化、集中化。由于原油的理化性质与储罐材料构件的复杂性，造成了储罐的高风险性，需提高储罐罐区风险管理能力，使日常管理单位掌握储罐状态。应用现有国外标准对应的主流的基于风险的检验（Risk Based Inspection，RBI）技术实施较为复杂，对于现场数据要求偏多，设备因素评价中缺少针对储罐相关附件的影响分析。【方法】提出了一种原油储罐分级预警体系，通过建立基于逼近理想解排序方法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution, TOPSIS）的储罐风险分级预警体系模型，实现对储罐风险的综合评估与分级预警：①建立了储罐风险评估指标体系，包括人、设备、环境和管理因素等4个一级指标以及若干二级、三级指标；②应用层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）对不同层次指标进行赋权，并利用TOPSIS方法对储罐进行相对贴近度计算；③根据相对贴近度结果对储罐进行风险排序和分级预警。【结果】以中国西部某原油储备库区4个原油储罐为研究对象进行风险分级预警，评估结果与国外API 581-2016《基于风险的检验》、EEMUA 159-2017《地上平底储罐：检查维护和修理指南》两种标准的风险评估结果基本一致，可有效预警，且实施便捷、评价指标更为全面。【结论】研究成果能够为罐区巡检、安排储罐大修周期提供合理参考。

考虑温压补偿的天然气管道自适应仿真方法 [1-12]

殷雄　徐波　刘天尧　温凯　黄维和　宫敬　

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[目的]天然气管网运行的数字化和智能化是必然趋势，在线仿真技术在其中起着至关重要的作用。[方法]针对国外商业软件中在线仿真核心算法不公开的问题，从仿真模型构建、实时数据处理及温压补偿器设计3个方面提出了一套适用于天然气管道在线仿真的自适应仿真方法。首先从管道基本流动方程出发，采用交错网格下的有限容积法进行离散求解，并利用线模型思想引入设备模型，使得天然气管道的流动仿真过程精度高、统一性好且扩展性强。同时基于3σ-MAF（3 Times Standard Deviation-Moving Average Filtering）方法实现了SCADA数据的实时处理，可识别传感器数据异常值并降低测量噪声。继而通过控制理论将模型自适应问题转化成以实测值与仿真值误差最小为目标的负反馈控制问题，并基于PID（Proportional Integral Derivative）算法设计了温压补偿器，实现了在线仿真过程气体流动状态的修正，并通过某实际管网算例进行了算法验证。[结果]通过与SCADA实测数据对比发现，压力修正前、后的仿真值与实测数据的平均相对误差从2.407%降至0.066%，温度修正前、后的仿真值与实测数据的平均相对误差从1.525%降至0.273%，极大地提高了在线仿真结果的准确性。[结论]考虑温压补偿的天然气管道自适应仿真方法具有算法稳定、误差修正快及收敛误差小的优点，可为后续国产化工业级在线仿真软件应用落地提供理论基础。

LNG接收站海水泵检修维护实践与思考 [1-7]

王政银，刘红强，王俊晓

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【目的】海水泵作为LNG接收站的核心设备之一，其正常运行对LNG接收站安全高效生产至关重要，而对海水泵科学实施检修维护有助于提升其运行的安全性、稳定性、高效性及服役寿命。【方法】基于海水泵基本结构及工作原理，系统梳理了海水泵检修维护要点，包括外观、冷却系统、轴封与轴承、叶轮与泵壳、电机与电气系统、润滑系统等检修维护的主要目的、基本流程及操作方法，尤其对轴封和润滑系统的检修维护进行了详细阐述。【结果】生产实践中通过严格落实上述检修维护流程与方法，可以有效保障海水泵安全高效运行，但在极端海洋环境影响及新技术、新材料发展推动下，海水泵在工程应用中仍然面临严峻挑战，需要采取切实有效的应对措施，持续提升海水泵检修维护效率与水平。【结论】建议研发新型防腐涂层材料及有效的生物附着控制方法，以提高海水泵的耐腐蚀性能及抗生物污染能力；利用物联网（Internet of Things，IoT）技术，将传感器、数据分析、云计算等智能技术集成到海水泵维护检修流程中，实现实时监控与预警；根据不同工况及使用环境，开发个性化海水泵检修与保养策略，使检修维护更加精准有效；定期对检修维护人员进行新技术、新方法培训，增强其对海水泵最新维护技术的掌握和应用能力。

基于保供责任协同的天然气基础设施开放体系设计与建议 [1-12]

温文，黄国君，吴超，尹贻功，杨瑞，孙猛

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[目的]国家石油天然气管网集团有限公司的成立，标志着中国天然气市场化改革进入崭新阶段。中国的天然气需求逐渐增加，但基础设施公平开放仍处于起步阶段，天然气保供问题较为突出。[方法]将天然气基础设施公平开放与保供问题放在一个框架体系中，通过分析中国天然气市场基础设施公平开放的现状和存在问题、公平开放对保供的双重影响、国外典型国家天然气市场化改革的经验，对基于保供责任协同的天然气基础设施开放体系进行设计，并提出基础设施公平开放与保供协同发展的路径构想及政策建议。[结果]公平开放与保供责任协同的天然气基础设施开放体系包含保供、公平开放、公平开放与保供的关系、管输企业的作用共4个方面关键内容；保供需求划分为发展需求和应急需求，对应不同类型保供需求，应采用不同的保供方式；基础设施公平开放应具备的基础条件包括基础设施建设、运销分离、信息公开、透明程序、科学定价、严格监管；基础设施公平开放对天然气保供具有促进作用；管输企业是公平开放的责任主体，也是天然气保供的重要参与者。建议未来要更加明确保供范围和保供方式、市场主体保供义务和责任，进一步完善公平开放相关机制，持续推动“全国一张网”的建设。[结论]高质量基础设施公平开放有助于提升中国油气供应安全保障能力。

天然气管道阀门微小泄漏声发射检测及缺陷识别方法
[1-10]

张丽珍　王文奥

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【目的】阀门是保障天然气管道系统稳定运行的重要元件，为了实现天然气阀门早期泄漏的实时监测及缺陷识别，亟需建立一种可检测并识别不同微小泄漏缺陷的有效方法。【方法】利用自主搭建的阀门微小泄漏声发射检测实验装置，设置0.2 MPa、0.4 MPa及0.6 MPa共3种不同压力，采用声发射检测方法采集了5种阀门状态（健康阀门、阀杆腐蚀外漏缺陷、阀门封闭不严内漏缺陷、阀芯划伤内漏缺陷及法兰垫片破损外漏缺陷）的声发射信号，并得到其时频域特征矩阵。通过主成分分析方法（Principal Component Analysis, PCA）将复杂、冗余的时频域特征矩阵转化为二维、三维特征因子矩阵，计算得到各个特征因子矩阵的最佳簇数，并通过K-means、K-medoids聚类方法对二维、三维特征因子矩阵进行聚类分析。【结果】对于较低压力（0.2 MPa）下天然气阀门微小泄漏缺陷的识别，三维PCA聚类效果达到97.8%，其优于二维PCA；随着压力持续增至0.6 MPa，二维PCA聚类效果不断优化，并逐渐超过三维PCA。在聚类方法评价中，K-medoids聚类方法的稳定程度优于K-means方法，且K-medoids聚类方法的运算效率更有优势。【结论】基于声发射技术+特征提取+PCA+聚类算法的声发射信号分类处理方法，提高了检测阀门微小泄漏的准确率与稳定性，实现了天然气管道阀门缺陷的分类识别，可为天然气管道系统的安全运行提供监测手段及保障措施。

埋地CO₂管道泄漏扩散特征研究进展
[1-14]

张俊朋　苗青　荆少东　王永胜　欧阳欣　范振宁　梁海宁　张建

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【目的】CO2管道输送是二氧化碳捕集、利用和封存（Carbon Capture, Utilization, and Storage，CCUS）技术产业链中的关键环节，在输送过程存在意外泄漏风险，相比地上管道，埋地高压管道泄漏扩散机制受土壤阻力的影响更加复杂。然而，目前对于CO2管道泄漏扩散特征的研究综述主要聚焦于地上管道泄漏的场景。【方法】针对埋地管道小孔泄漏与全断裂两种常见场景，基于文献调研对目前埋地管道泄漏扩散的实验与模拟研究现状进行梳理评述，探究了土壤地质条件、土壤温度、外界压力以及外界风速对CO2气体在土壤渗流扩散过程中的影响，并总结了当前模拟埋地CO2管道全断裂泄漏扩散的建模方式与物理模型。【结果】对于埋地CO2管道小孔泄漏近场泄漏源特征的研究，主要以开展小型实验的方式研究泄漏口附近土壤温度变化以及干冰层、冻土层的增长规律。对于埋地CO2管道小孔泄漏远场扩散特征的模拟研究，大多假设土壤孔隙度不发生变化，并未考虑气体相变与冲击压力对土壤孔隙度的影响。埋地管道全尺度断裂条件下气体射流扩散的研究主要以模拟为主，且大多数模型直接以形成的洞坑为物理原型，未考虑洞坑的形成对气体射流扩散的影响。【结论】埋地CO2管道全尺寸断裂的现场测试和小孔泄漏扩散理论模型的建立仍有很大发展空间，建议通过专项攻关完善地质条件和外界环境对CO2气体在土壤中的扩散机制，加大投入开展埋地CO2管道大孔径或者全尺度断裂泄漏扩散试验，获取更多实验数据，以建立全面准确的数学物理模型。

含杂质超临界CO₂管道放空对管内温压变化的影响实验
[1-14]

胡其会　杨腾　苗青　列斯别克·塔拉甫别克　李兆兰　范振宁

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[目的]管输CO₂不可避免含有杂质，杂质的存在会对超临界CO₂管道放空过程管内介质温降、压降、相态变化等产生重要影响，但目前针对大管径工业规模级别的超临界CO₂管道放空实验研究较为欠缺。[方法]设计了一套含杂质超临界CO₂管道节流放空实验装置，研究不同含量的CH₄或N₂杂质对超临界CO₂管道放空过程中主管道和放空管道内温降、压降及相态变化的影响，得出含杂质超临界CO₂管道放空主管道内流体相态变化趋势图。[结果]含杂质超临界CO₂管道放空，杂质的混入会显著影响管内CO₂的充装质量和放空时间，且杂质N₂的混入能一定程度上提高放空管道CO₂节流后温度；混入杂质CH₄或N₂均能明显提升放空过程主管道内流体的最低温度，缩小管内流体径向温差，且混入杂质越多，管内流体最低温度越高，径向温差越小；纯CO₂、杂质物质的量分数为1%的CO₂管道与杂质物质的量分数为3%的CO₂管道放空过程中主管道内最低温度位置呈相反规律，纯CO₂、杂质物质的量分数为1%的CO₂管道放空过程中距离放空管道最远处管内温度最低，而杂质物质的量分数为3%的CO₂管道放空过程中管内最低温度则出现在距离放空管道最近处。[结论]研究成果可为含杂质超临界CO₂管道放空系统设计、放空过程干冰预防、管材保护提供参考。

超临界CO₂输送用L450M钢级HFW焊管开发
[1-13]

黄晓辉　毕宗岳　赵西岐　张锦刚　韦奉　王博玉　詹文文

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【目的】为满足超临界CO₂输送管道用钢需求，【方法】采用低C中Mn微Ni合金化设计、高洁净化炼钢和大吨位压下轧制技术，开发出微观组织以细小扁平的多边形铁素体+铁素体+少量珠光体为主的L450M钢级（X65钢级）超临界CO2输送管用热轧卷板。针对设计压力16 MPa的超临界输送用219.1 mm×10 mm（管径×壁厚）高频焊接（High Frequency Welding, HFW）焊管，为保证该HFW焊管运行时具有抗起裂与抗断裂扩展能力，经过计算，要求-45 ℃下母材夏比冲击吸收能量单值不小于88 J、均值不小于117 J，-45℃下焊缝、热影响区夏比冲击吸收能量单值不小于42J、均值不小于56 J。【结果】经成型、焊接及热处理工艺研究，在成型挤压量5.25 mm，焊接速度17 m/min，焊缝热处理温度930 ℃工艺下，开发出低温性能优异的L450M钢级超临界输送用HFW焊管。经第三方检测，该焊管性能完全符合API Spec 5L(46版)标准与低温韧性要求，经压扁试验压至贴合，母材与焊缝均未出现任何裂纹，表明母材与焊缝具有很强的塑性，焊缝质量优异。母材屈服强度534 MPa，母材、焊缝的抗拉强度基本一致，分别为619 MPa、620 MPa，均达到不低于535 MPa的标准要求，强度裕量大。母材、焊缝及热影响区的硬度均不高于220 HV10且分布均匀。-45℃下焊缝冲击吸收能量为177～401 J、热影响区冲击吸收能量为200～415 J、母材冲击吸收能量为248～416 J，且母材、焊缝热影响区的韧脆转变温度均低于-60 ℃。【结论】可见该HFW焊管低温韧性优异，抗低温延性止裂能力高，且承受最大内压与外压能力分别达到62.29 MPa、38.9 MPa，完全满足超临界CO2输送用HFW焊管的运行需求。

CO₂管道泄漏过程减压波数值计算模型及初始温压的影响

[1-14]

闫锋　殷布泽　欧阳欣　胡其会　支树洁　李玉星　龚霁昱

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[目的]超临界/密相CO2管道是目前长距离运输CO2的主要方式，由于超临界/密相CO2管道维持高压运行，因此对管材止裂韧性的计算评估及其重要。减压波特性是评估管材止裂韧性的重要依据，然而CO2泄漏涉及跨相态减压过程，导致其减压波传递规律复杂，预测难度增加，影响管材止裂评估。[方法]为研究CO2管道泄漏时减压波传递规律，搭建了CO2泄漏减压波实验平台，以均相流模型为框架结合气体状态方程、声速模型及出流速度模型建立了减压波数值计算模型，通过将模型计算结果与实验数据进行对比，验证了模型的准确性，并以此为基础，开展了不同初始温度、压力下的数值计算。[结果]不同相态的CO2减压波平台的起始点波速均随着压力的升高而升高，随着温度的升高而降低。与气态CO2不同，密相和超临界CO2减压波平台的高度，均随着压力的升高而降低，随着温度的升高而升高。温度和压力对减压波平台的影响其本质为初始熵值和密度的影响。减压平台的高度取决于初始的熵值，在气相中，初始熵值越低，减压波平台越高。密相和超临界相中，初始熵值越高，减压波平台越高。无论何种相态，初始密度越高，平台长度越长。[结论]实际工程中应重点关注起点高温高压位置的管道止裂，该实验方法和减压波计算模型可为CO2管道止裂韧性计算评估和管道设计提供理论支撑。

超临界CO₂管道阀室放空方案设计
[1-18]

张文辉　安国钰　熊小琴　李欣泽　邢晓凯

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【目的】超临界CO2管输是解决“CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）”技术中碳源汇不匹配问题的最经济的方式。当管道因维检修需要进行放空作业时，由于相变及焦汤效应的影响，放空管段温度可能低于－20 ℃，诱发管道脆断。【方法】利用OLGA软件建立超临界CO2管道放空模型，将模拟结果与实验数据对比，发现OLGA软件在预测CO2相变、温降及压降方面具有较高的准确性。在此基础上，提出间歇放空方案，并模拟分析了不同初始压力及温度下放空阀开度对放空过程及关阀回温过程时长的影响。【结果】在整个干线管道放空段中，放空点是最危险点，其温度会率先降至－20 ℃。随着阀门开度的减小，放空点到－20 ℃所需时间呈指数规律增长。放空阀开度越小，一次开阀放空总量越大，但平均放空速率越小，放空时间成本越高。放空阀开度过大，一次开阀放空总量减小，且干线管道放空段整体压力水平高，也会使将管内介质完全放空至大气压力所需时间增加。关闭放空阀后，管内介质回温可分为由轴向传热或径向传热主导的两个阶段，且轴向传热主导阶段的温升速率更大。随着阀门开度的增加，关阀回温时长会迅速增加并趋于稳定。【结论】放空阀开度过大或过小均会导致放空时间过长，工程应用中可以将放空点处的温度或压力与放空阀的动作连锁，但是为保证控制的可靠性并尽可能缩短总的放空时长，需要合理确定放空阀每次动作的开度。

人工智能赋能油气管道智慧运行的应用及展望
[1-17]

廖绮　刘春颖　杜渐　蓝浩　梁永图　张浩然

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【目的】人工智能作为引领未来的战略性技术，推动着油气管道在新时代的高质量发展。厘清近20年来人工智能在油气管道运行方面的研究热点及阶段性前沿方向的演变脉络对于定位现阶段在油气管道运行领域人工智能应用上的关键问题以及未来的研究方向至关重要。【方法】基于VOSviewer文献计量软件，对2000―2023年中国知网中人工智能在管道运行领域应用与研究的相关文献进行了关键词“共现”分析。并结合高频关键词的标签视图，从专家系统、模糊逻辑、神经网络、机器学习四个分支对人工智能方法的应用领域、热点方向以及发展趋势进行了细致梳理。【结果】可以看出，该领域的发文量呈现逐年增长趋势且在2016年后尤其明显。泄漏、腐蚀、风险评价、识别、预测、优化等是人工智能方法应用最为广泛的研究领域。人工智能研究方法正在从神经网络、专家系统、模糊逻辑、小波分析等传统方法向深度学习、迁移学习、强化学习等新一代算法进行演变。【结论】在新一轮人工智能发展热潮下，油气管道智慧运行应加强海量多源异构数据融合方法的应用、加深小样本与零样本学习方法的研究、推动增强智能与人工智能的融合、增强因果推断与机器学习的结合、注重基于数字孪生技术的全生命周期管理等方面进一步探索。研究成果可进一步推动人工智能在油气管道运行中的应用，为油气管网智慧运行的发展提供参考。

新疆油田超临界CO₂管道安全停输工艺边界范围确定
[1-13]

李欣泽　孙晨　张雪琴　邹炜杰　袁亮　熊小琴　邢晓凯　徐宁

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[目的]超临界CO₂管道不同于原油、天然气管道，其在停输的瞬态过程中存在相特性变化问题。为保障超临界CO₂管道停输后的安全，其停输前的安全运行工艺（输送压力、输送温度）边界确定具有重要意义。[方法]为准确描述管道停输后的瞬态过程，以新疆油田超临界CO₂管道示范工程为例，采用OLGA软件建立了其水力热力计算模型。同时基于管流连续性方程、运动方程、能量方程、PR状态方程及热力学关系式，采用Matlab编程计算的方式对商业软件模型的准确性进行了验证。根据获得的管道停输过程中管内温度、压力、密度及相态协同变化波动规律，提出在压力和温度协同作用下，以CO₂密度发生阶跃变化来确定管道安全停输时间的原则，从而将安全停输时间问题转化为避免输送体系中超临界CO₂转变为气相的问题。[结果]基于该示范工程的压力和温度运行参数范围，分别确定了夏季和冬季工况下高压低温、高压高温、低压低温、低压高温共8种典型工艺运行边界。同时对比分析了不同季节、不同边界条件下的停输过程管内参数波动变化特征、温压协同变化关系、相态转变路径及规律等。结果表明，高压低温边界最安全，低压高温边界最危险；冬季相比夏季，管道安全停输时间大幅缩短。为指导工程实际，分别给出了夏季和冬季示范工程安全停输工艺边界范围及函数表达式。[结论]研究结果可为超临界CO₂管道安全运行提供理论支持和技术保障。

适用于超临界CO2管道瞬态过程模拟的软件评价
[1-12]

马馨苑　欧阳欣　朱建鲁　陈俊文　刘罗茜　杨腾　宋光春

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【目的】CO2管道运行过程中涉及泄漏、投产等瞬态过程，由于CO2具有特殊的物性和相特性，使得CO2管道瞬态过程模拟难度较大，目前尚缺乏CO2管道瞬态过程数值模拟软件的适应性评价。【方法】选取OLGA与LedaFlow两款主流瞬态模拟软件建立CO2瞬态泄漏数值仿真模型，并利用自行搭建的DN200高压CO2管道泄漏实验装置，开展不同相态CO2瞬态泄漏实验，从压力变化、温度变化、相特性等多个角度评价软件的适应性；以中国某长输CO2管道为例，将该CO2管道瞬态投产现场数据与软件模拟结果进行对比，从工程角度验证两款软件的适应性。【结果】通过泄漏实验结果与软件模拟结果对比发现，对于两个设定的泄漏工况，OLGA软件泄漏压力计算的平均误差分别为15.3%、14.7%，而LedaFlow软件则为16.7%、18.0%，故OLGA软件与LedaFlow软件压力求解准确度相近。OLGA、LedaFlow软件分别存在低估、高估泄漏过程管内最低温度的情况，OLGA软件预测两个测点处最低温度的平均相对误差分别为21.2%、24.5%，而LedaFlow软件平均相对误差分别则为13.1%、11.1%。对于某CO2管道投产过程的压力、温度，OLGA软件平均相对误差分别为1.2%、6.1%，而LedaFlow软件则分别为1.3%、5.2%，可见两款软件模拟结果与现场数据均较为接近。【结论】在CO2管道泄漏过程中，OLGA软件低估泄漏过程最低温度可保证管道低温安全性，且OLGA软件更适用于CO2泄漏过程中管内压力、温度及相特性的预测；在CO2管道投产过程中，OLGA、LedaFlow两款软件均适用于管内的压力、温度模拟研究。

CCUS超临界CO2管道内腐蚀研究进展
[1-20]

刘广瑜，支树洁，柳歆，柴冲，王财林，俞欣然，胡其会，饶世铎

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【目的】碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）技术是实现双碳战略的有效途径，具有广阔的应用前景。长距离CO2管道输送是CCUS技术的重要一环，对于管道安全生产运行而言，管道内腐蚀是威胁CO2管道安全的关键问题。【方法】围绕超临界CO2为主相的腐蚀展开调研，综述了超临界/密相CO2管道内腐蚀的研究成果，分析了相关研究成果之间存在的问题，并展望了其未来发展方向。【结果】重点介绍了超临界态和密相态下CO2管道腐蚀的影响因素，阐述了温度、压力等工作参数对水与CO2互溶程度的影响，解释了目前现有研究成果存在相互矛盾结果的原因，归纳了管道内主要杂质气体对CO2腐蚀的影响机制，分析了在不同的CO2相态下，腐蚀产物膜的结构、密度和完整性对腐蚀动力学的影响，整理了适用于超临界CO2环境下的腐蚀特性表征技术，总结了适用于薄液膜超临界CO2环境的腐蚀速率预测模型。【结论】要实现CO2输送管道的安全平稳运行，目前超临界-密相CO2输送管道腐蚀研究有待解决的问题包括：标准实验流程的建立；杂质耦合作用对腐蚀机理和腐蚀产物膜结构的影响；定量描述腐蚀产物膜的特性对基体的保护作用；水饱和CO2相中薄液膜环境下的腐蚀电化学参数测量与分析；耦合多杂质相互作用下的超临界/密相CO2腐蚀预测模型建立。

脉冲阴极保护下剥离防腐层管道的极化行为
[1-12]

吴长访　钟婷　冯永强　石胜明　闫茂成　刘文会　高博文

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【目的】埋地油气管线一般采用防腐层和阴极保护联合防护，但随着长期运行防腐层存在老化和剥离现象。缝隙内存在较高IR降，保护电流分布不均匀，阴极保护电流难以达到缝隙深处，易造成剥离区缝隙内管道欠保护。脉冲电流阴极保护相比于传统阴极保护具有较大优势，可对高阻介质环境中管道具有更好的阴保效果。目前对脉冲阴极保护机理缺乏全面的认知和了解，脉冲阴极保护应用于防腐层剥离系统的适用性尚需验证。【方法】采用缝隙模拟实验装置，研究脉冲阴极保护下剥离防腐层（涂层）管道极化行为，以及保护电位、脉冲频率、阴保占空比及缝隙间隙等参数及保护效果的影响。【结果】由于剥离涂层的屏蔽效应，脉冲阴极保护产生极化电位梯度主要集中于剥离区缝口附近，缝隙深处电位随剥离深度增加而正移，逐步接近自然腐蚀电位。【结论】相比于常规阴极保护，脉冲阴极保护有利于改善剥离区局部电位和电流分布，进而增大剥离区内有效保护距离。剥离区下有效保护深度随阴极保护电位Ecp负移缝隙内局部电位下降而增加；脉冲频率和占空比较高时，脉冲阴极极化持续时间较长，阴极电流中双电层充放电电流减小，有效保护电流增加，利于提高剥离区内阴极极化水平和有效保护距离。脉冲电流阴极保护所需电流较小，电位分布更均匀，增加了有效保护距离。

“双碳”背景下油气企业高质量发展：内涵、挑战与路径
[1-9]

余晓钟刘梦薇　白龙　葛昶

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【目的】油气企业既是推动能源低碳转型的重要实施主体，也是实现经济发展与碳减排双赢的主要阵地，油气企业的高质量发展对有序推进实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。【方法】基于“双碳”目标新形势及油气企业发展新方向，结合相关理论及文献研究分析，讨论油气企业高质量发展的内涵与特征，深入剖析当前发展过程中面临的机遇和挑战，探索“双碳”目标驱动下油气企业高质量发展路径。【结果】“双碳”背景下油气企业高质量发展的定义为：油气企业主体以自身拥有的资源总量为基础，为破解能源环境要素的瓶颈约束，通过转变发展方式、优化发展结构来增强发展动力，重塑涵盖经济、社会、环境的高质量发展价值体系，实现更低碳、合理、创新、可持续的发展。油气企业发展面临的关键挑战包括减排压力大、无法保障能源供应和技术创新不足等。油气企业高质量发展的路径包括：聚力节能减排、深化产业结构调整、创新数字经济应用、加快绿色技术进步、强化资本支撑、加速绿色人才培养、创建长效管理体系、提高绿色合作水平等。【结论】“双碳”背景下油气主体必须主动适应发展需求，实现保障能源供应与绿色低碳转型协同推进，重塑高质量发展价值体系。

氢气输送管道技术发展现状
[1-12]

程德宝　蔺建刚　魏乃腾　于雯霞　党春蕾　田华峰

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【目的】氢能具有清洁、高效、来源广泛、可再生等优点，是一种应用广泛且生态安全的燃料，已逐渐成为世界主要经济体能源发展的重点。目前天然气输送管网相对完善，而氢气输送技术面临诸多挑战，如缺乏技术规范、安全风险高、投资成本高等，是阻碍氢气管道输送发展的关键因素。【方法】对国内外氢气输送管道建设现状、设计施工标准、使用材料以及管道输送技术进展等方面进行了介绍，总结了管道运输工艺、管道评价、安全运行保障等方面的相关技术研究，并对氢脆、天然气掺氢、管道力学性能、氢渗透行为等热点技术问题的国内外研究进展进行了阐述与讨论。在此基础上，对未来氢气输送管道技术的研究方向进行了展望，以期为长距离输氢管道的进一步发展提供参考。【结果】选取钢管为氢气长输管道材料时，选材应谨慎，需考虑氢脆现象。与钢管相比，以塑料为基材的柔性塑料复合管具有独特的优势，已成为目前输氢管道领域的研究热点。然而，中国在氢气长输管道领域的相关规程及标准较为滞后。【结论】目前中国的氢能产业化发展已经取得了一定的成果，但是与其他国家相比，在氢气长输管道技术方面仍有较大差距，需进一步对技术上的难点进行突破，并对氢脆、渗透等机理进行系统性剖析。同时，亟需建设完善的设计、施工、运行技术标准体系，主导或参与国际输氢管道相关的规程及标准的制定。

液氢低温输运管道环空绝热技术研究进展
[1-17]

牛帅帅　赵杰　李敬法　吴小华　宇波　李建立

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【目的】液氢因具有体积密度大、氢纯度高等优势而备受关注，但极低的沸点导致其在输运过程中易蒸发而造成氢损失,低温绝热技术是实现液氢管道输运的关键手段。【方法】从热传递的3种方式（固体导热、气体导热、辐射换热）对管道环空间的漏热进行分析，固体导热主要来源于环空间绝热支撑结构，总结了不同类型支撑结构的导热性能。同时，维持环空间夹层真空度可以有效削弱因气体导热引起的漏热。真空多层绝热材料对低温绝热技术的影响是研究热点，在此从真空多层绝热材料预测模型、绝热材料布置方式、定密度多层绝热与变密度多层绝热等方面分别进行了讨论分析。【结果】在保证应力强度的前提下改善支撑形状，最大限度缩短传热路径、减少支撑与内外管的接触点个数及接触面积大小能够有效降低支撑的漏热量。进一步研究低成本与高效率的吸气剂是维持真空度最直接的有效方法。真空多层绝热技术在低温设备中应用广泛，可有效减少固体导热、气体导热及辐射换热。定密度多层绝热和变密度多层绝热都存在最佳层密度排布使漏热最低，并且变密度多层绝热具有更好的绝热性能及重量优势。【结论】合理优化环空间几何结构和热传递方式并研制高效吸氢剂，对推动液氢低温输运管道环空绝热技术、有效降低液氢输运过程中的氢损失具有重要意义。

二氧化碳管道裂纹韧性扩展速度数值模拟
[1-14]

付雅茹　张东　闫锋　王熠凡　白芳　张宏　刘啸奔

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【目的】碳捕集、利用与封存技术是减少二氧化碳排放的重要战略储备技术，超临界二氧化碳管道运输是连接碳捕集和碳封存最经济有效的方式。由于超临界二氧化碳的减压波特性与二氧化碳的焦耳-汤姆逊效应，管道发生断裂后容易长程裂纹扩展，使得管道运行安全受到威胁。【方法】为探究超临界二氧化碳管道的裂纹扩展机理，对L360M管道的母材横向试样开展了示波冲击试验，建立数值仿真模型并应用内聚力模型描述材料的损伤，通过对比试验曲线与模拟曲线，对内聚力模型参数进行标定，建立超临界二氧化碳管道裂纹扩展有限元模型，将校准的内聚力模型参数输入有限元模型中开展管道裂纹扩展模拟，探明了内压、壁厚、管径等因素对管道裂纹扩展速度的影响。【结果】内聚力模型可以较好地模拟裂纹动态扩展过程，所得模拟结果总体趋势与试验结果一致，通过试验校准及验证的内聚力模型参数可用于管道模型中裂纹扩展的数值模拟；对于超临界二氧化碳管道而言，增大内压、增大管径、减小壁厚都会增加管道裂纹扩展速度。【结论】基于上述结果，计算得到了超临界二氧化碳管道在不同管径及壁厚下对应的止裂压力与适用于直径323 mm管道的最小壁厚。研究结果可为超临界二氧化碳管道裂纹扩展提供理论基础，具有一定实际工程参考意义。

CALM系统漂浮软管动力响应数值模拟及优化
[1-12]

胡轲　安晨　张爱霞　陈可心　白显婧

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【目的】漂浮软管是海上输送原油的关键设备，其运行的可靠性及安全性对外输原油的效率影响非常大。然而，由于海洋环境、作业船舶及软管自身长度等因素的影响，外输软管会出现不同的水动力响应，增加了原油输送中存在的风险。【方法】采用数值模拟方法，对CALM（Catenary Anchor Leg Mooring）系统外输漂浮软管进行动力响应分析及优化设计研究，以单点系泊系统中漂浮软管为研究对象，利用OrcaFlex软件建立穿梭油轮—漂浮软管—浮筒的耦合响应模型，对漂浮软管长度、浮筒与穿梭油轮的间距、艏管连接角度、艉管连接角度等影响软管动力响应的因素进行分析，考虑最小化软管管串的有效张力及曲率，对软管进行设计变量优化。【结果】随着管串长度的增大及浮筒与穿梭油轮的间距缩小，漂浮软管的最大有效张力先减小后增加，而弯矩及曲率一直增加；随着艏管连接角度增大，最大有效张力先减小后增大，而随着艉管连接角度增大，最大有效张力先减小后增大再减小，弯矩及曲率变化趋势各有不同。选择合适的管串长度、浮筒与穿梭油轮的间距、艏艉管连接角度对外输软管动力响应优化十分重要。随后采用遗传算法对漂浮软管构型进行优化，以最小化软管有效张力及曲率为目标进行多目标优化设计，得出软管动力响应最优配置方案。【结论】研究结果可为外输软管的整体设计与构型优化提供工程指导。

砂质海床上海底管道侧向失稳试验研究
[1-11]

路顺　闫术明　周晓东　曹志强　金辉

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【目的】海洋环境具有复杂性及不可预测性，铺设于砂质海床上的海底管道易发生侧向失稳，但目前对海底管道侧向失稳的成因尚不明晰，亟需探究海流荷载作用下砂质海床上管道侧向失稳过程中的水动力荷载、管土相互作用等多种影响因素的耦合机制。【方法】采用自主设计搭建的管土相互作用试验装置开展了多类型模型试验，探究了海底管道侧向失稳的物理机制，分析了海底管道水下重力、管土摩擦因数、管道初始嵌入深度比、不同砂质土壤、端部约束条件等对极限侧向土阻力、侧向土阻力系数的影响。【结果】侧向土阻力随海底管道水平位移的增加而逐渐增大，并最终达到极限值；侧向土阻力系数随管道水下重力的增加而逐渐减小，最终趋于稳定值；防滚管道的侧向土阻力系数随摩擦因数的增大而增大，自由管道的摩擦因数对侧向土阻力系数的影响较小；防滚管道的侧向土阻力系数远大于管道两端自由的工况；防滚管道的初始嵌入深度比对管道出现最大沉降量及发生极限侧向土阻力的位置具有重要影响。【结论】通过砂质海床上海底管道侧向失稳试验，明确了海流荷载作用下管道侧向失稳过程中极限侧向土阻力发展规律，可为海底管道的设计、铺设及安全运行提供技术支撑。

超临界/密相CO₂管道流量波动瞬态仿真计算模型
[1-11]

李玉星　路建鑫　柳歆　柴冲　贾启运　王武昌　钱昊楠

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【目的】超临界/密相CO2管道输送是CCUS中的重要环节，但气源产出不稳定或终端用量波动等原因，会引起CO2管道内部介质水力热力参数的动态响应，持续或较大幅度波动可能造成管道和设备失稳。目前针对超临界/密相CO2管道输送水力热力计算模型以稳态计算与经济评价为主，瞬态计算模型较为欠缺。【方法】基于流体力学基本守恒方程，结合CO2相特性特点，建立一维含杂质超临界/密相CO2管道流量波动瞬态仿真计算模型，并对该模型进行数值求解计算，实现了不同流量瞬变工况的管道沿程水力热力参数变化规律动态仿真并将模型与行业瞬态仿真软件OLGA进行了对比分析。【结果】超临界/密相CO2管道流量波动瞬态仿真计算模型与OLGA软件的计算结果趋势一致，模型计算压力、温度响应略高于OLGA计算结果，二者对于出口温度、压力响应相对变化量的计算差距在2%以内，满足工程计算精度要求。且在瞬态计算过程中，模型相比OLGA软件更加稳定，不会出现数值震荡现象，可用于超临界/密相CO2管道流量瞬变工况温压动态响应预测。【结论】针对超临界/密相CO2管道建立的一维管道流量波动瞬态仿真模型与OLGA软件模拟结果对比发现，该模型计算精度较高，研究成果可为CO2管道设计与工艺仿真软件国产化提供理论支撑。

绿氨-成品油综合运输系统适应性分析与规划
[1-15]

涂仁福　梁永图　邵奇　廖绮　邱睿　张昊　徐宁

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[目的]氨是一种高效的储氢介质，在“无碳未来”愿景下，其有望成为未来化石燃料替代品。鉴于氨相对稳定的液态储运形式，利用在役成品油管道构建绿氨-成品油综合运输系统，对绿氨产业链的发展具有重要意义。[方法]介绍了中国绿氨的产能分布情况、各运输方式的优劣性及在役成品油管道增输液氨的潜力；从输送介质特性、长输管道系统结构、管材与设备、管输工艺、水力计算方式、运行压力与流速安全共6个方面进行了成品油管道增输液氨系统适应性分析；考虑了绿氨与成品油运输环节的耦合特征，并就“西氨东送”“北氨南运”的供需格局提供绿氨-成品油综合运输系统规划设想。[结果]随着绿氨产能规模的不断扩大，管道成为首选的长距离运输方式，加之在役成品油管道输送负荷率不足，在经济效益的推动下，成品油管道增输液氨极具潜力；理论层面上，成品油管道与已有液氨长输管道系统相似性高，部分特殊需求可通过工艺或设备改造满足，在制定合理的压力、流速控制策略前提下，在役成品油管道增输液氨的系统适应性整体较强，应进一步采取实验手段验证其可行性。基于此，对绿氨-成品油综合运输系统规划、多种运输方式协同优化、液氨管输运行边界落实及管输批次优化4个方面提出了未来展望。[结论]研究成果可为促进绿氨产业健康发展、提高绿氨-成品油综合运输系统的安全性与经济性提供参考。

N₂-CO₂二元体系相平衡特性测量及状态方程优选
[1-10]

谢乃雅　闫锋　朱建鲁　陈俊文　程磊　王启航

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【目的】杂质的存在会影响CO2的相平衡性质，进而影响CO2管道输送安全。随着CCUS技术的进一步应用，含杂质CO2体系相平衡研究对推广CCUS技术至关重要。【方法】自主设计了一套基于气体、液体可压缩性差异的含杂质CO2体系相特性测量实验装置，可以在-30℃~50℃范围内，测量并计算含杂质CO2体系的泡点压力、露点压力。将实验结果与PR方程、GERG2008方程、BWRS方程、SRK方程、PRSV方程五种状态方程的模拟对比，分析各方程预测精度。【结果】针对不同比例的N2-CO2二元体系，随N2含量增加，各状态方程泡点压力、露点压力预测精度下降。不同温度区间各状态方程预测精度不同，PR方程在0℃以下的泡点压力、露点压力预测精度较高，在0℃及以上，预测精度下降；GERG2008方程在0℃以下的泡点压力、露点压力预测精度较低，在0℃及以上，预测精度较高；BWRS方程无明显规律性，但对各体系总体预测精度较低；SRK方程在0℃及以下预测精度较低，在0℃以上预测精度较高；PRSV方程在0℃以下预测精度较低，在0℃及以上预测精度较高。【结论】除BWRS方程无明显规律性外，其他方程在不同温度区间表现出不同的预测精度。状态方程优选建议：针对纯CO2，在0℃以下推荐使用PR方程，在0℃及以上推荐使用PRSV方程；对于“99.5%CO2、0.5%N2”，-20℃~20℃范围内，推荐使用PR方程；对于“96%CO2、4%N2”，-30℃~20℃范围内，推荐使用PR方程、PRSV方程。

BTC方法研究进展及其应用于CO₂管道止裂韧性计算的可行性
[1-14]

陈兵李磊磊齐文娇

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【目的】CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）技术对实现“碳中和”战略目标具有至关重要的作用，而管道输送作为CCUS产业链的关键环节，面临的主要挑战之一是密相CO₂管道延性裂纹止裂问题。【方法】从裂纹止裂控制机理出发，深入调研了Battelle双曲线（Battelle Two-Curve, BTC）方法的研究进展，并剖析了其应用于天然气管道止裂控制的技术现状及局限性。针对裂纹止裂韧性BTC修正方法，从夏比冲击吸收能量、落锤吸收能量及裂纹尖端张开角3个角度进行述评，根据密相CO₂的特性，探究了BTC方法应用于CO₂管道止裂韧性计算的可行性。【结果】借鉴应用于天然气管道止裂控制的BTC修正方法，基于管道裂纹动态延性扩展止裂设计判据中的速度判据，从驱动力与阻力两个方面，提出了BTC应用于CO₂管道裂纹止裂控制的修正方法。CO₂管道全尺寸爆破试验是目前确定密相CO₂管道止裂韧性最有效的方法，根据前人研究中CO₂管道全尺寸爆破试验数据，提出了BTC方法的修正系数范围，为CO₂管道的安全运行、CCUS技术的规模化应用提供了参考依据。【结论】利用BTC修正方法计算密相CO₂管道止裂韧性的研究尚处于起步阶段，虽然基于CO₂管道全尺寸爆破试验数据得到了BTC方法的修正系数，但可供参考的试验数据较少且适用范围有限，今后可以进一步结合数值模拟研究，提出更有效的修正方法。

地形起伏超临界CO₂管道两端阀室放空动态模拟
[1-14]

闫冰　史博会　陈俊文　汤晓勇　昝林峰　王妍静　李玉培　宫敬

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【目的】CCUS技术作为实现碳中和的重要手段，其中CO₂的安全高效输送是关键环节。超临界相CO₂管道输送已在国际上得到广泛应用，国内现已基本掌握了超临界CO₂管道稳态输送的工艺规律，但对于具有起伏地形的超临界CO₂管道放空作业的动态规律和安全风险认识尚不够深入。【方法】借助OLGA软件，建立具有起伏地形的超临界CO₂管道两端阀室放空物理模型，开展管道放空的动态模拟分析，揭示了放空过程中主管道内低温现象的物理本征，探讨了地形起伏超临界CO₂管道放空过程中的关键问题，特别关注了地形起伏对相态变化、低温风险和干冰生成的影响，提出了控制背压的安全放空方案。【结果】结果表明：具有地形起伏超临界CO₂管道放空应尽量避免在高压、低温下进行；需设计适宜的放空管径和开度，以规避低温脆断和干冰生成等风险；所提出的放空方案在具体地形条件下表现良好，能有效解决主管道放空过程中低洼地段的极致低温问题，并对放空出口的危害较小。【结论】研究成果为地形起伏地区超临界CO₂管道的安全放空工艺设计与工程建设提供了理论支持，对工程实际应用具有参考价值，有助于保障CO₂管道的安全高效输送。

输气管道气电混合动力漏磁检测器研制与应用
[1-8]

殷存志　王佳良　刘冬羊　张超　王路　胡艳春

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【目的】针对传统空压机动力源漏磁检测器在新建及低流量、零输量等长输天然气管道中难以适用的问题，研制一种气电混合动力漏磁检测器，并对其技术优势进行分析与验证。【方法】根据检测器在气体管道中行进的普遍原理，基于传统空压机动力源漏磁检测器实施管道内检测时的运行状态分析，提出了气电混合动力内检测器在管道中行进的动力学模型，在漏磁检测器中额外增加电机主动驱动功能，使检测器在鼓风机和自有动力下行进，若遇阻力突变区，电机介入工作，规避了检测器卡堵憋压、发生气爆而高速行进等问题，同时保证其在管道中的通行性。【结果】气电混合动力漏磁检测器在中俄东线天然气管道工程大庆—哈尔滨（大哈）支线实施投产前内检测，在全长52 km的管道中共检测出各类特征6 930 处，并对其中1处金属损失进行开挖验证，缺陷里程、类型、地面定位信息、长度、宽度、深度、时钟位置等各项检测数据均符合相关标准要求。【结论】气电混合动力漏磁检测器采用鼓风机和自有动力作为行进动力具有明显优势，在实际工程应用中表现出较好的安全性、动力性及数据稳定性：低压低流鼓风机避免了空压机产生高压气体带来的安全隐患；速度可控使检测器可以匀速前进，保障了采集数据质量和检测精度；气动和电动双重动力作用下，检测器更快速通过穿跨越、弯头等较易卡堵位置，降低了检测器卡堵风险；若能在降低制造成本及系统复杂性、提高电池电量续航能力等方面有所改进，则应用前景广阔。

含腐蚀缺陷输气管道高频声致振动响应规律数值模拟
[1-11]

陈严飞　刘宇　胡东　尹意　何明畅　江楠

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【目的】气体通过减压装置时产生的高频声学能量会激发输气管道管壁的高阶模态，导致管道结构出现声致振动，可能引起焊接支架、三通及管道腐蚀缺陷等不连续点处在短时间内发生疲劳失效。【方法】通过计算噪声谱，将声功率级转换为声压级，量化了声源强度的影响；构建了含腐蚀缺陷的输气管道声致振动有限元模型，并将声压施加于模型管壁，研究了腐蚀缺陷长度、宽度及深度对输气管道声致振动的影响，并与EI（Energy Institute）导则评估结果进行对比。【结果】在不同的腐蚀缺陷长度下，输气管道的应力响应呈现出驼峰状变化，即应力水平随缺陷长度的增大先增后减，但应力集中现象随缺陷长度的增大而减弱；随着缺陷宽度的增加，输气管道的分布趋于均匀；管道应力随着缺陷深度增大呈马鞍形变化，即输气管道的应力水平先降后升。【结论】腐蚀缺陷的存在显著影响输气管道的应力响应，尤其是腐蚀缺陷长度对管道应力影响最为显著，但当无量纲腐蚀缺陷深度增至0.6后，其对输气管道应力、振动模态的影响显著增大，今后应重点关注腐蚀缺陷深度对声致振动的影响。通过对含腐蚀缺陷输气管道声致振动响应的定量分析，既为解决管道强烈振动问题提供了理论支撑，也为输气管道设计、建设及运维提供了参考依据。

CO₂管道断裂扩展与管内减压耦合特性数值模拟
[1-11]

陈磊　胡延伟　闫兴清　于帅　刘镇溪　乔帆帆　喻健良　陈绍云

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【目的】管道是CCUS技术最主要的输运工具，研究其动态断裂扩展规律十分重要，而全尺寸断裂实验的准备周期长、技术门槛高、资金投入大、不确定因素多，严重制约了CO2输运管道断裂扩展过程中管道断裂和管内减压规律的研究进展。【方法】基于双向流固耦合技术，使用Frotran语言开发了用户自定义子程序来描述流体减压特性，通过材料性能实验构建管道材料的GTN（Gurson—Tvergarrd—Needleman）本构方程，在ABAQUS/Explicit软件中构建了超临界CO2输运管道裂纹动态扩展和管内减压的流固耦合数值模型，用于开展管道裂纹扩展特性和管内介质减压规律的协同分析，模拟结果通过Python脚本完成批量处理。【结果】数值模拟得到的管道断裂形态与实验结果非常相似；管道断裂速度在管内介质溢出后呈现快速上升并逐渐稳定的趋势，最终稳定在约225 m/s；裂纹尖端张开角呈现先减小后增大的趋势，最终稳定在7.22°左右；CO2在裂纹扩展尖端附近仍保持高压状态，在裂纹尖端处降压膨胀所形成的饱和蒸汽加大了管道止裂难度。【结论】通过开展仿真模拟可以准确地复现全尺寸断裂实验，仿真结果在揭示管道断裂过程中裂纹尖端张开角、裂纹尖端及开裂区压力演变历程等诸多实验无法捕捉的参数方面具有优势。构建的CO2流固耦合数值模型有助于对CO2输运管道断裂特性开展深入分析，可为不同管道尺寸及气体参数下的CO2管道安全控制评估提供参考。

焊枪喷嘴结构对保护气体流场的影响
[1-12]

梁明明　刘晓文　侯昊　陈佳铭　牛连山　姜艳朋

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【目的】为解决传统焊枪喷嘴结构设计中存在的开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题，【方法】采用CFD软件，针对保护气体流量大小、焊枪喷嘴结构及喷嘴与坡口的间距等关键参数进行数值模拟研究，并结合气体染色实验与实际焊接实验，对模拟仿真结果进行验证分析。【结果】在管道窄间隙坡口GMAW焊接工艺中，选用20 L/min的保护气体流量可以获得良好的保护效果；扁锥喷嘴结构使得保护气体的流场呈现较小的圆锥度且流动更为挺直，即使在相对较低的保护气体流量下，也能够有效抵抗侧风干扰，保持稳定的焊接环境；当焊枪喷嘴与坡口的间距控制在15 mm以内时，保护气体的流场具有良好的保护效果；气体染色实验及焊接实验的结果与模拟仿真的预测结果相符合，表明采用模拟仿真方法对保护气体流场进行优化设计是切实可行的。【结论】通过CFD模拟仿真技术，能有效优化焊枪喷嘴的结构设计，显著提高窄间隙坡口GMAW焊接工艺中的保护气体利用效率，增强焊接质量的稳定性。可见模拟仿真方法在焊接工艺改进中具有重要作用，可为焊枪喷嘴结构设计及保护气体流场的调控提供新的思路与技术参考。

中国超临界CO₂管道输送技术进展及展望
[1-15]

张对红　李玉星

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【目的】随着“双碳”目标任务持续推进，中国的碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）作为实现大规模碳减排的托底技术迅速发展，作为CCUS产业链中连接上下游的关键环节——CO2管道工程建设也迎来了黄金发展机遇。然而，中国CO2管道工程建设起步较晚，为了推动中国CO2管道工程建设与发展，亟待对CO2管道输送关键难题与核心技术开展系统攻关，并系统建立CO2管道输送技术标准体系。【方法】基于文献调研对中国CO2管道输送技术发展现状进行梳理评述，从CO2相特性与管输工艺、管道安全、软件仿真、标准规范等方面总结分析了CO2管道输送技术的重要进展，并根据中国的碳源碳汇分布特点对未来CO2管道规划及管输技术发展提出了建议与展望。【结果】目前，相比欧美国家，中国长距离超临界CO2管道工程比较欠缺，仅齐鲁石化－胜利油田的密相CO2管道工程建成投产，另外大庆石化、吉林石化CO2管道工程处于初步设计阶段，未来CO2管道工程建设将持续加速。【结论】中国的超临界CO2管道输送已拥有一定的技术储备，但在中试试验的测试及理论模型的改进方面仍需继续攻关，同时加速推动相关技术的工程示范应用，完善CO2管道输送技术标准体系，为未来区域千万吨级CO2管道运输网络以及区域间CO2干线管道规划建设提供全面有力支撑。

含减阻剂的管输成品油质量控制综合监测方法
[1-14]

刘倩　雷斌　辛世豪　杨鹤

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【目的】减阻剂在成品油管输过程中如未充分溶解或未被充分剪切，将对成品油质量造成严重影响，甚至会引起质量事故。【方法】建立了测定含减阻剂成品油的外观、运动黏度、馏程和未洗胶质等特征理化指标，并通过与成品油正常项目值比较判断有无异常，从而初步判定减阻剂是否对成品油质量的影响。研究浓缩-红外光谱法建立了提取汽油中高分子成分的方法，并建立了判定汽油中是否含有长链烷烃的分析手段。建立了凝胶色谱法来测定汽油中高分子成分的分子量，为汽油中是否存在未充分剪切的减阻剂提供定性、定量方法。【结果】通过分析减阻剂在成品油中的溶解过程，建立了外观-运动黏度法作为直观的初步评价方法；探究减阻剂对管输成品油质量指标的影响，认为可将馏程/未洗胶质法作为日常质量监控的分析手段；建立了浓缩-红外光谱法，可根据特征峰进一步判断长链烷烃的有无；建立了凝胶渗透色谱法，可对成品油中高分子进行定性定量分析，从而直接判断高分子链的剪切程度。【结论】首次建立了一套综合鉴定方法，可准确判断管输过程中成品油质量是否受到减阻剂添加的影响，为预防管输成品油质量事故提供可行方案，为保障管输成品油品质提供支持。

国家管网智慧管网标准体系三维业务框架设计
[1-9]

杨旸，　王海洋，　彭睿，　贾文龙，　朱浩宇，　李长俊

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【目的】智慧管网标准体系是指导管网企业智慧化发展的重要技术文件和技术标准化管理的基础，现有油气管网标准体系不能满足智慧化建设需求，迫切需要建立一套适合智慧管网建设的标准体系框架。【方法】基于油气管网的“智慧化特征”，分析其在可研与设计、施工验收、运行维护和废弃封存4个阶段的内涵与功能。选用国家管网集团标准系统架构作为智慧管网标准体系架构的基础，参考智慧电网的标准体系框架，提出了由对象、全生命周期、互操作三个维度构成的智慧管网标准体系业务框架模型。【结果】对象维度包括线路、站场、储气库、LNG接收站；全生命周期维度包括可研与设计，施工与验收、运行维护、废弃封存；互操作维度包括应用层、交互层和感知层。基于智慧管网全生命周期各项业务的关键技术和标准化对象，结合标准化要素在互操作层级中相互作用的二维映射关系，构建智慧管网标准体系架构。以二维互操作维度的应用层为例，分析了在建立标准体系时需填充缺失和新建的标准。【结论】研究成果可为智慧管网标准体系建设提供指导。

高压含硫天然气对井口节流撬冲蚀的数值模拟及现场验证
[1-12]

罗召钱，　田兴平，　王欢欢，　王博，　彭轴宇，　廖柯熹，　何国玺，　钟瀚宇

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[目的]高压含硫天然气节流过程对节流撬有明显的冲蚀破坏作用，因此采取合理的检测手段非常重要。[方法]以川西北气矿双鱼石下二叠统气藏L004-X1井口节流撬为研究对象，采用Fluent软件建立数值模型，模拟井口压力为103 MPa的高压条件下的流场及冲蚀过程。分析了现场工况下节流撬内的压力场和速度场，研究了天然气中固体杂质颗粒的质量流量、入口速度、直径及节流撬前后压降对节流阀体冲蚀的影响，并采用超声波相控阵技术对现场L004-X1井出口段测温测压套开展了在线、离线壁厚检测，以验证节流撬冲蚀数值模拟及现场不停产在线检测的可行性。[结果]阀芯内壁面的冲蚀形貌以点状分布为主，出口段测温测压套的冲蚀形貌以连续片状分布，并且由于重力原因导致出口段测温测压套中位于下方的C面冲蚀最为严重。阀芯冲蚀最严重部位为阀芯内壁面，其次为阀芯出口处。冲蚀速率随颗粒的质量流量、入口速度的增加而增大，随颗粒直径的增大而逐渐减小并趋于平稳。对比数值模拟结果与超声波相控阵现场离线检测结果发现，出口段测温测压套4个面最小壁厚的平均相对误差为4.1%，验证了数值模拟的可行性。超声波相控阵现场在线、离线两种检测方法得到的最小壁厚基本一致，为便于现场操作，推荐使用在线检测方式。[结论]研究成果可为高压含硫天然气藏现场设备的安全检测提供理论指导。

重型车辆碾压下埋地X70管道力学响应研究
[1-16]

李玉坤　董壮　常景龙　裴晨亮　周鹏　杨澳　李洪涛　李旺

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【目的】随着中国城镇化建设的不断推进，重型车辆通过埋地管道上方的情况日益增多，严重威胁管道的安全运行。探究重型车辆碾压下埋地管道力学响应规律对保障油气管道安全运行具有重要意义。【方法】以埋地X70管道为研究对象，设计并开展车辆碾压管道室外试验，采用应变电测法获取管道响应数据，总结管道土压力和轴向应力的响应规律；使用ABAQUS软件建立土体-管道有限元仿真模型，采用非线性接触模型模拟管土相互作用，将车辆荷载简化为移动面源恒载，编写DLOAD子程序实现加载，按照试验工况进行仿真。【结果】结果显示管道附加轴向应力的仿真值与试验值偏差小，且土压力、轴向应力分布规律与试验相同，验证管道土压力和轴向应力的响应规律；基于验证后的有限元模型，采用单一变量法，通过仿真探讨了车辆载重、车辆速度、管道直径、管道壁厚、填土高度和管道内压6种参数对管道轴向应力的影响规律。【结论】两侧履带正下方截面处管顶土压力和轴向应力均大于中心截面处，管底轴向应力小于中心截面处。增大管道直径、管道壁厚或者填土高度均可减少车辆碾压引起的管道附加轴向应力，但改变车辆速度和管道内压的效果不明显。研究所得埋地管道力学响应规律可为重型车辆碾压下管道的安全裕度评估提供参考。

初始温压对超临界/密相CO₂管道泄放影响实验
[1-15]

张对红　丛思琦　胡其会　程磊　列斯别克·塔拉甫别克　韩辉　李兆兰

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【目的】工业CO₂管道输送一般维持在超临界/密相高压运行，一旦发生管道泄漏，泄漏口附近区域将产生高浓度CO₂，对周围人员、生物等带来严重伤亡威胁。目前针对CO2管道泄漏影响范围和安全距离定量分析评价的研究较为欠缺，为探究超临界/密相CO₂管道泄漏扩散规律，得到不同CO₂暴露浓度下的安全距离，【方法】采用自主设计的大型CO₂管道泄放扩散实验装置，开展不同压力和温度条件下的CO₂管道泄放实验，研究泄放后扩散区域的CO₂浓度变化规律及典型体积分数下CO₂的影响范围。【结果】在实验压力和温度范围内，①近泄放口处CO₂的体积分数主要受射流作用影响，在所有实验工况中，5 m处CO₂体积分数最高可达70%，10 m处CO₂体积分数均低于8%。计算得到距离泄放口5 m远处体积分数大于4%的CO₂泄放持续时间最长达到125 s，随着管内压力的升高，CO₂体积分数大于4%的泄放持续时间更久。②距离泄放口较远处CO₂的体积分数受湍流扩散和环境风速、风向的影响，管内压力在7.5~10.5 MPa时，体积分数4%的CO₂扩散的最远距离为32 m；管内运行温度20~40 ℃时，体积分数4%的CO₂扩散的最远距离为20 m。③CO₂管道泄放后，扩散区温度也会降低，随着初始压力的升高或管内初始温度的降低，扩散区的温降增大。【结论】管内运行压力越高或管内初始温度越低时，CO₂的扩散距离越远，但环境风会影响CO₂扩散距离。在工业CO₂管道发生泄放后，不仅要根据CO₂管道运行状态，还要结合环境风速和风向综合考虑来进行危险区域划定。

中国石油盐穴储气库技术研究中心
[1-15]

周照恒　周冬林　王建夫　王立东

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【目的】中国氦气资源稀缺，产量不足，对外依存度高且来源单一，氦气资源安全形势十分严峻。利用盐穴存储氦气是一项优势明显的大规模氦气储备技术，可有效保障氦气供应能力，提高用氦安全。然而中国目前暂无正在运行的地下盐穴氦气储库，相关研究和建设尚处于起步阶段，需要有针对性地开展可行性与关键技术研究。【方法】通过对国内外氦气资源及氦气储库建设情况的调研，结合中国盐穴储气库建设经验，分析中国盐穴氦气储库建设可行性，提出盐穴氦气储库选址评价、密封性评价、造腔建库、注采运行等关键技术发展建议。【结果】分析认为：中国氦气断供风险大，需要加大储备；盐穴存氦安全性高、密封性好，适于大规模存储氦气。中国盐穴资源丰富且具有建库技术基础，建设盐穴氦气储库是加大中国氦气储备切实可行的方法；中国建库地质条件、氦气资源条件等与国外不同，盐穴氦气储库建设需要针对性地开展关键技术研究。东南沿海地区盐矿靠近氦气进口和消费地，运输成本低，可作为中国盐穴氦气储库建设的优选库址。【结论】建议中国盐穴氦气储库分阶段逐步建设，初期可建设1~2个盐穴储氦腔体，探索验证氦气储库建设技术，以保障中国氦气供给稳定，然后逐步扩建形成可满足5~10年氦气需求的战略储备。

二氧化碳管道全尺寸爆破试验
[1-11]

苗青

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【目的】碳的捕集、利用与封存（Carbon Capture Utilization and Storage，CCUS）是减少大气中二氧化碳含量的关键技术之一，超临界/密相态CO2管道运输是将CO2从捕集点输送至封存点最经济、可行的方法。对于超临界/密相CO2的管道设计来说，关键要求是管道产生裂纹后阻止管道的长程韧性断裂，全尺寸爆破试验是目前验证管道在发生爆裂时能否停止断裂的最直接手段。【方法】据调研，国外共开展了11次全尺寸爆破试验，但考虑到国内外制管工艺的差异性以及实际CO2运输的不同情况，为探究中国超临界CO2管道的止裂韧性，成功开展中国首次全尺寸二氧化碳管道爆破试验，采用X65钢级、外径为323.9 mm、壁厚为7.2~7.6 mm的焊管进行试验，试验气体的组成为95%CO2+4%N2+1%H2，试验压力为11.85 MPa，温度为12.6 ℃。【结果】试验结果表明：CO2管道全尺寸爆破试验进展顺利，管道从起裂管开始裂纹扩展，在起爆位置西侧在两根管道的环焊缝处环切止裂，在起爆位置东侧由于管道母材韧性止裂，试验钢管表现为典型的韧性剪切断裂特征，且采集到裂纹扩展速度、压力及温度等多项重要试验数据。【结论】该试验为中国掌握百万吨级二氧化碳输送管材研制、管道设计及建设技术提供了重要的数据支撑，标志着中国在CCUS技术研究领域取得重要的突破性进展。

连续沉降下管土相互作用规律
[1-15]

刘鹏　张宇　李玉星　范佳林　王武昌　胡其会　黄维和

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【目的】沉降是埋地管道周边常见的地质灾害，严重时可导致管道失效及破坏。研究连续沉降过程中的管土相互作用规律对于保障沉降灾害下埋地管道的安全具有重要意义。【方法】利用自主设计的连续沉降实验系统开展了埋地钢管连续沉降实验，研究了不同地层土体沉降范围和沉降量下的管土相互作用规律，采用数值模拟方法详细分析了连续沉降过程中的管土相互作用演化过程，并通过非线性多元拟合方法，充分考虑沉降、管道、土体等各项参数，对数值模拟结果进行多元拟合。【结果】随着地层土体沉降量的增加，钢管与周围土体逐渐由协同沉降向非协同沉降演变，管道的力学响应经历了增加、卸载、波动、稳定4个阶段。随着地层土体沉降范围的增大，管道与其下方土体完全分离所需的地层土体沉降量增大。当沉降速度较小时，管道最大应力与沉降量随沉降速度的增加而显著增加；沉降速度超过2×10-5 m/s后，管道最大应力与沉降量基本保持不变，但相对应的地层土体沉降量明显增加。此外，拟合得到了连续沉降条件下埋地钢管最大Von Mises应力预测模型，其计算误差多在10%以内。【结论】不同沉降阶段下的管道力学响应明显不同，并且沉降过程中的地层土体沉降量、沉降范围和沉降速度变化对于管道的力学响应也具有重要影响。此外，研究得到的连续沉降下埋地钢管最大Von Mises应力预测模型具有较好的预测效果，能够为连续沉降灾害下的埋地管道安全提供重要判定依据。

离心式BOG压缩机应用于大型LNG接收站的可行性分析
[1-10]

吴桂良　陈营　杨向东　王洪昌　乔洪虎　杨晓华　仇德朋　陈景生

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[目的]中国新建LNG接收站正朝着大型化方向发展，已建LNG接收站也已进入扩建期，接收站内BOG的生成量大幅增加且有相当一部分BOG来源稳定，为离心式BOG压缩机在大型LNG接收站的工程应用提供了契机。[方法]以中国某扩建LNG接收站为例，对该接收站内BOG的生成总量、BOG稳定生成量进行计算，从离心式压缩机与往复式压缩机的配置原则、离心式压缩机与往复式压缩机并联运行关键点、离心式压缩机的优势等多角度出发，系统研究了离心式BOG压缩机在中国LNG接收站推广应用的可行性。[结果]研究结果表明：①新建或扩建接收站，LNG储罐能力在5座16×10⁴m³或4座22×10⁴m³以上的项目即可使用离心式压缩机；②由离心式压缩机覆盖接收站内BOG生成量的基本负荷，由往复式压缩机覆盖BOG生成量的峰值负荷，可以保证LNG接收站的正常运行；③离心式压缩机与往复式压缩机并联运行时，需要在往复式压缩机出口设置缓冲罐，以抑制往复式压缩机出口压力脉动对离心式压缩机产生的影响；④当两种型式的压缩机并联运行时，可以降低往复式压缩机出口排气压力的波动范围，以减少压力脉冲对下游BOG再冷凝器的影响。[结论]研究成果可为离心式压缩机在中国LNG接收站的推广应用、与往复式压缩机并联运行操作及工程设计提供理论指导和技术支撑。

甲醇管道输送技术发展现状及挑战
[1-14]

聂超飞　姜子涛　刘罗茜　左丽丽　苗青　李博生　苏怀　黄梓耕

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[目的]甲醇作为一种可再生、绿色的燃料，具有广阔的应用前景，但甲醇长距离管道输送技术在实际应用中还较为少见。[方法]围绕甲醇管道长距离输送技术的可行性及其面临的挑战开展了相关调研，收集了国内外甲醇输送管道的案例，梳理了甲醇长距离输送的工艺和设备要求，分析了甲醇输送过程中可能存在的安全风险，探讨了工业甲醇管道规范标准建设的现状，厘清了甲醇长输管道目前存在的问题，并展望了其未来的发展方向。[结果]研究发现，甲醇作为一种绿色燃料，在长距离管道输送方面展现出显著的应用前景。然而，实际技术实施过程中面临多项挑战，包括甲醇的物理化学特性对系统设计的特殊要求，如输送流速控制、设备选型等。同时，需要重点关注腐蚀、溶胀以及泄漏和爆炸等安全风险。当前关于甲醇输送的实践案例有限，其整体技术的标准化和规范化水平有待提高。[结论]要实现甲醇管道输送技术的商业化和规模化应用，须系统性地解决技术和安全方面的各项挑战，包括提高甲醇纯度、优化输送工艺、选择适宜的耐腐蚀和抗溶胀材料，同时制定全面的安全标准和紧急响应策略。未来应加强基础科学研究和技术创新，建立完善的管理体制和政策支持框架，以确保甲醇输送技术的安全运行、经济效益及环境可持续性。

“全国一张网”油气储运设施应急预案体系建设
[1-12]

孙青峰　常维纯　刘亮　姜盛玉

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【目的】油气储运设施在保障国家能源战略安全和服务人民生产生活需要等方面发挥关键作用。随着国家能源需求的持续增长和“全国一张网”油气储运设施规模的不断扩大，推进油气储运设施“应急一张网”应急预案体系建设与优化，对于降低“全国一张网”油气储运设施潜在的事件、事故损失及维护资产完整性具有重要意义。【方法】从不同维度将油气储运设施“全国一张网”划分为“物理一张网”与“智慧一张网”，进而梳理识别“物理一张网”和“智慧一张网”的风险事件及其后果，归纳总结“全国一张网”潜在风险事件，在此基础上，划分“全国一张网”油气储运设施应急响应级别，开展应急预案体系建设与优化。【结果】将“全国一张网”油气储运设施潜在突发事件分为4类，即自然灾害突发事件、事故灾难突发事件、公共卫生突发事件、社会安全突发事件，进而将“全国一张网”油气储运设施应急响应划分为4个级别，构建“全国一张网”油气储运设施应急预案体系，并配套建立详尽的应急组织体系、应急信息报送程序、应急响应程序、应急善后处置程序。【结论】该应急预案明确了面向突发事件的应急组织结构，详细规划了自下而上的应急信息报送流程与应急响应流程，在“全国一张网”视角下，完善了“全国一张网”油气储运设施应急管理管理制度，可为推动实现应急数字化提供重要支撑。

油气管道内检测技术及数据分析方法现状及展望
[1-17]

李睿

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【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节，可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势，从检测技术发展现状与数据分析技术两大方面进行了述评。在检测技术发展现状方面，分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析，并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析技术方面，以应用最广泛的漏磁检测为例，按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段，国外对漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化；中国管道内检测技术起步较晚，与国际先进水平尚有差距，但已初步掌握了漏磁检测、涡流检测技术，并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性，已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术，还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术的发展取得了显著进展，但仍面临诸多挑战，尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不充分。此外，亟需开展海量检测数据智能分析方法的研究，为管道内检测技术的进一步发展提供技术支撑。

高压CO₂管道放空模拟及安全泄放
[1-14]

柳歆　王海锋　杨腾　胡其会　殷布泽　李玉星　朱建鲁　朱振宇

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【目的】碳捕集、利用与封存（CCUS）是实现碳中和不可缺少的关键技术，CO2管道输送是CCUS技术的重要一环。超临界CO2管道输送过程中，当管道发生泄漏或进行放空作业时，因CO2强节流效应，主管和放空管内可能出现局部低温，生成干冰堵塞管道，并使钢管变脆。【方法】首先利用OLGA软件建立高压CO2管道泄放模型，并将模拟结果与国外实验数据进行对比，发现OLGA软件在计算压降方面较准确，在计算温降方面相对保守，可用于CO2管道设计计算。在此基础上，建立了长距离高压CO2管道放空模型，模拟分析了不同阀门开度、不同初始温度、不同初始压力对CO2管道放空过程管内低温、相态变化和放空时间的影响。【结果】减小放空阀阀门开度可以防止放空过程中管内温度过低，研究选定的放空模拟条件下，不生成干冰的阀门开度应在13.5%，管内温度不低于-30 ℃时的阀门开度应在4.5%以下；高压CO2管道放空过程中，距离泄放口较远处，对流换热强度小，温降幅度较大；初始温度对于放空过程管内温度影响较大，初始温度越低，放空过程中管内温度越低，生成干冰的可能性越大。【结论】因此，在实际工程中，应重点关注主管道上距离泄放端较远处管内流体温度，并在放空过程中根据管内温降情况自动控制减小放空阀阀门开度，减缓放空过程温降速率，对低温密相CO2管道放空需重点关注和防护。

基于改进无迹卡尔曼滤波的油气管道定位方法
[1-9]

张敬华¹　王馨饶²　史瑞龙²　蒋坤泠²　董天宇²　彭丽莎¹　黄松岭^{1, 3}

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【目的】部分油气长输管道的运行年限较长，存在具体地理位置信息缺失、实际管道定位与初始设计路线不一致等问题，而传统油气管道定位方法的累积误差大、定位精度低。【方法】为了提高油气管道的定位精度，提出一种基于改进无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter, UKF）的油气管道定位方法：以陀螺仪与加速度计组成的惯性测量单元为主要设备，利用里程轮和地面标记器作为辅助定位设备，将管道检测器的姿态、速度及位置误差作为状态量，再将里程轮输出的速度与加速度计解算的姿态信息作为观测量，建立非线性捷联惯导系统误差传递模型；利用改进UKF估计系统误差传递模型，降低噪声对定位精度的影响，并结合前、后向平滑滤波方法、直管与弯管识别方法修正管道检测器的角速度和加速度信息，进一步降低系统解算过程的累积误差。【结果】通过数值模拟与物理试验验证结果表明，所建立的油气管道定位系统可降低长输管道定位的累积误差，对管道所在具体位置进行定位的最大误差为0.56%，在测试环境保持不变的情况下，与传统卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）算法、UKF算法相比，改进UKF算法的定位精度分别提高了约34.2%、30.2%。【结论】基于改进UKF的油气管道定位方法降低了系统解算过程的累积误差，提高了管道的定位精度，在油气长输管道定位中具有较高的实用价值。

变频器低电压穿越引起压缩机喘振分析及改进措施
[1-14]

蒲斌　李星星　杨福超　孙义伟

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【目的】喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害，变频器低电压穿越（Low Voltage Ride Through，LVRT）功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式，但电驱离心式压缩机在变频器LVRT过程中会造成压缩机喘振，需分析发生喘振的原因、制定改进措施，以防止压缩机再次发生喘振。【方法】选取西气东输二线吐鲁番联络压气站电驱离心式压缩机在变频器LVRT过程中压缩机转速、压力、流量、防喘振工作裕度等参数的变化情况进行分析。由于变频器LVRT过程中压缩机转速快速下降造成防喘振控制响应不及时，从而导致压缩机喘振；压缩机喘振后压力、流量剧烈波动使防喘振裕度控制失效，引起压缩机持续喘振。制定防喘振控制改进措施：增加LVRT时预防喘振控制措施及LVRT的状态判断，根据变频器LVRT过程中压缩机工作裕度、出口压力变化情况制定预防性打开防喘阀到指定开度的条件；增加压缩机喘振检测及保护措施，通过压缩机喘振后明显变化的出口压力、振动变化检测压缩机是否发生喘振，喘振后快速打开防喘阀摆脱喘振状态。【结果】通过改进措施的应用，解决了LVRT过程中的喘振问题；通过设定工作点裕度、出口压力变化阈值的方式，减少了提前打开防喘阀干预的频次，较短时间内恢复了压缩机正常运行。【结论】研究成果可有效减轻喘振危害，提升电驱离心式压缩机的运行平稳性，为电驱离心式压缩机优化防喘振控制、增加喘振检测提供参考。

复杂输送环境下液氨腐蚀行为及防护技术研究进展
[1-21]

李加庆　冯智雨　梁辉龙　尹鹏博　滕霖　陈崇启　罗宇　江莉龙

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【目的】在“双碳”背景下，氨作为无碳富氢的能源载体，体积能量密度高、易液化存储，具有广阔的发展前景。然而，复杂的储运环境增加了液氨储罐和管道的腐蚀风险。因此，研究复杂输送环境下液氨腐蚀问题是“氨-氢”能源基础设施制造和安全服役的关键。【方法】通过综述液氨腐蚀的研究进展，探讨了不同环境、不同材料的氨腐蚀行为和应力腐蚀开裂机制。同时，总结了相关氨腐蚀检测方法和具体防护措施并展望了未来氨腐蚀研究的发展方向。【结果】氧气、碳氧化合物、硫化物和氯化物的混入对氨腐蚀有促进作用，而水杂质对氨腐蚀的影响具有两面性；应力能够引起液氨应力腐蚀开裂，而不同材料的应力腐蚀敏感性从大到小依次为：铜及其合金，高强钢，碳钢。【结论】基于国内对液氨腐蚀行为机理尚不明确和氨腐蚀防护措施仍待完善等问题，提出以下建议：①采用实验和仿真模拟等方法，研究多杂质关联作用下不同材质的液氨腐蚀行为和内在腐蚀机理；②需结合实际液氨管线输送环境及材料失效特征，开展管线钢及焊材-液氨临界失效边界检验和腐蚀风险评价；③从液氨储罐和管道的设计、选材、制造、使用等多个角度，结合多种腐蚀防腐措施，形成完善的液氨储运系统腐蚀控制、防护及评价标准体系。

环氧套筒修复管道在轴力作用下的轴向应力计算
[1-12]

张鑫洋　魏庆东　席莎　郭晓栋　石艳柯　许雷阁

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【目的】为解决钢制环氧套筒修复补强管道在轴力作用下轴向应力解算公式不明确的问题，【方法】根据轴力作用下钢制环氧套筒修复管道的受力特点，通过简化，建立力学模型。在此基础上，基于应力解法与变形协调关系，推导提出轴力作用下管道层和套筒层的轴向应力理论求解公式，随后通过ANSYS软件建立无/有法兰套筒修复管道模型，对轴向应力公式进行数值模拟验证，并分别对直径为219、660、1 219 mm的管道进行计算，基于数值解对轴向应力理论解对比验证，并在此基础上，通过文献算例对所建立的计算公式进行验证。【结果】结果表明：经过力学简化所得到的模型具有合理性，所得结果趋于保守；在轴力作用下，有/无法兰套筒修复模型管道层与套筒层内外壁轴向应力理论解与数值解的误差均保持在5%以内；3种不同直径管道的轴向应力理论解与数值解误差不超过5%；在1 500 kN轴力作用下，轴向应力承载力占比理论值与钢质环氧套筒修复缺陷钢管的全尺寸拉伸试验实测值误差小于5%。【结论】通过理论解与数值解、实测值的对比，验证了轴向应力理论公式的合理性与适用性，依据该公式进行整体结构的校核较为安全，研究结果可为轴力作用下钢制环氧套筒修复补强管道的设计和评价提供参考。

金属氢化物储氢反应器的热管理研究进展
[1-24]

廖艺涵　王艺　郑度奎　李敬法　宇波　李建立

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【目的】金属氢化物储氢反应器是固态储氢技术的核心部件，在金属氢化物进行可逆吸放氢反应过程中会发生大量热交换，从而导致反应器内部温度分布不均匀，影响反应器的储氢性能和使用寿命。因此，对金属氢化物储氢反应器进行有效的热管理，是提高其储氢效率和稳定性的关键技术之一。【方法】为研究国内外金属氢化物储氢反应器的热管理进展，通过文献调研的方式，概述了金属氢化物吸放氢反应原理，根据热量传递过程将储氢反应器的换热过程分为三个阶段：（1）热量在储氢材料中的传递；（2）储氢材料与储氢反应器壁面间的换热；（3）储氢反应器壁面与外界的换热。并对提高不同阶段换热效率的热管理方法进行了分类。【结果】通过对各种热管理方法的换热性能进行分析，分别介绍了使用换热管、翅片、相变材料等不同热管理方法的研究进展，以吸放氢速率作为金属氢化物储氢反应器的重要指标，对比分析了不同热管理方法的优缺点，总结了现阶段仍存在的问题和挑战，并对金属氢化物储氢反应器热管理的未来发展方向进行了展望。【结论】不同的热管理方法有各自的优势和劣势，对不同规模和用途的金属氢化物储氢反应器有针对的进行热管理方法的选择和优化，有利于设计出高效、紧凑的热管理系统，为固态储氢技术的规模化和工程化应用奠定基础。

天然气管道清管过程动态预测软件开发及应用
[1-12]

彭阳　戴志向　胡子夏　邓磊　杜艳　何京燃　别沁

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【目的】中国骨干天然气管网包含多条大口径、长距离天然气管道，对于天然气长输管道开展周期性清管作业是保障其安全、平稳、高效运行的重要手段。目前，清管作业仍是利用设立监听点和依靠操作人员经验方法来开展，无法提前模拟清管方案，并预测清管器运行速度、运行位置、到达时间以及管内压力变化等参数。【方法】为此，根据实际天然气清管作业特点，构建清管过程动态预测数学模型并求解，开发了清管过程动态预测软件，并将其应用于某管道A—B、B—C、D—E输气管段的实际清管作业进行清管时间、清管速度的预测。【结果】结果表明：①基于改进的两相流瞬态清管模型和动态预测软件，能够准确预测清管过程中清管器运行速度、所处位置及到达各站时间等关键参数；②利用52次现场实际清管作业监测数据，验证了所用清管动态预测技术的准确性和软件的可靠性；③软件预测的清管时间、清管速度相较实测数据的平均相对误差分别为5.94%、6.56%。【结论】应用该天然气管道动态预测技术与操作软件，能够实现清管作业方案编制的高效性，降低清管人工负荷，保障清管过程的安全性，提升管道管理的智能化程度。

管道环焊缝根焊部位应变及微区力学性能对裂纹扩展的影响 [1-11]

范玉然帅义帅健张铁耀任飞

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【目的】环焊缝是高压力输送管道的薄弱环节，极易在内外部载荷、缺陷、应力集中的综合作用下发生开裂事故。高钢级管道环焊缝根焊部位安全隐患问题尤为突出，探究环焊缝失效规律对保障管道安全运行具有重大意义。【方法】为测试管道环焊缝根焊部位不同区域的材料力学性能，开展了根焊部位微区的小尺寸试样冲击试验、拉伸试验；针对高钢级管道环焊缝开裂失效多发生于焊缝根焊部位的实际情况，分别从焊缝根焊部位微区力学性能特点、焊缝全壁厚应变集中规律以及微区塑性应变时效特性等方面，对环焊缝根焊部位裂纹产生与扩展的原因进行了剖析；基于数字图像相关（Digital Image Correlation, DIC）的光学全场应变测试，对3种强度匹配接头在拉伸过程中的局部应变集中程度进行了定量化分析。【结果】不同焊接工艺和强度匹配的环焊缝根焊部位微区力学性能差异性大，当管道环焊缝全壁厚受拉时，根焊部位会发生较大的局部应变集中，特别是根焊部位存在未熔合、夹渣、气孔等缺陷及成形不良等问题，为根焊部位开裂提供了失效条件；在后期的应变时效过程中，根焊部位韧性将会显著降低，降幅甚至可达42.6%～52.1%，脆性开裂的风险增大。【结论】在管道设计与建设施工中，应适当控制母材强度上限，确保焊缝为等强或高强匹配，减小焊缝开裂风险，提升高钢级管道的本质安全。

基于CEEMD-LSTM的短期天然气负荷预测
[1-11]

颜珂　彭星煜　刘小琨　张昆　张瑜春　穆卫巍　李富生

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【目的】管网公司为保障稳定供气，需对下游用户的短期天然气负荷进行预测，但传统负荷预测方法存在拟合效果差，预测精度低等问题。为提高短期天然气负荷预测的精度，提出了一种基于互补集合经验模态分解（Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition, CEEMD）和长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory Network, LSTM）的短期天然气负荷组合预测模型。【方法】为充分挖掘负荷序列的内部藏特征信息，避免不同分量特征及额外噪声的相互干扰，通过CEEMD分解将原始负荷序列分解为有限个本征模态函数（Intrinsic Mode Function, IMF）分量，随后将不同IMF分量输入LSTM模型进行多步迭代预测，并基于贝叶斯算法对LSTM模型的超参数进行优化以提升学习效果和预测精度，最后将各分量的预测结果叠加重构得到最终预测结果。【结果】将不同组合模型预测结果进行对比，CEEMD-LSTM预测值与真实值误差更小，预测精度更高，贝叶斯调参进一步提升了预测精度，但预测耗费时间更长。【结论】相比其它预测模型，CEEMD-LSTM组合预测模型能够有效提取负荷序列的时序信息并消除非线性因素的影响，在抑制模态混叠的同时减小了重构误差，提升了预测精度，该方法可为天然气管网的调度管理和运行优化提供参考。

全接液金属浮盘抗爆特性实验与数值模拟
[1-17]

邵新军　周一卉　黄兆锋　吕振维　李陈龙　张倜哲　陈凯力

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【目的】为了研究气体爆炸载荷下全接液金属浮盘的抗爆性能，采用实验和数值模拟相结合的方法对全接液金属浮盘的抗爆性能进行探究。【方法】首先，通过浮盘抗爆实验系统对不同类型的浮盘试件进行了抗爆特性实验，讨论浮盘材料、连接类型、上下面板厚度对其抗爆性能的影响，并根据实验数据建立有限元模型，通过对比浮盘抗爆特性实验与数值模拟的结果，验证了有限元模型的正确性。在此基础上，基于浮盘的位移及应力云图、中心点变形与速度随时间变化曲线、蜂窝芯吸能比数据，分析了浮盘的动态响应过程与失效模式。【结果】结果表明，在应力分布特征上，浮盘上面板所受应力沿半径方向呈单调递增的变化趋势，边缘处应力最大，为98.1 MPa；下面板所受应力整体小于上面板，沿半径方向呈先增大再减小最后再增大的分布趋势，最大应力出现在浮盘的边缘位置，为63.18MPa，浮盘上、下面板的，最大变形分别为48.9mm和3.2mm ，在抗爆过程中中间蜂窝芯吸收了72%-86%的冲击能量。【结论】浮盘上面板中心位置为整体结构的薄弱区域，为达到更好的抗爆性能，需要对上面板进行适当的加强；在相同规格及条件下，蜂窝填充浮盘具有更好的抗爆性能。

全接液金属浮盘抗爆特性实验与数值模拟
[1-17]

邵新军　周一卉　黄兆锋　吕振维　李陈龙　张倜哲　陈凯力

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【目的】为了研究气体爆炸载荷下全接液金属浮盘的抗爆性能，采用实验和数值模拟相结合的方法对全接液金属浮盘的抗爆性能进行探究。【方法】首先，通过浮盘抗爆实验系统对不同类型的浮盘试件进行了抗爆特性实验，讨论浮盘材料、连接类型、上下面板厚度对其抗爆性能的影响，并根据实验数据建立有限元模型，通过对比浮盘抗爆特性实验与数值模拟的结果，验证了有限元模型的正确性。在此基础上，基于浮盘的位移及应力云图、中心点变形与速度随时间变化曲线、蜂窝芯吸能比数据，分析了浮盘的动态响应过程与失效模式。【结果】结果表明，在应力分布特征上，浮盘上面板所受应力沿半径方向呈单调递增的变化趋势，边缘处应力最大，为98.1 MPa；下面板所受应力整体小于上面板，沿半径方向呈先增大再减小最后再增大的分布趋势，最大应力出现在浮盘的边缘位置，为63.18MPa，浮盘上、下面板的，最大变形分别为48.9mm和3.2mm ，在抗爆过程中中间蜂窝芯吸收了72%-86%的冲击能量。【结论】浮盘上面板中心位置为整体结构的薄弱区域，为达到更好的抗爆性能，需要对上面板进行适当的加强；在相同规格及条件下，蜂窝填充浮盘具有更好的抗爆性能。

不同泄放条件下高压氢气泄漏激波传播行为及诱导自燃特性
[1-18]

吴迪　李祎璇　崔淦

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【目的】氢气作为一种清洁高效的能源，有望缓解能源紧缺等问题，然而其较高的火灾危险性是氢能应用的重要瓶颈之一。【方法】采用大涡模拟模型、涡耗散概念模型、瞬间破裂模式以及21步氢-空气详细化学反应机理，建立激波管高压氢气泄漏模型。改变高压氢气泄放条件（泄放压力、管径、管道几何形状），探究激波在管道内传播特性；提出前导激波平均强度概念，探究管内激波诱导自燃规律，分析前导激波强度对氢气、氧气混合程度的影响。【结果】研究表明：管径越大，管道内激波强度越小，传播速度越慢；随着泄放压力增加，激波强度随之增加，激波传播速度增大，管道中网状激波结构更加清晰。下游管道几何形状对于激波的作用有显著影响，非锐角管道角度越大，第1次反射激波后压力越小。在未自燃工况下，氢气摩尔分数增加量、氧气摩尔分数减少量与激波强度呈正相关变化趋势；在自燃工况下，由于燃烧消耗作用与激波混合作用相互叠加，随着激波强度增加，氢气摩尔分数增加量降低，而氧气摩尔分数减少量升高。【结论】研究结果对于充分认识高压氢气泄漏自燃机理具有重要科学意义。建议开展耦合多特征参数的高压氢气泄漏自燃预测模型以及高压氢气泄漏自燃抑制技术研究工作，从而为氢气的安全储存及利用提供支撑。

障碍物条件下氢气火焰传播特性的大涡模拟计算
[1-13]

李想　王军　宋彩玉　梅苑　帅健　张光学　李云涛

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【目的】与常规气体燃料相比，氢气的爆炸危险性更大，障碍物的存在又会极大激励氢气燃烧，加快火焰传播速度，造成更为严重的事故后果。为减少氢气在障碍物条件下带来的破坏性伤害，揭示不同障碍物条件对于氢气火焰传播特性的影响尤为重要。【方法】基于大涡模拟对不同障碍物形状及障碍物阻塞率条件下的氢气/空气燃爆过程进行了数值模拟，重点研究了障碍物形状对火焰传播速度影响的差异性、对阻塞率变化的敏感性。【结果】当阻塞率较低时，与单边型障碍物相比，格栅型障碍物对火焰锋面处的规则流场具有更强的破坏作用，随着格栅型障碍物空隙数量的增多，其对流场运动的破坏性进一步提升，使得火焰锋面难以恢复至规则状态；阻塞率提高后，不同形状的障碍物对规则流场的破坏差异性变得不再明显，所有障碍物工况中火焰锋面都发生了持续性畸变；随着阻塞率持续提升，与格栅型障碍物相比，单边型障碍物将带来更高的火焰传播速度峰值；在相同阻塞率条件下，格栅型障碍物可通过调整单个空隙面积，转变其对火焰加速的机理，从而增强加速效果。【结论】障碍物的形状、阻塞率是影响障碍物后方火焰锋面状态的关键因素，单边型障碍物对阻塞率的敏感性更强，而格栅型障碍物的加速潜力更高，阻塞率的增大会放大障碍物形状引起的加速差异性。研究结果可为氢气火灾事故防治提供基础的参考数据，并在氢能动力系统设计层面提供借鉴。

基于AcciMap-BN的城镇燃气管网生产安全事故致因分析
[1-16]

孙逸林　郑小强　刘丹秀　贺艳艳

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【目的】中国城镇燃气管网生产安全事故近年来呈现频发态势，对公共安全造成了严重的负面影响。现有研究缺乏对城镇燃气管网生产安全事故致因的量化剖析，亦未明确不同类型事故的关键致灾路径。探讨城镇燃气管网生产安全事故典型致因及最大致因链，能够为保障燃气行业安全生产提供理论依据和实践支撑。【方法】基于对中国大陆2014—2022年间322起典型事故的回顾，识别运营、施工、第三方破坏3种主要事故类型；集成事故地图模型（Accident Map，AcciMap）与贝叶斯网络（Bayesian Network，BN）建立分析框架，能够基于客观数据量化剖析风险因素及其逻辑关系，并有效降低主观意见造成的偏差。【结果】3类事故的发生概率从高至低依次为第三方破坏事故、施工事故和运营事故；其最大致因链均涉及政府政策和预算、监管机构与组织、企业管理3个层级；不良社会负面影响、人员违规指挥和违章作业、第三方单位违章或野蛮施工分别是运营、施工和第三方破坏事故的核心诱因；政府部门安全监管不力是事故的客观根源，相关企业安全管理制度缺欠则是主观关键。【结论】应基于协同视角，针对最大致因链和高敏感度节点采取风险防控措施。地方政府应修订相关法律，提升应急能力，加强安全监管；燃气企业应完善相关制度，提高施工质量，强化巡线检修；第三方单位应深化同政府和燃气企业的协作，以管网安全保护体系的共建遏制事故发生。

基于SBAS-InSAR与有限元的滑坡段管道应力计算方法
[1-14]

刘啸奔　胡汇霖　费凡　张东　孙鹏垒　余博尧　张宏

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【目的】滑坡是目前造成管道失效事故的主要地质灾害类型之一。为了有效解决滑坡区管道运行状态难以监测的难题，【方法】本文提出了一种基于SBAS-InSAR遥感技术的管道上方地表位移测量方法，实现了公里级范围管道地表位移毫米级高精度监测。基于管道中心线空间坐标数据以及管道几何特征数据，结合三次样条插值算法，提出了管道三维空间路由的重构方法。考虑管道真实路由与温度、压力等工艺载荷条件，采用空间管单元与非线性管土单元建立管道应力分析有限元模型，以遥感感知滑坡位移为准确边界条件，提出了滑坡段管道应力状态计算方法。【结果】通过陕京管道良乡-西沙屯某高风险滑坡区管段2021年-2022年的实践表明，该计算方法得到的管道应力结果与分布式应变片监测结果最大相对误差不超过16%，经评估，该段管道目前处于安全状态。【结论】该方法结合了SBAS-InSAR技术和有限元分析方法，能够准确计算滑坡段管道的应力分布情况，可以有效实现滑坡段管道应力状态的空间重构与安全评价，对于提高滑坡段管道的安全性和可靠性具有一定的指导意义，对于其他类似工程的监测和设计也具有一定的参考价值，同时为未来地质灾害段管道安全状态的数字孪生体建立提供了技术基础。

考虑土壤散流的雷击电力线路邻近处油气管道过电压防护
[1-13]

程蒙　黄涛　胡元潮　谢洪平　宋子健　梁沛

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【目的】当前，油气管道与电力线路交叉邻近的工况愈发多见，“两线一地”交叉互邻情况下的雷击过电压问题引起相关行业的高度关注。【方法】针对电力线路临近处的油气管道雷击过电压防护问题，首先，采用COMSOL Multiphysics软件建立油气管道与电力线路“两线一地”交叉互邻情况下的雷击过电压计算模型，阐明管道本体电位及防腐层电位差的产出机理。其次，通过仿真计算分析了土壤电阻率与分层结构对于管道过电压幅值的影响规律，并提出了考虑杆塔接地网散流作用下的管道过电压防护方法。【结果】通过仿真算例验证了该优化改造方案的管道限压效果并论证了其工程应用价值，管道本体电位以及防腐层的耐受电压差受接地体散流方向影响较大，两者整体呈现出两侧对称分布形态。典型土壤电阻率条件下管道防腐层的耐受电压差不超过极限值，单次雷击放电不足以击穿管道外侧3PE防腐层。当防腐层存在局部破损点时，耐受电位差会增大防腐层破损面积。通过改变管道与杆塔接地体之间的夹角和相对距离，能够有效减低管道本体点位和防腐层耐受电位差。【结论】通过改变管道邻近杆塔接地网的结构和散流维度，可有效降低管道电位及防腐层的电位差，可实施性和技术经济性高，研究成果可为油气管道的设计、施工与安全运维提供参考。

基于RS-ISOA-KELM的输气管道内腐蚀速率预测方法
[1-15]

吴小平杨罗田晓龙

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【目的】地面输气管道存在严重的内腐蚀问题，为保障管道服役安全，需准确预测管道内腐蚀速率。【方法】通过粗糙集（Rough Set，RS）理论筛选影响腐蚀的主控因素，将重构数据集作为输入，腐蚀速率作为输出，对核极限学习机（Kernel Based Extreme Learning Machine，KELM）模型进行训练，并利用改进的海鸥优化算法（Improved Seagull Optimization Algorithm，ISOA）对模型超参数进行优化，提出了一种基于RS-ISOA-KELM模型的内腐蚀速率预测方法，与其他组合模型的预测精度进行对比，并进行了长期预测效果及模型普适性分析。【结果】在Sphere、Schaffer、Rosenbrock、Rastrigin、Griewank等5个基准函数上对ISOA算法进行收敛性分析，发现其在求解精度和计算稳定性上具有较强优势；利用以某气田区块的实际运行数据对该模型进行验证，对于所选数据集，温度、CO2分压、H2S分压、流速、Cl-含量、含水率和缓蚀剂残余浓度是影响内腐蚀的重要因素，其中H2S分压、流速、缓蚀剂残余浓度的权重最大；使用RS-ISOA-KELM模型对腐蚀速率进行预测，其平均相对误差为1.498%，均方根误差为0.002 1 mm/a，决定系数为0.999 3，优于其余常见的对比模型。【结论】组合模型具有强泛化性能和高预测精度，通过对原数据库的扩充和更新，可以实现管道中长期腐蚀速率的预测；在腐蚀参数、数据量和训练测试比均不同的情况下，模型仍然保持了较好的预测效果。

LNG接收站管道弯头穿孔的失效机理及影响规律 [1-12]

孙博阳小平张云卫李振　彭世垚　刘罗茜

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【目的】LNG具有易燃、易爆、超低温的显著特点，且LNG接收站通常建在沿海地带，站内管道的弯头因工艺流程特殊性易处于高腐蚀、高压差环境，具有较高的穿孔失效风险。【方法】基于某LNG接收站管道弯头穿孔失效情况，采用无损检测与扫描电镜方法，对弯头、直管段、环焊缝进行宏观形貌与理化性能分析：宏观形貌分析结果表明管道直管段与弯头的几何尺寸、壁厚均满足标准；上游直管段、法兰连接环焊缝沿LNG流动方向存在明显冲刷磨损缺陷，与弯头缺陷相似。在理化性能分析中发现环焊缝处缺陷表面、弯头缺陷表面微观形貌均为蜂窝状形貌，表明均存在冲刷磨损。利用ANSYS Fluent软件建立数值模型，模拟弯头处LNG的流动状态，发现在LNG流动情况下，焊缝余高影响管内流动，产生节流效应及涡旋。【结果】通过宏观形貌、理化性能分析及数值模拟相结合的方法，揭示了LNG接收站管道弯头失效机理及影响规律：流体在孔板后形成气相夹带液滴的高速射流，对弯头壁面产生冲蚀。弯头内侧形成低压区、外侧为高压区，气泡破裂产生激波与空化溃灭，最终引发了弯头的穿孔。【结论】研究结果可为LNG接收站改善流体流动的稳定性、优化孔板设计、制定弯头失效解决方案提供理论参考，能够降低LNG接收站弯头穿孔失效的风险，提高管道系统运行的安全性与可靠性。

天然气超声流量计送检流程优化方法
[1-12]

黄永飞　郑洪龙　郑策　张宜林　李想　雷雨　王明强

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[目的]天然气超声流量计送检在“送”的流程上未定量，对上检验台前的排产排序过程也暂无相关规定，导致“送”的计划与“检”的排产存在矛盾，亟需统筹解决“送”与“检”的动态协同规划问题。[方法]基于超声流量计“送检使管网价值最大化，检定后管网风险最小化”的衡量准则，选取国家管网集团某管道分公司为例，提出了送检检定优化与排产智能决策的方法：通过数字化转型，统计分析了对传统管理产生干扰的计划标准、不确定性、检定优先级的3种影响因素；结合超声流量计运行、维修及检定检修（简称运检维）的特点，以流程为驱动，开展数据挖掘、柔性管理及运维生效模式分析，划分流量计服役生命周期，优化主、备用流量计的匹配性，并给出年度送检计划时间确认方法；基于生命周期模式，在检定排产环节进行动态规划。[结果]结果表明：检定优先级可由输气收益价值与证书超期风险进行重塑，对于互为主、备的流量计，待检流量计的检定价值与风险成本分别由正在使用的流量计在一定周期内的输气收益价值、证书超期风险确定，约束条件根据检定中心能力进行调整。[结论]以检定排产的天然气超声流量计动态规划统筹运检维优化方法，有助于抵御不确定风险、降低检定负荷、提高计量安全，为天然气贸易计量与管网输损管控提供可靠性保障。

掺氢天然气输送用X65管线钢的氢脆行为
[1-9]

刘方杨宏伟邓付洁

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[目的]将氢气以一定比例掺入现有天然气管网进行大规模长距离输送是氢能储运最为高效和经济的方式之一，但是在氢气环境中管线钢可能发生氢脆现象，导致其力学性能发生退化，为管道的安全运行带来隐患。天然气管道掺氢输送工程应用实施的关键需要对掺氢输送管线钢进行力学性能评价，明确掺氢后掺氢比对管线钢氢脆敏感性的影响规律。[方法]基于ASTM G142-2016标准，采用自行设计带有压力容器的慢应变速率拉伸试验系统进行高压气相原位充氢慢应变速率拉伸试验以及借助Instron 8801伺服液压疲劳测试系统开展高压气相原位充氢准静态断裂韧性试验，开展不同氢气压力环境条件下X65管线钢的氢脆行为研究，并结合断口形貌分析研究不同掺氢比对管线钢的力学性能影响。[结果]X65管线钢在总压为9 MPa，掺氢比例为3%、5%、10%的条件下，与无氢环境相比断后总延伸率下降程度在11.5%以内，而断裂韧性在3%氢气和10%氢气环境分别下降23.5%和43.1%，氢脆程度随掺氢比例增加而加剧，断口形貌表明在掺氢比例小于10%的条件下，试样断口主要形貌均以韧性断裂为主，没有典型脆性断口形貌。[结论]对于X65管线钢尤其是在役运行多年的管道，如需开展掺氢输送，建议开展相关管线钢氢脆敏感力学性能评价分析工作，确保管道的安全运行。

弹状流中连续波引起的波动频率
[1-15]

周铭伟　刘磊　王樱蓓　马康　卫楠

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【目的】弹状流是气液两相流的主要流型之一，其波动特性不仅影响多相泵的安全运行以及多相流量计的测量准确度，还会在弯头、阀门、并联管路等处引起流致振动，系统地研究弹状流的波动频率对于多相泵、多相流量计以及多相管道的安全运行有重要意义。【方法】依据弹状流的动力学模型以及弹状流的连续波特性，采用斯托哈罗数表征弹状流的无量纲波动频率，提出了弹状流波动频率的连续波新模型。通过调研大量文献总结出现有的水平管道弹状流波动频率经验计算模型。在表观液速0.23 m/s至1.85 m/s、表观气速0.88 m/s至10.0 m/s的参数范围内，使用电导探针在内径24 mm、长30 m的水平管中对空气-水两相弹状流的波动频率进行了实验研究。【结果】实验数据表明，弹状流中连续波的波动频率随表观液速的增加而增大，且有近似线性关系；当表观液速较小时，波动频率随表观气速的增加先减小后增大；当表观液速较大时，表观气速对段塞频率的影响不显著。将实验数据与弹状流波动频率新模型的计算结果以及不同学者提出的12个弹状流频率经验公式的预测结果进行对比。结果表明，提出的连续波新模型对弹状流波动频率预测的平均相对误差约为-15%，均方根相对误差为26%，平均相对误差与其他经验公式相比较小，均方根相对误差为最小。【结论】误差分析表明，现有的经验公式对弹状流波动频率的预测结果有比较大的分散性，连续波新模型对弹状流波动频率的预测结果与实验数据有较好的一致性。

Natech事件油气管道管段脆弱性评估系统设计及实现
[1-11]

陈国华　陶侠　周利兴

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[目的]油气管道输送介质为易燃易爆的石油及天然气，一旦遭受自然灾害作用，易诱发火灾、爆炸、环境污染等一系列技术灾害，即Natech（Natural Hazards Triggering Technological Accidents）事件，快速、准确地辨识Natech事件下油气管道薄弱管段对于管道防灾减灾及应急决策显得尤为关键。[方法]脆弱性常用于衡量复杂系统的安全风险水平，可利用脆弱性表征Natech事件油气管段安全水平差异性。基于油气管道分段与初始自然灾害特征参数，结合脆弱性评估研究中常用的函数模型法，构建了Natech事件油气管道管段脆弱性评估模型：从系统架构设计、数据库设计、功能模块设计等方面提出了Natech事件油气管道管段脆弱性评估系统的设计思路，并结合B/S架构、ArcGIS技术、可编辑Table技术、Local-storage技术、Lay-UI组件技术等实现了评估系统功能。[结果]将新建评估系统应用于华南地区某输油管道工程，实践结果表明：Natech事件油气管道管段脆弱性评估系统不仅可快速求解脆弱性评估结果以简化脆弱性评估方法的应用流程，且可根据数据采集模块辅助用户确定脆弱性程度差异的根本原因，为降低管段脆弱性水平提供了明确的解决方案，并能够以可视化的形式直观展示脆弱性评估结果，可有效提高脆弱性分区图的制作效率。[结论]研究成果可为油气管道Natech事故防控、关键脆弱目标辨识及信息化系统开发提供参考价值。

原油贸易计量标准体系与设计方案应用现状 [1-6]

禹胜阳　蒋璐朦　张聪2　张泽　李兴涛　刘惟　董绍华　牛殿国

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随着中国石油企业深入参与全球石油生产链和中国油气公司产运销一体化公司管理模式被打破，需要更全面、系统地认识原油贸易计量。通过梳理世界原油贸易计量5大主要标准体系，全面分析世界不同地区原油贸易计量采标、相互关系及中国油气领域相关标准发展情况；通过对标不同标准体系在标准参比条件、原油计量系统、油品检验和计量器具校验等方面要求，系统分析原油贸易计量主要参数选取、仪表设备精度及校准检定管理整体水平；通过分类解析多条在役原油管道贸易计量设计方案，归纳4种计量设计方案，并提出将原油质量银行纳入设计方案以提升计量管理水平。研究结果可为新兴地区相关油气标准推广和不同类型原油管道贸易计量方案设计提供有益参考。

加热与常温输送在役原油管道对调运行投产技术
[1-12]

孙勇　吕全　马宁　刁宇　温晓峰　刘慧勇　姚志强　邓梁

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Q₁线与Q₂线对调运行是中国首例加热与常温输送在役原油管道对调运行工程，其对调运行采用“一边改造，一边运行”的方式进行，涉及工艺流程复杂、工程实施难度大、分输与注入用户多等众多因素制约。开展加热与常温输送管道水力、热力系统改造研究，分析对调运行投产期间影响常温管道预热、热油管道温降的各项因素及不同对调运行置换方式的优缺点，确定合理的改造及对调方式，以减少其对正常生产运行带来的影响；校核Q₂线常温输送管道改造为加热输送后预热模拟计算的准确性，并通过实际工程数据验证模拟结果是否满足工程实际需求，同时积累Q₁线热油管道改造为常温输送后油品置换的现场实践经验，并针对对调运行期间的关键节点提出合理建议。结果表明，在役常温输油管道改造为加热输送，其预热方式要结合现场实际情况来选择，以Q₂线为例，其应采用提前加热管输俄油+高温俄油预热的方式，可使管道满足庆油输送要求。由加热输送方式改为常温输送方式应考虑采取相应措施使站间油品温度逐渐降低，如采用批次输送温度逐渐降低的油品，各批次定量输送的方式；沿线各加热站对不同批次油品加热，以确保各站间油品温度逐步降低。研究结果可为在役原油管道运行方式变更的投产提供参考依据。

天然气输送从管道到管网再到多能融合技术回顾与展望
[1-10]

黄维和　宫敬

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天然气管网作为天然气产业链中重要一环，亦是能源互联网的重要参与者，在国家能源体系和国民经济建设中占有极其重要的地位。通过回顾中国天然气管道从建国初期蹒跚起步到当前位于世界高钢级、大口径、高压力管道建设运营技术第一方阵的发展历程，系统梳理了中国天然气管道在材料与装备、设计与施工、管理与运行方面的技术发展成就。立足天然气管网“全国一张网”发展趋势及未来能源互联网发展模式，明确了“双碳”愿景和能源转型背景下天然气管网在能源互联网中消纳可再生能源的关键作用，成为气电调峰、掺氢输送、能量转换与储存等的重要载体，进而对能源互联网中天然气管网的天然气能量计量技术、储能及能量转换设施建设技术、天然气管网-电网综合仿真技术、智能调度与控制技术进行系统分析，为确定能源互联网情境下天然气管网技术研究方向和思路提供了参考。

电力灵活性需求视角下中国气电产业发展空间
[1-13]

郭胜伟　徐立昊　张胜军　门秀杰　孔盈皓

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【目的】随着中国加快建设新型能源体系，天然气发电对未来天然气产业及电力系统的支撑作用凸显，但天然气发电的未来发展空间仍缺乏行业共识。合理评估天然气发电的发展空间，将有利于中国新型电力系统建设，以及天然气发电政策的制定。【方法】在分析天然气发电、煤电灵活性改造、抽水蓄能、新型储能、智能电网等不同灵活性调峰措施优劣势的基础上，明确了天然气发电产业未来主要作为电源侧灵活性资源、承担调峰作用这一发展定位。综合利用特尔菲法、学习曲线法等定性、定量方法，在分情景预测我国可再生能源发电装机规模的基础上，得出对电力灵活性资源的总体需求，进一步研判煤电灵活性改造、抽水蓄能、新型储能等技术未来能够提供的灵活调峰能力，最终计算中国天然气发电装机未来需求空间。【结果】预测结果显示，2030年、2040年、2060年，中国电力系统需要电力灵活性资源约14×108 kW、27×108~28×108 kW、37×108~40×108 kW，天然气发电作为电力灵活性资源之一，其需求空间将逐步扩大，2025年、2030年预计约1.6×108 kW、2.2×108 kW，2050年需求达峰约3×108~4×108 kW。【结论】建议未来天然气发电找准定位，注意与天然气消费、可再生能源协同发展，并积极推动完善市场机制，体现产业自身价值，有效破解产业碳排放强度较高及核心装备自主能力较低的困境。

储气库采气量多目标优化预测模型
[1-11]

朱喜平

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【目的】地下储气库运行是一个系统性工程，涉及经济效益、技术风险、工作效率等多方面。储气库的注采优化伴随储气库运行整个环节，涉及因素较多，以往研究主要针对单因素进行优化，对多目标约束的优化研究较少。【方法】在此结合多目标优化算法NSGA-II模型，建立多目标优化函数，设置地层-井筒-地面多约束变量，以文23储气库2号区块11口井的实际产生数据为基础，设置出砂流量、锥进流量、冲蚀流量、携液流量、地面设备限制流量和外输压力等限制因素，开展多目标优化模拟。采用该多目标优化预测模型分别针对常规采气方案和应急调峰方案进行模拟优化，通过200次迭代，计算最优化的流量范围，并且对比不同约束条件下的单井采气量。【结果】在6组常规采气方案中，地层产量配比差距较大，不同的约束条件将直接影响储气库采气井的产量控制；相对于36MPa，平均地层压力34MPa条件下，调整采气量范围为-16.7%~22.5%；在应急调峰工况下，去掉地面约束条件，模型计算结果的收敛性更好。【结论】储气库采气量多目标优化预测模型以期可为多周期储气库多目标优化提供决策依据，保障储气库的高效运行。但是该优化模型主要考虑技术因素，未考虑经济成本分析，因此后续研究可进一步结合实际使用成本，开展考虑更多因素的储气库采气量优化研究。

纯氢/掺氢天然气管道的减压与调压
[1-14]

李玉星　周慧　朱建鲁　刘翠伟　吕浩　彭薇　芦澍　李璐伶

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调压系统作为连接长输管道与城镇燃气管网的关键环节之一，在实现“氢进万家”中发挥着重要作用，然而氢气与天然气的物性差异影响着调压的工艺控制效果。采用纯氢/掺氢天然气减压调压实验与调压动态模拟相结合的方式，以稳压精度、响应时间、适用度函数作为判定减压调压系统稳压效果的依据，通过对掺氢比、流量波动周期、下游流量变化幅度、管输压力及PID参数的敏感性分析发现：①扰动越频繁、气体流速越大，系统受到扰动后波动幅度越大，减压调压系统越不易实现稳压，需限制管输纯氢或者掺氢天然气的高流速运动。②调压系统流量有正弦变化的波动，以稳压精度±1.5%为要求，进行减压调压实验时，PID比例、积分参数设定在1~2范围时，可基本实现纯氢/掺氢天然气在城镇燃气管道压力范围内的调压过程。③管输气体流速相同时，纯氢的瞬时波动较天然气更为明显，控制系统的响应时间与适应度函数均随掺氢比的增大而逐渐增大，纯氢的压力瞬时波动可达到纯甲烷的1.15倍，控制系统的响应时间、适应度函数更是增大为纯甲烷的1.13倍、2.68倍，同一比例、积分参数时含氢气体更难实现稳压，可根据掺氢比适当降低积分参数或增大比例参数，以期实现与天然气相同甚至更好的稳压效果。研究成果可为纯氢/掺氢天然气管道的实际调压过程提供一定的理论参考。

国产化液体管道云仿真软件CloudLPS的应用
[1-20]

王军防　宇波　曹旦夫　余红梅　龚军华　袁庆　陈宇杰　向月

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介绍国产化液体管道云仿真软件CloudLPS（Cloud-Based Liquid Pipeline Simulator）的应用：首先通过一个案例，介绍了从物理模型搭建、仿真计算到结果查看的操作流程；然后采用CloudLPS软件对稳态输送、瞬态水击、冷热油交替输送多种不同工况进行计算，并将计算结果与国外商业软件SPS、TLNET进行对比，发现CloudLPS的水力和热力仿真精度与SPS、TLNET相当；随后将CloudLPS应用于常温输送、加热输送、冷热油交替输送等实际管道问题，并与现场数据进行了对比，发现CloudLPS能满足实际工程计算的需求；最后展示了软件可视化控制逻辑搭建和能耗优化两大特色功能。

碳中和目标下绿氨终端站储运技术发展现状及趋势
[1-14]

滕霖　林崴　尹鹏博　李卫东　黄鑫　李加庆　罗宇　江莉龙

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[目的]作为氢能的优质载体，生产工艺无碳化的绿氨成为实现碳中和目标的备选能源之一，因此绿氨终端站的布局与建设对促进氢能产业链的快速发展具有重要作用，有利于推动社会能源结构的绿色转型。[方法]氨作为高效的储能与储氢介质，具有高能量密度、易储运、终端站无碳排放、安全性高等特点，能够显著降低储氢、运氢、用氢成本，并可提高能源安全性，概述了氨的性质，分析了氨用于储氢与储能介质具有的能量密度高、安全、长时储能等优势，调研了全球多国的氨氢项目发展与贸易情况，论述了全球快速增长的绿氨产能及需求，总结了目前氨能的贸易现状与终端站建设情况；对比现有的成熟的LNG接收站相关工艺技术，详细介绍了绿氨终端站的关键工艺及技术，包括终端站绿氨存储工艺系统、液氨蒸发气处理工艺系统与终端站卸载及加注工艺系统。[结果]提出了绿氨终端站的安全性问题，深入剖析了终端站液氨泄漏导致的毒性、燃烧爆炸性等危害，并给出了预防及防护措施。[结论]从化肥行业到能源领域，绿氨终端站技术的研究与发展对绿色能源氢能的提高利用具有重要意义，未来绿氨终端站的数量与规模将持续增加以适应新时代的需求，同时可以考虑改造LNG接收站等大宗能源及化工品储运设施以降低成本。

LNG低温波纹软管流动及传热特性数值模拟
[1-14]

杨泰鸿　刘军鹏　武昌旭

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LNG波纹软管具有更好的柔性力学特性及柔顺性，但由于其轮廓结构影响及传热系数较大，会导致LNG运输过程中产生较大的热损，降低输送效率。为此，采用数值模拟方法，分别对LNG在光管和5种不同结构参数的波纹管进行流动和传热特性分析，探求波纹高度、波纹间距、雷诺数等对管道传热特性的影响规律，并采用综合热力性能指标（PEC值）对管道传热特性进行了表征。结果表明：波纹管比光管具有更高的努塞尔数和摩阻系数，具有更好的传热特性；波纹管内努塞尔数随着雷诺数的增大而增大，摩阻系数随雷诺数的增大而减小，并在高雷诺数下逐步稳定；相同雷诺数下，波纹管努塞尔数随着波纹高度的增大而增大，随着波纹间距的增大而减小，同时摩阻系数与波纹高度、波纹间距的变化成正比，且波纹高度的影响最大。研究成果可为LNG低温波纹软管工程应用及其结构优化设计提供理论指导。

液氨/甲醇/成品油顺序输送技术研究进展
[1-18]

黄鑫　滕霖　聂超飞　刘罗茜　闫锋　邱姝娟　罗宇　江莉龙

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伴随着能源革命和能源转型的持续推进，中国成品油消费即将达峰，成品油管道低输量趋势愈发明显，给成品油管道企业带来巨大压力。同时，随着“氨-氢”绿色能源技术路线和“液态阳光”碳中和技术路线的火热推进以及相关产业的蓬勃发展，未来液氨、甲醇的产量必将大规模增长。为此，本文提出利用现有成品油管道系统大规模顺序输送液氨、甲醇等液态新能源的技术路线，以期助力成品油管道企业打造新的增长极。通过对成品油管道顺序输送液氨/甲醇技术进行系统梳理，阐述了顺序输送所面临的水力热力特性、混油发展预测、批次编制与混油切割处理、管材及设备适用性、泄漏扩散与安全防护5大主要技术难题，可为液氨/甲醇/成品油顺序输送的现场应用提供合理建议和参考方向。

国产化液体管道云仿真软件CloudLPS的研发

[1-19]

王军防　宇波　曹旦夫　余红梅　焦开拓　袁庆　陈宇杰　向月

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为了摆脱液体管道仿真长期依赖国外商业仿真软件的现状，国家管网公司基于B/S云架构，以准确快速、界面简洁、交互方便等研发理念，开发了具备完整自主知识产权的国产云仿真软件平台CloudLPS（Cloud-Based Liquid Pipeline Simulator）。在模型和算法方面，除了常规的流动传热模型之外，CloudLPS还引入了非牛顿流体模型、跨维度热力模型等先进数理模型，使软件具备易凝高黏原油管道水热力仿真能力，此外还引入自适应网格、动网格、分而治之、异构并行等高效仿真方法，实现大型复杂管网系统快速计算；在功能方面，主要针对原油及成品油管网，向用户提供管网系统稳态及非稳态仿真、逻辑控制、水击分析、批次跟踪、停输再启动、能耗优化等多种业务及复合业务功能支持，并且提供友好的可视化建模和结果数据展示及分析环境。CloudLPS可作为基础软件工具，在管网系统规划设计、运行调度、风险决策等业务场景下发挥支撑性作用，对于保障我国液体管道的安全经济运行具有重要意义。

天然气液化与BOG提氦联产工艺的设计与优化
[1-12]

肖荣鸽　庞琳楠　刘亚龙

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天然气液化过程中需要大量冷量，但单一的天然气液化工艺会造成冷量的浪费；LNG在存储过程中生成的大量BOG气体需要及时处理，避免发生生产事故。为达到节能降耗与充分利用冷量的目的，设计了氮气循环膨胀制冷天然气液化与BOG深冷提氦的联产工艺，将天然气液化过程中的冷量用于BOG深冷提氦工艺，提高天然气液化工艺冷量的利用率，达到节能降耗的目的：利用HYSYS软件对氮气循环膨胀制冷天然气液化工艺、BOG深冷提氦工艺、联产工艺进行模拟，分析了影响工艺综合能耗及粗氦浓度的关键参数。在粗氦浓度保持在76.8%的基础上，以最小综合能耗为目标，利用响应面法及遗传算法对联产工艺进行优化，得到的最优参数为：制冷剂的高压压力为7 005 kPa、低压压力为489 kPa、流量为4 000 kmol/h，深冷塔的进料温度为－130 ℃、进料压力为2 390 kPa。基于模拟结果，提出了联产工艺使用氮气循环制冷，与单一工艺相比，联产工艺天然气液化率超过90%、氦气回收率超过95%、粗氦体积分数超过76.8%；从经济性角度考虑，联产工艺总压缩功耗较单一工艺减少4 022.71 kW，能耗降低约23.6%；综合能耗较单一工艺减少3 482.4 kW，能耗降低约18.00%。氮气循环膨胀制冷天然气液化与BOG深冷提氦联产工艺具较好的经济性，可为天然气液化与BOG提氦联产的工程应用提供参考。

基于管道应变的应力弱磁检测模型
[1-11]

田野

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金属磁记忆（Metal Magnetic Memory，MMM）应力检测技术支持非接触、在线检测，在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力。为明确MMM检测信号与应力集中程度的定量变化关系，基于J-A理论建立管道应力检测数值模型，计算分析管道应力变化过程中MMM检测信号特征，研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律，并对应力与磁信号的关系进行了实验研究。结果表明：管道受力过程中，应变逐渐增大，信号在弹性变形阶段发生一次翻转，翻转位置随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前；当管体发生塑性变形时，位错引起材料磁学特性改变，信号出现第二次翻转，翻转位置受钉扎系数影响较大，钉扎系数越大，翻转位置越延后，翻转处应变值呈二次函数减小趋势。理论计算与系统实验中的磁-力学关系具有一致性。

基于模态转换的焊接管道超声导波损伤检测方法
[1-13]

周凯　尹江水　朱亚倩　马骐　卫小龙

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基于超声导波的损伤检测技术在长距离管道损伤快速检测中具有广阔的应用前景。针对焊接管道损伤难以检测的问题，提出了一种基于模态转换的超声导波损伤轴向定位方法：采用L(0,2)模态作为入射波，根据传感器接收信号中模态转换产生的F(1,3)模态信号，识别损伤反射回波，结合不同模态超声导波传播速度，实现管道损伤轴向定位。通过焊接管道损伤检测数值模拟和实验，对损伤定位方法进行验证，结果表明，基于模态转换的原理可实现管道全域损伤检测，包括焊缝区和非焊缝区损伤，且损伤定位误差在3%以内。随着损伤深度增大，F(1,3)模态幅值增大，可以为损伤深度的识别提供依据。相比于传统基于反射回波的管道损伤检测方法，该方法可在损伤检测中减小焊缝反射回波的干扰，在焊接管道尤其是焊缝区域损伤检测方面具有潜在优势。

双碳背景下碳市场经济学理论与演化规律研究进展
[1-11]

李明晖　王恺

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“双碳”背景下碳经济学理论及其演化规律研究对于推动全球碳减排进程具有重要意义，也是对碳市场及其与社会经济复杂系统相互作用研究的基础。碳交易市场通过碳交易机制实现温室气体减排，基于此，提出碳交易市场的理论基础是“外部性”和公共产品理论，碳交易市场的理论重点是“庇古税”和“科斯定律”，碳交易市场的主要理论依据是碳排放权指标分配和碳交易机制，碳交易背后隐藏的经济学原理是“绿色溢价”。碳金融将是未来碳中和技术创新的核心支撑，梳理了碳金融理论知识，探讨了碳交易市场和碳金融市场的关系。碳市场运行机制通过供求关系实现碳交易，市场规模逐步扩大，并伴随碳价格波动、监管体系完善及参与者多样化等演化规律。碳市场手段主要有碳税、碳交易、碳抵消，政府、企业及个人等参与者括在碳市场中扮演着不同的角色，发挥着不同的作用。通过系统梳理分析碳市场经济学理论创新及实践成果，可为“双碳”战略决策和技术革新提供参考。

基于超声相控阵技术的内壁腐蚀管道三维模型重构
[1-7]

张玉龙　侯荣国　王瑞　张苗苗　吕哲

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管道内壁腐蚀存在隐蔽性强、不易及时监测等问题，为了直观展现内腐蚀管道形貌、缺陷的体积及空间分布情况，提出了基于超声相控阵技术的内壁腐蚀管道三维模型重构方法。采用自主搭建的采集平台，通过控制相控阵一维线阵探头，利用反射后的回波信号获取腐蚀管道内、外径空间坐标，再利用插值法构建内、外径间的点云数据集，并使用分层扫描方式得到各断层的点云数据；采用数据处理、逆向模型重构及正向建模等方式，对所采集的点云数据进行三维模型重构。将重构的三维模型与Creaform三维激光扫描仪获取的点云数据进行对比，结果表明：基于超声相控阵技术利用一维线阵探头获取点云数据具有可行性，且所建三维模型及缺陷的误差小、精准化程度高，对油气管道安全评估具有重要的参考价值。

废弃煤矿储气库库址评价方法
[1-12]

石孝明　武志德　刘旭正　刘冰冰　邓雪杰

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地下储气库在天然气战略储备和调峰保供中起到重要作用，然而中国地质条件复杂，储气库库址匮乏，利用资源丰富的废弃煤矿建库是一很好的选择，因此建立废弃煤矿储气库评价方法尤为重要。在国内外储气库选址研究成果的基础上，从水文地质、盖层密闭性、地质构造、废弃矿井影响因素、安全与经济因素5个方面对影响废弃煤矿改建储气库的因素进行归纳分析，建立基于层次分析法的模糊综合评价模型和库址综合评价表，对废弃煤矿进行选址评价。将该评价模型应用于陕西某煤矿的选址评价中，结果表明：该煤矿改建储气库等级为良好，具备改建储气库的潜力。该评价方法对中国废弃煤矿型储气库建设具有一定的指导意义。

公平开放条件下LNG接收站业务发展思考
[1-11]

孙博　李柏松　李雅娇　郭祥　于丽琴

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随着中国油气体制改革的深入实施和国家石油天然气管网集团有限公司的成立，“X+1+X”的油气市场体系加速形成，正不断重塑国内天然气产业链，并对LNG行业发展产生深远影响。目前，中国接收站实施完全向第三方开放的接收站数量仍然不足，窗口期仍属于稀缺资源，市场化商业模式不够丰富，并将面临产能过剩、竞争加剧的不利局面。结合LNG行业面临的风险挑战与发展需求，对接收站业务发展定位和策略进行思考，并从坚持公平开放、筑牢本质安全、强化提质增效及培育核心业务4个方面提出应对思路与发展建议，旨在打造以“4D”（Delivery、Diversity、Digital、Data）为核心的业务体系，并为油气体制改革深化和“双碳”战略实施背景下LNG接收站行业高质量发展提供参考。

电气化LNG蒸汽重整制氢系统集成与优化
[1-11]

宋虎潮　冯景灏　王舒曼　席宇航　马茜睿　刘银河

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全球对清洁氢能需求与日俱增，甲烷蒸汽重整工艺因排放高无法满足未来社会对清洁氢能的需求，可再生能源电解水技术高成本、低效率限制了其发展。针对上述问题，将可再生电能加热引入甲烷蒸汽重整工艺，同时高效集成碳捕集工艺与LNG冷能回收系统，提出电气化LNG蒸汽重整制氢系统。建立电气化LNG蒸汽重整制氢系统模型并进行热力学性能分析，分析重整反应温度、反应水碳比等关键参数对系统㶲效率、电效率的影响。研究表明新型制氢系统的㶲效率与电效率分别高达83.2%、89.5%，电效率相比主流电解水制氢效率提升12.3%。新型制氢系统可实现高效、清洁的氢能供应，为实现可再生电能制氢提供新思路和与新方法。

成品油一次物流优化与协调方法研究进展
[1-17]

涂仁福　张雪琴　邱睿　许丹　廖绮　徐宁　梁永图

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成品油一次物流优化与协调方法研究对提高运输效率、降低运营成本具有重要意义。基于中国成品油物流体系特征，从物流优化和协调两大视角对国内外研究现状、方法进行了分析与总结。在成品油一次物流优化研究方面，就战略层和战术层而言，现有研究仍无法有效解决资源分布不匹配、供需结构不匹配的矛盾；优化方法仍以数学规划法为主，少量研究引入启发式方法或机器学习算法以应对规模庞大的难题；利用线性加权法、-约束法等解决多目标规划问题，有效实现了多个主体的协同优化；采取随机规划、鲁棒优化改进模型，可解决不确定性优化问题。在成品油一次物流协调研究方面，中国仍停留在定性分析阶段。为适应复杂的物流系统结构，协调方法的研究从单一契约向组合契约发展，并扩充至企业内、企业间两方面。未来应增强成品油物流优化模型的实用性研究，挖掘托运方与承运方之间协调优化空间，合理化物流运输结构，以期实现整体收益最大化。研究成果可为成品油一次物流优化与协调方法的进一步探索提供参考，对促进理论模型与实际业务融合、多主体集中决策模型开发、收益共享协调机制建立有积极作用。

油气管道全生命周期质量管控与安全管理探讨 [1-14]

姜昌亮

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以油气管道建设期质量提升为基础，聚焦管道全生命周期质量管控，梳理了中国油气管道质量管理发展历程和技术变革。以“八三”管道建设为开端，中国长输油气管道建设历经了4次大的跨越式发展，逐步形成了“纵贯南北、横跨东西、覆盖全国、连接海外”的油气战略通道新格局。随着自动化、智能化技术应用越来越广泛，油气管道建设水平与工程质量明显提升；随着全生命周期风险评价、监测检测、完整性评价等完整性管理技术的成熟应用，油气管道运行风险得到有效管控；随着焊接技术水平与施工质量的提升、数字化技术的推广应用、全生命周期完整性技术体系的完善、高钢级管道失效机理的突破，油气管道全生命周期本质安全及质量、安全管理水平得到有效改善。分析了油气管道建设质量与运行安全面临的挑战，结合当前油气管道全生命周期环焊缝问题致因、全自动焊接及性能提升等关键质量控制要素，讨论了质量、风险与安全在油气管道全生命周期的相互承接与支撑保障的逻辑关系。结合中俄东线天然气管道工程建设与运行实践，分析了质量控制、风险识别与安全管理的本质关系，提出“质量控制为基础，全要素管理为核心，增强全生命周期抗风险能力”的建设质量与运行安全新模式，使安全保障更加科学有序。综合“工业互联网+”和数字化技术应用，展望了油气管道质量控制与安全管理的技术方向。

埋地纯氢/掺氢输送天然气管道泄漏扩散数值模拟
[1-15]

胡玮鹏　陈光　齐宝金　张永海

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为研究纯氢/掺氢天然气在土壤环境中的扩散特性，通过Fluent软件建立了三维埋地纯氢/掺氢天然气管道泄漏模型，分析了泄漏口特征、管道埋深、土壤条件、管道压力、掺氢比等因素对埋地纯氢/掺氢天然气管道泄漏的影响。结果表明：在土壤环境中，氢气泄漏后扩散速度相对较慢，主要聚集在泄漏口附近；泄漏孔径越大、泄漏口长宽比越大，氢气泄漏危险性越大；泄漏口位置主要影响氢气泄漏后的分布，对于大管径输氢管道应经常对管道四周进行氢气浓度监测，以避免发生氢气泄漏事故；管道埋深越浅氢气泄漏量越大，危险性越大；在孔隙率较大、土壤粒径较大的土壤中氢气泄漏扩散较快，需针对不同土壤条件设计不同的输氢监测方案；在掺氢输送过程中，随着掺氢比的增大，同一监测点处混合气体达到爆炸下限所需时间逐渐变短，氢气泄漏的危险性逐步提高。

输氢管道氢脆研究现状及进展

[1-11]

杜建伟　明洪亮　王俭秋

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管道输氢在实现氢能产业发展、促进能源高效利用中具有极高的经济价值，是加速实现能源转型战略的重

要一环，而氢与钢质管道的相容性评价是管道输氢安全应用的前提。氢进入材料后引发的氢脆给管道安全输氢

带来了极大的挑战，但氢脆机理仍未形成统一的共识，也缺乏行之有效的防护方法。钢质管道材料氢脆行为研究

能够直观给出氢进入材料后导致的力学性能变化规律，在机理研究及工程应用中都具有重要的意义。从输氢管

道材料、氢脆机理、氢脆行为研究方法及影响因素等方面总结输氢管道氢脆研究现状，从实验方法及条件、材料微

观组织两个方面阐述了其对输氢管道材料氢脆行为影响，讨论了当前所采用实验方法及结果的合理性，并提出未

来工作中需加以关注的研究方向。

加油机器人关键技术与应用可行性

[1-9]

周金广　闫德林　葛泽

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随着智慧化、信息化科技水平的高速发展，油品销售企业积极探索智能加油机器人技术，以消除招工难度大、用工成本高的痛点，同时降低员工工作强度、提升顾客体验感。系统梳理了国内外加油机器人的研发进展，详细论述了加油机器人机械臂本体及其控制系统、末端执行机构、视觉识别系统、防爆及智能交互等关键技术。通过对不同类型站点、不同熟练程度的40名加油员共计2 000次加注行为进行观测及统计分析，结合不同地区、不同加油站点的实际情况，综合对比人工加注与机器人加注两种服务方式的效率性与经济性，分析结果可为加油机器人的研发目标与商用条件提供判定依据。在此基础上，提出了加油机器人进站应用的研发目标和改进方向。

原油船海上航行升沉运动Bayes-LSTM预测方法

[1-8]

高良军　唐义新　陈亮　王北福

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为了更好预测船舶在海上航行中的升沉运动，提高船舶海上航行与作业安全水平，以10×10⁴ t级原油船为研究对象，利用船舶模型运动过程数值模拟软件STAR CCM+构建其仿真模型，由无液货舱和半载液货舱两种情况及0.5λ、1.0λ、1.5λ（λ=6.16 m）3种波长组合构成6种工况，获取6组升沉运动数据，并将其以8:2的比例划分为训练集和测试集，利用贝叶斯算法优化后的长短期记忆神经网络（Bayes-LSTM）模型进行模型升沉运动预测，将预测结果与长短期记忆神经网络（LSTM）模型的预测结果进行对比。结果表明：Bayes-LSTM模型比LSTM模型的预测精度最大提高3倍以上，显示出Bayes-LSTM模型对船舶海上航行和作业过程中升沉运动预测的优势。

高钢级管道安全评价指标体系构建
[1-15]

唐柳怡魏然然王峰张文艳别沁田志金梅苑

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大口径高钢级天然气管道一旦发生事故，将会造成重大人员伤亡和经济损失，对其进行安全评价至关重要。通过对国内外高钢级管道失效事件进行分析，将高钢级管道主要的失效影响因素归为材料、载荷及缺陷3大类，并基于出现频率最高的10个影响因素，构建了高钢级天然气管道安全评价指标体系。利用层次分析法获得了各指标的判断矩阵，确定了各个指标的权重，计算得到高钢级管道的安全评分。将该方法应用于某高钢级管道的安全评价中，掌握了管道的实时状态，并明确了薄弱环节和高后果区，可为高钢级管道的设计、建设及安全运行提供参考。

大型石油储库全寿命周期风险管控一体化平台研发 [1-12]

朱喜平

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为了保障能源安全和实现“双碳”战略，在大力提高油气储备能力建设的同时，亟需加强大型油气储存设施的风险管控。针对大型石油储库在数据库建设、风险预测与预警、应急决策支持方面存在的问题，并结合GB/T 42097—2022《地上石油储库完整性管理规范》的总体实施要求，对平台运行过程中的关键技术进行了优化：建立了大型石油储库风险管控一体化平台的核心架构及全生命周期数据库；形成了基于多米诺效应的定量风险评价方法；建成了应急决策支持子系统，并通过改进Dijkstra算法，构建了储库应急救援路线优化模型，开发了火情分析算法及应急无人机平台。以中国石化舟山储库为示范，建立全寿命周期风险管控一体化平台，从全生命周期数据管理、风险预测与预警、应急管理等多个方面提高了储库的管理与安全决策水平。研究结果可为石油储备库的安全运行提供技术支撑。

泡排技术清除起伏管道积液试验 [1-13]

张磐　曹学文　李相　夏闻竹　秦思思　边江

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受地形影响，湿天然气集输及油气混输管道易在沿程起伏及低洼位置处形成积液。由于集输管道与气井倾角存在巨大差异，作为气井清除积液的成熟方式，泡沫排液技术无法直接应用于混输管道排液，其可行性需进一步论证。通过开展不同倾角下含泡沫气液多相管流试验，从流型转换、积液起塞机制的角度分析了管道倾角对含泡沫气液多相流动的影响。结果表明：在与气井倾角差异较大的低起伏管道中，能够通过添加表面活性剂的方式来清除积液，并对段塞流工况的发生起到较好的抑制作用。同时，通过在SDS表面活性剂溶液中添加NaCl、MgCl₂作为环境影响因素，利用金属网格传感器、高速摄像以及压力传感器，进一步探究无机盐条件下SDS水基泡沫排液效果。结果显示，无机盐引起的泡沫性能差异会对泡沫排液效果产生较大影响。，当管道内出现过量稳定泡沫时，会引起管道沿程压降显著增大。研究结果可为泡沫排液技术在集输管道中的应用推广提供指导与参考。

中国经济驱动型省级天然气负荷的预测模型 [1-14]

杜学平　郎智凯　柳梦琳　吴江涛

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为解决省级天然气规划中发展目标的合理确立与发展潜力的比较问题，开展天然气负荷预测模型的创新探索。通过数据归类、相关性分析以及与发达国家的对标分析，利用曲面拟合方法建立了中国经济驱动型省级天然气负荷中长期预测模型，绘制了天然气消费潜力、GDP以及一次能源消费的三维坐标系，定量分析了十省/市2030年天然气消费需求。结果表明：各省未来天然气需求旺盛，在GDP复合增长率为5%情景下，十省/市在2030年天然气需求总量达3 155×10⁸m³，是2021年的2.5倍。其中，天然气消费绝对增量和增速最大的分别为广东省和湖南省。研究结果可为天然气市场调节与发展提供建议与思路。

水网地区大口径X80管道环焊缝安全评价 [1-13]

刘玉卿张振永吴圣思季蓓蕾张宏刘啸奔

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水网地区土壤含水量大，土质松软，极易发生沉降，管道在沉降作用下受到轴向载荷的作用，受拉伸载荷作用的环焊缝具有较高的失效风险。为保障管道的本质安全，针对水网地区直径1 422 mm X80管道，采用非线性有限元方法建立了突变型软土沉降下管道轴向应力应变数值计算模型，得到了最危险的突变型沉降工况下不同软土沉降位移对管道轴向载荷大小与分布的影响。在此基础上，采用BS 7910-2019《金属结构中缺陷可接受性评定方法导则》对软土沉降区不同位置管道焊缝的安全性进行评价，分析外部载荷条件及焊缝错边的影响，发现错边量增加将导致评估所用载荷比与韧性比增大，管道安全保守性降低。在临界断裂韧性CTOD值取现有准则0.25 mm的条件下，采用一级评估曲线，水网地区X80管道焊缝始终处于安全状态。若采用二级评估曲线，当临界断裂韧性CTOD值减小至0.08 mm，沉降位移取最大值1 m时，X80管道焊缝处于安全临界状态。

季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能实验 [1-15]

孟子龙　岳铖　杨新　王宇哲　陈立涛

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水合物堵塞已成为深水油气管道输送安全的最大挑战之一，通过形成易流动的水合物浆液来避免水合物聚集和堵塞，可实现管道内油气的安全输送，其关键在于高性能阻聚剂的研发。采用自行搭建的高压摇摆釜实验装置，评价了DHAC（双十二烷基羟丙基氯化铵）、DDAC（双十八烷基二甲基氯化铵）等13种季铵盐型阳离子表面活性剂的水合物阻聚性能。将摇摆釜中滑块的移动范围、速率作为阻聚性能的评价指标，将上述表面活性剂分为A、B、C三类。通过筛选实验发现5种属于B类，8种属于C类，未发现A类阻聚剂。以滑块的最终正反向位移速率对5种B类样品的阻聚性能进行进一步对比，阻聚性能由强到弱分别为DHAC、GQA31745、HEIMQA、CGHDAC、UITS，其中尾链长度为十二的DHAC（双十二烷基羟丙基氯化铵）拥有最好的阻聚性能。实验表明阳离子型表面活性剂对水合物晶体具有一定的分散和阻聚作用，证实了DHAC等阳离子型钻井液添加剂可以作为水合物阻聚剂的潜力，为油气管道中水合物防治提供了新思路。

废弃煤矿储气库库址评价方法 [1-12]

石孝明　武志德　刘旭正　刘冰冰　邓雪杰

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地下储气库在天然气战略储备和调峰保供中起到重要作用，然而中国地质条件复杂，储气库库址匮乏，利用资源丰富的废弃煤矿建库是一很好的选择，因此建立废弃煤矿储气库评价方法尤为重要。在国内外储气库选址研究成果的基础上，从水文地质、盖层密闭性、地质构造、废弃矿井影响因素、安全与经济因素5个方面对影响废弃煤矿改建储气库的因素进行归纳分析，建立基于层次分析法的模糊综合评价模型和库址综合评价表，对废弃煤矿进行选址评价。将该评价模型应用于陕西某煤矿的选址评价中，结果表明：该煤矿改建储气库等级为良好，具备改建储气库的潜力。该评价方法对中国废弃煤矿型储气库建设具有一定的指导意义。

基于多孔类抑爆材料的储油容器爆炸抑制实验 [1-10]

蒋新生　周磊　蔡运雄　周东亮　陈日　秦希卓

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为获得最适用于储油容器的多孔类抑爆材料，选择铝合金网状抑爆材料、球形非金属抑爆材料、网状聚氨酯泡沫抑爆材料等3种代表性材料，在密闭容器中开展油气爆炸抑制实验，探究其抑爆机制，分析其抑爆演变过程，对比其爆炸特性参数。结果表明：“冷壁效应”“器壁效应”及爆炸波抑制理论在油气爆炸的抑制中都起到了重要作用，但各种抑爆机制在不同材料条件下的贡献不同。在使用铝合金网状材料和球形非金属材料抑爆时，容器内超压得到了抑制，但火焰因扰动作用而快速发展，爆炸发展迅速，而在使用网状聚氨酯泡沫材料抑爆时，火焰和超压都得到了较好抑制。以最大超压峰值和爆炸威力指数为评价指标，网状聚氨酯泡沫材料的抑爆性能明显优于其他两种材料，表明其在油气安全防控领域有着重要的工程应用价值。

油水体系水合物行为实验研究装置及其应用进展 [1-23]

张东旭　吕杨　刘成　宋乐春　黄启玉　张建峰

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油水体系中水合物生成机理及浆液流动规律的实验研究对制定水合物风险管理策略及保障管道运行安全具有重要意义。为明确水合物实验研究装置的特点及其在油水体系中的应用进展，阐述了水合物行为研究中常用的宏观和微观装置的结构组成、突出特点及应用情况，对比分析各装置优缺点，综述了研究装置在水合物成核过程研究、生长与分解速率表征、颗粒聚集效果评价、浆液流变特性分析及量化模型建立等方面的应用成果。针对研究现状提出了油水体系中水合物研究的建议，未来可将谱学仪器与现有装置耦合进行油水体系中水合物的多尺度研究，在高压环境中进行水-水合物颗粒界面性质研究，同时基于水合物生长速率、聚集特性和浆液流动性等参数建立水合物堵管风险评估方法。

基于聚类改进的区域天然气长期需求组合预测 [1-12]

刘真　潘文菊　刘佳　温凯　宫敬

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不同区域影响天然气需求量的因素存在差异，数据集包含的数据特征不尽相同，同时天然气长期需求预测存在样本数据少的问题，因此较难构建各区域通用的预测模型。为此，利用K-means聚类算法以2011—2020年山东省11个地级市的区域历史天然气需求量、宏观经济数据等特征的相似性对区域进行分类，根据聚类结果分类组合灰色模型/BP神经网络模型进行地区天然气需求量的预测，并与单一模型预测结果进行对比，结果表明：各城市天然气需求量预测分别使用灰色预测及BP神经网络两种模型，平均绝对百分比误差（MAPE）分别为11%、6%，BP神经网络的总体效果优于灰色预测模型；聚类筛选后重新训练的BP神经网络预测结果准确性提高至4.5%。研究成果可更加准确高效地预测中国各城市未来几年的天然气需求量，为政府和企业开展天然气资源配置计划决策提供参考建议。

中国油气管网团体标准化发展现状及提升对策 [1-14]

刘冰　曹燕　惠泉　谭笑　薛鲁宁　郑素丽　杨菊萍　许丹

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中国油气管网团体标准化工作起步较早，在行业高质量发展、自主性提升及国际油气广泛合作等新需求下，急需进一步加速规范优质发展。本研究基于团体标准分析数据，对中国已发布油气管网团体标准的数量趋势、主题内容、领域分布及起草单位进行了分析，利用复杂网络算法绘制了团体标准化工作现状图，并在此基础上总结了团体标准组织专业聚焦、交叉关注、零星参与等3种工作模式。分析结果表明，当前的油气管网团体标准化工作存在着整体活跃度不高且缺乏系统规划、标准数量少且优质标准缺乏、行业主管部门监管落地等问题，并从建立全国性组织以促进协调发展、发挥管网集团作用以促进开放融合、建立多层次工作机制以提升整体质量、细化主管部门监管以规范优质发展等方面提出提升对策。

国内外CO₂管道设计规范要点探讨 [1-10]

程浩力

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近年来，CO₂捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，CCUS）因其直接降低碳排放而备受关注，作为CCUS的重要环节，CO₂管道输送技术也备注关注。为此，系统分析国内外CO₂输送管道规范的发展历史及现状，结合国内外相关CO₂输送管道规范，重点分析了CO₂输送管道设计中管道材料选择、CO₂脱水、阀室设置、管道放空、管道干燥封存等方面的要点和需要注意的问题，并提出了相关应用建议：管道内腐蚀控制主要手段建议为对CO₂气源进行充分脱水；管道路由选择应避免通过人口密集区的高地势侧，同时充分参考DNV-RP-F104-2021；管道泄漏研究急需开展相关试验，以获得更多数据支持，同时建议开展CFD数值分析，重点分析人口密集高后果区管道泄漏扩散影响并辅助确认管道阀室间距。研究成果可为中国CO₂输送管道的设计、建设及规范编制提供借鉴。

小曲率半径低压力输气管道内检测器研制与应用 [1-8]

梁守才　孙皓孙超马焱刘万强

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为满足油田小曲率半径低压然气集输管道的检测需求，研制了一种适用于此类管道的漏磁内检测器。将漏磁内检测器聚氨酯导向盘更换为钢刷结构，有效减小内检测器在弯头处启动压差，降低内检测器的运行速度，并对内检测器励磁结构进行优化，以减小永磁体体积。将改造后的内检测器应用于某油田此类输气管道，结果表明：与原有输气管道漏磁内检测器相比，改造后的内检测器在弯头处的启动压差降低约40%，内检测器最大运行速度由11 m/s降至6.8 m/s，95%检测里程控速在5 m/s以下，并且可以准确获取管道内外壁缺陷数据。小曲率半径低压力输气管道内检测器的研制与应用，弥补了输气管道内检测器的技术短板，可有效提升管道本质安全水平。

管线钢氢相容性测试方法及氢脆防控研究进展

[1-11]

王宇辰吴倩刘欢康泽天

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在研究氢脆发生机理及损伤机制时，常采用慢应变速率拉伸试验、疲劳寿命试验等手段，以力学性能、疲劳寿命等为指标衡量金属的氢脆敏感性。对于典型管线钢材料，其在不足5 MPa的氢气压力下，或在氢气体积分数10%的掺氢天然气环境中，就已在慢应变速率拉伸等试验中表现出明显的韧性下降、裂纹加速扩展等氢损伤特征。为模拟钢在氢气环境中服役，试验中常采用气相充氢及电化学充氢方法，前者能够模拟多种气相对管线钢氢脆的作用，后者能够快速模拟管线钢长时间服役后氢原子的渗透情况。针对氢脆过程及机理总结并分析了3种主要的氢脆防控技术：①调控管线钢材料及加工工艺，优化其微观组织，增加扩散速率，减弱氢原子聚集现象；②引入气体抑制剂，通过竞争吸附的方法减缓氢分子在材料表面的吸附；③增设管道内涂层，使氢气和管线钢基体金属隔离。并基于此提出了进一步优化管道氢脆防控技术的建议。

石油库储罐检修策略 [1-7]

曲建军纪瑞军

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：常压储罐是石油库最重要的静设备，随着储罐长周期运行，在环境、外力、介质的影响下，会出现局部防腐涂层失效、

本体及附件腐蚀、密封老化、焊接接头开裂等问题，需通过检修来消除或改善。为了优化检修周期，基于现有标准法规，系

统梳理了开罐检验、在线检验、基于风险的检验（Risk Based Inspection，RBI）的基本原理及工程应用过程中的优劣势；在

此基础上，分析了现有储罐检验方案的不足，进而提出RBI 技术与底板在线声发射技术相结合的检验方案，并利用开罐漏

磁扫描检验方案对其进行了现场验证，证明了其可行性；进而制定了开罐检验与“RBI+底板声发射”相结合的检验策略，

以全方位掌握储罐腐蚀状态。同时，从防腐蚀涂层失效处理及焊接接头埋藏缺陷检验与处置两方面对储罐检修方案进行优化，

以制定科学且经济的检维修策略。研究成果对于指导储罐检维修工作的实施并最终改善储罐的服役状态具有重要的工程实用

价值。

天然气管网大数据分析方法及发展建议 [1-15]

苏怀　张劲军

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天然气管网数据具有海量、多源异构、类型多样、价值密度差异大等特点，数据分析与应用难

度大。借鉴电网、供应链、互联网等领域大数据研究成果，提出了基于数据处理、数据挖掘、多元数据

综合分析的天然气管网大数据分析方法框架。从数据清洗、特征筛选、特征重构3 个方面阐述了管

网数据处理的方法与功能；结合具体业务和场景，明确了预测预警、模式识别、规则学习与推理是构

成管网数据挖掘方法的基础；讨论了运用多元化管网数据的综合方法，指出发展多模态学习和联邦

学习是打破管网数据壁垒、形成数据智慧的关键路径。天然气管网大数据分析应该不断完善管网的

大数据“生态”、深入研究融合领域知识的机器学习方法，发展跨领域、可解释、可控制的管网大数据

分析方法体系，为智慧管网技术提供理论基础。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.001

天然气长输管道清管器运行速度预测 [1-6]

席海宏

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为保障天然气长输管道安全生产，提升输气效率，需要定期对管道开展清管作业，其中清管器

运行速度预测是清管作业中的重要技术。针对目前清管器运行速度预测方法精度低、适用性差等问

题，在调研国内多家管道运营企业清管作业流程及成功经验的基础上，总结出预测清管器运行速度

的3 种方法：理论估算法、模拟仿真法及经验数值法。深入分析了经验数值法中影响清管器运行速

度的主要因素，提出了经验数值优化方法。通过对比3 种清管器运行速度预测方法的优缺点，提出

了一套完整的清管流程及清管器速度预测方法。最后以某天然气管道清管作业为例，计算了3 种预

测方法的相对误差，验证了经验数值优化方法的准确性及可行性。研究成果可有效指导管道运营企

业开展清管工作，提高作业效率及安全性，降低投资费用。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.11.011

BIM 技术在燃气场站建设管理中的应用 [1-6]

王勇华宋喜民李燕芳何蒙鲍明玮

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燃气场站作为城镇天然气输配系统的重要组成部分，其建设管理水平对场站的建设质量、工

程进度、投资效益以及投产后的安全运行都有着非常重大的影响。提升燃气场站建设管理水平的一

个重要途径是不断创新工程建设管理方法和技术手段。以唐山市海港经济开发区某大型燃气场站

为研究对象，首次将BIM（Building Information Modeling）技术应用于燃气场站的建设管理过程中，

开展了BIM 技术在场站规划设计、复杂工艺施工模拟、场区管网综合管理、造价控制与设施管理等

方面的应用研究，提出基于BIM 的燃气场站建设管理方法。实践表明：BIM 技术能够显著提升燃

气场站的建设管理水平，保证场站建设质量目标、进度目标以及投资效益的实现，可为类似工程的建

设管理提供参考。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.013

多年冻土区管道地基土冻融影响因素的敏感性 [1-9.5]

王伟　杜文友　唐艳刚　夏炜燕　刘华南　吕岩

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多年冻土区运营的油气管道，地基土的冻胀融沉容易引起管道的屈曲变形，严重影响管道的

安全稳定。为以大兴安岭多年冻土区中俄原油管道沿线4 种典型的管道地基土为研究对象，通过冻

胀、融沉试验分析了各种土样的融沉系数、冻胀率与其影响因素之间的关系，采用灰色关联度法对融

沉系数、冻胀率影响因素的敏感性进行了分析。结果表明：试验土样的融沉系数和冻胀率受含水率、

干密度等因素影响较大，超塑含水率、含泥量及烧失量对粉土、砂土及泥炭化土亦有显著影响。通过

灰色关联度分析可知，含水率虽是冻胀、融沉的最主要影响因素，但并非绝对，对于有的土质其含泥

量与超塑含水率起主要作用，设计施工时需要高度重视。研究结果可为多年冻土区埋地管道的设

计、施工、运营维护以及冻害防治提供科学依据与理论参考。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.011

岩盐中不溶物颗粒沉降实验 [1-6]

唐娜雒瑞银肖意明完颜褀祺李康项军张蕾杜威

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不溶物颗粒在岩盐溶腔中的沉降速率是水溶造腔及井矿盐开采中提卤工艺设计的重要技术

参数。为研究不溶物颗粒的沉降速率，采用静态沉降法，进行了较大粒径（1.0 mm<d <6.5 mm，d 为

粒径）的单一粒径颗粒自由沉降实验及较小粒径（d ＜ 0.6 mm）的颗粒群沉降实验。结果表明：粒

径是影响不溶物单颗粒沉降的主要因素；岩盐不溶物颗粒群沉降速率与溶液中不溶物颗粒质量分

数成负相关，与颗粒粒径成正相关，与NaCl 溶液质量浓度成负相关。研究结果对岩盐水溶造腔地

下盐穴储库及岩盐水溶开采具有重要意义。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.008

LNG 接收站工程中外输首站的设计探讨及优化 [1-7.5]

远双杰孟凡鹏安云朋董平省孙立刚崔亚梅张效铭

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中国的LNG 接收站工程中外输首站在工艺流程、设计压力、材质选择等方面存在诸多差异。

通过SPS 对LNG 接收站下游外输管道切断阀关闭工况进行模拟，指出了已建首站对低设计压力管

道超压保护设计的有效性和局限性。结果表明：①当设计压力分界点在接收站出站ESD 阀，即首

站设计压力与外输管道一致时，接收站外输PAHH 联锁关闭出站ESD 阀无法保证首站本质安全，

应使首站的设计压力大于关断工况下的最大压力或者等于接收站外输系统设计压力；②通过合理

地设置接收站与阀室的间距及相应的接收站外输PAHH 联锁，首站下游管道可以避免切断阀关断

工况下的运行超压；③优化后的首站工艺流程中，发球筒应设置有充氮口，取消安全阀及排污口，站

内手动放空宜依托接收站的火炬系统，不应用于下游线路管道放空。研究成果可指导LNG 接收站

工程外输管道超压保护和首站流程的设计。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.014

含单纯凹陷的 X70 管道承压能力评价 [1-6.5]

宋鹏孙巧飞郭磊许延生苏鑫李政龙

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为评价含单纯凹陷的高钢级管道极限承压能力，通过有限元模拟分析了凹陷形成过程及水压

试验中钢管的变形情况，并开展了含单纯凹陷管道全尺寸水压爆破试验及应变测试。基于全尺寸试

验结果，从含单纯凹陷管道的爆破压力、回弹量及应变变化等方面对有限元分析结果进行了验证。结

果表明：凹陷形成过程及水压试验过程的有限元分析与试验结果趋势一致，且误差小于 10％，说明对

含单纯凹陷管道的模拟是准确的。深度为 15.9％ D （ D 为管道外径）的凹陷管道爆破压力为 38 MPa，

高于理论计算的无缺陷钢管爆破压力 31.2 MPa，说明试验单纯凹陷对管道承压能力未产生不利影

响。研究成果为高钢级含凹陷管道的理论分析提供了技术支持。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.007

管道地理坐标测量误差补偿与数据预处理方法 [1-06]

耿丽媛徐春燕刘剑靳鹏李佳音

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为提高长输油气管道中心线地理坐标的定位精度，分析管道地理坐标测量系统的工作原理，

提出一种基于卡尔曼滤波器的误差估计算法，对导航系统速度误差和里程计误差进行补偿。为降低

里程计输出信号噪声带来的误差，利用分段线性插值方法进行数据预处理，实现对惯性导航系统观

测数据的分段轨迹解算和修正。采用搭载低精度惯导系统的模拟检测器开展模拟试验，捷联惯性导

航算法解算得到的轨迹与试验场地实际路线整体形状和趋势吻合，解算误差在 1 m 以内。结果表明：

在低精度测量器件条件下，基于卡尔曼滤波器的误差补偿与数据预处理方法能够有效滤除里程阶梯

状误差，具有很好的解算精度和一定的应用价值。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.005

3PE 防腐层剥离强度测试的破坏形式 [1-6.5]

冯少广李东阳张海磊赵君李明红周武龙吴定勇刘国豪

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剥离强度测试是评价三层结构聚乙烯防腐层（3PE）粘接性能及涂敷质量的主要方法，通过对

剥离强度及剥离后防腐层破坏形式的分析可以获得管道涂敷工艺控制及原材料性能等方面的关键

信息。通过分析16 个典型3PE 样品在不同测试条件下的40 个测试结果，总结归纳了3PE 防腐层

的7 种主要破坏形式，分析了不同破坏形式与涂敷工艺和材料性能之间的关系。研究了测试温度和

剥离速度对防腐层破坏形式的影响，不同温度区间，同一样品可能会呈现不同的破坏形式。随着剥

离速度的加快，剥离界面往往会出现粗糙程度增加甚至被撕裂的情况。研究结果为3PE 防腐层剥

离强度测试结果的分析判定及标准指标的完善提供了数据支持。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.012

集输管道设备腐蚀产物对原油脱水的影响 [1-05]

姚彬黎志敏施鹏段明

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为了探究储运管道和设备腐蚀对原油脱水的影响，采用共沉淀法制备了模拟铁腐蚀产物FeS、FeCO3 及其后续氧化产物Fe（OH）3，研究其对模拟乳液稳定性的影响，基于此分析超声辅助破乳技

术的脱水效果。研究表明：FeS 和Fe（OH）3由于Zeta 电位高（绝对值在30 mV 左右），对水/原油乳液稳定性有极强的促进作用。FeCO3 导致原油在高温下脱水困难。采用超声配合破乳剂，在适当的条件下可显著提高脱水率。通过实验证实了腐蚀产物对乳液稳定性的影响作用，并建议加强集输管道及设备的防腐，从而有效提高原油加工效果。

管道漏磁内检测失效数据处理方法 [1-06]

唐建华　姜琳　李志鹏　刘金海

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管道漏磁内检测数据的有效性对缺陷检测的准确性影响极大，为了尽可能避免失效数据的影

响，通过分析漏磁失效信号的特征，设计了漏磁失效数据的处理方法：针对过限失效、尖峰失效、连

续过平滑、单通道数据漂移、传感器抖动5 类失效数据，采用阈值超限法、邻域差分阈值法、信号区域

面积、局部过零率等完成失效数据的检测与剔除；利用近邻搜索算法（K-NearestNeighbor，KNN），

并通过支持向量回归算法（Support Vector Regression，SVR）降低训练集的冗余性，设计了一种将

KNN 与SVR 相结合的漏磁缺失数据插补方法，对缺失数据进行插补。结果表明：对于不同程度的

数据缺失情况，管道漏磁失效数据处理方法可以实现对漏磁缺失数据的精确插补，对实际工程中常

出现的失效数据处理具有借鉴作用。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.006

天然气管道积液预测的临界气速计算模型研究进展 [1-07]

沈伟伟　邓道明　刘乔平　宫敬

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管道积液是气田开发过程中的常见现象，会对天然气集输系统的正常运行产生极大影响。积

液预测有助于及时采取措施，减少积液带来的危害，而临界气速的计算是管道积液预测的关键。对

管道临界气体流速预测相关研究进行了回顾，指出了最小压降模型、液滴模型的局限性，而液膜模型

具有较好的适用性。结合管道积液实际情况，提出将现有管道积液研究成果应用于生产实际中的关

键为：选择适用于不同情况的管道积液准则、合理表征不同倾角下管道内液膜周向分布、考虑复杂

地形条件下大尺寸湿气管道气液流动特性、采用合理的界面摩擦因数计算式。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.10.004

中俄东线北段关键设备与核心控制系统国产化 [1-8]

李柏松　徐波　王巨洪　张舒　杨喜良　高晞光　刘阳　史倩

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中俄东线天然气工程是中俄两国最高领导人高度重视并亲自推动的重大战略项目，是加强两国全面能源合作伙伴关系、深化全面战略协作伙伴关系的又一重要成果，是服务“一带一路”倡议、构建中国四大能源运输通道的重大工程。推进油气管道设备国产化，有利于保障国家能源安全，促进民族装备制造工业发展，推动管道运营企业降本增效。总结了近年来中国石油在高强度管线钢管、天然气用电驱压缩机组、输油泵机组、关键阀门及执行机构、流量计等设备国产化方面的重大成果。介绍了具备一键启停功能的20 MW级电驱离心压缩机组，满足信息安全要求的管道核心控制系统SCADA成套软硬件，56 in （1 in=2.54 cm）、Class900全焊接球阀及配套电动和气液执行机构，干线调压装置的24 in、Class900安全切断阀和工作调压阀等关键设备在中俄东线国产化应用中的最新进展，这些关键设备的自主可控，保障了国家能源安全，在当前复杂的国际形势下，具有历史性战略意义和现实意义。

中俄东线X80 管道连头焊接残余应力的数值模拟 [1-6]

刘阳姜为民王雪莉何亚章龙斌王来臻吕利

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焊接残余应力严重影响管道力学性能，明确焊接残余应力分布规律对管道安全运行具有重要

意义。分析了焊接残余应力的发生机理，基于有限元软件MSC.Marc 建立三维有限元模型，对中俄

东线X80 管道连头焊接过程进行模拟仿真，同时采用X 射线衍射法对残余应力分布进行试验验证。

对比分析模拟计算结果与实际残余应力分布规律，得到连头轴向及环向的焊接残余应力分布规律：

焊接过程和连头高拘束度等条件导致连头焊缝外表面附近区域存在较大环向拉应力及轴向压应力。

提出了5 种消除残余应力的方法，从根本上降低管道连头焊接环焊缝破坏强度。

中俄东线高地下水位地区沉管下沟施工方案 [1-6]

刘玉卿　赵子峰　杨建　苏兰茜

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中俄东线天然气管道工程永清—上海段地下水位较高，沉管下沟过程中管道会受到管沟内积

水的浮力作用。为了使管道顺利沉放于管沟底部，同时确保管道安全，在数值模拟分析、论证的基础

上，提出了直接沉管下沟、抽排水后沉管下沟、管道加配重沉管下沟及管道加配重分层开挖沉管下沟

4 种施工方案，给出了各施工方案的适用条件及优缺点，可为高地下水位地区管道沉管下沟提供借

鉴及指导。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线北段管道投产阶段冰堵风险控制 [1-5.5]

王玉彬樊帆王宁峰闫锋王春明张晏博史皓宇李其抚

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水合物冰堵是输气管道投产初期最大风险点，一旦发生冰堵将严重影响管道安全输送。为研究中俄东线天然气管道水合物防治技术，根据水合物生成条件，分别对含水量与水露点转换、水合物生成温度进行计算。在中俄东线投产阶段，计算了管道升压和俄气输送过程中实际水露点和水合物生成温度。结果表明，管道气体温度的最低冰堵风险安全裕量约为10 ℃，冰堵风险较小。研究成果可为保障中俄东线顺利投产提供技术支持。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线网络安全威胁与防控措施 [1-9]

陈斯迅　陈朋超　付松广　李祎

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通过云计算、物联网、大数据、人工智能等新技术的实施应用，中俄东线天然气管道工程在智

慧工地、无人值守站场、安全感知监控等领域实现了智能化的目标，各种新技术的应用使得管道及其

设备设施成为信息网络的一部分，面临网络安全威胁。基于此，通过参考国内外网络安全相关案例

及技术原理，分析了在数据采集、网络传输、数据存储各个阶段的网络安全隐患与威胁，阐释了网络

安全事件引发生产安全事故的原理及可能性，提出通过数据加密、身份认证、安全检查、网络监控、合

规性管理等技术措施与管理手段加强网络安全防控，并建议在智慧管网全生命周期各个阶段同步实

施网络安全管理，建立全方位的网络安全总体防护体系。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

温度对俄罗斯阿穆尔地区管道试压的影响 [1-5.5]

郭超　韩长军　李明　宋跃军　俞龙

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：阿穆尔地区是中俄东线天然气管道途经俄罗斯境内的5 个联邦区之一，其空气湿度大、昼夜

温差大、冬季环境温度低等不利因素给管道试压造成了困难。根据工业钢管标准、俄罗斯法律法规

要求及当地气候数据记录，研究了试压介质温度、空气湿度、昼夜温差等对管道水压试验、气压试

验的影响，总结了在冰点以下的环境温度中进行水压试验的替代方案、注意事项。研究结果表明：

随着介质温度的降低、空气湿度的增加，水压试验时管壁凝露风险增加，给出了可导致管壁凝露的

最低介质温度。阿穆尔地区全天24 h 的温差达到20 ℃左右，最低环境温度时的压力仅为最高环

境温度时的93％，气压试验评价应考虑环境温度补偿。冬期水压替换方案可考虑结合声发射检

测（Acoustical Emission，AE）技术、材料夏比冲击功等增加安全保障措施；防冻剂的使用需考虑环

保因素，尽量循环使用并最终回收处理。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

低温服役环境下高强度管线钢管的力学性能 [1-5]

王鹏　池强　杜伟　李鹤　封辉

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中俄东线等大输量高钢级管道线路服役环境复杂苛刻，冬季极端气温较低，对天然气输送管

材的安全服役提出了巨大挑战。因此，掌握高钢级管材的低温力学性能变化规律意义重大。针对

X70、X80 管件和钢管材料进行系列温度（－60~20 ℃）的拉伸试验，研究低温服役条件下钢管的拉

伸性能参数变化规律。研究结果表明：管材的屈服强度和拉伸强度随温度的降低而增大，但是在试

验温度范围内，屈强比、断面收缩率、断后延伸率随温度的降低变化趋势不明显；观察断口的微观形

貌发现，随着温度的降低，断口上韧窝的数量减少，解理形成的撕裂棱和河流花样增多，材料韧性下

降；通过拟合试验数据，得到了低温环境范围内屈服强度和抗拉强度随温度变化公式的参数常量，

可用来预测低温环境下管材的强度。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线天然气管道智能化关键技术创新与思考 [1-10.5]

王振声　陈朋超　王巨洪

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中俄东线天然气管道是中国第三代长距离、大输量天然气管道标志性工程，是全球单体规模

最大的输气管道，在中国乃至世界管道建设史上创下了多项新纪录。以该管道为试点，打造了中国

首个智能管道样板工程。系统阐释了智能管道与智慧管网的基本内涵与关键技术，梳理了支撑管

道“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的关键技术及阶段性成果，为持续推进中国管

道智能化建设、助力打造智慧互联大管网提供了重要指引。同时，从认识与技术等层面，就管道智

能化的技术本质、管道数字基建、管道瓶颈技术攻关、管网智慧大脑等问题，给出了进一步思考与建

议。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

高钢级大口径天然气管道环焊缝安全提升设计关键 [1-8.5]

张振永

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高钢级管道环焊缝失效事故屡见不鲜，随着高钢级管道里程不断增加，高钢级管道环焊缝失

效问题引起国内外管道行业的高度重视。对国内外典型管道环焊缝失效案例进行归类分析，基于环

焊缝断裂失效的断裂力学理论，针对影响环焊缝安全性的关键环节进行失效原因分析，并据此提出

安全提升措施，包括管道焊接工艺、钢材控制、焊接材料、焊接接头强度匹配、不等壁厚内坡口型式、

无损检测、智能巡检、应力应变、施工管理等。这些措施已经推广应用于中俄东线天然气管道工程及

将建的西气东输三线中段管道工程、西气东输四线管道工程，为提升高钢级管道环焊缝的服役可靠

性提供了支持。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线国产化PLC 性能测试与应用实践 [1-7]

王健　黄杉　贾立东　余冬　张小俊　姚志强　张力鹏

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随着中美贸易战的加剧，天然气管道控制系统对于国产化PLC 产品的需求日益紧迫，满足信

息安全要求的国产化PLC 开始在石油管道行业试用。以浙江中控PLC 为例，通过仿真系统进行产

品性能测试并检验其与PCS 系统的兼容性，从系统选型配置、组网方式、第三方通讯配置方式等方

面介绍了典型国产化PLC 在中俄东线站控系统的应用实践现状。测试对比发现，国产PLC 完全满

足油气管道行业生产运行需求，并在响应速度、恶劣环境适应能力等方面超越了国外产品。同时，针

对国产化PLC 应用过程中出现的问题提出了改进建议。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线天然气管道爆管检测方法优化与应用 [1-5]

于春晓吴琼王宁峰王春明　赵小川田瑞鹏

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为了准确定位天然气管道发生泄漏时的具体位置并及时处置，长输天然气管道均采用爆管检

测方法对干线截断阀进行控制。目前国内早期建设的大型天然气管道，大多使用SHAFER 气液联

动阀自带的微处理器进行压降速率计算及阀门关断保护，压降速率的设定值、延时时间等重要参数

的可拓展性较差。为了进一步提高爆管检测的安全性，在中俄东线（黑河－长岭段）天然气管道工

程中，进一步完善了压降速率算法，并通过PLC 和RTU 实现爆管检测，使爆管检测的可靠性与可

操作性得到进一步提高，且优化的爆管检测方法更符合生产运行的实际需求。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线生产数据交互隔离系统开发与应用 [1-6]

潘志榆　张小俊　吴琼　杨全博　张力鹏

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为了实现中俄东线天然气管道工程双方关键运行数据实时共享，保证两国生产控制系统数据

网络安全隔离，建立了数据交互隔离 DMZ 系统。该系统采用网闸+内网防火墙+数据服务器+路

由设备的架构，通信采用双网冗余形式，通过SDH、微波、直埋光缆3种形式4条链路进行数据传输，

采用 OSPF 路由协议，使用交互数据服务器及相关软件对俄方使用的 OPC-UA 通信协议与中方使

用的 IEC104 通信协议进行转换。通过系统开发实现如下功能：在传输软件中将传输数据加带时间

标签并统一传输时区，当通信中断时在系统中对数据进行存储回填，应用授权证书认证及部署网络

安全隔离设备，实现了中俄东线天然气管道工程跨境关键数据的传输与网络安全防护。应用结果显

示：系统运行稳定、功能完善，可为其他跨国油气管道提供借鉴。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线天然气管道运行保障关键技术探讨 [1-9.5]

张栋　闫锋　欧阳欣

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在中俄东线天然气管道投产后的运行阶段，由于其高钢级、大口径、高压力、大输量的特点，且

沿线途径高寒冻土区，因此管道运行的不确定性因素多、风险高、维护与安全保障难度大。详细分析

了中俄东线天然气在工艺方面面临的管网优化运行和冬季调峰、冰堵防治及放空回收等问题；在完

整性管理方面面临的大口径管道内检测、高钢级管道安全状态的评估等问题；在线路风险防控方面

面临的天然气管道泄漏和安全状态监测、腐蚀、冻涨融沉防治等问题；在维抢修方面面临的1 422 mm

管道的切割、退磁、修复等系列技术难题。归纳总结了国内外相关技术现状，提出解决问题的技术思

路，同时介绍了中俄东线目前已取得的部分技术成果，从而为将来油气管道的建设与运营提供参考。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线天然气管道AUT检测技术质量控制及管理 [1-6]

吕新昱高媛刘全利薛岩李新文肖健刘宝强李维

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中俄东线天然气管道是目前中国口径最大、压力最高的长距离天然气输送管道，其全自动焊接环焊缝采用全自动超声检测（Automatic Ultrasonic Testing，AUT）技术，AUT在施工现场的可靠应用直接关系到环焊缝的检测质量。AUT检测技术具有灵敏度高、速度快、对焊缝缺欠定位准确等特点，结合中俄东线天然气管道工程现场的实际情况，建立了一套AUT检测技术质量控制体系及管理制度：对检测机组开展AUT工艺评定，对AUT检测设备进行定期校验，同时强化AUT对比试块的管理、现场参考线绘制精度及AUT检测数据的审核。AUT检测技术的质量控制及管理确保了整个施工过程中AUT技术应用的可靠性，并可为后续管道工程建设提供参考。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

高钢级管道环焊缝安全评价研究进展 [1-６]

沙胜义冯庆善燕冰川任凯张海亮陈健

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中俄东线天然气管道北段的正式投产，标志着中国高钢级管道的建设达到世界级水平。根据

目前X80 钢管实际应用情况，管道环焊缝失效是管道运行过程中的主要威胁之一，因此对其开展安

全评估显得尤为重要。基于高钢级管道的应用现状以及环焊缝评价方面存在的问题，通过调研国内

外管道环焊缝安全评价的相关研究，综述了评价方法、环焊缝强度、断裂韧性方面的技术难题及研究

进展，重点阐述了基于应力和基于应变的环焊缝评价方法，分析了高钢级管道环焊缝评价的适用性，

探讨了焊缝冲击功分散性、焊缝低匹配及其产生的原因等。为了保证能源管道安全、平稳运营，提出

高钢级管道建设期应解决的关键技术难题是严格控制环焊缝质量；管道运行期则应当避免管道承

受过大外载，提高缺陷检测与评价水平。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线无损检测技术及AUT质量控制体系 [1-6.5]

刘阳　李雨佳　牛亚琨　王天祺

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为提高中俄东线焊接质量和效率，针对以往建设项目检测底片排查工作及体系审核中发现的无损检测技术文件编制内容错误、不严格执行工艺规定及检测底片错评、漏评等问题，分析RT、AUT、PAUT、DR等常用无损检测方式的工作原理、应用范围、检测效果等，总结了中俄东线天然气管道工程在百口磨合、常规焊口、连头及金口焊接后检测及复评方法。AUT检测技术是中俄东线焊口质量检测的主要方式，制定了AUT质量控制体系，重点对人员、设备、试块校准及互评抽检等因素进行了改进和提升，可为中俄东线南段及西气东输四线等大口径长输油气管道建设项目无损检测问题改进及管理提升提供借鉴。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

中俄东线多组天然气计量管路智能调节方法 [1-5.5]

王宁张世斌张舒任天晓刘雅迟盛梅

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天然气长输管道计量系统多组并联计量管路的工作流量、设备完好情况会对其计量准确度及

设备可控度产生一定影响，以往计量管路切换主要依赖人工手动操作，存在反应不及时等问题。提

出了一种基于多组并联计量管路的智能调节方法，通过对计量管路优先级、故障状态、气体流速、气

体流量的实时判断，实现计量管路的自动切换及根据气体流速、流量增开或减关计量管路的自动控

制。在中俄东线黑河首站的实际应用表明：该方法对计量管路优先级及故障状态判断准确，自动切

换控制响应及时，使天然气站场计量管路控制更加方便、准确、智能，提高了站控系统的自动化程度

及贸易计量的准确性。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

工业信息安全态势与防护建议 [1-5.5]

李平阳

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随着工业信息化快速发展，安全风险指数持续攀升，工业信息安全态势日趋严峻。中俄东线天然气管道是国内智慧管道的代表性工程，而智慧管道建设一定程度上是信息化与工业化高层次深度融合的具体呈现，建立、完善与之相适应的信息安全防护体系，应对已知与未知的信息安全风险，迫在眉睫。基于此，梳理了中国2010年以来发布的工业信息基础设施安全保障标准规范及法律法规，从网络空间威胁、安全漏洞威胁、重点领域针对性威胁3个方面分析了全球工业信息安全态势，并据此提出工业信息安全防护建议，包括重视顶层设计与政策引导、提升工业信息安全防护能力、实现安全体系自主可控。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

油气管道SCADA远程维护系统的设计与实现 [1-６]

史威　王振声　艾月乔　刘雅　黑卫春

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为实现对油气管道SCADA系统故障的及时预警、准确定位、快速排除，提高油气管道SCADA系统的可靠性和安全性，以中俄东线为试点开发和搭建油气管道SCADA远程维护系统。设计了该系统的软件架构、物理架构、系统接口及数据采集方式。远程维护系统为运维人员提供SCADA系统的工作站/服务器、网络设备、PLC/RTU、安全设备相关信息；通过多参量相互关联，引入人工智能算法，实现故障的预判和硬件设备的寿命评价。油气管道SCADA远程维护系统的开发、投用，将有利于运行维护管理人员提升异常事件响应及处理能力，提高运维管理水平，保障油气管道SCADA系统安全稳定运行。

DOI:10.6047/j.issn.1000-8241.2020.00.000

大口径管道投产前聚氨酯测径内检测器研制与应用 [1-7]

李睿　郑健峰　富宽　贾光明　于智博　潘飞

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针对传统内检测器的技术缺陷及中俄东线天然气管道工程的实际需求，研制了一种适用于大口径管道投产前测径的新型高密度聚氨酯内检测器。安装在高密度聚氨酯泡沫主体的智能测径装置不但能够发现管道内径变化、记录变形位置，而且能够准确识别管道环焊缝数量，结合管道施工记录对环焊缝信息进行验证。论述了该检测器的工作原理、结构组成及电子系统的设计与实现，将其应用于中俄东线天然气管道工程的现场检测，结果表明：与传统皮碗式钢骨架智能测径器相比，该检测器所需运行推力更小，可支持的运行速度更高，结构更加鲁棒，维护简单，在保证检测精度与检出率的同时，可大幅降低使用成本，对于大口径管道几何变形检测具有重要的工程意义。

一种新型泡沫测径清管器的设计及仿真模拟 [1-5]

王宇楠　杨亮　宋华东　刘光恒　李上青　宋云鹏　徐春风　诸海博

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针对泡沫清管器在清管过程中不能准确判断管道变形情况，清除顽固残余物质，导致后期投放的检测仪器结果不准确，甚至堵塞管道等问题。设计了一种新型、低成本泡沫测径清管器，利用漏磁检测原理在泡沫清管器聚氨酯层中放置磁块，由霍尔元件测量变形时的磁场变化，即可得出残余物质的高度、外形等特征来进行预先测径。实现了在复杂工况管道中对管内结垢及变形情况的准确检测，避免了卡堵。以运行过程中的泡沫测径清管器为研究对象，通过ABAQUS软件仿真模拟其遇到残余物质时的变形情况。结果表明：当发生一定变形时，泡沫测径清管器外层泡沫体密度越大，厚度越薄，内层泡沫体密度越小，厚度越厚，测量得到的位移变化量结果越准确。

输气管道SCADA系统网络安全策略探索与实现——以中俄东线天然气管道工程为例

[1-7]

张世斌　贾立东　魏义昕　史威　王健

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为了保证输气管道站场SCADA系统网络的本质安全及可靠运行，落实《中华人民共和国网络安全法》等法律法规要求，在输气管道SCADA控制系统建设过程中，设计并实施了网络安全防护方案，从边界隔离、站场网络审计、防火墙阻断、网闸控制、态势感知平台综合分析等方面进行安全管控。利用相关设备的网络流量审计、隔离、分析功能，结合失陷分析、威胁情报分析、异常行为分析、未知威胁分析、网络异常分析、域名异常分析、攻击威胁特征分析、隐蔽通道分析以及丰富的整体安全分析报告功能，可有效检测外部攻击、外连威胁、内部非法连接、网络会话模式异常等安全威胁，是对传统安全防御系统的完善与提升。该方案为从站场到控制中心一体化的网络安全监控方案，本系统采用独立网络传输，满足了不同系统之间数据通信的防护和监测要求，实现了跨国控制系统之间的访问控制，同时满足国家等保测评、网络安全法及行业安全规范的管理规定。

参数优化的GM-Markov模型海底管道腐蚀预测 [1-8]

张新生　曹昕

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为了避免由海底管道腐蚀导致的穿孔泄漏等事故，及时对海底管道进行维修和防护，利用传统灰色系统处理少数据、贫数据的特点和马尔科夫理论预测未来状态的特点，提出基于参数优化GM-Markov模型的海底管道剩余寿命预测方法。首先分析了GM（1，1）模型构建的可行性，随后建立参数优化的GM（1，1）模型，改变模型初始条件，进行海底管道腐蚀深度预测。根据预测的腐蚀深度，利用Markov模型对海底管道未来腐蚀状态作定量分析，预测其剩余寿命。以某海底管道试验段为例，预测了管道的剩余寿命。结果表明：改变初始条件后的模型可在样本数据少的情况下达到更高的预测精度，推广应用性较强。

中俄东线天然气管道境外及跨境工程建设管理 [1-9]

宁雷明　吴长访　宁怡雯　郑健　寇宝庆　高蓉

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2019年12月2日，俄罗斯天然气通过俄罗斯西伯利亚力量管道系统经黑河跨境管道正式进入中国中俄东线天然气管道，标志着中国与俄罗斯两国天然气管网连接成功并投入运行。基于俄罗斯管道建设发展方向及标准体系，分析了中俄东线天然气管道及其境外段西伯利亚力量管道建设过程中在管材选用、焊接标准及无损检测技术等方面存在的差异，以此为中国长输天然气管道设计、施工规范的完善与修订提供借鉴。跨境段管道作为连接两国管输系统的控制性工程，经历了中俄商务角力、设计规范整合、施工文件对接、跨境施工组织等过程，其复杂性远高于普通境内外工程，两国依据“最严规范”“属地管理”原则及设置“封闭区”等方法解决困难，实现了质量、成本、工期及安全的有效控制，确保按期投产通气。

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考 [1-10]

吴志平　陈振华　戴联双　胡亚博　毕武喜

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通过定期对油气管道实施内外检测，及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷，采取相应的维修、更换措施，可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状，介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用，总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题，从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面，提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍；在技术提升方面，建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究，启动微生物腐蚀机理和检测技术研究，开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究，开展组合式内外检测工具研发。

油气管道SCADA系统高可靠冗余网络设计与实现 [1-6]

尤冬青

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目前对SCADA系统的研究多集中于工程应用、软件架构设计、通信协议的数据传输和处理，对大型油气管道SCADA系统网络的应用与研究涉及较少，现有的SCADA系统网络研究成果不能满足生产调度业务数据网络传输的高质量、高可靠冗余要求，为此，设计了一种适用于大型SCADA系统的高可靠冗余网络架构，其设计思想是分层的架构设计、各层设备冗余和各设备之间链路冗余。根据PVST+生成树、HSRP、EIGRP、BGP、路由映射表等协议的算法特点，在各层网络组合使用上述协议，从而确保油气管道生产业务数据网络传输连续不中断，同时实现站场与调度控制中心之间的生产数据根据链路情况自动选择最佳路径进行传输，满足了油气管道调度运行对生产数据网络传输的业务需求。

中俄东线站场X80异径三通低温韧性指标的确定 [1-7]

尤泽广　张文伟　王成　傅伟庆

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针对中俄东线站场低温环境（-45 ℃）用X80异径三通断裂控制问题，考虑三通的壁厚效应、结构的应力集中等影响，建立含缺陷X80异径三通有限元模型，应用英国标准BS7910-2019《金属结构裂纹验收评定方法指南》和美国标准API579-2016《合于使用》失效评定方法，计算X80三通管体及焊缝的启裂韧性，通过断裂韧性与夏比冲击功关系式，确定-45 ℃下X80三通夏比冲击韧性指标。结果表明：三通焊缝断裂韧性应大于37.79 MPa·m1/2，夏比冲击功单个最低值不小于32.22 J；三通管体肩部内表面应力强度因子最大，其断裂韧性应大于42.46 MPa·m1/2，夏比冲击功单个最低值不小于38.85 J。结合国内外管件标准要求，确定中俄东线天然气管道工程规格为D1 422×1 219 mm的X80异径三通的低温韧性指标。

胶凝含蜡原油黏弹-触变特性 [1-6]

国丽萍　徐秋仿　刘扬

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早期含蜡原油的触变性模型均为黏塑性模型，未考虑黏弹性的贡献，管道停输再启动的数值模拟也就未考虑黏弹性的影响。为此，利用机械比拟原理，依据含蜡原油的“黏弹-屈服-触变”特点，建立了包含9个未知参数的黏弹-触变模型。通过2种物性不同的含蜡原油在凝点附近的剪切速率阶跃、剪切速率滞回环、恒剪切速率3种典型的加载模式下的实验数据对模型进行验证。结果表明：3种测试的模型拟合值与实测值的平均相对偏差分别为4.6％、6.6％、4.2％，实现了用一个模型完整、准确地描述含蜡原油加载全过程的流变响应，为输油管道停输再启动过程的水力特性及管道安全运行提供重要的基础资料。

中俄东线黑河压气站电机动平衡现场试验 [1-5]

刘超　高晞光　李智勇　张衍岗　王猛　张晏博

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为了解决国产离心式压缩机在现场投产调试过程中电机振动较大的问题，对其配套的同步变频电机进行了动平衡现场试验。由于试验现场条件限制，使用电机配套振动监测对电机进行振动监测，利用动平衡矢量法原理计算电机转子的不平衡量。结合中俄东线黑河压气站的现场投产情况，利用振动监测系统采集数据和矢量法作图，计算出转子不平衡量，增加相应的配重块，最终使现场电机的振动测量值达到合格标准。利用矢量法能够有效解决电机安装后振动大的问题，保证电机平稳、可靠运行，确保压气站投产顺利完成。

盐穴储气库水溶造腔的影响因素 [1-6]

王元刚　高寒　薛雨

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盐穴储气库由于其吞吐量大，注采灵活等优势受到越来越多的关注。大量腔体的完腔数据显示，盐穴储气库的完腔体积与初始设计体积存在一定差距，因此盐层利用率达到最大化尤为重要。结合金坛盐穴储气库水溶造腔实例，详细分析了井下异常情况以及地面临井的相互影响这两大因素在造腔过程中对腔体体积的影响，认为建槽期腔体直径、夹层的存在以及腔体偏溶、井眼轨迹偏离等因素对造腔有较大影响。提出造腔过程中应在建槽期充分扩容，制定有效的夹层处理方案并监控各动态参数，防止造腔过程中出现偏溶以及管柱脱落等异常情况，从而保证盐层利用最大化。

黄桥高含CO₂气田产出液单井集输工艺 [1-7]

任魁杰　孟良　赵海宁　王博弘　鲁岑　梁永图

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为实现黄桥地区高含CO2气井产出物高效回收及有效利用，采用热力学状态方程（PRSV状态方程、WS混合规则）和闪蒸计算理论对黄桥地区高含CO2气井产出物进行相态计算，明确了黄桥地区高含CO2井流的相图特征和CO2对油气烃类体系相态的影响：含有CO2的油气烃类体系p-T相图的气液两相区面积随CO2摩尔分数的增加而显著缩小。根据产出液的相态特征，制定了单井地面工艺处理流程，分析了该产出液处理工艺中关键设备（旋流分离器、CO2压缩机）的操作参数：当前选取的操作参数均处于旋流分离器的可靠工作区域内（单相气区）；整个CO2压缩机工作压力和温度范围内无液相析出。经验证，制定的黄桥地区现有高含CO2单井集输工艺流程和设备操作工况参数合理，能够实现对该地区高含CO2井流中游离水和液态原油的有效脱除，可在该地区类似条件区块推广使用。

中俄东线阴极保护远程监控系统的建设实践 [1-6]

王巨洪　姜有文　滕延平

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为总结中俄东线阴极保护远程监控系统的建设成果，推动油气管道阴极保护远程监控技术发展，分析了目前国内外阴极保护参数智能采集现状，论述了中俄东线天然气管道阴极保护远程监控系统的建设理念、技术指标、现场验证实践，并从数据应用、经营效益分析、综合效果3个方面总结了该系统在中俄东线的应用效果。通过中俄东线阴极保护远程监控系统的建设实践，实现了数据自动采集传输和远程监控，改变了传统人工测量电位的工作模式，提高了数据采集的准确性、及时性，降低了工作强度、运营成本及安全风险，建议进一步优化内外网数据解析和完善系统功能。

单流涡流管双通道加热器加热性能测试试验 [1-7]

王凯　赵炳亮　欧阳欣　闫锋　王玉彬　王海峰

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单流涡流管（SCVT）加热器在天然气管道调压系统在线加热方面具有较大的安全与节能优势，其结构在传统涡流管（RHVT）基础上进行了改进。为了验证SCVT的加热性能，搭建了环路测试试验平台，具备试验工质的常温模拟与低温模拟功能。利用该平台开展了SCVT在不同压力、压比、流量、温度及单双通道条件下的加热性能测试，结果表明：在试验测试的参数范围内，涡流管对高流速先导气的加热能力更强，相同条件下大压比、小压差、高进口温度有利于提高先导气的温度；靠近热端管末端的加热通道对先导气的温度提升能力优于靠近涡流室端的加热通道；不同通道先导气单独加热比同时加热的加热效果好；为了获得最佳加热性能，先导气宜从加热器两端的低温区流入，从中间的高温区流出。该试验结果可为涡流管加热技术更好地适应天然气管道系统的加热需要提供技术支持。

直径1 422 mm管道投产前自动力内检测器研制与应用 [1-7.5]

郑健峰　李睿　富宽　于智博　陈朋超　赵晓明　贾光明

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针对传统皮碗式管道投产前检测器应用于大口径管道存在的动力不足、速度冲击、耗能较大等问题，研制了一种适用于大口径管道的自动力内检测器，能够在管道中自主运行并检测管道几何变形、拍摄管道内部视频等，可用于管道投产前或停输检修期的检测。介绍了检测器的总体结构及本体设计，分析了运行姿态对驱动力的影响，系统阐述了检测单元的设计与功能，通过现场应用试验验证了检测器的运动特性与检测性能。将其应用于中俄东线在建管道工程，结果表明：检测器续航里程达50 km以上，实现了管道几何变形、管壁内表面缺陷、管道内部水膜等异物的同步直观检测，在实际工程中具有较好的可用性与先进性。

中俄东线唐山压气站励磁机振动故障诊断与处理 [1-6]

黄恩涛　王猛　张晏博　王春明　刘超

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中俄东线天然气管道工程唐山压气站在投产前对3#电动机进行空载调试的过程中，当电动机运行至3 120 r/min时励磁机端振幅快速上升并导致停机。为了解决这一问题，应用振动分析系统对励磁机端的振动图谱进行分析，判断故障原因是：励磁机端轴瓦负荷过高，导致励磁机转子局部负荷过高或局部摩擦，引起转子热弯，产生新的不平衡量而导致停机。拆卸轴瓦可见局部摩擦痕迹，因而验证了上述分析结论。通过调节励磁机端轴承底座高度，降低轴瓦负荷，消除了励磁机端振幅快速上升的现象，采用矢量图法对励磁机端进行平衡优化，使励磁机端振动满足API 546-2008《无刷同步电机.500千伏安及以上》的规定。由此，唐山压气站3#电动机励磁机端振动高的问题得到快速解决，为安全生产提供了保障。

管道轴向穿透裂纹尖端应力强度因子数值模拟 [1-8]

刘庆刚　张雄飞　王文和　刘玻江

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裂纹是管道中常见缺陷形式，其应力强度因子是开展管道安全性评价的重要依据。为了准确获得管道中裂纹的应力强度因子，采用1/4节点法建立了求解长输管道轴向穿透裂纹应力强度因子的有限元模型，并将有限元法和解析法求得的应力强度因子进行对比，验证了新建模型的可靠性。研究了内压、裂纹长度、内径以及厚径比对裂纹尖端应力强度因子的影响，同时研究了沿壁厚方向应力强度因子的变化规律。结果表明：内压、裂纹长度的增加，将会导致应力强度因子增大；内径、厚径比的增大，则会使应力强度因子减小，且当内径超过500 mm时，应力强度因子不再随着直径的增加而发生变化；管道外壁处应力强度因子始终高于内壁处，随着内压的增加，裂纹将从管道外壁启裂。采用1/4节点法计算裂纹尖端的应力强度因子，其操作方便、计算精度高，可以为开展长输管道的安全评价工作提供参考。

基于改进SHIPP模型的大型原油库区事故风险预测 [1-11]

伍星光　侯磊　吴守志　刘芳媛　伍壮

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隐患、未遂事故及无伤亡事故等异常事件是重大事故的早期预警和征兆，此类事件发生频率高，通过建立事故模型识别及纠正这类事件中的不安全因素能够有效预防重大事故发生。结合油库工艺特点和事故特征，改进系统危害辨识、预测及预防（System Hazard Identification, Prediction and Prevention，SHIPP）模型，建立基于安全屏障的油库事故模型。采用故障树和事件树相结合的方式构建原因-后果关系模型，将故障树和事件树映射为贝叶斯网络以表征不确定性和条件依赖性。针对新的证据信息，通过贝叶斯网络更新机制实施概率更新；基于贝叶斯理论对现场异常事件数据进行经验学习，降低先验概率的不确定性，实现对油库事故的动态风险预测。对某油库算例分析结果表明，库区发生物质和能量释放的概率较大，整体安全性能趋于退化，应加强安全检查和隐患排查的力度。研究成果可为大型油库风险预测和事故预防提供科学指导和决策支持。

中俄东线天然气管道贸易交接点仿真软件研发 [1-8]

赵国辉　王岳　杨全博

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为了满足中国和俄罗斯双方对中俄东线天然气管道工程管输天然气的贸易需求，有效模拟管道过境段贸易交接点的管道特性参数及其变化趋势，实现日平均交接点压力及日最低交接点压力的计算与判定功能，根据两国协议拟定的水力计算、热力计算的基本公式与状态方程，建立数学模型，利用牛顿迭代法对管道粗糙度及环境换热系数进行自适应校正，进而研发具有自主知识产权的交接点压力与温度仿真计算软件。将软件仿真结果与俄罗斯软件仿真结果进行对比，结果表明：软件计算精度满足中俄东线天然气管道工程相关协议要求，证明了软件计算结果的可靠性，因而实现了中俄东线天然气管道工程贸易交接点工艺参数的仿真计算，以及天然气贸易交接的监督与管控。

压气站自动巡检视频系统关键技术与应用实践 [1-7]

艾月乔　董红军　张舒　赵国辉　潘志榆

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油气管道站场向无人站、智能化方向发展，对站场巡检的有效性与及时性提出了新的要求。为了解决传统站场视频巡检方式中视频图像孤立、目标跟踪困难、人力监控遗漏等不足，结合中俄东线站场视频巡检需求，研究了基于三维全实景融合的压气站视频自动巡检技术，实现了巡检路线自定义、高低监控点关联、目标锁定追视、2D/3D地图联动以及视频分析与报警联动等多项视频巡检功能。其在中俄东线天然气管道黑河压气站的工程应用实践表明：该系统解决了传统视频巡检存在的问题，优化了站场巡检模式，提升了巡检质量，为实现天然气站场的无人化、智能化管理，提供了技术支撑与实践经验。

可变径管道检测器皮碗结构设计及密封性能 [1-6]

李振北　白港生　杨静　于超

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可变径油气管道检测器是一种可以同时对一个发、收球站间距内的不同口径管道进行在役检测的管道检测设备，其优点是通过能力强、适用范围广、经济性好。通过对实现变径检测的可变径皮碗结构设计及密封性能进行研究，提出一套适用于油气介质的40-48 in（1 in=2.54 cm）可变径皮碗结构。利用有限元模拟仿真分析，可变径管道检测器牵拉和气体密封驱动测试等方法，验证了可变径皮碗结构方案的合理性和可行性。通过现场工业应用，证明可变径皮碗结构设计和密封性能均满足设计指标和现场应用要求。打破了国外长期对可变径清管和检测技术的垄断，为中国自主研发的可变径清管及检测装备早日实现系列化工业现场应用奠定了坚实的理论和技术基础。

成品油油流携水机理研究进展 [1-7]

徐广丽　刘新野　蔡亮学

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成品油管道低洼处积水引起的腐蚀产物经常会堵塞干线设备，利用油流剪切、冲刷低洼处积水进而将其排出管道是减少成品油管道腐蚀，防止管道堵塞的有效方法。首次从试验研究、理论分析及数值模拟等方面对成品油油流携水时积水流动特征、积水运动速度、积水可被携带的临界条件、临界条件的影响因素及规律等方面进行总结，分析了目前研究中存在的问题，并提出应在更大速度范围（0.57～1.53 m/s）内进行积水分布特征及积水运动速度的试验研究，此外，还应研究水相预润湿后的钢管转变为恒定油润湿时的临界条件。研究结果对管内积液、杂质的排除有一定的指导意义。

通用型成品油管道调度优化 [1-9]

闫亚敏　董烈武　任泽　王剑波　梁永图

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目前中国成品油管道沿线各站场卸载油品的工艺模式大致分为4种：连续分输、定流量分输、不定流量分输、自主计划，各管道应用的软件都有工艺适应局限性。基于以上4种卸载工艺，考虑水力、流量、物料平衡、批次注入、批次分输、批次运移等约束条件，建立通用成品油管道调度计划编制模型，开发了相应软件，并成功应用于某成品油管道。结果表明：该模型能够适应4种卸载工艺条件，依据站场的注入计划和下载需求可自动求解出批次分输计划，从而制定出符合管道配置，且与用户实际需求偏差最小的调度计划。与现场数据进行对比，偏差在7.3‰以内，验证了模型的准确性和软件的通用性，可为中国成品油管道调度提供参考。

基于AQWA与OrcaFlex的海上漂浮软管输油系统仿真 [1-5]

赵小兵　康正凌　祝文倩　李江江　虞鹏程

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风浪流联合作用下漂浮软管的运动状态与受力情况非常复杂，为此采用AQWA和OrcaFlex联合仿真的方法对海上漂浮软管输油系统进行动态仿真分析。通过建立数值模型，利用AQWA软件对油船进行频域分析，再利用OrcaFlex软件对漂浮软管、油船、浮筒、系泊缆之间的耦合运动进行时域分析。结果表明：风浪流对漂浮软管所受张力影响呈非线性增长，漂浮软管输油系统张力最大点在软管两端位置，通过设置沿线系固锚可以明显降低软管所受张力，减少漂移量。采用该方法和模型分析输送距离为1 100 m的海上漂浮软管输油系统，得出最优软管长度为1 300 m，无沿线系固时软管漂移量约为300 m，可以满足4级海况下的安全要求。研究成果对于此类海上漂浮软管输油系统的动态仿真分析具有一定的借鉴意义。

MacCormack算法在长输管道瞬变流动仿真中的应用 [1-7]

王勇　王力　胡衡　王苏雯

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MacCormack算法在长输管道模拟仿真方面应用较少，基于MacCormack格式基本原理和流动方程建立了长输液体管道水力瞬变流动仿真模型。以某管道为例，分别采用该仿真算法和特征线法模拟了阀门关闭和流量增加引起的瞬变流动，并探讨了MacCormack格式中不同边界条件处理方法及Courant常数值对模拟结果的影响。结果表明：MacCormack格式可用于精确仿真长输管道瞬变流动过程，采用特征线法求解预估层边界参数后，其振荡幅度、收敛速度均优于特征线仿真方法；同时，采用特征线法处理MacCormack格式边界条件较线性外插法更易收敛。研究成果可为长输管道瞬变流动仿真提供参考。

柔性管道抗径向挤压能力数值模拟 [1-7]

高博　吴尚华　杨志勋　卢青针　阎军　岳前进

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柔性管道在安装过程中会受到张紧器等安装设备的夹持作用，夹持力过小会引起管道外护套层滑脱，夹持力过大则会导致管道的径向挤压破坏。为预测柔性管道抗径向挤压能力，建立了柔性管道完整截面的三维有限元模型。对管道承受外压的骨架层结构进行径向挤压模拟，发现骨架层结构在加载过程中逐渐演变为含有4个塑性铰的活动机构，且在垂直于挤压方向的结构区域发生屈服时，结构的抗压刚度瞬间下降。进一步对柔性管道不同结构层结构的抗压能力进行分析，发现骨架层承压占比仅为整个结构的39.01％，安装过程中的抗挤压能力分析若仅考虑骨架层则过于保守，研究成果可为柔性管道抗压能力的预测提供参考。

中俄东线天然气管道北段投产特点与实践经验 [1-8]

崔茂林　孙勇　游泽彬　赵国辉　李秋娟

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中俄东线天然气管道因口径大且处于高寒地区，使其投产过程出现了一些与以往输气管道投产不同的现象及特点，产生了一些新的投产经验。对于大口径天然气管道，为了缩短投产时间，减轻现场人员作业强度，可以在确保天然气与空气不直接发生接触的前提下，提高干线注氮速度；在确保不会因氮气速度过小而产生层流的前提下，站场并列管道及双管敷设管道宜采用同时置换的方式。此外，在干线注氮封存长度、设备低温整体试验、站场容积较大的预留盲管段排气阀设置、阀室气头检测方法、大口径调压橇安全截断阀开启方式、站场单独进行天然气置换时流量控制等方面提出了具有实际工程意义的做法，并在中俄东线天然气管道投产实践中证实了其有效性。

输油气站场智能巡检系统设计与实现 [1-7]

董红军

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随着智能管道建设与区域化管理的推进，对输油气站场的智能化提出了更高要求。针对目前输油气站场以人工巡检为主，各监控系统相互独立的问题，设计了输油气站场智能巡检系统。通过三维建模技术，建立站场实景三维模型，将站场的视频实时监控画面拼接融合至三维模型，实现对站场全景的一张图管理。梳理站场巡检需求，开发视频智能识别算法，实现对站场不安全事件的智能识别；设置巡检路线制定、历史视频回溯等模块，实现对站场全景的自动巡检。将该系统应用于中俄东线天然气管道工程黑河首站，测试效果表明：该系统可根据巡检路线自动巡检，对典型威胁事件可智能识别并报警，其应用提升了站场的智能化水平，为智能管道建设提供了技术支持。

中俄东线数字化移交及与完整性管理系统的对接 [1-6]

欧新伟　陈朋超　任恺　李一博

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针对中俄东线天然气管道工程“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的建设目标，提出了数字化移交的基本流程、工作机理，指出了其对管道建设、运营管理的重要意义。通过统一数据采集规范，畅通了数据对接渠道，以全生命周期数据库为载体，实现数据的关联、存储与共享，以此推动数字化移交的有序开展，满足实体管道与数字化管道同时交付的需求，并保证数据历史的可追溯性。通过与数据仓库建立接口进行数据调用，确保数据由建设期向运营期的有序传递，实现了数字化移交数据与管道完整性管理系统的对接应用，不但最大限度地体现了数据的价值，而且为智能化管道建设及完整性管理提供了数据保障。

中俄东线管道地质灾害监测技术应用与建议 [1-6]

王婷　刘阳　王巨洪　刘建平　陈健　王新　荆宏远

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中俄东线天然气管道沿线自然环境复杂、多年冻土、水网沼泽、林带交替分布，同时经过地震断裂带、采空区等地质条件恶劣地质环境，对管道安全运营提出了严峻考验。通过监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等，可对地质灾害进行评价、预测预报和防治。中俄东线天然气管道采用管道本体变形监测、分布式光纤应变监测、不稳定斜坡GNSS监测预警等技术对其沿线地质灾害进行持续监测，不同监测结果相互印证，有助于提高风险评估的可靠性及风险减缓措施制定的针对性。针对现行地质灾害监测标准存在的问题，提出了标准修订整合建议，特别是统一地质灾害风险等级的划分方法，并使监测等级与地质灾害风险等级相对应，以期有效指导标准使用者对于风险的判断及监测等级的选择，提升标准的指导性及可操作性。

关于中国智慧管道发展的认识与思考 [1-10]

吴长春　左丽丽

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智慧管道是覆盖油气长输管道全生命周期的综合管理系统，是SCADA系统、电子管道、数字管道、智能管道在物联网、云计算、人工智能时代的延续和发展。剖析了油气管道行业智慧管道的内涵与外延，梳理了智慧管道技术发展的历史脉络，揭示了数字孪生体技术的实质与应用现状，在此基础上，建议中国智慧管道建设宜坚持需求驱动、问题导向、突出重点、体现特色、开放融合、数据共享、滚动发展、持续改进的原则，以期为中国智慧管道的健康持续发展提供参考。

中俄两国深化合作的成功典范——中俄东线天然气管道工程 [1-8]

蒲明　李育天　孙骥姝

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中俄东线天然气管道工程作为跨境输气管道的代表性项目，前期工作特征与经验具有重要的参考借鉴价值。总结了中俄东线天然气管道工程项目的背景与意义，梳理了其商业谈判、预可行性研究、可行性研究、项目申请报告编制等前期工作过程，介绍了针对中俄东线天然气管道工程复杂技术经济工况的专题研究过程，重点提炼了中俄东线天然气管道工程前期工作的创新成果。研究表明：中俄东线天然气管道工程这类大型跨境能源管道项目前期工作涉及外交、商业、技术、经济等多层次问题，需要投入更多的人力、研究资源及更充裕的时间，以保障项目的顺利实施。

长输油气管道自控技术的发展与中俄东线SCADA系统 [1-10]

赵国辉

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长输油气管道的自动化控制水平直接关系着其生产运行安全与效率，2019年12月2日投产的中俄东线天然气管道工程通过创新实践开启了中国长输油气管道自动化控制技术的新篇章。以自动化控制系统的技术特点为主线，以具有代表性的油气长输管道控制系统为依托，回顾了中国长输油气管道控制系统关键技术的发展历程，介绍了长输油气管道自动化控制技术发展现状，并结合智慧化管道建设，展望了长输油气管道自动化控制技术的发展前景。中俄东线天然气管道工程北段各项设计指标均处于全球领先水平，从SCADA系统组成、结构、功能等的创新成果来看，其自动化控制系统代表了目前中国长输油气管道自动化控制技术的最高水平。

热油管道清蜡周期的抛物线计算模型 [1-5]

沈月文　曲福俊　梁立东　潘国华

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在热油管道输送过程中，结蜡现象严重影响原油输送的经济性与安全性，因此，合理制定热油管道清蜡周期是确保管道正常运行的关键。通过分析不同含蜡量、含胶量、含水率的原油结蜡强度随着温度变化的规律，拟合出温度与结蜡强度抛物线的关系式，结合析蜡温度建立了热油管道结蜡强度通用抛物线数学模型和清蜡周期计算公式，可实现对不同含蜡量、含胶量、含水率、析蜡温度下热油管道清蜡周期的量化计算，进而为原油特性相近的热油管道制定合理清蜡周期，确保输油管道正常运行。该方法在西吐孜科尔油田至库木克尔油田的热油管道进行了实例应用，合理调整了管道清管周期，管道运行安全可靠，为热油管道清蜡周期的确定提供了技术支持。

含缺陷海底管道横向屈曲行为的数值模拟 [1-7]

王泽武　王培鑫　赵健　范海贵

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海底管道在制造、铺设及运行过程中不可避免地会产生局部或整体初始几何缺陷。为了研究海床表面铺设的含缺陷管道横向屈曲行为，首先建立了含5种初始几何缺陷管道的横向热屈曲非线性数值计算模型，并验证了有限元模型的准确性，重点分析缺陷类型和不直度对管道横向屈曲行为的影响。结果表明：横向屈曲变形是海底管道安全运行的一个重要威胁，不直度越大，临界温升越小，管道越容易发生横向热屈曲；在不直度相同条件下，管道初始几何缺陷中心处曲率绝对值越小，抗横向热屈曲能力越强。最后基于无量纲分析法，提出了适用于含多种通用的初始几何缺陷海底管道的临界温升计算一般表达式，以期为海底管道抗热屈曲工程设计提供参考。

新冠肺炎疫情下管道线路智能感知技术的思考与探索 [1-7]

马云宾　董红军　孙万磊　张洪　王春清

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随着新冠肺炎疫情的发生，交通管制、设卡布控等防控措施相继实施，为管道线路的日常巡检带来挑战。针对疫情防控下管道巡线人员无法到现场开展巡护的问题，分析现有管道线路感知技术的不足，提出了天空地一体化管道线路智能感知技术。根据全面感知、无人感知、实时精准感知、全生命周期感知的感知原则，制定了人工智能技术与管道感知技术相融合的技术路线，设计了天上管道卫星遥感影像智能解译技术、空中基于自动机场的无人机智能巡检技术、地面管道重点区域智能视频技术及地下光纤综合智能感知技术，并对基于自动机场的无人机智能巡检技术开展了现场应用探索。通过现场测试与应用发现：基于自动机场的无人机智能巡检技术可在无人参与的情况下，实现自动起飞、降落、充电等操作，按照设定的巡检路径和巡检时间进行作业，并可智能识别机械挖掘、人员聚集等威胁事件。新冠肺炎疫情期间，系统连续飞行80余架次，识别威胁事件20余次，为管道巡检人员掌握管道安全状态提供了强有力的技术支持。

海底油气管道全寿命周期风险评估模型 [1-7]

耿凯月　陈国明　李新宏　朱红卫　刘长鑫

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海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分，其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险，减少海底油气管道事故，围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估，建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系；根据海底油气管道的时间属性，将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段；依据空间属性，采用递进细分原则，对海底油气管道进行分段，梳理不同阶段影响管道安全的制约因素，并对风险制约因素进行权重赋值，建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型，得出了风险值；根据风险值确定管道风险等级，再依据风险等级对危险管段实施管控，有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平，为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。

基于风洞平台实验的内浮顶罐油气泄漏扩散数值模拟 [1-9]

黄维秋　陈风　吕成　张高　黄风雨

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研究内浮顶罐油气泄漏扩散规律对于加强环境污染控制，保障罐区安全有着重要意义。建立风洞实验平台，测试小型内浮顶罐风速及浮盘位置对蒸发损耗速率的影响，并考察了风场和浓度场分布规律。基于CFD数值模拟，使用UDF导入环境风，建立了内浮顶罐油气泄漏扩散的数值模型，并通过风洞实验数据验证其模拟的可行性。重点讨论了内浮顶罐外风场及风压分布规律、风速对内浮顶罐油气流场分布及油气扩散浓度的影响。结果表明：浮盘位置越低，风速越大，蒸发速率越快；罐壁的静压力分布规律为迎风侧最大，背风侧居中，罐两侧最小；不同风速下，罐内油气分布整体呈现对称状态；风速越小，油气质量浓度越高，浮盘缝隙处的油气质量浓度最高，并存在下安全和环境污染隐患。研究成果对于内浮顶罐设计及运行维护、环保安全管理具有参考价值。

基于事故统计的油气管道基本失效概率 [1-6]

单克　帅健　杨光　孟伟　张浩

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为充分利用油气管道历史失效数据，减少失效概率评估过程中的主观性，提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析，采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明：美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29 次/(103 km·a)、2.17 次/(104 km·a)及4.08 次/(105 km·a)；发生较大事故的基本失效概率分别为4.58 次/(104 km·a)、1.41 次/(104 km·a)及2.38 次/(105 km·a)；发生重大事故的基本失效概率分别为9.09 次/(106 km·a)、9.79 次/(106 km·a)及1.11 次/(105 km·a)。此基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线，也可作为风险可接受标准的依据。

油田集输系统生产运行参数优化 [1-7]

陈舒炯　吕宇玲　李红强

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为实现“接转站-联合站-联合站-首站”四级布站的集输系统更安全、经济运行，以胜利油田某集输系统为研究对象，在工艺流程一定的情况下，考虑水力、热力等约束，建立基于联合站处理效果的集输系统整体运行参数优化模型，并采用随机试验法对模型进行求解。结果表明，在满足外输原油含水率和污水含油量的前提下，与优化前相比节约成本1 771元/d，能耗费用下降8.3％，集输系统效率提高4％，优化效果显著。研究成果可为实际生产运行提供理论指导，降低生产能耗。

基于光纤传感的管道线路复杂状态监测技术 [1-7]

蔡永军　杨士梅　任恺　蔡文超　赵迎波　白路遥

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利用通信光纤感知管道沿线的振动、应变、温度，从而实现管道沿线威胁事件的监测和定位是国内外研究的热点，但如何实现感知数据的融合应用仍然处于探索阶段。基于光纤传感原理，提出了管道伴行光缆振动、应变、温度的联合监测方法。利用振动数据进行长度对齐、第三方活动监测，应变数据进行侧向位移监测，温度数据进行泄漏监测等运行异常分析，多维监测数据经过空间长度对准、时间对齐后进行联合分析、交互验证，能够进一步降低误报率，最终实现管道复杂环境的线路状态感知，可为管道安全运行提供决策支持。

试片断电电位测量方法及影响因素 [1-5]

赵君　刘春亮　徐华天　刘国豪　杨淼　张一峰　王建伟

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试片断电法是一种评价埋地管道阴极保护有效性的快捷方式。随着管道阴极保护日常管理对管道断电电位测试需求的增加，中国正逐步实施试片断电法，但是试片断电法的使用和测试还存在诸多不确定因素，例如试片的极化稳定时间、试片大小及形状的选择等。通过现场试片极化试验，研究了试片断电电位的测量方法和影响因素。结果表明：大小不同的试片极化15 min后，趋于稳定的断电电位也不同，试片越小，电位越负；长方形试片较圆形试片的电位偏负一些；埋深较深的试片较埋深浅的试片断电电位偏负，但差别不大。最后对试片断电法在工程中的应用提出了建议。

中俄东线天然气管道跨国计量站现状与发展建议 [1-7]

高乐　丁雨

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中俄东线天然气管道作为一条大规模跨国输气管道，其贸易计量站的技术与管理水平，将直接影响中俄双方的经济利益。中俄东线天然气贸易计量由3套计量系统组成，其中主计量系统与核查计量系统安装在俄罗斯布拉格为申斯克计量站，比对计量系统安装在中国黑河计量站，俄罗斯两套计量系统的运行参数均时时传输至黑河计量站，使其能够对境内外3套计量系统进行全方位监控，通过对比3套系统的计量结果，最终确定贸易结算气量。根据中俄两国签订的《天然气计量协议》中对气体质量参数的规定，在两国计量站均配置了气质分析设备，且俄罗斯计量站所有气质分析设备的检测结果均时时传输至黑河计量站。此外，通过智慧化建设，不但降低了计量站站控系统调试对计量系统的影响，而且实现了远程诊断及流程切换的智能化。基于计量站运行现状，提出如下建议：①在运行过程中增加对自动化逻辑的测试，并联合自动化专业公司对系统的使用情况进行试验测试，以达到简化控制逻辑，提高系统稳定性的目的；②加大对技术人员的培训与考核，以提高计量站的运行管理水平。

腐蚀缺陷管道剩余强度评估方法选择及应用 [1-7]

张足斌　张淑丽　潘俐敏　王婷婷　李波

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基于可靠性的设计与评价方法是天然气管道评价技术的发展方向，对管道剩余强度评价方法进行适用性分析具有重要意义。介绍了ASME B31G准则、修正的ASME B31G/RSTRENG 0.85Ld法、C-Fer法、DNV-RP-F101规范、美国Battle实验室开发的PCORRC法等腐蚀缺陷管道剩余强度经验公式，并利用收集的管道试验数据对5种方法进行适应性分析。基于Monte Carlo模拟方法，计算得出多个参数的影响规律，并利用实际检测数据对在役腐蚀缺陷集输管道进行可靠性评价和剩余寿命的预测。研究表明：在评价对象一致的情况下，这5种方法均具有一定的保守性，在对中低级钢缺陷管道的剩余强度评价中，使用DNV RP-F101规范更为准确。该方法操作方便，可靠性高，具有较高的工程应用价值。

压缩机真实能头特性的深度学习网络预测方法 [1-8]

王茀玺　李晓平　陈新果　王玮　宫敬

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压缩机运行特性与原厂测试特性存在差异，为了指导压缩机的安全稳定运行，结合压缩机特性计算方法与部分真实特性，建立了基于深度学习网络的压缩机真实能头特性预测模型。将大量不同工况下的压缩机真实能头数据作为深度学习网络的训练样本，在训练完成后利用未训练样本对模型精度进行了检验，最大相对误差为2.60％，最小相对误差为0.32％，平均相对误差为0.78％。由深度学习网络所绘制的真实能头曲线与实际的能头曲线有着良好的一致性。所建立的深度学习网络模型改进了传统神经网络的缺陷，具有良好的预测精度与泛化计算能力，为压缩机性能的评估与预测提供了新方法。

双金属复合管标准研究现状与存在问题 [1-5]

杨专钊　李安强　魏亚秋

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针对目前双金属复合管产品及相关检验试验标准研究方面的不足，介绍了国内外双金属复合管相关标准的发展历程及现行标准的制修订情况，对比分析了国内外双金属复合管标准的主要条款。结果表明：目前国外双金属复合管标准主要以API SPEC 5LD《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》系列标准为主，其经过4次修订而成；国内双金属复合管标准以API SPEC 5LD为基础，通过等同采用和修改采用升级为第3版的SY/T 6623—2018《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》；国内外双金属复合管标准存在对机械复合管塌陷试验、紧密度试验、弯曲试验指标的规定不明确，冶金和机械复合管工厂焊接及施工焊接工艺评定项目未规范等问题。未来，双金属复合管标准仍需要结合制造、检验、工程应用等技术需求来进行完善。

输气管道泄漏速率模型研究进展 [1-7]

孙健飞　李岩松　梁永图

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输气管道泄漏速率的准确计算是管道风险评价的重要基础。泄漏事故发生后，从泄漏处向管道的上下游传递减压波，管道内外巨大的压力差会产生焦耳-汤姆逊效应令气体温度下降，使气体中的重组分冷凝析出，而泄漏处和管壁处气体的摩阻系数不同导致管道内的流场计算更为困难。通过调研现有的输气管道泄漏速率模型，总结了目前泄漏速率模型的研究进展并分析了各模型的局限性。目前的泄漏速率模型多基于计算流体力学建立，其计算精度优于传统模型，但并不能耦合管道全线的水热力参数变化实时计算泄漏速率，因此开发可用于求解长距离输气管道泄漏模型的算法是未来重要的研究方向。

煤制油供应链整体优化 [1-6]

邱睿　梁永图　段志刚　王凯琪　周星远　冯跃跃　张浩然

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随着人们环保意识与政策要求的不断增强以及对石油需求的不断增加，大力发展煤制油技术对保障中国能源安全、调整优化能源结构具有重要意义。以煤制油炼厂为主体，考虑炼厂建设、采购、生产、运输、销售过程及煤炭产地供应与市场需求等相关约束条件，以煤制油炼厂收益最大为目标函数，建立煤制油供应链的混合整数线性规划优化模型，并采用基于分支定界法的大规模数学规划求解器（Gurobi）进行求解。研究成果成功应用于中国某地区煤制油炼厂，对现场煤制油供给链的建设具有较强的指导意义，一定程度上降低资源消耗，提升供应链收益，实现整个供应链的高效运作。

中俄东线天然气管道工程DR设备校验方法 [1-6]

刘全利　苗绘　吕新昱　周广言

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为了有效控制管道环焊缝的焊接质量，并满足智能化管道的建设需要，在中俄东线天然气管道工程中采用X射线数字成像检测（DR）设备进行环焊缝焊接质量的检测。管道DR设备主要由带X射线机的爬行器、探测器、计算机、检查软件、检测工装等组成，其可靠性直接关系到管道环焊缝的检测质量。目前国内外仅针对DR设备各个组成部分提出了相应的技术指标，尚无针对整套设备系统的校验方法及校验标准，故研究制定了《中俄东线DR设备校验程序》，校验内容除相关标准规定的探测器坏像素、基本空间分辨率、最小许可灰度幅值、对比度灵敏度外，还增加了DR设备成像均匀度、缺陷检出率及可靠性测试，为中俄东线天然气管道工程高质量建设提供了技术保障。

中国油气管道完整性管理20年回顾与发展建议 [1-21]

董绍华

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近年来，管道完整性管理逐渐成为全球管道行业预防事故发生、实现事前预控的重要手段。阐述了中国油气管道完整性管理20年发展历程，形成了“三个一”技术群，即一套技术体系、一套标准体系、一套系统支持平台，覆盖管道线路、管输场站、储气库及系统平台等多个领域：在管道线路完整性方面，形成本体安全保障、风险评估与控制、输送介质安全保障、抢维修及应急保障等技术群；在场站完整性管理方面，形成站场工艺设施检测与评估、压缩机组诊断评估、定量风险评估、安全等级评估、设施完整性评价等技术群；在储气库方面，形成地下储气库风险控制、储气库建库及运行安全技术群；在完整性系统平台方面，形成基于业务多源数据的管道应急决策GIS系统，智能管网已在中俄东线初步建成。由此分析了中国管道完整性管理当前存在的问题及未来的发展趋势，提出中国管道完整性管理的发展目标是基于全生命周期智慧管网的完整性风险管控，而中国管道完整性技术发展的新方向则涵盖智能化数据采集、风险精准识别、系统自适应反馈、高精度完整性检测评价等。

稠油在柱状旋流分离器中分离特性的数值模拟 [1-7]

杨兆铭　何利民　田洋阳　罗小明

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针对特高含水时期中国油田在稠油集输方面面临的挑战，构建了低剪切强度的旋流场，利用柱状旋流分离器进行油水预分离，同时采用数值模拟的方法进行研究。选择混合模型与RNG k-ε模型对稠油的旋流分离特性进行数值模拟，考察稠油的分散相粒径、油品黏度、密度、底流比及入口流速等参数对柱状旋流分离器底流口含油率和溢流口压降的影响。结果表明：稠油在柱状旋流器内的分离特性与其他油品不同，其分散相粒径对底流口含油率影响显著，但对压降影响不大；油品密度、黏度对出口含油率存在不同影响，并在所选黏度的研究范围内存在最佳分离黏度区（750~830 mPa·s）；入口流速增大，底流口含油率降低；底流比对压降的影响并不显著，模拟结果与已有实验结果具有一致性。

管道内检测缺陷尺寸量化精度的可靠性评价方法 [1-6]

阙永彬

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管道内检测缺陷尺寸量化精度的可靠性直接影响着管道完整性评价结果，进而影响管道维修计划、再检测时间的确定。将SY/T 6825—2011《管道内检测系统的鉴定》与API Std 1163-2013《内检测系统的鉴定标准》进行对比，厘清了可靠性与置信度的定义及关系，对中国管道内检测缺陷尺寸量化指标的基本概念进行了修正。结合API Std 1163-2013相关规定，并基于Agresti-Coull方法，建立了管道内检测缺陷尺寸量化精度的可靠性指标计算方法，给出了判断内检测服务商提供的管道内检测缺陷尺寸量化精度指标的可接受准则，为管道运营企业选择和验证内检测缺陷尺寸量化精度指标提供了依据。

不同断层对埋地管道受力性能的影响 [1-13]

曾希　雷震　靳方倩　杜国锋

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为研究埋地管道在不同形式断层作用下的受力性能，自制土箱试验装置，模拟断层的错动，获得埋地管道在断层错动作用下的应变分布和整体变形特点,分析了管道轴向应变和竖向位移随断层错动量变化的特征，探究了断层错动量、埋深、管径、断层倾角等参数对埋地管道力学性能的影响规律，并进行了有限元分析。结果表明，在本试验的参数范围内，随着断层错动量和埋深的增加，管道轴向应变增大；管径较大的管道，抵抗变形的能力较强；当断层倾角小于90°时，管道轴向峰值拉应变大于峰值压应变，此时管道以受拉为主；当断层倾角大于90°时，管道轴向峰值拉应变小于峰值压应变，此时管道以受压为主；对于走滑断层，管道轴向应变近似呈中心对称分布，两侧变形趋于一致。走滑断层对于管道应变的影响最小，正断层其次，逆断层对于管道应变的影响最大。

考虑裂纹的CNG地下储气井剩余强度数值模拟 [1-7]

计喆　何莎　陈华燕　曾祥国

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由于天然气中存在的硫化氢等气体具有腐蚀性，因此储气井在建设和服役过程中，井管内表面容易在腐蚀和应力的双重作用下产生裂纹，最终导致井管破裂失效。建立储气井井管-水泥环-地层数值模型，采用传统基于工作应力的方法和基于断裂力学应力强度因子的方法分析了含裂纹储气井的剩余强度，得出不同条件下许可裂纹的尺寸。结果表明，基于断裂力学应力强度因子的分析方法可以更准确地判定危险点位置，能够有效排除CNG储气井安全事故隐患。

高钢级管道环焊缝缺陷修复技术探讨 [1-7]

李荣光　张巍　赵振　于憬　汤斌　孙旭　邸曼丽　王亚军

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近年来因环焊缝开裂引起的高钢级管道失效事故频有发生，因此，高钢级管道环焊缝质量及缺陷修复问题备受关注。基于高钢级管道环焊缝缺陷类型，介绍了国内外高钢级管道修复标准对于环焊缝缺陷的推荐处理方法，并系统梳理了现有焊接与非焊接修复技术的阶段研究成果。在焊接修复技术方面，B型套筒是修复高钢级管道环焊缝缺陷的首选修复技术，目前针对开式三通、护板及B型套筒的水平直焊缝及环向角焊缝的全自动焊接技术已基本具备推广应用条件，将大幅提高焊接效率及焊接质量。非焊接修复技术主要有复合材料、环氧套筒及钢制内衬复合材料修复技术3类，国外针对复合材料与钢制内衬复合材料修复X42级管道环焊缝缺陷（50％未熔合）开展了系列验证试验，相比复合材料，钢制内衬复合材料修复在轴向拉伸载荷测试中表现更优秀；国内则针对经检测评价确定无需修复但存在缺陷的环焊缝采用钢质环氧套筒进行补强，并基于复合材料及环氧套筒修复技术，设计了复合钢制内衬修复技术。最后，针对高钢级管道环焊缝缺陷修复问题提出了解决思路及重点研究方向，以期为中俄东线天然气管道工程及类似高钢级管道安全运行提供技术储备。

海底管道外涂层缺陷超声回波检测技术 [1-7]

冯胜　马晓阳　雷毅　曹学文　边江

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超声波具有穿透力强、对材料层状剥离极为敏感等特点，在涂层缺陷检测中具有独特的优势。为实现海底油气管道外涂层缺陷的快速准确检测，弥补现有油气管道涂层检测技术可靠性低、易受外界干扰、定位不准等缺点，提出了一种利用超声脉冲回波的管道涂层缺陷检测方法。通过ANSYS建模仿真计算，比较完好涂层界面和缺陷涂层界面的反射回波衰减特性，经多次反射后回波的幅值呈现出明显的差异性，选取第5次回波信号作为涂层缺陷的判断依据，再通过设计试验验证了模拟结果的可靠性。研究表明：该方法灵敏度高，能够准确检测出涂层缺陷，操作简便可靠，不受外界海底复杂环境的影响，满足连续检测的需要，可为海底油气管道的安全和高效运行提供技术支持。

原油动态计量系统检定球使用管理的优化 [1-6]

禹胜阳　李兴涛　牛殿国

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原油动态计量系统在使用过程中需做定期检定，影响检定结果准确性的因素主要包括被测量原油的温度、压力、流量等，均已有量化指标，但作为体积管置换器的检定球的使用管理尚缺乏可量化的管理指标。通过分析检定球材质性能变化、球体尺寸变化与流量计检定结果之间的关系，发现当检定球硬度、过盈量发生阶跃式变化前，流量计的重复性总体保持平稳；在其发生阶跃式变化后，流量计的重复性持续增大，可能导致流量计检定通过率降低。提出将检定球的硬度和过盈量作为管理指标，并减少与化学药剂接触的影响，以期为提高流量计检定通过率、延长检定球的使用寿命提供参考。

爆炸荷载作用下LNG全容罐安全性优化设计 [1-8]

单彤文　陈团海　张超　彭延建

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为了确保LNG储罐运行期间的安全性，对爆炸荷载作用下LNG全容罐结构安全性优化进行研究。建立了考虑储罐内液体晃动的储罐爆炸分析有限元模型，采用冲击和对流弹簧-质点模型模拟LNG的晃动形态；对储罐进行时程分析，确定储罐结构的动态响应；采用M-N曲线对储罐安全性进行分析，并对不满足安全性要求的情况提出解决方案，对LNG全容罐抗爆能力进行优化设计。研究结果表明：在爆炸荷载作用下，LNG全容罐结构响应呈周期性衰减趋势，爆炸主要影响区域位于储罐穹顶与外墙连接处，且对环向安全性的影响大于径向安全性；降低爆炸荷载峰值压力和增加构件配筋，均能有效提高LNG全容罐的安全性。

原油组分对含蜡原油析蜡特征的影响规律 [1-5]

李光辉　严美容　李晓丹

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在原油组分和组成分析的基础上制备了3个系列的模拟原油，利用高温气相色谱分析了油样的组分及其对应蜡组分的碳数分布，并应用差示扫描量热法(DSC)测量了这些模拟原油的析蜡点、析蜡高峰温度和平均放热焓等参数的变化规律。结果表明：胶质和沥青质质量分数增加对析蜡点和析蜡高峰温度影响较小；芳烃质量分数增加会显著降低析蜡点和析蜡高峰温度，但一定质量分数下会造成沥青质析出；含蜡量增加会大幅提高析蜡点和析蜡高峰温度，不利于加热法解除近井蜡堵。试验结果有利于热力学预测高含蜡原油析蜡特征及指导油井清蜡。

聚驱稠油采出液管道的停输再启动特性 [1-8]

薛兴昌　刘华平　汪洋　陈小双　王扶辉

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为了研究聚驱稠油采出液的停输再启动特性，采用水平环道装置开展试验模拟聚驱稠油采出液管道的停输再启动过程，分析采出液管道再启动过程中压力和流量随时间的变化，探究含水率、聚合物、油温等因素对再启动压力的影响，并分析采出液的屈服特性。结果表明：再启动过程中，管内压力、流量受聚合物影响较小；管内压力迅速达到峰值，随着采出液开始流动，逐渐下降至平稳；管内流量变化规律与压力相似。含聚采出液反相点为30％，不含聚采出液为40％；含水率小于等于30％时，含聚采出液管道的再启动压力比不含聚高，含水率大于等于50％时，结果相反。稠油采出液14～40 ℃时具有屈服值，屈服值随温度升高而减小；含水率超过反相点时没有明显的屈服特性。反相前，屈服值随含水率升高而增大，再启动难度随含水率的增高而增加；反相后，剪切应力随含水率的升高而减小，再启动难度随含水率的增高而降低，聚合物的影响不大。聚驱稠油采出液的停输再启动特性研究结果为油田集输管道的经济安全运行提供参考。

火灾环境下邻近罐壁热辐射分布实验研究 [1-5]

郭欣　康习锋

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油罐火灾蔓延的主要因素是油罐火热辐射，在着火罐火焰热辐射作用下，邻近罐极易被引燃，造成整个罐区大面积起火。为了研究邻近罐受热辐射后罐壁热辐射的分布规律，建立了油罐燃烧对邻近罐热辐射影响的小尺寸实验装置，开展了火灾环境下邻近罐壁热辐射分布的实验研究。实验结果表明：在火灾环境下，邻近罐正对着火罐方向的罐壁受辐射作用最大，热辐射从罐顶到罐底逐渐降低、从中心向两边呈轴对称降低；随着L/D（L为相邻两个油罐的距离，D为油罐的直径）增大，邻近罐热辐射下降。实验数据为火灾环境下邻近罐的热辐射研究提供了参考，对防止邻近罐被引燃，做好油罐区火灾爆炸事故的预防具有重大意义。

中俄东线工程站场用直径1 422 mm×1 219 mm三通设计

[1-7]

尤泽广　王成　傅伟庆　孙学军

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针对中俄东线站场低温环境用直径1 422 mm×1 219 mm三通设计难题，通过国内外管件标准对标，类似工程调研等手段，从设计温度的确定、材料的选择、结构尺寸的设计、夏比冲击韧性的制定等方面进行全面研究，确定中俄东线站场管件最低设计温度为-45 ℃，三通材料选用X80；采用SY/T 0609—2016《优质钢制对焊管件规范》中的极限分析设计方法确定三通原始厚度为57 mm，三通支管端部到主管中心线长度为1 090 mm；夏比冲击试验温度确定为-45 ℃，三通焊缝及热影响区夏比冲击功均值不小于50 J，管体夏比冲击功均值不小于60 J。技术指标的确定为中俄东线站场低温环境用三通制造技术条件的制定提供了依据，新产品的设计制造能力达到了世界先进水平。

海洋软管轴向压缩破坏的简化模型 [1-8]

寇福凯　王腾

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由于复合材料其几何复杂性和层间接触的影响，海洋软管轴向压缩破坏的数值计算相当复杂和耗时。在此提出一个简化模型，在等效刚度的前提下，8层的管截面简化为5层的管截面。通过刚度校核和实验对比证明了简化方法的合理性，验证了简化模型的实用性，基于简化模型研究了软管轴向压缩破坏响应。该简化模型改善了非线性分析的收敛性，提高了计算效率。结果表明：当抗磨层和外保护层达到材料屈服强度时，内外抗拉铠装层迅速径向膨胀出现分离间隙；当抗磨层和外保护层达到材料极限强度时，抗磨层和外保护层发生破坏，内外抗拉铠装层出现最大分离间隙，软管失去轴向抗压缩能力。研究结果为海洋软管的数值模拟研究提供了参考。

外径1 422 mm X80管道低温整体式绝缘接头设计与制造关键技术 [1-8]

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。

基于BP-MC方法的断层区管道的可靠性分析 [1-7]

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。

中俄东线智能化工艺运行基础与实现的思考 [1-10]

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。

D1422 mm X80管道环焊接头应变能力数值模拟方法 [1-7]

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。

基于流场数值模拟的射流清管器喷嘴优化设计 [1-8]

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。

复合式分离型热管在石油化工中的应用 [1-7]

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。

成品油管道水击超前保护优化方案 [1-6]

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。

利用卤水试压法评价老腔的密封性 [1-5]

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。

车-液耦合响应下液罐车稳定性控制仿真 [1-8]

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。

陆上输油管道溢油扩散规律及泄漏后果研究进展 [1-15]

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。

中俄东线水平连续冷弯管管道沉管下沟的可行性 [1-7]

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。

中俄东线智能管道数据可视化探索与实践 [1-7]

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。

压电超声内检测器探头阵列的声场瞬时特性 [1-7]

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。

盾构竖井内大口径管道预制安装设计及施工 [1-5]

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。

智慧管网主要特征与建设构想 [1-6]

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。

土库曼斯坦的天然气工业与出口多元化 [1-9]

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。

刘庄储气库X注采气井酸化效果综合评价 [1-4]

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。

海洋立管错列涡激振动特性数值模拟 [1-8]

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。

保障中俄东线天然气管道长期安全运行的若干技术思考 [1-8]

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。

顶张紧式立管作业风险源识别与失效模型 [1-9]

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。

钢骨架塑料复合管带压开孔的有限元模拟 [1-5]

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。

中亚天然气C线管道SPS仿真模拟 [1-7]

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。

316L不锈钢在模拟含二氧化碳原油中的耐腐蚀性能 [1-7]

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。

光纤技术在盐穴储气库油水界面监测中的应用 [1-6]

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。

基于混合工质的中间介质气化器参数优化 [1-8]

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。

智慧管网的建设进展及存在的问题 [1-9]

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。

乳化含蜡原油沉积层含水研究进展 [1-9]

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。

油气管道全生命周期完整性管理体系的构建 [1-8]

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。

中俄东线黑龙江穿越段管材关键性能指标对比与确定 [1-7]

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。

LNG全运输系统运行可靠度计算方法 [1-6]

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。

中俄东线天然气管道焊接消磁技术试验

[1-7]

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。

“一带一路”背景下中亚油气合作的前景及建议 [1-7]

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。

成品油管道周边区域个人风险分析 [1-5]

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。

终冷温度对加剂改性大庆原油蜡沉积的影响 [1-7]

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。

中国地下储气库建设20年回顾与展望 [1-7]

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。

接地导致埋地管道阴极保护失效的应对措施 [1-5]

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。

中国长输油气管道集中调控企业发展环境与战略现状

[1-8]

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。

LNG站BOG回收技术研究进展 [1-9]

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。

CFD瞬态模拟楼宇布局对城镇燃气管道泄漏的影响 [1-8]

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。

基于文丘里原理的天然气管道吹扫清管器设计 [1-6]

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。

施工及运营经验对油气管道线路设计的启示 [1-6]

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。

基于湍流附加应力的减阻率预测模型 [1-6]

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。

滑坡作用下横向折线形埋地输气管道的力学响应 [1-9]

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。

基于面向对象和二叉树的油气集输管网水力计算 [1-7]

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。

孔板与涡街流量计组合测量气液两相流实验 [1-6]

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。

含环向表面裂纹埋地管道的沉降裕度 [1-6]

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。

海底点蚀管道不完全预防性维修模型 [1-9]

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。

油气管道重大突发事件应急响应对策 [1-6]

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。

储气库套管-水泥环-地层的匹配关系 [1-6]

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。

中国主要海上能源通道风险刍议 [1-7]

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。

太阳能加热原油储运系统热负荷匹配计算 [1-5]

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。

中俄东线直径1 422 mm、X80钢级冷弯管设计参数的确定

[1-4]

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。

盖州压气站防喘振控制与负荷分配 [1-6]

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。

塔轮天然气管线中沉积物成因分析及应对措施 [1-7]

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。

成品油二次配送路径优化模型及混合求解算法 [1-6]

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。

离心式压缩机及管道噪声测试与降噪方法 [1-6]

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。

绕管式换热器壳侧液膜流动及分布特性 [1-6]

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。

成品油管道内检测清管技术 [1-8]

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。

大型LNG工厂夏季生产装置安全控制方案 [1-6]

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。

茂名石化海底管道试压压降的分析方法 [1-5]

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。

天然气调压装置关键阀门选型与应用 [1-6]

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。

低洼地段在役输油管道模袋混凝土防护设计 [1-5]

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。

多相混输临界携砂速度研究进展 [1-11]

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。

基于改进层次分析法的油气管道风险因素权重计算 [1-5]

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。

小型储罐充装柴油过程静电电势实验 [1-6]

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。

高含水期原油低温集输粘壁特性实验 [1-6]

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。

地形复杂气田多级星状集输管网拓扑优化 [1-9]

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％。

贝叶斯预测燃气管道腐蚀深度方法 [1-8]

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。

层状盐岩溶蚀形态特征及主要影响因素 [1-6]

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。

两裂纹相互作用对管道应力强度因子的影响 [1-5]

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。

天然气管道相互依赖性风险分析方法 [1-4]

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。

水砂射流冲蚀作用下临近燃气管道可靠性 [1-9]

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。

断口分离对X90焊管断裂阻力影响试验 [1-5]

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。

油气管道废弃处置中的注浆技术 [1-6]

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。

陕京管道系统配套储气库库容评价 [1-6]

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。

俄罗斯与中亚国家的油气过境运输现状及启示 [1-9]

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。

输气站场轴流式调压阀的冲蚀特性 [1-8]

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。

放空立管与天然气站场间距的计算 [1-5]

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。

DSC-NMR多尺度实验方法在水合物研究中的应用 [1-14]

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。

HPGA求解流量调和问题的性能评价 [1-9]

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。

不同燃气具的适应性及性能评价 [1-7]

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。

无人机巡护技术提升油气管道现代化管理水平 [1-6]

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。

LNG工厂冷剂压缩机一次性启动方案 [1-6]

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。

磁场发射机发射距离的影响因素仿真及试验 [1-7]

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。

中缅油气管道沿线地质灾害分析与防治 [1-7]

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。

管径508 mm单节双封型内封堵器结构设计及封堵性能

[1-7]

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。

利用旁通管线实现分离器在线检修的优化设计 [1-6]

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。

基于漏磁内检测的管道补口失效评价方法 [1-6]

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。

EPS垫层对落石区油气管道防护效果研究 [1-7]

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。

板翅式换热器结构优化及其性能数值模拟 [1-6]

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。

大型LNG储罐泄漏扩散研究进展 [1-8]

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。

LNG接收站高压泵增加叶轮后的性能变化及影响 [1-5]

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。

无人机巡护技术提升油气管道现代化管理水平 [1-6]

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。

X65钢在模拟CO₂/油/水环境中的腐蚀特性 [1-8]

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。

成品油管道开泵方案统一优化模型 [1-7]

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。

全球漏磁管道检测技术发明专利发展趋势 [1-5]

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。

某含蜡原油磁处理降黏试验研究 [1-5]

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。

热激法开采天然气水合物研究进展 [1-7]

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。

基于能耗优化的压气站运行模拟 [1-7]

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。

部件性能退化对燃气轮机运行状态的影响 [1-8]

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。

储罐底板在线检测机器人开发 [1-6]

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。

天然气管道压气站一键启停站控制技术 [1-6]

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。

基于知识元的突发灾害事故动态情景模型 [1-8]

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。

MP-ICDA在管道完整性管理中的应用 [1-6]

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。

管线钢应力诱导型氢致开裂分形试验 [1-7]

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。

稠油水环发生器结构优化 [1-7]

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。

洞库油罐溢油在坑道中的流动规律 [1-7]

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。

日东原油管道高黏油掺混输送工艺 [1-6]

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。

基于HAZOP的压缩机优化设计可靠性评估 [1-5]

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。

液罐车稳定性最优控制仿真 [1-8]

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。

站场ESD系统触发回路可靠性分析及提升措施 [1-8]

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。

基于PCA-SVR模型的油气管道剩余强度预测 [1-6]

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。

LNG接收站高低压火炬系统集中布置的设计 [1-5]

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。

不同构型RB211-24G燃气发生器可调进口导向叶片控制系统改造研究

[1-5]

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。

往复压缩机声学脉动分析及出口管道减振模拟 [1-5]

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。

不同构型RB211-24G燃气发生器可调进口导向叶片控制系统改造研究

[1-5]

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。

伊洛瓦底江管道穿越处风险评价及治理 [1-6]

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。

成品油上倾管道油水两相流相分布识别方法 [1-7]

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。

管道自动焊装备发展现状及前景展望 [1-7]

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。

水下旋流气液分离器研究进展 [1-7]

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。

油品在土壤中的运移特性 [1-6]

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。

复杂天然气管网系统运行期可靠性评价体系 [1-7]

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。

普光气田冲沟跨越桁架的安全评价 [1-6]

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。

基于K-Spice与SPS的单管泵阀模型PID控制 [1-8]

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。

新大一线低凝与高凝原油混合输送风险 [1-7]

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。

基于龙格-库塔法的天然气管道泄漏检测与定位 [1-6]

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。

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟 [1-8]

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FLAC^3D，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。

含蜡原油乳化机制影响下的蜡晶形态及聚集行为 [1-8]

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。

盐岩变形参数确定方法 [1-6]

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。

基于OpenFOAM化工泵全流场的数值模拟及性能预测

[1-6]

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。

气液两相流流型的判别方法 [1-7]

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。

基于双参数蚀坑的腐蚀疲劳裂纹起始寿命预测 [1-7]

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。

楔形双闸板闸阀密封失效与结构优化 [1-7]

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。

大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性模拟 [1-7]

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。

冻土区埋地油气管道管沟融陷机理 [1-5]

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。

管内封堵器橡胶筒长度对封堵性能的影响

[1-6]

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。

管道内检测器皮碗过盈量对其力学行为的影响 [1-6]

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。

新建高压输电线路对管道干扰预测及缓解措施研究 [1-8]

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。

海底混输管道局部腐蚀原因分析 [1-5]

郭庆丰

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一种输气管道燃气轮机性能计算方法及其验证 [0-7]

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。

基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统 [1-6]

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。

塔式立管气液两相流的压力波动特性试验研究 [1-7]

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。

基于在线仿真的压力分布泄漏检测系统 [1-6]

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。

油气管道带磁原因及退磁方法研究现状 [1-6]

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。

LNG绕管式换热器壳程对流换热数值模拟 [1-7]

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。

基于深度防御理念的工业网络安全防护策略——以西气东输天然气管道 SCADA 系统网络为例

[1-5]

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。

自进式管道清洗喷头中喷嘴的布置 [1-5]

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。

中缅管道初设阶段水工保护工程量优化计算方法 [1-6]

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。

基于人工蜂群算法优化的SVM管道风险评估 [1-6]

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。

碳酸盐岩底水气藏型储气库动态特征及水淹机制 [1-6]

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。

在线不分离式多相流量计技术现状 [1-5]

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。

基于模糊层次分析法的管道内涂层安全评价

[1-7]

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。

美国成品油管道公平开放现状及启示 [1-8]

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。

成品油管网双罐区中转油库油罐收发油计划编制 [1-7]

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。

基于不同原理划分的多种LNG冷能利用方式 [1-10]

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。

油气输送管道用钢管标准的发展历程及趋势 [1-8]

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。

积分法计算油气管沟土石方开挖量 [1-5]

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。

船舶锚泊活动对海底管道埋深的影响 [1-6]

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。

大型成品油中转油库调度优化 [1-7]

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。

成品油管道顺序输送混油模型研究进展 [1-7]

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。

一种光纤管道安全预警系统EAD算法流程

[1-6]

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。

基于反问题理论的油库管道阀门控制方案 [1-8]

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。

成品油管道开泵方案优化MILP模型 [1-6]

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。

X80管线钢性能特征及技术挑战 [1-15]

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。

水合物热力学抑制剂临界最低加剂量的计算方法 [1-8]

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。

便携式热收缩带固定片快速安装装置研制 [1-5]

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。

缺陷安全评定方法在GIS壳体中的应用 [1-7]

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。

文昌油田集输-S 形立管内严重段塞流的分析与控制 [1-9]

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。

数字孪生体在国内首条在役油气管道的构建与应用 [1-7]

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。

管道泄漏分布式光纤监测时-空大数据分析方法 [1-8]

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。

盐穴地下储气库的建设与运行特征 [1-5]

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。

压气站辅机系统不间断应急电源的设计 [1-5]

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。

盐穴储气库造腔中巨厚隔层处理的新思路 [1-7]

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。

2017 年全球油气管道建设现状及发展趋势 [1-7]

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。

基于GIS 的兰成原油管道地质灾害风险评价 [1-6]

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。

基于事故工况下的天然气干线管道供气可靠性评价 [1-6]

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。

温降速率对LNG 储罐预冷影响模拟 [1-7]

曹学文　李金娟　彭文山

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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。

燃气轮机轴承封严故障诊断方法 [1-7]

李刚　谷思宇　贾东卓　闫斌斌

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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。

基于层次分析与集对分析法的LNG 槽车区风险评价 [1-6]

周怀发　申永亮　张兴　刘铭刚

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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：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。

基于RS-BP 神经网络的增压站能效评价及预测 [1-7]

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。

基于蚁群聚类算法的离心式压缩机故障诊断方法 [1-5]

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。

基于机器视觉的管道通径内检测技术 [1-5]

李华　刘阳　张文学

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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。

基于失效概率的老龄油气管道判废方法 [1-6]

贺娅娅　甄莹　曹宇光

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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。

压电超声管道腐蚀检测传感器支撑结构振动特性 [1-6]

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。

多组分非理想气体扩散系数改进 [1-7]

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。

基于漏磁内检测的管道补口失效识别与判定方法 [1-6]

杨辉　王富祥　王婷　玄文博　曹京刚　雷铮强　李明菲

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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。

海洋柔性复合管气体渗透及冷凝研究进展 [1-8]

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。

复杂对流井连通老腔改建储气库技术 [1-7]

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。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。

昌吉油田冷采稠油回掺热水集输特性 [1-5]

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。

含腐蚀缺陷高钢级输气管道的失效压力模型 [1-7]

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。

无配重层海底管道外防腐补口工艺方案 [1-5]

赵兴民　高睿　高晓蓓

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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

低温机械化防腐补口装备的研制与应用 [1-5]

刘然　王长江　施连义　屈锐　赵忠刚

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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。

基于管网可靠度的天然气市场满意度评价 [1-7]

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。

常压储罐内腐蚀挂片在线检测装置的研制与应用 [1-5]

龙媛媛　李强　李开源　刘瑾　孙振华　谭晓林

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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。

卫星遥感技术在管道地质灾害识别与监测的应用 [1-6]

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。

区域成品油优化配置研究进展 [1-7]

张万　梁永图　闫亚敏　高杰

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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，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。

油田联合站分布式能源系统优化 [1-6]

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，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。

5×10⁴ m³ 浮顶罐温度分布测试 [1-5]

阿拉木斯　范世东

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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。

基于LedaFlow 的多相混输管道水合物流动模拟 [1-4]

宋尚飞　史博会　兰文萍　阮超宇　陈玉川　吴海浩　宫敬

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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。

海底管道主动伴热维温技术应用研究进展 [1-8]

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。

稠油药剂分散技术数值模拟与试验 [1-6]

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。

管道凹陷检测中的Creaform3D 激光扫描技术 [1-5]

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。

基于石墨密封的海底管道维修卡具设计 [1-6]

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。

基于EEMD 的含噪叶尖定时脉冲信号提取方法 [1-7]

张继旺　张来斌　段礼祥　王耀楠

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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。

采油井配电箱漏电导致管道腐蚀泄漏案例分析 [1-7]

徐华天　李斌　孙玉新　张丰　陈洪源

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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。

基于LedaFlow 的天然气凝析液管道瞬变过程模拟 [1-8]

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。

输气管道计划放空方式的对比 [1-6]

李育天　吴长春　雷依婷　于阳

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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和管口流速。应用 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：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。

基于改进广义极值分布的腐蚀油气管道剩余寿命预测 [1-7]

张新生　西忠山

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在研究了广义极值分布（Generalized Extreme Value Distribution，GEV）自适应优选分布的基础上，建立了基于改进 GEV 分布的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，以此来预测管道剩余寿命。以中国某油气管道为研究对象 , 通过改进 GEV 分布的参数，优选出合适的分布类型，并结合管道的可靠度预测其腐蚀裕量，从而预测管道的剩余寿命。研究结果表明，该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。

并行天然气管网跨接模式 [1-7]

闵俊豪　董平省　吴明　宫敬

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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，可有效提高管道事故应急调配能力。

智能化管道建设关键技术研究进展 [1-9]

蔡永军　蒋红艳　王继方　王潇潇　李莉　陈国群　张海峰

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油气管道智能化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、物和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，再利用数据样本训练人工智能，在算法层采用人工智能算法对数据进行深度挖掘，抽取出故障信息、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。

基于反馈式流向图的多级分支管网顺序输送排产方法 [1-7]

肖文涛　刘刚　王辉　姜志辉　陈雷

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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和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。

采空区悬空天然气管道应力应变模拟 [1-6]

梁晓斌　梁伟　邓克飞　孙志勇

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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，对管道的安全极为不利。基于理想弹塑性模型，以 X70 管道为例，考虑管道与土体的非线性特性、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，分析了 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。研究结果表明：在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上，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，当发生采空区塌陷时，为了保证管道平稳运行，临时降低管道内压可以有效提高管道安全性能。

长输管道工程二维码人员管理系统设计 [1-5]

丁鹤铭　李伍林　李斌功

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长输管道工程施工范围广、参与单位及人员结构复杂，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，能够实现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：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施工任务，大大节约工程投资。

世界天然气和LNG 供需贸易现状及展望 [1-9]

黄献智　杜书成

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随着天然气行业发展，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。液化天然气（LNG）具有安全储存和易于运输的特性，进一步促进了天然气全球贸易的发展。分析了世界天然气及LNG 供需现状和未来预期数据，总结全球天然气市场发展方向，结合中国自身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。

固体颗粒冲蚀理论与试验研究进展 [1-7]

曹学文　李星標　樊茵　王凯

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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，着重分析对管道冲蚀速率的影响因素，并介绍冲蚀模型的研究进展。指出当前油气管道冲蚀研究中存在的问题及未来研究方向，为进一步开展管道冲蚀研究提供参考，对研究油气管道及设备冲蚀问题，保证油气管道的输送安全，提高输送效率具有重要的工程意义。

LNG 储罐罐体结构及载荷的关联性 [1-7]

高健富　高炳军　靳达　李娜　宋晞明　傅建楠

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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。为了研究罐体及罐体载荷对拱顶稳定性的影响，以10 000 m3 LNG 单容罐为例，采用有限元法对储罐拱顶稳定性进行了罐体结构与载荷关联性分析。在进行结构关联性分析时，比较了不同约束下的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的刚度有较大影响，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，结果表明罐体载荷的存在降低了拱顶的稳定性，校核拱顶稳定性时应予以充分考虑，研究成果为LNG 储罐罐体稳定性研究提供理论基础。

基于GIS 的地形起伏地区天然气管道路径寻优 [1-5.5]

周军　马骐　梁光川　宋泞杉　文韵豪　李虹

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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。基于DEM 模型，以天然气管道长度最小为评价指标，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，能够有效作为模拟地形；A* 算法具有更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，能够有效减少管道总长度，降低路径的起伏程度。

弯管固液两相流流动特性仿真模拟 [1-7]

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：随着油流流速和弯管上倾角增大、颗粒粒径减小，管道压力梯度越大；油流流速与压力梯度的函数关系式斜率最大，因此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，在该研究模拟工况下，应尽量选取小于30°的弯管上倾角。

基于不同管径和温压条件下的CO₂ 管道输送 [1-9]

陆诗建　张金鑫　高丽娟　赵东亚　朱全民　李欣泽　李清方

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由于中国CO₂ 的排放量较大且来源地与使用地相距较远，管道输送是目前最经济、使用最广泛的输送方式。以100×104 t/a CO₂ 输送工程为例，采用Pipephase 仿真软件建模，分别对气相、液相和密相（超临界）三种相态的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；管道密度和黏度在气相输送时基本不受输送距离、温度及压力的影响。液相和超临界输送时主要受温度影响。管道在气相输送时，应避免在高压和准临界区域运行。液相输送时，应选择在较高压力下运行。超临界输送时，应尽量避免温度压力到达临界点。综合对比分析，对百万吨CO2 输送工程，中长距离、途径人烟稀少区域CO₂ 管道优先采用超临界输送；中短距离、人口密度高区域优先采用气相或液相输送，研究成果为保证将来建设的CO₂输送管道能够安全、平稳、高效、经济运行具有重要意义。

海底管道腐蚀缺陷处阴极保护数值模拟 [1-7]

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，该类缺陷点具有深度大、传播快且检测困难的特点，对管道泄漏等事故存在很大的潜在风险。通过数值模拟的方法对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进行了研究。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随着缺陷深度的增加和宽度的减小而越来越强。所得结果可为海底管道现场腐蚀状况和剩余寿命的估计提供指导。

地面起伏湿气管路涡流排液数值模拟及试验 [1-8]

刘占良　李柏鹏　刘洋　曹学文　孙媛

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为有效清除湿气集输起伏管内积液，设计加工了一种涡流工具。通过Fluent 数值模拟与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，对涡流工具的工作效果进行了评价。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。涡流工具的排液与降压能力和气液相折算速度、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，管路倾角越小（0°~45°），涡流工具的排液降压效果越好。

中国油气储运发展与展望 [1-11]

黄维和　郑洪龙　李明菲

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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，展望了发展方向。

基于Gamma-χ 2 分布的混油拖尾现象预测 [1-8]

何国玺　汤东东　王剑波　梁永图

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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。分析混油拖尾曲线的变化规律，建立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浓度分布特点和其梯度变化规律，分别利用Gamma、Gamma-χ 2 分布函数逼近浓度梯度变化曲线。反演出分布函数中的关键参数后，得到混油浓度的分布曲线。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浓度分布曲线，以实现浓度曲线的实时在线预测，从而为顺序输送混油量预测和油品切割提供有效指导。

微含硫天然气管道内腐蚀分析与控制 [1-6]

李春雨　冯昕媛　李本全

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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原因和机理进行分析，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 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 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。两东管道及柴北缘管道产生腐蚀的主要原因为输送的天然气中含有少量H2S 气体，在脱水脱烃不彻底的情况下，在管道内形成湿H2S 环境，导致管体电化学腐蚀。两东管道内相对较高的H2S 含量和较湿润的环境是两东管道内局部腐蚀比柴北缘管道内局部腐蚀严重的主要原因。此类管道应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，以便减少和排除管内积液；可设置腐蚀监控点，定期进行壁厚测试。

盐穴储气库造腔设计与跟踪 [1-8]

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、含盐品味低等特点，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键参数的选取原则，填补了国内空白；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，效果良好。同时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，有效避免和减少现场造腔异常并及时发现造腔突发问题，保证腔体建造期间正常有序。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。

复杂地表气田集输管道的泡沫排液技术 [1-7]

曹学文　王报春　孙媛　温家铭　吕玉海　陈虎

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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：管道相比井筒更小的起伏坡度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内流体的泡沫质量。

基于灰色关联分析与层次分析法的LNG 工厂冬防保温 [1-6]

杨烨　陆学同　刘健　祁庆芳

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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，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，运用灰色关联法与层次分析法，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。结果表明：运用层次分析法，结合天气情况，对停工情况下的工况进行分析，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，对正常生产情况下的工况进行动态分析，得出人力资源与物料成本最省的冬防保温方案。该方案为相似的LNG 工厂的冬防保温工作提供了参考，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。

不同相态CO₂ 管内稳态节流实验 [1-5]

张大同　滕霖　李玉星　叶晓　顾帅威　王财林

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CO₂管输过程中，节流容易导致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。

油气管道激光-电弧复合根焊工艺 [1-6]

皮亚东　邓俊　石晓松　刘晓文　于金柱　曾惠林

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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+激光-电弧复合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实验。结果表明：采用内焊机+激光-电弧复合焊工艺能有效控制焊缝背面成形缺陷，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。

国产化质量流量计在成品油管道中的应用 [1-5]

李柏松　王志学　任小龙　李晓明　张海勇　赵光志谭东杰

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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，联合中国厂家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。

液化乙烷船液罐装载极限的提高方法 [1-6]

李文伟　陈自强　沈菊华

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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、充装极限两个方面研究了提高液化气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。

钢悬链线立管截断模型的设计 [1-7]

喻培丰　朱霄霄　张仕民

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针对有限实验条件下，建立超大长细比特征的海洋立管仿真模型存在的诸多问题。引用了深海平台系泊线系统最新的混合实验方法，通过Matlab 和Mathematic 软件对截断模型的弹性模量、轴向刚度及单位长度质量等特征参数进行优选，建立了合理的钢悬链线立管截断模型。通过有限元模拟对立管的全水深模型和截断模型进行力学特性对比分析，结果表明：截断模型的力学特性与全水深模型的力学特性相似，截断模型的计算结果准确。结合正态相似原理，可以得到适用于室内的小尺寸物理模型，为在有限的实验条件下进行模型仿真实验提供了理论支撑。

泄漏监测系统应用中的认识误区 [1-6]

赵竹　董红军　吴琼　徐亮　潘志榆　王立坤　王洪超　岳春英

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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一些误区，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，并对这些错误认识逐一进行纠正，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。

市政管网运行风险发生机理及风险评价指标体系 [1-7]

宋朝阳　刘威　姚天野

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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。

甲烷水合物在冰浆中的鼓泡生成特性 [1-6]

王喜　谢应明　权涛

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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还受储气量低、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。试验的压力范围为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密度影响不大；恒温浴温度由-1 ℃上升至1 ℃，反应持续时间缩短了11.5％~17.4％，储气摩尔浓度降低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摩尔浓度。

基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法 [1-7]

张继旺　张来斌　段礼祥　王耀楠

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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，从而实现转速的精确估计，同时在这些参考键相间按照所囊括叶片数量插入虚拟参考点，利用这些虚拟参考点作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％以内，突破了叶尖定时技术在变转速下难以测量的技术瓶颈。

基于OLGA 的管道内水合物生成规律模拟 [1-6]

丁家祥　刘军　梁德青

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为了研究深水油气混输管道中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 软件对海底立管和海底水平输送管路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，立管和水平输送管路中水合物浆黏度分别增加了10 倍、18 倍。立管中从海底到海平面水合物生成速率由大到小，最后趋于零；水平输送管路中水合物生成速率保持不变。管道出口压力降低，水合物生成区域缩短，水合物浆的黏度大幅下降。立管和水平输送管路出口压力分别控制在3 MPa、2 MPa 可以避免水合物生成，保障管道的流动安全。

航空煤油污染微生物检测方法 [1-6]

胡东　林文芳　叶成松　于鑫

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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，因此航空煤油中的微生物检测尤为重要。详细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。存储状态的航空煤油存在大量的污染微生物，想要得到准确的污染微生物信息，应联合应用多种检测方法。

考虑失效相关性的管道腐蚀故障树新算法 [1-10]

刘彦麟　彭星煜　姚东池　唐霏　徐鹏飞

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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的重要性影响，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了理论依据。

地震区油气管道的应变与位移检测技术 [1-5]

李睿　蔡茂林　董鹏　陈朋超

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为了有效对地震区油气管道所承受的附加应力进行检查，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，并能够检测应变变化量及位移变化量。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有效保障。

改进风险矩阵在中俄东线高后果区风险评估中的应用 [1-7]

周亚薇　苏兰茜　刘军　何树生　张振永

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中俄东线天然气管道工程（黑河－长岭段）是中国首条OD 1 422 mm X80M 的大口径、高钢级输气管道。由于其潜在影响半径大，导致沿线高后果区数量多、情况复杂。因此，在初步设计阶段针对识别的高后果区进行风险评价是管道完整性管理的必要步骤，以确定安全、经济的管道路由，并为完整性管理打下基础。传统的风险矩阵等级划分一方面缺少精确的定量计算，可能导致风险评判结果不准确；另一方面，对于采用新材料、新工艺的中俄东线，缺少可借鉴的工程数据。介绍了一种改进的风险矩阵分析方法，采用定量分析方法确定失效可能性和失效后果的等级，从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，论证了目前路由的合理性。

基于声发射的储罐底板钢点蚀特征 [1-6]

王光卿　毕海胜

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储罐罐底腐蚀乃至穿孔事故严重威胁了储罐的运行安全。联合采用声发射和电化学技术研究了常压储罐底板钢Q235 试样在质量分数为3％，pH 为2 的酸性氯化钠溶液中的点蚀行为，分析了点蚀过程中各阶段产生声发射信号的幅度、能量、撞击数、持续时间、上升时间等特性参数随时间的分布，以及多个特性参数之间的相互关联，同时将声发射监测结果与电化学极化结果进行对比。研究结果表明：底板钢点蚀阶段声发射监测结果与电化学极化结果具有一致性，氧化膜的剥离和破裂、蚀坑的形成和扩展、腐蚀产物层间的摩擦和开裂行为产生的声发射信号特征具有明显差异，提取这种特征对评估常压金属储罐罐底声发射在线检测结果，判断腐蚀程度，鉴别腐蚀类型具有一定的指导意义。

64 通道压电超声管道腐蚀检测原型机研制及试验 [1-5]

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、超低频发射和接收单元组成的跟踪定位系统均满足设计指标和性能需求，能够获得良好的检测数据质量。64 通道压电超声管道腐蚀检测技术及原型机试验的成功，对于提高中国压电超声管道腐蚀检测技术的研发能力，促进管道检测技术手段的多样化具有重要的推动作用。

化学洗涤法修复石油污染土壤研究现状 [1-7]

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综述。为推动该方法的实际应用，还应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，加强降低化学洗涤对土壤性能影响的方法研究，深入开展洗涤废水回用及有效处理的研究。

普光气田高含硫腐蚀缺陷输气管道安全评价 [1-6]

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，验证了模型的正确性。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。

中亚-里海地区油气管道战略前景及对中国能源安全的影响

[1-8]

史洺宇　齐梅　易成高　白建辉　张书豪　刘点玉

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苏联解体后，中亚-里海地区在复杂的社会形势和地缘政治下，采取了多元化开放型能源开发战略，许多大型跨国石油公司获得了地区资源国政府的支持，实施能源先导输出战略。地区资源国国家石油公司与跨国石油公司多方合作，打开了能源消费国的市场，以此缓解来自于俄罗斯的政治压力和经济压力。同一时期，被俄罗斯控制主要气源的欧盟也寻找多元化天然气进口的方式；美国通过“大中亚战略”及“新丝绸之路”，同俄罗斯在独联体国家推行的能源发展战略相对应。在能源博弈中，许多具有政治意义的管道被相继提出，包括乌津－阿特劳－萨马拉管道、中亚- 中央管道系统、里海财团管道、南方天然气走廊、纳布科管道、南溪管道、土耳其流管道、跨里海管道、中国－中亚管道、TAPI 管道、IP 管道等，其中多条管道已建成，部分管道项目进展缓慢、搁浅甚至终结。面对低油价、新形势以及中亚-里海地区油气输出博弈的“新常态”，中国应以“一带一路”为指导，充分发挥能源合作在地区的作用，积极寻求国际油气项目合作机会，将协同效应最大化，进一步扩大中国在沿途各资源国的影响力。

腐蚀缺陷作用下占压管道安全评估 [1-8]

韩烨　孙伟栋　席少龙　孙霄　阮伟东

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基于ABAQUS 软件建立了地基-管道-堆载三维有限元模型，探讨了腐蚀缺陷作用下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作用。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 点15 分方向时，腐蚀缺陷作用下埋地管道应力最为危险。

基于GB/T 27512－2011 的管道设计审查阶段风险评估 [1-7]

魏碧霞　杨晓翔　陈仲波

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管道设计审查阶段的风险评估，可使管道在建设初期消除一些安全隐患，进一步预估后期可能出现的问题，及早做好预警措施和方案。通过管道风险评估规范分析对比，介绍现有国家法规对城镇燃气管道设计审查阶段风险评估的规定，通过实际工程应用，基于GB/T 27512-2011《埋地钢质管道风险评估方法》分别对管道的失效可能性（包括设计控制、施工控制、第三方破坏控制、腐蚀控制4 个方面）以及管道的失效后果进行风险评估，最终获得该管道在设计审查阶段的风险值及风险等级，同时根据各因素分值分布对管道设计施工提出降低风险的建议，保障管道的安全运行。

中俄东线黑龙江穿越地质条件分析及方案选择 [1-8]

宫爽　陈光联　赵园园

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黑龙江穿越管道是中俄东线的控制性工程之一，穿越方案的选择受地质条件、环境安全保护、施工周期、费用等多方面影响，详细查明穿越区地质条件，可为穿越设计和施工提供准确的地质资料和参数。在初步设计阶段通过多种勘察手段详细查明穿越区地质条件，搜集并利用地震评价、防洪评价等资料，从区域稳定性、水文条件及穿越层位岩土性质等方面阐述穿越场地的适宜性，分析穿越断面的地层结构、岩性特征、河床稳定性及冲刷趋势，进行管道穿越方式的比选，提出穿越设计和施

工应注意的问题，为穿越设计和施工方案提供了合理化建议。

天然气管道爆破对同沟敷设管道的影响 [1-6]

谢萍　杨明　尚臣　杨坤　陈宏远　李鹤

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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，基于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，且管道中间管段的椭圆度较大。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。

大落差天然气管道的安全清管工艺条件 [1-6]

罗强　吴瑕　贾文龙　李长俊　贾彦杰

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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；确定了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、实用方法。

含蜡原油停输再启动环道模拟实验 [1-9]

祝守丽　李长俊　马志荣　彭鹏　田雨　朱宝茹

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为了研究多种因素对含蜡原油停输再启动压力的影响，搭建了小型环道模拟实验装置。在停输再启动调试实验中，发现环道存在数据重复性差、油样屈服值与实际不符、轻组分挥发大和控温不准等问题，对环道进行了改造。摸索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停输再启动压力的影响。实验结果表明，该实验装置能够完成不同油样、不同管径测试段的停输再启动实验，有助于开展含蜡原油停输再启动研究。

地下水封储油洞室断面及间距的数值模拟 [1-6]

王春雨　赵传鼎　胡谋鹏

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地下水封储油洞库是大断面地下洞室，其洞室断面的大小对于整个洞库的稳定性起着关键作用。在洞室拱顶高度一定的情况下，分析了尺寸为18 m×25 m、19 m×28 m 及20 m×30 m 的3 种断面方案，通过数值分析，结合地质条件和地应力等情况，得到最优断面为18 m×25 m。地下水封储油洞库一般是由几条平行的洞室组成的几组洞罐，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，两个相邻洞室间的相互影响，给出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。

基于物联网的油田输油泵远程DCS系统设计 [1]

杨盛泉¹　龚晨¹　刘萍萍¹　巩万福²　孟栋轩²

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针对当前油田输油泵测控中存在劳动强度大、故障处理延迟长、测控精度低、多泵协调工作能力弱等缺点，采用自顶而下层次化的方式设计了基于物联网的油田输油泵远程DCS系统，系统总体架构包括DCS层、服务层及扩展层。详细介绍了站点自治区域物联网DCS控制详细结构，并具体给出了其感知层、网络层、应用层的设计内容。重点论述了DCS层物联网传感器节点、协调器节点的硬件设计，以及整个系统的底层程序与上层软件的软件设计。应用实践DCS系统为油田设备远程监控提供了非常好的测控模型与设计方法。

油气管道穿孔封堵用软质捆绑卡具的设计 [1-4]

姜修才　夏国发　曹文明　刘珊珊　史左辉

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在油气管道的长久运营过程中，由于自然、人为等不可预见因素影响，不可避免的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，通过借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，开发出了一种能够在管道还有微正压、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。对临时封堵完的管道再辅以钢制凸型套袖管件，更能实现快速、低成本的永久抢修。同时，在试验台进行了软质捆绑卡具的动态堵漏测试试验，试验表明：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。

怒江激流型河流溢油控制技术 [1-6]

鲁佳琪　李学军　张兴龙　张志坚　余东亮　李林　罗光成

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中缅原油管道穿跨越4条国际性河流，溢油控制技术的研究尤为重要。通过对围油栏种类及布放方式的分析，提出了不同工况下围油栏干舷和栏裙高度的选择，给出了水流速度、围油栏最大布放角及受力的计算方法，并提供了多种围油栏布放技术。怒江汛期最大水流速度可达3.6 m/s，国产激流型围油栏仅能适用于怒江枯水季节，在汛期时仍无法布放成功，结合怒江溢油控制实例，测得了国内某激流型围油栏实测最大布放角度及受力数据，为进一步开展激流型河流溢油控制技术的研究提供了参考。

LNG接收终端气化器冬季运行模式优化 [1-8]

王同吉　陈文杰　赵金睿　王剑琨

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海水开架式气化器（Open Rack Vaporizer，ORV）和浸没燃烧式气化器（Submerged Combustion Vaporizer，SCV）是LNG接收站LNG气化的重要设备。ORV运行成本远低于SCV，但在冬季海水入口温度较低时，ORV操作负荷受到限制。对海水入口温度2～6 ℃时ORV的运行情况进行测试，提出了ORV达到最大操作负荷的判定标准。通过Origin软件对海水入口温度、海水出口温度、LNG流量运行数据进行拟合，得到了ORV最大允许LNG流量函数式，可以较精确地计算不同海水入口温度下ORV能够处理的最大LNG流量。利用该函数式，结合某LNG接收站2015-2016年冬季外输量，得出了ORV和SCV运行模式优化方案。通过最大程度利用ORV进行气化外输， LNG接收站冬季气化成本节约达到1 070×10⁴元。

镇杭管道顺序输送中混油的创新处理 [1-5]

杨芳芳　谭永忠　郑小彦

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为解决车用柴油升级导致镇杭管道顺序输送产生的航煤混油无法处理的难题，结合生产现状，创新性地提出并实施两套可同时进行的方案，即可暂时解决问题的混油调和降级处理方案和可长远解决问题的低硫航煤隔离输送项目改造方案。前者将航煤混油与车用柴油按1:3的比例调和，并降级成普柴处理，可暂时解决混油无法处理的难题，有效缓解罐容压力，但效益损失较大。后者用硫含量低于10 mg/kg的低硫航煤作为航煤的油头和油尾隔离输送，产生的低硫混油直接回掺至车用柴油罐，无需再单罐储存。低硫航煤隔离输送航煤的工艺，在不改变一管多用的前提下，彻底解决了航煤混油处理难题，每年减少效益流失逾两千万元，对成品油管道顺序输送航煤混油的处理有借鉴意义。

结蜡对内置电缆连续油管流场的影响 [1-6]

李霄　杨永春　杨涛　朱健

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为了研究结蜡分布和结蜡厚度对原油流速、压力的影响规律，解决原油在输送过程中管壁结蜡对管道输送带来的能量损耗及安全隐患。采用简化结蜡模型，利用计算流体动力学软件Fluent对结蜡和无结蜡直井中内置电缆连续油管的流场进行三维数值模拟。结果表明：原油进入结蜡管道后，沿井筒轴线缓变流动，在结蜡起始位置和结蜡终止位置附近，原油流束局部会相应地收缩或扩张；由于存在石蜡层，过流断面不再是环形，流速云图也脱离了轴对称分布，流速峰值出现在过流断面未结蜡的部分且明显增大，无论是否结蜡，流速径向分布曲线均为抛物线型；结蜡井筒与无结蜡井筒过流断面处压力相等，且过流断面压力由入口向出口降低；结蜡井筒除了沿程能量损失外，还存在局部能量损失，因此井筒能量损失更大。

压力容器内外壁轴向双裂纹相互作用分析 [1-7]

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都会产生裂纹，这些裂纹的存在会影响到容器的安全使用，因此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，并发现裂纹相互作用对深长比小的裂纹扩展起到促进作用，而对深长比大的初始裂纹的扩展则起到抑制作用，从而为不同深长比的多裂纹相互作用下的扩展机理与多裂纹断裂失效评定问题研究起到借鉴作用。

管道水工效能评价方法优化及实践 [1-8]

施宁¹　李亮亮¹　宋小晖²　李大东³　白路遥¹　马云宾¹

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水工效能评价方法可以针对管道沿线大规模、不同种类水工样本进行评分排序，从而有针对性地进行维护、修缮、投资分配等。通过近十年的实践与现场应用，传统水工效能评价存在不完善之处。介绍了水工效能评价的基本理论与实现方式，提出了针对不同水工实际特点进行评价的方法，结合实例对现场评价结果进行了分析论证。结果表明：针对不同水工特点进行的优化评价可以细化评价等级，更有针对性地进行投资，对提高管道安全性能具有指导作用。

大落差成品油管道水联运投产全过程模拟 [1-8]

李岩松　梁永图

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投产是保证成品油管道后续安全运行的关键环节，需提前制定可靠的投产方案。目前，投产方案大多依据实践经验进行编制，无法准确预测投产过程中管道沿线各点水力状况。为了确保大落差成品油管道投产过程的安全，针对水联运投产的3 个阶段，分别建立了相应的数学模型。利用该模型，计算了大落差成品油管道投产过程中全线的水力参数；预测了充水扫线阶段全线不满流段的分布位置和长度；给出了投产过程各个阶段的配泵方案；实现了油水置换过程中油水混合物体积和油水界面的监测。研究结果可为大落差成品油管道投产方案的制定提供参考。

某储气库注采气管道内腐蚀直接评估方法 [1-7]

吕超

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为研究某储气库注采气管道的内腐蚀情况，运用干气管道内腐蚀直接评估方法和湿气管道内腐蚀直接评估方法对该管道进行评估，包括预评估、间接检测、详细检查和后评估4 个步骤。在预评估阶段，结合该管道不定期双向流动的特点，从里程和时间两个角度划分ICDA 分区；间接检测阶段，运用湿气管道内腐蚀直接评估方法对采气过程进行评估，运用干气管道内腐蚀直接评估方法对注气过程进行评估，其中既考虑正常采气或注气阶段，也考虑了较长的停输时期；详细检查阶段，利用超声波测厚仪对该管道进行壁厚测量，确定该管道是否存在内腐蚀；在后评估阶段评价该管道再评估周期。评估结果表明，该管道存在内腐蚀，但缺陷处剩余强度未受到显著影响。

天然气中低压管道弯头处泄漏流场和声场模拟仿真 [1-7]

韩宝坤　蒋相广　孙树志　刘明　秦敏

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城市天然气中低压管道弯头处一旦遭受破坏，后果严重，修复过程复杂。为了更好的对城市管道进行泄漏监测、定位、维护，开展了中低压管道弯头处泄漏流场和声场的研究。将弯头简化成弯管，采用软件联合模拟仿真，使用ICEM进行结构网格划分，在FLUENT中进行流场分析，把脉动数据导入Virtual.Lab Acoustics进行泄漏管道的声学分析。建立弯管孔泄漏试验台，将模拟结果与试验结果进行对比，结果表明：泄漏孔处气体流动复杂，流向多变；泄漏声波能量主要集中在10 Hz以下，声压级随管道压升高而升高；声源主要是喷流区域的四极子声源和泄漏孔壁的偶极子声源。此研究为城市天然气管道发展和安全运行提供参考。

数字孪生体及其在智慧管网的应用可行性 [1-8]

李柏松王学力王巨洪

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伴随工业4.0 时代的来临，数字孪生体（Digital Twin）概念蓬勃发展，在航空航天、汽车制造、军事、能源等行业中逐步得到应用，为其在管道行业的应用发展起到良好示范。介绍了数字孪生体的内涵和发展演化过程，分析了数字孪生体在产品设计、飞机故障预测、汽车制造、电厂发电机组智能健康管理、复杂产品装配等行业应用的做法和案例，并从管道设计、调度优化、管道设备运行维护、管道全生命周期管理4 个方面探讨数字孪生体在油气管道中的应用前景。为真实管道系统与虚拟管道系统的信息交互及融合提供新的技术手段，实现虚拟管道仿真优化结果，指导真实管道建设运营业务优化，有利于促进智慧管网建设。

管输CO₂ 含水率计算方法 [1-5]

张大同　滕霖　李玉星　叶晓　顾帅威　王财林

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管输CO₂过程中，含水率是影响管道腐蚀速度的重要指标，为确保管道的安全运行，必须准确计算CO₂ 的含水率。提出了两种含水率计算方法，分别是简化的热力学模型法和实验数据拟合的经验公式法。简化的热力学模型法利用Peng-Robinson 状态方程计算相关物性参数，采用φ -γ 方法对CO₂-H₂O 两相体系进行描述；而实验数据拟合的经验公式法则是采用现有的实验数据，拟合气态和超临界态管输CO₂ 含水率计算经验公式。经与现有文献的实测进行对比验证可知，管输条件下两种方法的计算精确度平均误差分别为1.40％和6.69％，均满足工程计算要求。根据误差分析结果，分别给出了两种方法的适用范围，研究成果对管输CO₂ 管道的运行管理及其上游处理工艺的设计具有重要意义。

寒冷地区输气管道站场保温设置研究 [1-6]

毛平平¹　徐巧云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，但对站场保温设置没有充足认识及重视。为保障站场运行安全、节约运行成本，进行了站场保温设置的原则及必要性研究。通过分析保温对停输管道温降的影响，得出设置保温对维持管壁温度的效果；通过分析保温对站内热损失的影响，得出设置保温对节约运行成本的效果。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；提出根据达到设计输量年限确定站场是否设置保温的原则；加热设备选型需充分考虑站内温降等事项。该技术研究成果已在我国东北地区哈沈线、中俄东线中应用，可进一步指导后续同类工程的建设。

压气站场空冷器设置方案 [1-7]

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。比较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了定性和定量分析，通过经济比选可知，单机后空冷方案略优，且控制更为灵活，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了建议，以供相关设计人员、运行单位参考。

原油管道流动安全评价方法及体系 [1-6]

苗青¹　张劲军²　徐波¹　闫锋¹　李鸿英²

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易凝高黏原油管道在运行中存在初凝、凝管及蜡堵等流动安全风险，传统研究方法和现场经验方法由于忽略影响流动安全各主要因素（原油物性、流变性，管道周围环境、气象因素及运行参数等）的波动性，取统计平均值的方法来确定计算参数，因而无法综合评价和预测各参数变化的协同效应对管道流动安全的影响。为此，中国石油管道科技研究中心和中国石油大学（北京）借鉴“基于可靠性的极限状态方法”在其他行业和技术领域的尝试和应用，首次将该理念和方法引入对陆上长距离易凝高黏原油管道的流动安全性评价上，建立了评价体系，开发了相应的软件平台，实现了对国内主要原油管道的流动安全评价，推动了储运工艺研究理论和应用的发展。

天然气长输管道集成式压缩机关键技术研制进展 [1-6]

古自强¹　刘小龙¹　张晓松¹　韩亮²　刘忠³

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成品油管道批次计划优化的两阶段法 [1-6]

陈海宏¹　左丽丽¹　张志军²　宋进舟²　郭悠悠²　吴长春¹

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针对单点注入、多点分输的成品油管道，提出了批次计划优化的两阶段法。第一阶段以计划期内管道沿线各站场分输/注入每种油品的需求体积未完成值之和最小为优化目标，用贪婪算法确定一个可行的管道首站输入计划；第二阶段为根据第一阶段获得的管道首站输入计划，以计划期内管道沿线各管段流量随时间波动的幅度之和最小为优化目标，采用模拟退火算法优化各分输站分输计划。以某成品油管道的历史运行计划为例，验证了该方法的有效性，为成品油管道批次计划优化软件的开发提供了技术支撑。

成品油运输优化模型的研究与应用 [1-8]

耿紫星¹　朱海龙¹　王大鹏²

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为降低成品油运输成本，针对成品油从产地（炼厂）至销售终端（加油站）的全程运输优化问题，分析了线性规划在成品油物流优化实际应用中运算数据量较大、加油站和油库至发货地的单位数据不全等问题，传统的一二次物流优化模型由于分次优化脱节，影响整体优化效果；通过构造资源中心，定义资源中心至炼厂、油库的运价公式，建立新的综合运输优化模型，并提出了综合运输优化模型的算法和步骤；经过实例分析，利用LINGO软件进行测算和求解，结果表明：该模型可以有效解决一二次运输优化模型中存在的分次优化脱节的问题，优化后总运输费用较一二次运输优化模型优化结果低，且解决了线性规划方法在成品油物流优化应用中运算数据量较大的问题。

蛛网式管网系统对天然气发展的作用及启示 [1-6]

周建¹　刘夏兰¹　吴杨洁²　谢雯娟¹　卢爱婷³

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以川渝地区天然气蛛网式管网系统为例，深入分析了其历史成因、结构特征及优势，以及在天然气产业发展中的特殊作用。蛛网式管网系统的核心价值在于通过环状化、网状化和压力分布式布局，提高管网覆盖密度和市场适应能力，进而高效促进市场发展；对产业发展的主要作用是确保安全稳定供气，高效培育市场，形成完整产业链并协调发展、联通区域内外市场，成就一体化管理特色优势。主要启示：加强顶层设计引导大型区域管网蛛网式布局；构建天然气运输物流系统助力现代天然气市场体系建设；以用气需求为导向依托蛛网式管网系统打造天然气供应生态新局面。

天然气管道清管器自激振动模型及影响规律 [1-7]

李华¹　王珂²　王东²　廖柯熹³

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清管过程中，在清管器前段所聚集的杂质和管道内壁摩擦力的共同作用下，清管器皮碗会发生较大振动，甚至会导致皮碗发生变形，从而降低清管作业的有效性。基于LuGre 模型和Stribeck曲线，描述了清管器皮碗与管道内壁间非线性摩擦力的变化规律，通过合理约束清管器皮碗径向的自由度，建立了由集中质量弹性微元体表征的清管器自激振动模型。采用Matlab 仿真软件，对DN 200 管道皮碗清管器不同工况下的自激振动规律进行分析，结果表明：随着过盈量的增加，皮碗清管器的振幅随之增加；随着清管器运行速度的增加，皮碗清管器振幅先增加后降低。建立的天然气管道清管器自激振动模型及影响规律，为合理选择皮碗清管器过盈量和清管运行速度提供了依据，可有效提高天然气管道清管安全性与有效性。

输气管道完全堵塞对压力与流量的影响 [1-7]

廖柯熹¹　敬佩瑜¹　梁曦²　赵建华¹　张淮鑫³

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输气管道因压力或温度骤变、脱水不达标、清管不及时等因素很可能造成管道完全堵塞，严重影响其正常运行与平稳供气。针对管道堵塞定位问题，现有方法尚处在理论分析与实验阶段，还无法满足现场实际需求。以某输气管道为例，采用SPS仿真软件，模拟分析输气管道堵塞对沿线特别是近端点500 m处的压力与流量的影响，验证现有压力或差压变送器对这些瞬变参数监测的可行性。结果表明：当输气管道起点与终点压力保持恒定时，一旦某处发生完全堵塞，该处上游的压力因气体压缩而迅速升高，反之，下游的压力因气体膨胀而迅速降低，突变压力波将分别在堵塞点上、下游管段内来回传播，波峰将逐渐衰减，直到两管段沿线各点压力分别达到起、终点压力时，两管段内无气体流动；距堵塞点越近，压力与流量波动越明显，且达到稳态的时间越短，这对基于压力与流量监测的输气管道堵塞定位方法开发具有重要的理论与实际意义。

长输管道事故模拟实装训练辅助装置 [1-6]

杨东宇　张世富　张冬梅　陈畅　杨泽林

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在国内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，由此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，进一步验证了选用调节阀模拟长距离管道水力摩阻的可行性。该装置通过铺设短距离的管道，能够在有限场地条件下实现与实际管道一致的上下游泵站工况，起到“以短代长”、减小训练规模和降低管道铺设工作量的作用，并且能够达到模拟与真实管道泄漏、堵塞及阀门误动作一致的事故工况，提高训练水平和效益。

长输管道事故模拟实装训练辅助装置 [1-6]

杨东宇　张世富　张冬梅　陈畅　杨泽林

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在国内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，由此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，进一步验证了选用调节阀模拟长距离管道水力摩阻的可行性。该装置通过铺设短距离的管道，能够在有限场地条件下实现与实际管道一致的上下游泵站工况，起到“以短代长”、减小训练规模和降低管道铺设工作量的作用，并且能够达到模拟与真实管道泄漏、堵塞及阀门误动作一致的事故工况，提高训练水平和效益。

国内外输气站设计标准差异 [1-5]

代晓东¹　郭晓东²　刘大华³　刘海鹏³　魏刚³　郭旭东²

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通过借鉴国外油气管道标准已有的先进经验，促进中国长输管道实现跨越式发展。中国已开展了美国、俄罗斯管道技术标准研究，但对于欧盟管道技术标准研究较少。以欧盟标准EN 12583-2014《燃气供应系统-压缩机站-功能要求》为例，针对输气站设计领域的关键技术问题，对比分析了欧盟标准与中国标准的重要差异。该标准先进性表现在基于冗余设计的可靠性设计原则，考虑输送工艺和人员安全操作的整体布局原则，管道紧急情况和管道维修启动站ESD 系统，压缩机密封系统和旋转部件试验，站场设施可视化管理，以及限制区域授权进出条件。通过借鉴该标准的先进经验，对于提高我国输气站设计水平具有指导意义。

邻近地铁油气管道安全防护标准 [1-5]

姚学军¹　张巍²　吴张中²　卢启春²　夏东仑³

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为了保护油气管道安全，完善油气管道现行标准体系，通过综合研究油气管道领域及地铁建设领域现行相关技术标准，分析中国地铁工程建设和防护经验，调研邻近区域内地铁与管道相互关系，从全生命周期角度，系统分析了地铁施工阶段与运行阶段对管道建设和运行的影响，从油气管道安全运行角度提出了油气管道与地铁相互关系标准制修订建议。研究表明：油气管道领域缺少邻近地铁时相互关系及防护措施的标准，无法对管道安全进行有效保护，应当从地铁施工时沉降及位移量的控制、地铁与管道安全间距、防护措施、沉降及位移监测、杂散电流防护等方面研究制定相关标准条款，保证油气管道安全运行。

海底气液混输管道瞬态清管数值模拟 [1-8]

陈星杙^1,2　刘伟¹　袁宗明²　谢英²　贺三²

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海底气液混输管道由于入口液相流量较高，且存在下倾管-立管的特殊结构，导致清管器在管内运行时，清管器运行参数及管内流体的流动参数均出现较大幅度的波动。对海底气液混输管道的瞬态清管过程建模，分析清管过程中清管器运行参数、管内流体流动参数的变化规律。针对海底气液混输管道的清管过程，以Minami 清管模型为基础，将管道重新划分为上游两相流区、清管器区、液塞区及下游两相流区，并对4 个区域分别建立对应的瞬态流动模型，通过耦合各区域的瞬态流动模型，实现对海底气液混输管道清管过程中的相关参数的模拟计算。最后，以渤海某实际海底气液混输管道为研究对象，验证了模型的准确性。研究结果有助于提高管道的清管效率，为制定合理的清管方案、高效安全地进行现场清管作业提供指导。

西气东输二线穿越处管道位移分析及解决方案 [1-6]

刘玉卿　仝雷　徐志峰　史航

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西气东输三线与二线管道采用并行敷设方式。西气东输三线管道施工时，在精伊霍铁路穿越处开挖了西气东输二线管道一侧覆土，西气东输二线管道发生明显的弯曲变形。利用ANSYS 软件，模拟计算暴露段管道在内压、温度、土壤压力等综合作用下产生的应力、位移，并对管道应力校核。结果表明：施工开挖导致暴露段管道土壤约束不平衡。侧向土压力是导致管道发生位移的主要原因。提出了减少位移的解决方案：采用分段开挖、回填暴露段管道另一侧土，释放管道由侧向土压力产生的应力，减小管道水平位移量。通过整改，消除了管道位移风险，提高了管道的可靠性。

中俄东线站场剪切波速测试 [1-6]

黄文杰¹　关秀宇²　任海宾¹　陈光联¹

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剪切波速测试是原位测试最常用且最有效的技术手段之一，其研究成果有助于深入分析场地土层的动力学特征。为准确快捷的获得中俄东线站场地层的各种动力学参数，通过对场区的剪切波速测试进行深入研究分析，系统地推算出诸如建筑场地类别、动剪切模量、动弹性模量、场地土液化判别、场地卓越周期等各种场地参数，准确反映场区地质情况，该方法简单、快捷、经济，可为以后的管道工程站场的岩土勘察提供重要的指导意义。

基于系统可靠性的压缩机备用方案 [1-5]

代小华　张文伟　余志峰　董平省　毛平平　许靖宇

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中国天然气管道系统的压缩机备用方案多是基于经验、机组本身可用性分析或是水力系统和经济角度的分析结果，没有考虑系统其他组成部分的影响。为全面反映备用方案对整个管道系统的影响，采用系统可靠性分析方法，以中俄东线北段为例，生产可用度为目标值，对不同输量下的压气站设置备用机组、无备用机组以及全线隔站设置备用机组3 种方案进行预测，结果表明：在设计输量下设置备用机组和隔站设置备用机组2 种方案的生产可用度均大于1，满足设计输送任务，综合对比后推荐中俄东线北段采用隔站设置备用机组方案。

一种在役管道弯头走向参数测量计算方法 [1-5]

杨金生^1,2　邱城²　刘争¹　张菊¹　胡铁华²　李岩¹　史瑞龙¹

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管道完整性管理是确保管道安全运行的重要手段，管道弯头走向参数是实现管道完整性管理必不可少的基础数据，在管道智能检测过程中获取管道弯头走向参数信息已成为管道业主的迫切需求。提出了一种管道弯头走向参数测量计算方法，以MEMS 陀螺仪与加速度传感器为主要惯性测量器件，并将其集成于管道智能检测器电子包，在进行管道智能检测的同时获取惯性测量数据，针对所获得的惯性测量数据建立了数学模型，同时给出计算方法。将方法应用于实际管道智能检测工程，在不增加检测成本的前提下，实现了对管道弯头曲率半径、弯头偏转角度及弯头偏转方向3 个参数的测量，满足了管道完整性管理需求。

柔性内衬在成品油罐车罐体的应用 [1-5]

韩勇　银世民　刘馨　朱喜龙

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为了增强成品油罐车公路运输的安全性，降低交通事故等突发事件引起油品外泄的可能性，提出在成品油公路运输罐车罐体内加装柔性内衬的方案。在油罐车罐体加装软体内衬，通过塑形并未减少罐体仓储空间，因所装内衬具备一定的柔性，罐内油气空间缩小，降低了呼吸损耗和燃爆危险性。当遇有交通事故等外力造成钢制罐体受损甚至破裂后，柔性罐体可以保护罐内油品不发生泄漏，防止发生二次安全、环保事故危害。

输油管道非计划停输故障原因及改进措施 [1-5]

李海娜¹　吴家勇²　袁瑞娟¹　陶江华¹　李树强¹　高国音¹　薛强³

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为提高输油管网日常运行的可靠性，必须掌握各类仪表设备的运行情况，找出管道日常运行过程中的薄弱环节，规范设备设施的管理。在此，以中国石油管道公司4 年非计划停输情况，对所辖输油管道非计划停输情况进行统计分析。结果表明：引起非计划停输主要原因有自控通信故障、设备故障以及外电故障，此外，人为误操作造成的管道非计划停输也是不可忽视的重要因素。通过深入分析非计划停输的具体原因，提出了减少非计划停输的措施，为输油管道的安全平稳运行提供依据。同时建议在生产管理中要严格落实非计划停输的考核，加强对管道非计划停输的重视。

最优化技术在天然气管网运行中的应用与展望 [1-6]

李博¹　康阳¹　阎涛¹　柳建军¹　支树洁¹　段林杰¹　刁宇¹　陈振海²

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随着天然气管网规模不断增大以及运行条件日益复杂，对管网集中调控提出了更高的要求，单凭调度员经验判断难以全面应对管道运行问题，亟需高效的优化工具辅助制定运行方案及调整日常工况。阐述了最优化技术在天然气管网运行中的应用方法，分别以管道水力热力计算校核、压气站负荷分配、单条输气管道运行方案优化、复杂输气管网运行方案优化4 个实例，建立了相应的最优化模型并提出了求解方法。同时指出，最优化技术是解决天然气管网部分生产实际问题的有效方法，但是仍需加大研究力量，突破精准优化模型建立、优化模型高效求解以及对优化结果分析利用等技术、应用瓶颈。最后展望了最优化技术在非稳态优化、控制系统优化乃至全生命周期优化上的应用前景。

三圆平衡法在LM2500＋燃气发生器转子动平衡中的应用 [1-5]

赵洪亮¹　刘培军¹　王帅¹　邢海峰²　拜禾¹　王朋飞¹　李华³

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LM2500+ 燃气发生器中修或是在现场对压气机叶片进行处理等操作都会影响整个转子的动平衡，进而影响了燃驱压缩机组及发电机组运行的可靠性和稳定性。通过研究LM2500+ 燃气发生器结构及装配过程，分析了不平衡量产生的原因，是由于该型燃气发生器中修过程中仅对涡轮转子进行平衡，而与压气机转子组装时并不能考虑两个转子的质量轻点配合情况，整个转子的不平衡量会出现振动增大的情况，最终导致机组振动超限。在不分解燃气发生器压气机和现场缺少专业设备的情况下，可以采用三圆平衡法进行LM2500+ 燃气发生器的转子配平，经实例分析，尽管三圆平衡法动平衡过程作图相对复杂，且实验数据精确性稍差，但能够有效解决旋转机械的振动问题，可以广泛用于现场操作。

融合神经网络的储气库单元可靠性 [1-10]

何蕾¹　李在蓉²　温凯¹　虞维超¹　宫敬¹

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储气库作为天然气用气调峰、平衡管网、能源战略储备的重要手段，对储气库注采气过程可靠性展开定量评价，有利于储气库运行管理、天然气供气能力评估。以储气库实际运行过程中各单元的运行工况、运行时间为前提条件，采用蒙特卡罗抽样方法表征单元几何尺寸、运行工艺参数的波动情况，对影响储气库注采气量关键单元的可靠性进行建模。为了规避蒙特卡罗抽样次数不足带来的影响，同时缩短单元可靠性模型运算时间，在储气库单元计算模型中引入BP 神经网络算法。以储气库工艺参数、运行时间为输入变量，以蒙特卡罗法计算单元的可靠度为输出值，应用BP 神经网络算法建立单元可靠度模型。结合某储气库的工况条件、单元设备基础参数，对其中关键设备单元的运行可靠性进行计算，验证了该方法的有效性。

国内外地上钢质储罐底板外阴极保护标准对比 [1-6]

李薇¹　牛军强²　马云²　闫建宇²　胡炎兴²　聂永臣²

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储罐是石油行业重要的基础设施，预防储罐腐蚀、保障储罐安全一直是研究热点。国外储罐阴极保护相关标准规范，值得研究借鉴。国内外储罐设计施工中在电位准则、电位监测、基础材料、电绝缘、边缘板腐蚀、防渗等方面存在差异，对于储罐安全运行会造成不利影响，应该从标准规范层面进行统一。以API 651-2014《地上石油储罐阴极保护》和EN 16299-2013《与土地或基础接触的地上储罐外表面阴极保护》为例，基于国内储罐设计运行的实践经验，研究了国内外储罐阴极保护领域的重要技术差异，包括高温工况下保护电位值、砂垫层材质质量、储罐底板电位监测点数量和位置等先进理念，以及取消电绝缘、罐底边缘板腐蚀防治和储罐基础防渗等推荐做法。研究成果为提高国内储罐阴极保护水平和储罐安全可靠性，以及修订国内相关标准提出合理建议。

气液两相流管道内腐蚀失效概率计算方法 [1-8]

闵元　李晓平　宫敬　虞维超

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气液两相流管道广泛存在于油气开采和集输过程中，确保其安全可靠运行具有重要的理论和工程意义。在所有失效类型中，内腐蚀缺陷是造成气液两相流管道结构失效的主要原因之一。将管道内腐蚀速率预测模型与结构可靠性评价方法相结合，对气液两相流管道进行内腐蚀失效概率计算。首先，针对气液两相流的流动特征，采用流体相平衡模型、气液两相流模型和腐蚀速率预测模型，计算气液两相流管道在不同流型下的内腐蚀速率；然后，基于ASME B31G 规范中推荐的腐蚀缺陷极限状态方程，考虑管道运行和制造中存在的不确定性，并结合腐蚀速率计算结果，采用蒙特卡洛方法计算管道发生小孔泄漏和爆裂的失效概率。最后，将提出的内腐蚀失效概率计算方法应用于某气液两相流管道。当缺乏有效的内检测数据或实际管输工艺发生变化时，该方法能够有效预测失效概率，保障油气管道输送安全。

中洛线中原原油与普托油掺混增输方案 [1-7]

王国涛

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拟向中洛线输送进口普托油和中原原油的混合油。中原原油属于易凝高黏原油，若与普托油混合将改变管输原油的物性，影响管道安全经济运行，因此需评估增输方案的可行性，制定新的管输方案。首先开展室内掺混实验，确定中原原油与普托油（混合比例1:2.6）的混合条件，测定不同掺混比例下混合原油的基础物性；然后以一月份为例，对中洛线5 种可能的混输方案进行计算、分析、比选，确定全年各月份的输送方案；最后利用自制的沉降设备对混合原油在停输过程中重质组分的沉降情况进行研究，在实验条件下未出现明显沉降，为评估混合原油停输风险、制定停输再启动方案提供了依据。

LNG 储罐罐内管道与维修梯一体化结构的设计 [1-6]

单彤文　张超　段品佳

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常规的LNG 储罐罐内管道与维修梯分体式设计安装方法施工复杂、造价较高，且因焊接扰动而极大增加了储罐主容器（内罐）发生泄漏的风险。通过对LNG 内罐结构形式进行综合分析，提出了一套LNG 储罐罐内管道与维修梯一体化结构的设计方案：将管道作为承载构件，横向连接件及维修梯作为固定构件，相互辅助形成独立于内罐壁外的自支撑结构系统。根据LNG 储罐设计中的典型极端工况，通过数值模拟分析方法对一体化结构系统进行了计算分析，基于容许应力法校核验证了一体化结构系统的安全性、可靠性。该系统可以实现罐内管道和维修梯的功能需求，且脱离了内罐壁板的侧向支撑，自成稳定结构体系，有效提高了储罐建造的经济性、安全可靠性，可为LNG储罐罐内一体化结构系统设计和安全可靠度分析提供理论指导。

稠油水包油型乳状液稳定性与流变性影响因素 [1-7]

蒋华义　张兰新　孙娜娜　黄娜　靳凯斌

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稠油黏度高，开采、运输难度较大，必须乳化降黏输送，研究其乳状液特性显得尤为重要。基于单因素实验，分析了表面活性剂类型及含量、油水比、乳化温度及乳化强度对稠油水包油（O/W）型乳状液稳定性及流变性的影响。结果表明：不同类型表面活性剂所稳定的乳状液，其稳定性和流变性差异较大。随着CAB-35 质量分数的增加，乳状液的分水率先降低后变化不大，表观黏度先增大后变化不明显。随着油水比的增加，乳状液分水率降低，表观黏度逐渐增加。随着乳化温度升高，乳状液的分水率先降低后升高，表观黏度逐渐降低。随着乳化强度增大，乳状液分水率逐渐减小，表观黏度先增大后趋于稳定。综合考虑稳定性与流变性，确定了最优乳化条件，为稠油O/W 型乳状液的乳化降黏提供理论依据。

LNG接收站试运投产中关键环节的质量控制 [1-8]

陈文杰　靳由顺　王同吉

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LNG接收站安全、按期试运投产是保证其平稳、高效运营的重要环节，一旦管道及设备的施工、吹扫、气密、干燥置换、预冷、单机试车等环节质量控制不到位，可能造成投产期间事故频发，甚至延迟试车。以中国某大型LNG接收站在试运投产期间出现的问题为研究对象，总结了LNG接收站试运、投产各关键环节的质量控制要点，对影响LNG储罐与工艺管道干燥、预冷效果的主要因素以及重要设备单机试车前检查的重点部位进行了深入分析，并提出了施工控制措施。研究结果对其他新建LNG接收站的投产具有借鉴意义，也可供相关设计、施工单位参考。

大直径水平定向钻低流速层流下岩屑运移规律 [1-8]

杨善　曾聪　闫雪峰　许州　马保松

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大直径水平定向钻钻孔直径可达到钻杆直径的10倍以上，钻孔环形空间泥浆不仅处于不利于岩屑运移的层流状态，而且流速极低。岩屑在环空中运移效率很低，并在孔底形成稳定的岩屑床，因而易造成孔内事故。针对该问题，首先推导出柱坐标系下环空泥浆的运动微分方程组，然后通过数值模拟揭示环空泥浆流场分布及岩屑运移规律，最后使用环空岩屑运移综合模拟实验装置进行多次模拟实验。结果表明，增加泥浆PAM含量对提高大粒径岩屑运移效率效果不明显；提高环空泥浆流速，在一定程度上能够提高单颗岩屑运移效率，但同时会增加岩屑床末端回流区尺寸，使岩屑床内部压差增大。研究成果可为水平定向钻施工提供理论分析与实验结论，具有实际的工程指导意义。

压气站燃气轮机烟气余热利用方案 [1-5]

单从云¹　李华²

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余热利用技术在石油天然气工业已得到广泛应用，根据压气站燃气轮机排出的烟气具有温度高、排量大的特点，分析了压气站几种常用的燃气轮机烟气余热利用技术特点及其存在问题。针对西气东输某压气站燃气轮机实际运行数据，利用分析法对燃气轮机体系进行分析，并设计出烟气轮机利用烟气余热发电工艺方案，通过对比燃气轮机及余热利用系统的联合装置体系与不加余热利用系统的燃气轮机体系的火用效率，结果表明：利用余热利用系统的联合装置体系火用效率平均提高17.5％，每年节省消耗燃气约1.03×106 m3，为压气站燃气轮机烟气余热利用提供了参考。

中俄油气贸易通道的战略布局 [1-7]

袁海云¹　梁萌²　徐波³　刘力铭³　宋涛³张茜¹　杨英²

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针对中国能源面临的供应路径受限且单一的瓶颈问题，及能源供应面临的潜在安全威胁，详述了互为最大原油贸易国的中国和俄罗斯之间的油气贸易现状及未来发展趋势，通过对中国与俄罗斯油气输送的东北、西北、海上主要通道及规划工程的梳理，指出多元化发展中俄油气贸易通道和进一步丰富中国油气进口渠道的战略重要性与前景，为中国油气进口及与“一带一路”沿线国家油气贸易提供思路。

埋地管道微小泄漏与保温层破坏分布式光纤监测试验 [1-7]

刘洪飞　韩阳　冯新　陈博智　刘洋

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分布式光纤测温技术可以实现埋地管道泄漏的实时在线监测，但是目前国内外在微小泄漏识别、保温层破坏导致的温度异常、传感器位置与监测性能的关系等方面的研究仍不够完善。设计了一套埋地输油管道泄漏监测实验装置，通过对足尺寸管道的泄漏模拟，系统研究了管道输送介质温度、泄漏流量、保温层破坏程度、传感器布设位置对分布式光纤传感器监测性能的影响，提出了基于分布式温度监测数据的实时泄漏识别方法。研究结果表明：管内介质与管外土体之间的温度差异是实现泄漏监测的关键，在确定内压和温度条件下泄漏流量对监测效果的影响不显著；为了有效监测不同环向位置的泄漏，建议将分布式光纤传感器布设于管道底部；基于温度监测时间历程数据的B 值识别算法，可以有效区分管道泄漏与保温层破坏的情况，具有较高的识别精度。

元坝气田笼套式节流阀故障及处理措施 [1-7]

袁淋　梁中红　姜林希　权子涵　曾志金

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笼套式节流阀是控制气井产量及集输管网压力的重要部件，通过对其常见故障原因进行分析，研究相应的处理措施，对气井乃至整个气田的平稳生产至关重要。以元坝高含硫气田各采集气井站笼套式节流阀为研究对象，统计了笼套式节流阀外漏、内漏、阀套脆裂、轴承损毁、异物堵塞及阀芯脱落等常见故障现象。结合阀门设计原理、密封原理及外部原因分析，得到故障的主要原因有：密封组件失效、阀芯设计不合理、气体及异物冲蚀、硫沉积与水合物堵塞等。针对故障原因提出了更换密封组件、更换阀门及热水浇淋等处理措施，同时制定了保障备品备件充足、气井工作制度合理、阀芯设计优化、硬质合金涂层材料优化等一系列对策，为降低笼套式节流阀故障率提供一定的理论与实践依据。

表面活性剂/有机碱二元体系对稠油 O/W型乳状液的影响

[1-7]

蒋华义¹　黄娜^1,2　孙娜娜¹　靳凯斌¹　仇栋杰¹　张兰新¹　何凡敏²

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为了在常温条件下有效输送高黏稠油，以分水率和降黏率为主要评价指标，开展稠油乳化实验，系统分析了表面活性剂类型与浓度、有机碱类型与浓度对稠油水包油（O/W）型乳状液的稳定性和流变性的影响规律和作用机理。研究发现：不同类型表面活性剂由于其结构不同，在油水界面上的吸附能力也不同，造成对稠油的乳化能力各异；表面活性剂OP-10与有机碱（EDA、TEOA、TIPA）复配时均可以产生协同效应，且OP-10与TEOA复配体系存在最佳浓度，超过此浓度，乳状液反而变得不稳定；综合分水率、降黏率、经济性、安全环保等特点，确定质量分数为0.75％OP-10与质量分数为0.25％TEOA为优选二元体系，该体系制备的乳状液具有很好的长效稳定性和抗硬水能力，乳状液24 h的分水率仅为29.8％，Ca^₂+摩尔浓度为0.02 mol/L时，乳状液6 h的分水率为19.4％，此研究将为稠油乳化降黏输送技术的应用实践提供理论依据和技术指导。

海洋L形立管系统底部连续气举水力模型 [1-10]

杨晓宇¹　陈泷²　宫敬¹　于达¹　虞维超¹

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为了对海洋L形立管系统底部连续气举水力模型进行研究，基于立管底部连续注气条件，分析L形立管系统内可能发生的两相流动过程，建立了针对下倾管-立管系统严重段塞流工况下立管底部连续气举的一维准稳态数值模型。当前已有模型大多仅适用于下倾管-立管系统典型严重段塞流工况，无法对其他非稳态流动过程进行模拟，该模型能对有回落循环过程、无回落循环过程、非稳态震荡过程及稳态两相流动过程等流动工况下的相关参数进行数值模拟，可以较为准确地模拟得到不同流动类型特征参数随时间变化的规律，且模拟结果与第3方实验数据吻合较好。与Jansen模型相比，该模型的适用性和稳定性更强。基于模型模拟结果和实验数据，分析了注气量对立管底部连续气举效果的影响，以期对海洋立管系统安全稳定流动提供借鉴。

盐岩不溶物膨胀系数的实验研究 [1-5]

甘善甜^1,2　肖意明^1,2　唐娜^1,2　董思成¹　史亚鹏¹　杜威^1,2　程鹏高^1,2　项军^1,2

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中国盐岩矿床主要为层状结构，在水溶造腔建立地下盐穴储库的过程中，溶腔底部会堆积大量不溶物，导致其有效储存体积减小，使造腔成本增加。为计算与评估盐岩不溶物在溶腔底部实际体积，采用化学实验的方法，依据可用于土的膨胀性试验的JTG E4O― 2007《公路土工试验规程》，研究盐岩不溶物在不同硫酸钙质量分数、不同硫酸钙类型、不同温度、不同粒径下的膨胀率。实验结果表明：盐岩不溶物膨胀率与所含硫酸钙的质量分数成负相关，与温度成正相关，与盐岩不溶物粒径成正相关；硫酸钙的类型对盐岩不溶物的膨胀率也有影响，其中二水硫酸钙的含量较无水硫酸钙的含量对不溶物的膨胀率的影响大；温度对同含量的无水硫酸钙的不溶物膨胀率的影响相对于含二水硫酸钙的不溶物膨胀率更明显。研究结果对盐岩水溶造腔建立地下盐穴储库具有重要意义。

转子结垢造成的离心压缩机振动故障 [1-5]

刘明亮^1,2　苏炤兴²

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针对某天然气增压站离心压缩机转子结垢导致机组振动超标并触发停机的故障，利用状态监测技术结合压缩机输气能力变化、内窥镜检测及拆机检修情况对故障机理进行了分析，确定了转子不平衡的原因是叶轮结垢。对叶轮和流道垢层进行了化验和成因分析，验证了故障诊断技术的实用性与有效性，并且提出了加强过滤排污等防控措施，为天然气长输管道离心压缩机同类故障诊断及处置提供了参考。

漠大线软启动跳闸控制泵运行状态的方法 [1-5]

刘龙清　田西宁　吴振宁　唐岩　赵猛

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为了解决定速输油泵软启动跳闸故障导致泵远控运行状态与现场实际不符及延时重启的问题，结合电气设备控制理论和PLC 程序逻辑，建立了一种新的定速输油泵软启动跳闸故障控制泵远控运行状态的方法。其功能主要是利用了漠大线各站场现有软启动设备上的启停状态辅助信号，并将软启动上的该信号上传至PLC 系统，在PLC 系统中编写控制逻辑对软启动的跳闸故障状态进行判断，从而控制定速输油泵机组的高压断路器。使软启动在发生跳闸故障后能够及时分开高压断路器，实现泵机组的远控运行状态与现场状态始终保持一致，并确保软启动跳闸故障发生后不出现延时重启的现象。利用该方法不需要添加任何硬件设备，充分节约了支出成本，有效的消除了因定速输油泵机组软启动跳闸故障带来的安全隐患。

西三线0.8设计系数试验管段试压的可靠性 [1-5]

贾世民

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西气东输三线西段一级地区的某段300 km天然气管道是国内首次采用0.8设计系数，体现了中国管道设计建设水平。设计系数从0.72提高至0.8，管道壁厚减薄，为了保证管道安全运行，需要对管道进行高强度试压。在此提出一种基于可靠性的试压评价方法，采用蒙特卡洛技术进行可靠性分析，将现场实际和极限状态理论模型结合，对设计系数为0.8试验管段进行实际静水压试验。结果表明：逐渐增加的水压使管体试压的失效概率相应增加。

压缩天然气加气站储气井动态安全评估 [1-8]

俞徐超^1，2　梁伟¹　张来斌¹　全恺³

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地下储气井作为压缩天然气加气站最主要的储气方式，其安全性是保证压缩天然气加气站正常运行的关键。为了对压缩天然气加气站储气井进行动态安全评估，提出了一种基于贝叶斯网络的概率化动态安全评估方法：利用Bow-tie模型建立完整的加气站储气井泄漏失效因果逻辑，根据Bow-tie模型与贝叶斯网络的映射关系生成相应的加气站储气井泄漏失效贝叶斯网络；分别计算顶上事件和事故后果先验概率、顶上事件发生情况下的后验概率、防锈漆完全脱落情况下的失效风险以及报警响应可靠性变化情况下的事故后果概率，并利用贝叶斯网络的特性对根节点的敏感性进行分析。动态安全评估结果表明：提高压缩天然气加气站储气井安全性的关键在于降低高敏感性基本事件的失效概率、基于新证据周期性地预测失效风险，并通过提高报警响应可靠性以最大程度降低事故损失。

中俄天然气管道工程黑龙江穿越管道安装设计 [1-6]

毕光辉¹　任文明¹　曹阳²　闫术明¹　周亮³

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中俄天然气管道黑龙江穿越采用内径2.44 m 小断面盾构隧道，安装管道直径为1 422 mm，无法采用在盾构隧道平巷内焊接的常规方法。基于此，设计了针对小断面、长隧道内安装大口径管道的安装方案。该方案在始发井内完成管道组对、焊接、检验及防腐等工作，在接收井内通过牵引设备将管道牵引到接收井一端，实现盾构内管道安装。为满足盾构段管道发送、补偿等需要，研制了适用于工程特殊需要的发送轨道、滚动支座及补偿器等配套设施。经过数值模拟计算和现场试验：该管道安装方案技术可行，可以为小断面、长隧道穿越内安装大口径管道提供可靠的借鉴经验。

材料特性对大型油罐象足屈曲临界应力的影响 [1-5]

石磊¹　帅健²　李京³　许葵²　王晓霖¹

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象足屈曲是大型油罐在地震载荷作用下的典型破坏方式。在国内外规范中，油罐抗震设计公式均基于薄壳的弹性稳定理论，而象足屈曲属于弹塑性屈曲，因此，有必要研究储罐材料特性对象足屈曲临界应力的影响。基于Ramberg-Osgood 材料模型，提出大型油罐象足屈曲的临界应力计算公式，分析材料参数的屈强比、屈服强度以及罐壁环向应力对罐壁屈曲临界应力的影响。研究结果表明：大型油罐发生象足屈曲时，材料幂硬化指数与罐壁屈曲临界应力的关系受罐壁环向应力的影响，环向应力的增大能够有效降低储罐的屈曲临界应力，且屈曲临界应力随着屈强比的增加而降低。当环向应力/屈服强度一定时，材料屈服强度的增加能适当提高罐壁屈曲临界压应力，但效果并不是非常显著。

高含CO₂ 的多相流体系节流效应模型 [1-7]

张大同¹　滕霖¹　李玉星¹　王武昌¹　胡其会¹　李顺丽²　叶晓¹　顾帅威¹

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CO₂ 驱采油过程中，为了保证集输管道的安全运行，必须准确预测其井口节流特性，以防止节流后管道发生冰堵。基于BWRS 状态方程、相平衡原理及热平衡方程，提出适于高含CO₂ 的多相流节流效应模型。该模型在低压（5 MPa 以下）范围内具有较高的精确度，计算结果与Aspen HYSYS软件计算结果对比，误差范围为±1％。研究表明：在模型的适用范围内，CO₂多相流体系含CH₄、N₂、H₂ 这3 种杂质均提高了CO₂-H₂O 多相流体系节流后的温度，其中H₂ 对节流后温度的提升最大。节流温降随气液比的增大而增大，当气液比低于10 时，气液比变化对节流后温度的影响较明显。研究结果对CO₂ 驱油井采出流体节流安全控制与管道冻堵防治具有一定的指导意义。

大落差管道清管冲击的有限元分析 [1-6]

喻军¹　刘浠尧¹　韩勇²　米瑞雪³

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中缅天然气管道云南段沿线地形复杂，多处形成了大落差起伏，给清管作业带来极大的安全隐患。针对大落差管道受清管器剧烈冲击而引起应力集中及变形的问题进行研究，基于有限元法建立清管冲击模型，分析管道受冲击时的动力学特性及在不同内压、清管器速度、土壤性质影响下的受力规律。结果表明：大落差管道受清管器冲击时，冲击力随时间变化曲线呈脉冲型波动；管道内压对清管冲击载荷影响显著，管道最大应力随内压增大而增大；清管器速度对冲击载荷影响较小，基本呈增长趋势，增幅约为10 MPa；土壤性质为软塑性状态时，管道最大应力及变形会显著增大，并出现管-土分离状况。研究结果可为解决起伏地势下大落差管道安全清管问题提供一定的理论依据。

机坪管道积水驱除系统特性 [1-6]

倪玲英　张鲁飞　杨思坤　耿光伟

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机坪管道下部的游离水不仅会降低管输效率，其腐蚀产物还会堵塞管道，影响管道正常工作。利用Fluent 软件对管道油流携带积水的过程进行三维数值模拟，并结合试验对比分析不同工况下油水界面状态，基于等效切应力原理，进一步揭示大管径机坪管道积水后系统的流动特性。研究表明：管道底部积水形态与油相流速和含水量等参数有关，其中前者影响较大；有机玻璃管中积水驱除系统监测的试验结果与数模结果基本相符，为研究大管径的管道特性提供了参考；运用等效切应力原理，进一步研究大管径管道积水的流动特性对机坪管道积水驱除的实际应用具有指导意义。

基于周期性边界条件的Eckardt 叶轮数值计算 [1-4]

曹学文　黎峻材　吴小平　漆家弋　刘宇豪

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湿气增压技术是气田低压高含水开发阶段的常规工艺，具有显著经济效益。由于湿气中溶解盐的存在，现场离心压缩机叶轮结盐问题突出，开展其内部多相流动耦合研究具有重要意义。传统的离心压缩机叶轮内部流动研究对整个叶轮进行网格划分，计算负荷大，多相流动研究难以实现，且无实验数据对比验证。离心叶轮的轴对称特性决定可以采用周期性边界条件降低计算网格数量。Eckardt 叶轮实验资料丰富，以其为研究对象，采用周期性边界条件以单个流道为计算区域，对该叶轮内部流动情况进行数值模拟，并与Eckardt 叶轮实验数据对比分析。结果表明：周期性边界条件模型能够准确地反映叶轮内部的实际流动情况（二次流分布、射流尾迹的产生与发展等），为后续研究叶轮内部复杂流动耦合问题奠定了基础。

温度和不均匀沉降耦合作用下埋地管道力学性能 [1-7]

巴振宁　王智恺　梁建文

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为研究温度和不均匀沉降耦合作用下埋地管道的力学性能，建立管道－地层整体模型，采用有限元分析软件ABAQUS 进行非线性求解。通过间接耦合法实现温度作用和隧道开挖作用的耦合，分别模拟了不同管径、壁厚、埋深条件下的埋地管道应力应变状态，得出在不同影响因素下管道Mises 应力和纵向位移的变化规律。分析结果表明：在温度变化和不均匀沉降耦合作用下，管径和壁厚对埋地管道应力应变状态有较大影响，管径越大，管道Mises 应力越大，纵向位移越小；壁厚越大，管道Mises 应力越大，纵向位移越大；当管道处在隧道上方时，一定埋深范围内，埋深对埋地管道的应力应变状态影响较小，管道Mises 应力和纵向位移随着埋深的增加并无明显变化；管道接口与直管连接处出现应力集中现象，实际运行过程中应注重该部位的检测和维护。

智慧管道站场设备状态监测关键技术 [1-9]

张海峰　蔡永军　李柏松　孙巍　王海明　杨喜良

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以“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的智慧管道建设为背景，探讨了物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术在智慧管道站场设备状态监测领域的应用方式。为满足状态监测的新需求和新模式，提出并研究了4 项智慧管道站场设备状态监测关键技术：信息感知技术、数据存储技术、数据挖掘与智能分析技术、可视化展示技术。基于此设计了4 个层级的设备状态监测平台框架结构，分别为智能感知层、数据存储层、智能诊断层和可视化层。相关研究为智慧管道关键设备状态监测提供了技术方法。

中俄东线天然气管道环焊缝断裂韧性设计 [1-7]

周亚薇　张振永

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中俄东线天然气管道是中国首条大口径、高压力、高钢级的长距离天然气输送管道，管道途经中国东北严寒地区，目前国内缺少类似的工程设计经验。现场环焊缝的断裂韧性是保障管道环焊缝安全的重要因素，目前国内管道环焊缝的断裂韧性主要参照钢管管体焊缝的韧性指标制定，缺乏理论计算和技术支撑。基于断裂力学原理，采用BS 7910-1999《金属结构裂纹验收评定方法指南》中基于适用性分析的工程临界评估方法，针对中俄东线设计工况，通过环焊缝的应力水平和容许极限缺欠尺寸分析，计算得到能够保证焊缝不启裂的临界断裂韧性指标，并结合现行国内外相关标准的规定值，确定中俄东线天然气管道工程的环焊缝冲击功每组3 个试样的平均吸收能应为50 J，单个试样的最小吸收能应为38 J。在保证管道环焊缝安全的前提下，降低了现场施工难度，并为今后类似工程环焊缝冲击功的确定提供了指导和借鉴。

影响西气东输改扩建工程的经济输量界限因素 [1-7]

公维龙　张志方　成渊朝　师书勤　罗天宝　相璟瑞

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为满足西气东输下游用户对天然气用气量的需求，需对近20 座原有站场、干线阀室进行改扩建。鉴于投资计划资金有限，而下游用户需求大，有必要对各改扩建项目的经济输量进行研究。根据改扩建工程的实际情况，选取影响因变量（经济输量）最大的3 个自变量因素（管输费、工程费用、站场定员），借助统计分析软件SPSS，进行多元线性回归分析。结果表明：自变量和因变量之间存在高度线性相关关系，并得到了两者之间的多元线性回归模型。该模型可用于改扩建项目的项目建议书和可行性研究阶段的经济评价工作，能够快速预测各改扩建项目的经济输量，并对其进行排序，为筛选项目、快速决策提供了数据支撑和理论依据。

川气东送管道首站压缩机启用影响模拟 [1-4]

丁锋

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研究首站启用后单台压缩机故障停机时上游集输管网系统压力与流量的波动情况，有利于保障集输管网的安全运行。基于川气东送管网系统上下游集输管网概况，采用SPS 软件模拟了首站单台压缩机故障停机对上游系统产生的影响。根据模拟结果，当首站一台在用压缩机紧急故障停机时，将影响净化厂及集输管网的压力和流量，并引起另一台压缩机流量增大、压力降低，从而影响整个川气东送管网的正常运行。同时可能引起净化厂整个净化装置系统压力波动，造成整个气田关断停车。据此提出在首站增加放空设施的安全运行措施，通过安全联锁泄放保证管网压力平衡，降低对另一台压缩机的影响，从而保证整个川气东送上下游管网安全正常运行。

中国海油一体化企业智慧管理平台建设 [1-10]

曹闯明　黄亦星　刘荣　董绍华

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随着物联网、云计算、大数据等新技术的发展，为了满足国家推进信息化和工业化高层次、深度结合的迫切需求，企业智慧平台成为企业转型升级的关键要素。以中海石油气电集团有限责任公司信息管理平台开发为例，按照厚平台、易应用的建设原则，提出了三维空间交互的企业智慧平台的架构。基于管道数据融合、三维应急决策支持技术，开发了生产数据采集、智慧视频监控、安全生产运营管理与移动应用、节能管理智能化等智能系统；基于物联网、云计算、大数据及移动应用技术，开发了厂/场级无线网络系统、总部级节能减排系统，建设数据中心，集成了云架构监控支持平台。该平台具有科学性、先进性、智能化的显著特点，通过工程实践表明：企业智慧平台可全面推动企业生产方式和管控模式的改变，提高企业安全环保、节能减排及绿色低碳水平，并提升劳动效率、生产效益。

电驱压缩机组控制系统的整合 [1-6]

唐小江

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近年来，长输管道压气站变频器、同步电动机、离心压缩机等电关键设备供应日趋多元化，品种多样，电驱压缩机组的不同设备整合控制难度加大。针对经常出现的控制系统调试整合问题，应用系统分析、理论推导、数据统计方法，阐述了电驱压缩机组控制系统的结构原理，分析了压缩机及电机等设备主要运行参数的影响因素，并据此制定了可靠的解决方案：对变频器进行电流限制，对压缩机负载进行控制；增加自动判别辅助设施功能是否达到要求，强制在某一时间进行系统对时。在西气东输压气站的应用效果较好，实现了电驱机组过负荷保护控制、一键启机和时钟同步，为压缩机组运行管理和检查维修优化创造了有利条件，满足天然气管道系统高效率灵活运行的需求，可在后续压缩机调试中应用。

微振动圆管外覆凝结液膜脱落的动态特性 [1-8]

王海琴　李伟　张雷　张足斌

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为了提高真空相变加热炉换热管外蒸汽膜状凝结换热效果，引入微振动激励打破管外覆凝结液膜的受力平衡，促进液膜快速脱落。运用FLUENT 动态网格技术，对在简谐振动作用下单圆管外覆凝结液膜脱落的运动特性进行模拟研究，分析了振动参数对管外液膜覆盖率的影响。结果表明：与静止圆管相比，振动圆管具有更薄且扰动更剧烈的边界层，并发生交替斜向绕流，加强了对液膜的破坏作用；振动大大加快了外覆凝结液膜的脱落，施加微振动后圆管外覆凝结液膜开始破口时间远远快于静态下的106 ms，而且凝结液膜脱落时效随着振幅和频率的增大而加快。研究的应用可以大大提高真空相变加热炉的加热效率。

油气管道智能化运行解决方案的思考 [1-8]

徐波　李博　宋小晖　兰浩　段林杰

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基于管道行业自身业务特点，明确其智能化运行实质，寻找有效方法，提升管道行业的智能化水平，最终实现全网优化运行已经成为油气储运工程领域亟待解决的关键技术难题。通过深入分析其他工业领域的智能化实践，明确其共性，结合管道运输行业自身特点，提出了管道智能化运行的内涵。针对如何将智能化技术深度融合于实际管道的运行中，以用户用气规律预测为例，提出了基于深度学习和时间序列分析的方法，提高了预测精度；提出了基于神经网络算法，通过与现场运行数据相结合，为设备故障诊断提供了有效的工具；通过优化算法，实现了PID 调节的突破。基于上述，提出建设虚拟的油气管道智能化测试平台，将信息流与管道业务深度融合，并引入智能算法，为管道智能化运行提供解决方案。

中国地下储气库建设的机遇与挑战 [1-6]

雷鸿

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地下储气库是国际公认最经济有效的天然气季节调峰手段。中国地下储气库建设进度缓慢，储气调峰能力不足已成为制约中国天然气发展的瓶颈因素。介绍了中国地下储气库发展现状，分析了天然气行业在新形势下的发展特点、需求、方向，结合欧美地下储气库的发展经验和中国现行的行业政策，总结了中国地下储气库发展的机遇和挑战，并提出从政府、企业和社会公众等多个方面努力，构建储气库市场化的建设和运营机制，完善天然气产供储销体系，形成良性的天然气发展机制。

批次需求型成品油管道批次计划优化 [1-6]

陈海宏　左丽丽　吴长春　刘鸣　王莉　刁逢

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对于大多数成品油管道，制定可行的批次优化计划往往需要考虑管道类型多变、站场作业方式多变、各类工艺约束等诸多要求。以批次需求型成品油管道为研究对象，选取管道沿线所有管段运行流量整体平稳性最高作为目标函数，综合考虑批次跟踪、管段流量、中间站分输与注入、末站分输、站场需求等约束条件，采用离散时间表达方式建立了管道中间站批次计划优化的混合整数线性规划（MILP）模型。以某成品油管道为例，选取8 h 为时间步长离散计划期，利用CPLEX 软件计算获得管道中间站批次计划最优方案。优化结果表明，利用所建立的MILP 模型产生的批次计划具有较强的可实施性。

液-液两相流中共直线液滴运动聚结特性 [1-6]

王宇岑　国丽萍

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液-液两相流理论研究多集中于液滴群在反应器内的宏观动力学行为，对于微观下液滴与液滴相互作用机理研究尚不彻底。为了研究油水两相流中共直线上升的双液滴（油滴）之间的相互作用，基于液-液两相流理论，运用comsol 仿真软件中Cahn-Hilliard 方程的相场方法建立了液滴运动模型。模拟了液滴间距离、液滴粒径、两相物性参数等对双液滴间相互作用的影响规律，分析液滴之间的尾流对液滴聚结的影响。结果表明：先行液滴的尾流影响跟随液滴的上浮速度，从而促使两液滴发生聚结，随着液滴间距离的增大，影响减弱，且液滴粒径越大、黏度越小，聚结时间越短。研究结果为更复杂的液-液两相流体系研究提供了参考。

油气管道判废方法研究进展 [1-7]

贺娅娅　甄莹　曹宇光

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中国早期建成的油气管道存在老化严重、故障频繁、运营成本高等问题，为了提高其安全性和经济性，必须对老龄化管道进行判废考量。通过调研国内外油气管道判废的研究现状，提出了科学的管道判废方法应当由判废评价模式、判废指标体系、判废评价方法和判废准则4 部分组成；可从适用性、完整性、风险性、经济性及合法性量化油气管道的判废程度，建立管道判废评价模式及其对应的关键指标；根据常规的判废评价方法的特点，分析了现有的4 种常用判废方法的优势和不足，推荐了不同判废评价模式可以采用的评价方法，为建立科学、系统、合理的判废方法提供依据。

光纤监测技术在盐穴储气库溶腔过程中的应用 [1-4]

李海伟　何俊　张幸　兰天　李梦雪

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国内盐穴储气库溶腔过程中为保证腔体形状和腔体侧溶，会在腔体顶部注入柴油，若溶腔过程中油水界面位置不精准或失控，将会造成腔体顶板溶蚀、腔体形状不受控制、腔体体积损失和生产套管鞋处溶穿等问题，腔体稳定性遭到破坏，直接影响储气库的经济效益和运行安全，甚至导致腔体报废。传统工艺利用中子测井方法监测油水界面，作业程序较复杂、费用高且无法实现连续监测。利用腔体内柴油和卤水比热容不同的物理性质，研发的光纤测油水界面技术及其工具（光纤油水界面仪），应用于金坛储气库8 口溶腔井，实现了在不停产的情况下对油水界面位置深度的连续监测。现场试验应用表明，该技术具有连续监测、精度高、费用低和操作简便等优点，目前该技术已在金坛盐穴储气库全面推广应用。

西气东输三线中段工程地质灾害防治设计 [1-5]

唐培连　刘刚　程梦鹏　车文侠

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西气东输三线中段工程地形地貌多样，地质条件复杂，尤其是陕西秦岭和江西武功山这两个地区，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发育，严重威胁了管道的安全运营。基于此，对该工程地质灾害进行了针对性治理：①考虑施工诱发的地质灾害点，做到主动防治；②核算横坡段管沟边坡稳定性，对不稳定管沟边坡进行治理；③先进行地灾治理，后进行管道施工。实际应用表明：这些防治措施可有效地减少地段人为诱发地灾的数量，降低危害，真正实现了主动防治的目的.

单相输油管道蜡沉积研究进展 [1-8]

娄博文　王鹏宇　徐硕　陈雁　刘慧姝　段纪淼

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含蜡原油在管道输送过程中的蜡沉积问题突出，将严重威胁管道的流动安全。从蜡沉积机理、蜡沉积试验装置及蜡沉积模型角度，介绍了国内外蜡沉积问题的最新研究成果，阐述了蜡沉积厚度测量的新方法，着重分析了原油温度、流速对蜡沉积厚度、沉积层中含蜡量的影响，并且介绍了蜡沉积模型的研究进展。根据输油管道蜡沉积研究现状，提出输油管道蜡沉积问题研究应从蜡沉积机理入手，结合环道试验装置，分析蜡沉积试验特性，同时应该考虑原油析蜡后表现出的非牛顿特性对蜡沉积的影响，这对研究输油管道蜡沉积问题，保证含蜡原油管道的输送安全，提高输送效率具有重要的工程意义。

复杂环境下20^#钢的腐蚀失效性分析 [1-7]

唐世春　李雅娴　代维　赫文博

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为深入了解20# 钢在复杂环境下的腐蚀失效情况，明确腐蚀失效的主控因素，以塔河油田混输管段为例，采用宏观分析、化学成分分析、拉伸性能和金相组织分析、扫描电镜及能谱分析、X 射线衍射（XRD）分析等方法对其进行了失效分析。结果表明：该管段腐蚀穿孔的主要原因是由腐蚀介质所引起的电化学腐蚀，腐蚀产物主要为FeCO3、FeS、FeOH·H2O 等，管道输送介质中的Cl-、H2S、CO2、O2 是造成腐蚀穿孔的重要成分，其中H2O 是腐蚀的载体，CO2 影响最为显著，其次是H2S。同时，由于该油田采出液“五高一低” 的特点，使管件有较强的腐蚀结垢特性，随后通过室内有无沉积物覆盖下的点腐蚀试验，进一步确定了管道沉积物对管道腐蚀失效的影响及规律，为今后金属管材的腐蚀控制提供了技术支撑。

油气管道滑坡灾害危险性评价指标体系 [1-7]

冼国栋　吴森　潘国耀　谭超

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中国石油西南管道穿越区地质环境条件复杂，地质灾害频发，近而导致管道事故时有发生。为了实现管道滑坡灾害危险性的定量评价，以西南管道沿线64 处典型滑坡为例，通过灾害影响因素分析，初步确定评价指标体系备选指标因子，利用贡献率模型，通过样本统计，分析滑坡灾害影响因子的敏感性大小。按照敏感性大小将影响因子划分为3 级，最终保留中、高影响因子中可以通过野外调查手段获取的坡度、坡面形态、土体类型、历史滑塌、现今变形、土体状态、滑体厚度、降雨、地震烈度等9 个因子，构建单体管道滑坡灾害危险性评价指标体系。

基于离散时间的成品油管网中转油库调度优化 [1-6]

王莉　吴长春　左丽丽　陈海宏　黄燕菲

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中转油库是成品油管网的重要组成部分，在已有文献中，关于成品油管网调度问题的研究，主要集中在各管道批次计划调度方面，未考虑中转油库的油罐收发油调度。针对中转油库的收发调度问题，在完成计划期内油库上下游的收发油任务的前提下，以油罐的切换操作次数最少为目标函数，建立离散时间MILP 模型。该模型尽可能的考虑了油库调度的各种约束条件，包括物料平衡约束、油罐的操作规则、油库的拓扑结构和油罐收油后静置约束等。以某油库为例对该模型进行测试，结果表明，该模型可以在较短时间内获得全局最优解，对成品油管网中转油库调度工作具有重要的指导作用。

气液两相流管束分离器数值模拟与实验验证 [1-6]

孙媛　曹学文　梁法春　孙石涛

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由于气液两相流分流分相法计量分离器存在结构复杂、液位难稳定等特点，设计加工了一种新型气液两相流管束分离器，通过数值模拟得出不同气、液相折算速度及不同流型入口条件对管束分离器分离效果的影响，并进行实验验证，对分离器的工作性能进行评估。结果表明：在分层流、段塞流、环状流流型条件下，分离器内气液分离效果较好，且分离器内气液相界面保持稳定，维持在分离器中部。实验验证可知：当气相流量在50~1 500 L/min、液相流量在50~2 400 kg/h 范围内时，分离器内气液相界面保持稳定，分离误差均在±2.5％以内，计量效果较好，与模拟结果非常吻合。设计的管束分离器结构简单、工作液位稳定，为两相流分流分相法计量分离器的设计提供了参考。

低含液率高压天然气节流过程数值模拟 [1-7]

王振涛　刘刚　陈雷　何勇　高龙　田智　肖智光　周光亮

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针对低含液率高压天然气节流过程易发生节流阀堵塞进而引发连锁关井问题，采用Fluent 软件建立低含液率高压天然气节流过程的三维模型，分析液塞长度、持液率及液相黏度对节流阀压差和超压时间的影响。结果表明：液塞长度、持液率及液相黏度均对气液两相流场产生较大影响；在低含液率高压天然气节流过程中形成的液塞会极大地阻碍气相的运动，造成节流阀两端压差迅速升高，压差峰值随液塞长度和持液率的增加呈指数增加，随液相黏度的增加呈线性增加；超压时间随液塞长度和液相黏度的增加呈线性增加。

露天采矿爆破对中缅油气管道振动的影响试验 [1-6]

张景华　刘钟阳

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长输油气管道周边存在许多与天然气管道保护法冲突的采矿点，常规方法是关闭采矿点或管道改线，但在一些特定情况下以上方法是不经济的。结合中缅油气管道与昆钢嘉华水泥厂采矿爆破的振动测试、现场爆破振动衰减模拟试验及非线性回归计算，获得振源与管道不同空间位置时的爆破振动衰减规律。提出当大中型采矿区与长输管道距离不满足《中华人民共和国石油天然气管道保护法》要求时，可以通过相应的技术措施消除爆破振动对管道的危害从而为类似长输管道工程安全评估提供参考。

输油管道环焊缝超声波内检测信号识别技术 [1-5]

沙胜义　项小强　伍晓勇　冯庆善　赵光志　张海亮

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环焊缝开裂是输油埋地管道的主要失效形式之一，严重威胁着管道的安全运营。如何准确识别和量化环焊缝缺陷，建立统一的内检测精度要求，是目前国内外管道内检测公司所面临的难题。基于现有的轴向裂纹超声波内检测技术，研发适用于环焊缝平面型缺陷的内检测技术成为解决该难题的可行方法之一。通过研制超声波内检测器，并根据多次全尺寸管道牵引试验和实际管道的检测结果，建立了环焊缝缺陷超声波检测识别和尺寸量化模型，与漏磁内检测及现场环焊缝缺陷开挖结果进行对比，验证了该检测器的检测精度。结果表明：超声波内检测能够检测出漏磁内检测未发现的严重的环焊缝平面型缺陷，但缺陷识别精度和尺寸量化模型需要更多的开挖验证数据进一步完善。该缺陷识别和量化模型的建立可为超声内检测技术的应用与发展提供借鉴。

金坛盐穴储气库地质力学评价体系研究进展 [1-9]

陈加松　李建君　井岗　敖海兵　刘春　王元刚　付亚平

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基于盐穴储气库所在目标地层的地质特征、物性参数及运行参数等，建立盐穴储气库的地质力学模型对盐穴围岩响应规律进行研究，是目前盐穴储气库运行参数优化及安全评价的主要方法之一。通过对盐穴储气库地质力学评价中的岩石力学参数获取、地质力学模型建立及安全评价指标体系方面的国内外研究进展进行综述，并结合金坛盐穴储气库实际情况，对盐穴储气库地质力学评价体系的应用效果进行了验证。同时，根据金坛盐穴储气库后期发展面临的技术难题，对盐穴储气库地质力学评价体系进行了展望。

沥青及重质燃料油罐区计量系统 [1-5]

王大伟　陈喆　胡艳辉　朱生旗　张宏伟　赵蕊　史倩　赵圣

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由于沥青及重质燃料油温度高、黏度大，增加了储罐计量工作的难度，成为制约精确计量和经济分析的障碍。以缅甸油库沥青及重质燃料油罐区计量系统为例，结合现场实际情况，从系统的配置、工作流程等方面，详细分析了罐区计量系统的组成部分，阐述了整个计量系统的计量原则，完成了计量过程的数据采集、处理和传输数据至上位系统等功能。通过对常规计量方式的改进，较好的解决了沥青及重质燃料油罐区精确计量和特定工艺流程控制等问题。监视罐内产品数据有助于确保用于财务报告、生产计划及时间安排数据的准确性，也对类似油库罐区监控自动化建设具有借鉴意义。

FLNG 填料塔内气体分布器适应性的实验研究 [1-9]

唐建峰　金新明　周军逸　杨文刚　崔健　张豪杰

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填料塔作为现代化工工艺生产中一种不可或缺的处理设备，其性能在一定程度上受到气体分布器的影响，均布效果优良的气体分布器可在一定程度提高填料塔的吸收效果。双切向环流式气体分布器因其压降低、液沫夹带量小、气体分布效果较好的特性而被广泛应用于填料塔内。以双切向环流式气体分布器为研究对象，分别选取静止状态和16 s 周期下横摇、纵摇、艏摇8°及横荡、纵荡、垂荡150 mm 的工况进行实验研究，对海上晃动条件下FLNG（Floation Liquid Natural Gas）填料塔内气体分布器适应性研究结果表明：在6 个自由度晃动中，除横荡工况下气体分布不均匀，其系数较静止时增加3.03％，其余晃动工况对气体均布有一定的促进效果，故气体分布器在FLNG 填料塔内的设计可与陆上保持一致。

高压大流量天然气计量检定站系统工艺技术 [1-6]

徐明　闫文灿　陆玉城

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目前，中国已建成的高压天然气检定站中，原级标准装置所采用的方法只有质量时间法（mt）一种，国家石油天然气大流量计量站武汉分站通过研究工艺流程、标准装置的组成和技术指标、天然气流量量值传递和溯源方法，建立了以高压活塞体积管法（High Pressure Piston Prover，HPPP）为原级标准装置的高压天然气计量检定站，形成了完整的系统配套技术，完善了天然气流量量值溯源和传递体系，促进了中国天然气计量水平的进步；通过与国际上现有高压天然气原级标准技术指标的对比，给出了原级标准装置的测试数据和评价结果，表明武汉分站的原级标准达到了国际先进水平。

地下盐穴储气库周期注采运行稳定性分析 [1-6]

王粟　武志德　王汉鹏　朱华银　李正杰

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地下盐穴储气库库容量大、运行时间长、注采运行频繁，针对储气库周期注采运行的稳定性分析至关重要。以国内某地下盐穴储气库为工程背景，根据实际注采运行数据，利用Flac3D 有限差分软件模拟了注采运行过程，通过分析盐岩扩容损伤、塑性区分布、水平位移、体积收缩率，得到了盐岩性质、矿柱稳定性、注采气对腔体稳定性的影响。结果表明：在7 年的周期注采后，盐腔周围未发生扩容损伤破坏，安全系数大于5；两腔之间矿柱塑性区未发生连通，矿柱稳定；盐腔体积收缩率最大为1.78％，腔体的年体积收缩率符合安全标准，储气库处于稳定状态。

俄罗斯油气管道穿越小型河流的防冲刷做法 [1-5]

王全宝　黄丽丽

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针对小型河流区域油气管道穿越段的安全性问题，以俄罗斯车里雅宾斯克至彼得罗夫斯克的天然气管道为例，分析小型河流穿越段的特点及防护弱点，介绍了俄罗斯在小型河流穿越段水工保护方面的一些经验，重点分析了常用的抛碎石、网垫、地锚、石笼网、防护板等结构的优缺点，总结了小型河流穿越段防冲刷设计的要点，为设计抗冲刷性好、可靠、易施工的水工保护方法提供参考。

金坛盐穴储气库JZ 井注采运行优化 [1-8]

陈加松　程林　刘继芹　李建君　李淑平　汪会盟　井岗

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JZ 井是金坛盐穴储气库第一口先导性试验井，目前已投产5 年。基于最新声呐测腔及力学特征分析，JZ 井目前注采运行方式无法满足腔体稳定性要求，腔顶发生垮塌。利用有限元数值模拟软件对JZ 井最新腔体形状进行了注采运行方式优化和力学稳定性评价分析。注采运行压力由原先的7~17 MPa 优化至10~17 MPa；最低运行压力的停留时间由概念化做到量化，不超过10 天；每年进行6 次调峰可以保证腔体运行安全；腔体运行单日压降控制在0.5 MPa 以内，采气速率控制在50×104 m3/d。针对不同腔体形状优化设计相应运行压力范围及条件，对于保证金坛盐穴储气库安全运行及精细化管理具有重要意义。

天然气管道多部件设备成组维修模型 [1-7]

张志霞　赵乐新　庞嘉良

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针对天然气管道系统多部件设备维修不合理的现象，为了有效改善系统的维修费用和可用度问题，引入多部件设备成组维修策略，以此为基础判断各部件是否需要进行预防性维修或更换。根据界限滚动方法，以系统总维修成本节约最大化为目标，考虑维修环境的变化，以有限的维修人力资源为约束条件，在保证系统运行最低可利用率的基础上，建立了天然气管道系统多部件设备成组维修模型，为确定最佳的成组维修策略提供理论依据。结合具体应用实例，整合Multifit 算法和遗传算法进行仿真，求解出天然气管道系统压缩机中各部件的最优成组维修计划。结果显示，所构建的模型能最大限度的节约维修成本、合理的进行维修分组及确定最佳的维修时间。

W/O 型含蜡原油乳状液触变特性 [1-5]

国丽萍　李文博　王宇　李文竹

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海上油田多产高含蜡原油，W/O 型含蜡原油乳状液是油水混输管道输送介质的一种常见存在状态，其触变性是管道停输再启动计算和可泵性评价的重要基础资料。滞回环是物料触变特性表征方法之一。以应力线性增加又线性减小形成滞回环的加载模式研究了W/O 型含蜡原油乳状液凝点温度附近胶凝状态的触变特性。结果表明：W/O 型含蜡原油乳状液胶凝体系表触变性的强弱不依赖于加载条件，随含水率的增加，滞回环面积减小，触变特性减弱，表征结构恢复的滞回环面积比减小，胶凝体系结构恢复程度变弱，这是由于分散相液滴的存在，阻碍了蜡晶空间网状结构的恢复。

火炬自动控制系统隐患及改造 [1-4]

王继光　毛伟　杨春慧　刘培峰

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为确保液化天然气接收站放空火炬安全平稳的运行，对火炬自动控制系统进行安全隐患分析，针对火炬长明灯熄灭报警延时、火炬点火电极绝缘性检测等问题提出了切实可行的实施方案，避免火炬故障期间可燃气体放空引起安全事故；建议增加燃料气低流量报警和凝液罐高液位联锁，对火炬单元异常工况进行提前判断和预测。并且针对青岛LNG 火炬单元的实际情况，根据改造后的工艺状况提出自动热备切换的方案。以上火炬控制系统安全隐患的分析和改造能够确保火炬单元更加稳定可靠的工作，避免异常工况的发生。

液体管道进出站高压报警临界值设定方法 [1-7]

王海清　陈韬婕　黄玖来　乔丹菊

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操作压力是长输液体管道系统运行的关键工艺参数，操作压力过高会造成管材管件的强度破坏，过低则会使管道失稳变形或影响泵机组的正常工作。通过分析管道水击压力的波动曲线并模拟计算管道压力变化率，进而根据输送介质理化特性、保护措施、报警系统和操作员性能等关联因素计算获得报警响应时间和液体管道进出站压力限定值，确定液体管道进出站高压报警阈值的量化计算方法和流程，确保压力报警成为有效降低液体管道事故的安全措施

管道内检测器低频跟踪定位方法 [1-7]

杨理践　申晗　高松巍　刘斌

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为明确管道内检测器在油气管道中的运行位置，采用低频跟踪定位系统对管道内检测器进行实时监测。以电磁对偶原理为基础，利用偶极子模型研究了低频跟踪定位系统发射线圈的工作机理，低频跟踪定位系统发射线圈在近区场内不向外辐射能量，发射机和接收机通过发射线圈产生的磁场建立联系；利用ANSYS Maxwell 仿真软件对发射线圈磁场分布特点进行建模仿真，发射线圈磁场在轴向和径向的磁场分布具有对称特性。试验结果表明：接收线圈输出信号特点与发射线圈磁场分布仿真结果具有很好的一致性；基于低频发射线圈磁场分布特性为原理的低频跟踪定位系统定位精度可达±5 cm，满足实际工程需求。

LNG-FSRU 中间介质再气化工艺优选 [1-8]

李冉　王武昌　朱建鲁　李玉星　张连伟　叶勇　郑美娟

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LNG 浮式储存与再气化装置（Floating Storage Regasification Unit）的建设周期短、装置灵活性高，其再气化模块是LNG-FSRU 的重要功能模块，中间介质气化器（Intermediate FluidVaporizer，IFV）则是LNG-FSRU 关键设备之一。基于LNG-FSRU 中间介质再气化工艺现状，选择4 种中间介质和2 种加热源进行组合，确立8 种再气化工艺流程，利用Aspen HYSYS 软件建立再气化工艺流程模型，对再气化工艺进行敏感性分析。模拟结果表明：丙烷作为中间介质的整体式海水加热再气化工艺所需的海水流量及丙烷循环量较低，气化器结构紧凑、经济性好，其可作为LNG-FSRU 再气化工艺的首选；当海水温度较低时，可采用海水和蒸汽联合加热的再气化方式。研究结果可为LNG-FSRU 再气化系统的设计提供参考。

多构型RB211-24G 燃气发生器试车控制系统升级

[1-5]

赵洪亮　刘超　王朋飞　拜禾　刘培军

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为了实现多构型RB211-24G 燃气发生器试车，提出了升级压缩机组维检修中心试车台控制系统的方法。根据试验结果确定了VIGV 控制系统的归零电流和PID 参数，通过静态方法和动态方法验证了参数的可靠性，保障了可调静子叶片稳定运行；优化了排气温度热电偶接线的方法，节省了试车备件采购投资，并大大提高了试车工作效率。通过多构型燃气发生器的生产试车，验证了升级后试车控制系统的可靠性和兼容性，解决了试车台与不同构型机组不兼容的问题。

金坛盐穴储气库精细造腔腔体体积优化 [1-6]

齐得山　李建君　赵岩　刘春　王元刚　李淑平　刘继芹

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为了充分利用金坛盐矿区有限的盐矿资源，使整个库区盐腔的总体积最大化，需要从金坛储气库正在造腔的井中，筛选出直径可适当增大的盐腔，并优化腔体体积。首先排除即将完腔的、严重偏溶的、临腔最小矿柱比小于2.3 的3 类直径不可增大的腔体，然后再通过临腔腔体评价，从金坛库区26 口正在造腔的井中筛选出10 口腔体，确定最大直径后，重新对腔体体积进行模拟。优化后，10口腔的总体积约增加了26×104 m3，不仅充分利用了盐岩资源，而且降低了造腔成本，为今后其他盐穴储气库的建设提供了理论指导。

中亚D 线与欧美天然气管道工艺及自控水平差异对比 [1-7]

徐建辉

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为了提高中亚D 线工艺及自控水平，保证管道安全、平稳、高效运行。基于高水平国际咨询公司ILF 对中亚D 线工艺及自控水平提出的审查建议，从设计理念、风险评估、岗位设置原则、ESD分级、调控中心功能定位、与各国段及气源国间数据共享等方面，对比分析了中亚D 线与欧美天然气管道在工艺及自控水平的差异，结果表明：最主要的差距体现在设计理念方面。重点分析了中亚D 线17 个子系统，虽然总体设计水平与欧美差距不大，但是在实施过程中尤其是对于复杂的压缩机和发电机系统来说，实际情况与设计期望值相比出现了不小的偏差。最后，提出了相应改进措施及建议，为国内天然气管道工艺及自控设计水平提升提供了很好的借鉴意义。

输气站场T 型三通流噪声研究 [1-6]

李钦　马志荣　祝守丽

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天然气在管内流动时，受湍流、涡流等影响，极易产生流噪声，三通是管道系统必不可少的组成部件，对其噪声变化规律进行深入研究尤为必要。通过建立T 型三通三维实体模型，基于FW-H声比拟理论，利用ANSYS Fluent 自带的FW-H 模型，对不同进出口组成T 型三通流噪声的变化规律进行模拟计算分析。当介质在三通内流动时，在近壁面涡流的作用下产生较高等级的流噪声，易对站场工作人员造成严重的身心伤害；当只有一个水平出口时，T 型三通内流噪声等级最高，且超出国家规定的70 dB 的范围；通过改变不同进出口组合，可以有效地降低T 型三通流噪声声压等级。数值计算结果为站场三通流噪声防控措施的研究提供了一定的理论依据。

西气东输干线燃驱压缩机组故障停机分析及建议 [1-6]

刘白杨　王宁　陈旭升　尚国涛　刘超　王猛

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随着中国天然气长输管道的不断发展，燃气轮机驱动的天然气压缩机被广泛应用于管输天然气增压。对2006-2017 年西一线、西二线、西三线及轮吐线的15 个压气站共39 套RR 燃驱压缩机组的故障停机数据统计，计算可用率、可靠性、平均无故障运行时间、千小时故障停机次数等指标，归纳分析各类故障的发生频次、产生原因及部位，统计故障分布图，并总结发生概率较高的故障。统计结果表明，控制系统及辅助设备故障是造成管道压缩机组故障停机的主要原因。针对几类高频故障，结合运行维护经验分析其原因，并提出解决措施，有助于减少不必要的故障停机，提高机组运行稳定性，保障安全可靠生产。

成品油管道混油进罐掺混实验 [1-6]

郑劲　王大鹏　赵佳丽　支树洁　张运雷　阎涛　崔秀国　霍连风

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生产上对柴油和汽油顺序输送的批次通常采用固定比例切割，但有些管道在切完第2 刀后，仍有较长的一段混油。通过混油掺混室内实验和混油进罐现场实验，针对65 ℃ 0# 柴油推93# 汽油的混输管道，在完成混油切割第2 刀之后，分别将后行油品切入空罐、切入闪点一致的纯净柴油罐、切入含有不同闪点柴油的纯净油罐情况进行计算分析，得到罐内油品达到合格时的体积量。结果表明：后行油品切入空罐时，罐内油品量达到600 m3 时油品合格；切入存油为50 m3、100 m3 同一闪点纯净柴油罐，罐内油品量达到530 m3、450 m3 时油品合格；切入存油为60 ℃纯净柴油罐，切入量会稍大；切入存油为70 ℃，切入量会减小。实验结果对混油切割有一定指导作用。

鱼龙岭接地极单极运行对天然气管道的影响 [1-6]

谭春波　许罡　许明忠　夏祝福　覃慧敏　阮景红　葛彩刚　路民旭

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在高压直流输电线路进行调试或发生故障的情况下，直流输电系统采用单极大地回路电流运行方式，接地极有几千安培的电流流入、流出，会对周围金属结构物造成直流杂散电流干扰。在鱼龙岭接地极单极大地回路运行时，不同接地极入地电流下，测试受干扰管道不同位置的电位分布和变化，分析广东省天然气管网有限公司一期天然气管道受干扰的影响情况，同时通过测试采取措施后，干扰电位的变化，分析缓解措施的效果。通过电位分析，得到接地极入地电流对管道的影响规律：管道的干扰电位和接地极的入地电流成比例关系；管道受到干扰时，管道极化电位明显超过标准要求，管道存在腐蚀和氢脆的风险，同时绝缘接头位置为风险点；在高压直流输电线路单极大地回路运行时，管道干扰电压达到140.5 V，管道存在人员和设备风险；采用站内接地网作为缓解措施，对连接点位置管道有明显缓解作用，对远离接地网的连接点位置有负面作用。

不同应力状态下大直径管道超声波传输规律 [1-7]

赵瑞华　李玉坤　林浩然　邰军　白桦　管志伟

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在服役状态下的大直径管道内部存在较大应力，严重影响着管道的抗腐蚀能力、抗疲劳强度等性能，因此实现对其内部应力的在线监控至关重要。基于单向及两向应力状态下超声纵波声弹性理论，通过设计二维平面应力超声纵波测试系统及薄膜应力测试施力装置，进行了单向及两向应力状态下声弹性效应实验，验证了理论的准确性。目前工程上主要应用单向应力状态下的声弹性理论测量管道应力分布，但对比两种应力状态下声弹性理论方程可知，单向应力状态下的声弹性方程忽略了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响，基于此，进行了一系列探究实验，得出了应力方向与声波传播方向之间的夹角对应力测量的影响规律。

基于供给侧的天然气市场调节研究进展 [1-7]

袁梦　梁永图　王博弘　张浩然　王博　赫曼求　王艺

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合理规划天然气供给系统是天然气市场调节的重要组成部分，有利于推动天然气行业供给侧改革，实现天然气产业可持续发展。天然气供给系统与天然气价格及需求紧密相关，通过对国内外相关研究成果进行调研，总结了全球范围内天然气价格波动的长期及短期影响因素，归纳了天然气需求量波动影响因素及预测方法。详述了近年来天然气市场多主体分析的主要研究成果，并依据输入参数类型梳理了国内外天然气供给链系统规划模型的最新进展。最后结合天然气市场调节系列

问题的研究现状，提出了从供给侧出发的天然气市场调节思路，以期对中国天然气市场有效调节提供借鉴。

油气管道山地管沟施工技术 [1-6]

李洁　张展　张韬　王喆　张亚琴　侯安宇　谭哲

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随着石油、天然气管道事业飞速发展，陆上长输管网形成了一定规模。为进一步完善长输管网系统，施工单位将要面临更高难度的施工作业，山地长输管道施工将常态化，其中山地管沟开挖是山地长输管道施工中的重点和难点。以西三线东段5 标段管道工程为例，深入分析管沟沿线的地质和地貌情况，针对山地管道管沟开挖施工技术的要点和难点，做出了不同地质条件下应采用不同的管沟开挖方法的分析和论述。最后提出了有利于提高管沟开挖效率，提升管沟成型效果的建议。

管道压电超声腐蚀内检测技术研究进展 [1-5]

杨金生　邱城　高辉明　邱长春　李振北　李岩　田瑜

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压电超声腐蚀内检测技术具有检测灵敏度高、能够直接对腐蚀缺陷进行深度量化等优点，因而在液态在役管道的腐蚀检测方面得到了广泛应用。通过分析管道压电超声腐蚀内检测技术的基本原理，总结了国内外压电超声腐蚀内检测技术的发展现状，并列举了现阶段国外知名检测公司三种较先进的压电超声腐蚀内检测器的产品性能、特点，进而指出了压电超声腐蚀内检测技术未来的发展方向，为我国管道压电超声腐蚀内检测技术的发展提供参考。

基于GIS 的冲积扇油气管道面流侵蚀危险性评价 [1-6]

吕擎峰　王庆栋　王生新　周刚霍振升

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面流侵蚀是油气管道穿越冲积扇的重要地质灾害类型之一。为了评价面流侵蚀对油气管道危险性大小，获取灾害点抗冲性、渗透性、休止角、水量、坡度、管道与沟道位置关系6 类指标因子，基于ArcGIS 提供的CASE 工具建立UML 模型。利用该模型，建立冲积扇油气管道数据库，通过缓冲区分析、克里金插值法、叠加分析，对最终栅格图按照自然断点法进行分级，分为5 级，得到缓冲区的危险强度等级。分析结果与实际管道调查情况较吻合，表明该方法在冲积扇油气管道面流侵蚀研究中值得推广，从而为油气管道运营过程中危险性评价提供一种新思路。

水驱气藏储气库运行损耗微观机理试验 [1-6]

石磊　邵龙义　王皆明　朱华银

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储气库运行损耗微观机理是研究水驱气藏储气库周期注采过程储层水侵伤害的关键。针对储气库高速注采运行水体往复运移对储集空间动用效率的影响，联合应用储气库周期注采模拟核磁共振、微观可视化模拟技术，分析储气库微观孔隙中两相流体分布及运移特征，量化分析地下储集空间动用特征，评价水驱气藏储气库注采运行损耗微观机理及其主控因素。结果表明：气水过渡带是水驱气藏储气库注采运行发生损耗的核心区域，气水互锁作用与储气库的注采损耗密切相关。研究结果为深入开展水驱气藏储气库注采运行方案优化，提供了技术支持与重要依据。

基于无线通信基站的清管器实时三维定位方法 [1-9]

何国玺　李岩松　王博弘　金科君　丁鼎倩　梁永图

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为了解决清管器实时三维定位问题，利用商用通信网络对清管器位置进行全过程实时在线跟踪监控。根据对定位信号的定量分析开发了能自动适应环境的定位算法，分别提出5 基站自适应定位算法、4 基站自适应定位算法及基于通讯半径约束的定位算法。对于5 基站自适应定位算法，利用基础数据对模型进行测试，测试结果的最大定位误差不超过1.6 m，平均误差为0.61 m。为了能利用最少的点进行高精度定位，又开发了4 基站自适应定位法，并利用两组数据进行测试，平均定位误差为2.19 m。同时，对不同通信半径约束进行研究，得出通信半径越小，总的有效通信连接数越少，定位精度越低，在可接收到清管器发射的信号范围内，基站的数目以5~13 为宜。对实际输油管道清管过程进了清管器定位测试，验证了基于无线通信基站的清管器实时三维定位方法的有效性。

基于SE-DEA 的居民户内燃气设施安全管理效能评价 [1-8]

岑康　唐军英　张优　王飞　查四喜　罗敏

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目前居民户内燃气设施安全管理有效性及其效率尚未形成完善的评价指标体系与评价方法。针对这一问题，通过综合考虑数据管理、入户安检、风险评价、整改维护、应急维抢修等户内燃气设施安全管理各环节投入以及实施效果等产出情况，构建了居民户内燃气设施安全管理效能评价指标体系。利用DEA 处理多输入、多输出问题的优势，建立了基于SE-DEA 的效能评价模型，按照“投入-产出”原则，确定了模型的输入与输出指标，并采用德尔菲法将定性指标定量化。针对四川6 家不同规模和安检模式的燃气公司，利用所建效能评价方法分别对其管理效能进行了评价。结果表明提出的评价指标体系与评价方法可准确反映户内燃气安全管理水平，能有效指导查找短板，并给出有针对性的改进建议。

南苏丹法罗杰FPF 站场气相腐蚀因素分析及对策 [1-6]

郭超　俞龙　赵泽茂　谢灿波

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为了给南苏丹法罗杰FPF 站场扩建项目的气相选材和防腐设计提供理论依据，对该站原油伴生气腐蚀性进行了研究。利用2005 年NORSOK M-506《CO2 腐蚀速率计算模型》中关于CO2 气相腐蚀的计算方法，研究了系统压力、水相pH 值、温度、壁面剪切力等参数对法罗杰FPF 站原油伴生气腐蚀性的影响。结果表明：在该项目伴生气参数的变化区间，压力和水相pH 值对伴生气腐蚀性影响显著，随着压力的升高和水相pH 值的降低，伴生气腐蚀性急剧增强；随着温度的升高，伴生气腐蚀性先逐步增强，在40～80 ℃达到某一最大值后又逐步降低；壁面剪切力的增加也引起伴生气腐蚀性增强，但相对其他因素，壁面剪切力对伴生气腐蚀性变化的影响较小。据此推荐了防止CO₂ 腐蚀的措施。

单盘式浮顶罐保温伴热设计及效果评价 [1-7]

隋冰　卓海波　于斐

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油罐储存凝点较高或黏度较大的油品时需采取保温伴热措施。为了确定单盘式浮顶罐的保温伴热设计方案，结合传热学理论，考虑浮顶单盘下油气空间的热阻，建立了油罐保温伴热模型。以5×104 m3 单盘式浮顶罐为例，设计了油罐的保温伴热方案，并在此基础上建立了油罐二维模型，采用CFD 方法对油品的流动和传热过程进行了仿真模拟。研究表明：单盘式浮顶罐的罐顶不需要采取保温措施，单盘下少量的油气空间保温效果显著；罐内油品的温度差造成密度差，使油品处于循环流动状态；除靠近伴热器、罐顶和罐壁的区域外，罐内绝大部分区域油温分布均匀。研究成果为单盘式浮顶罐的保温伴热设计提供了参考方案。

西部成品油管道被评价管段内腐蚀直接评估 [1-9]

方卫林　杨萍　高良泽　胡江锋　徐春燕　李振军　董旭

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运用液体石油管道内腐蚀直接评估方法（LP-ICDA）对西部成品油管道被评价管段进行内腐蚀直接评估，包括预评估、间接检测、详细检查和后评估4 个步骤。在预评估阶段，收集整理该管段内腐蚀直接评估的相关数据；在间接检测阶段，通过建立多相流模型，分别预测该管段正常输送期间与停输期间的内腐蚀风险分布，并且考虑运行前期水相状态的影响，综合分析该管段内腐蚀风险位置；通过详细开挖检查，确认该管段存在内腐蚀；在后评估阶段，对该管段再评估时间间隔进行分析。评估结果表明：该管段存在内腐蚀，但管道强度未受到显著影响，仍可在允许的安全压力下运行。

基于S 变换谱图纹理特征的输油泵轴承故障诊断 [1-5]

吴继辉　郝国强　梁华　吴琼　孙異　任波涛

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为了实现输油泵轴承故障的智能诊断与识别，针对输油泵轴承振动信号S 变换时频图包含丰富故障信息的特点，提出了一种利用纹理分析对S 变换等高线时频图进行特征提取的输油泵滚动轴承智能故障诊断方法。该方法对轴承振动信号进行S 变换，将S 变换获得的等高线时频图作为纹理图像进行分析，提取其Tamura 纹理特征中的粗糙度、对比度、方向度作为纹理特征组成特征向量，采用支持向量机作为分类器实现轴承故障的智能诊断。通过实测轴承故障信号测试表明，该方法能够获得较高的故障模式分类精度，实现滚动轴承的自动故障识别，具有较高的工程应用价值。

设计压力对储罐设计的影响 [1-5]

丁旭明　李明波

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GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》对储罐的设计压力范围进行扩展，并且做了相关的技术要求。为了分析扩展后的设计压力取值对储罐设计的影响，对压力引起的储罐强度破坏进行理论分析，从正压和负压两方面分别阐述设计压力的取值对罐顶与罐壁连接处有效截面积、罐壁板计算厚度、罐壁加强圈及罐顶结构类型的影响。分析得出：规范中罐顶与罐壁弱连接有效截面积计算公式仅适合Q235 钢板材质；微内压工况下，抗压环截面积取值要求与弱顶结构的取值要求相冲突，两者无法同时满足；负压工况下，加强圈的数量根据许用临界压力和最大允许不加强罐壁当量高度来确定。此研究为储罐设计提供借鉴和参考。

干气密封放空天然气回收系统设计 [1-6]

耿欢　周书仲　任永磊

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天然气长输管道压气站使用的离心式压缩机轴端干气密封由于其自身运行特点，允许一部分工艺气通过放空管排空，既浪费能源、增加管道损耗，同时温室气体的排放也造成了环境污染。为了回收干气密封一次放空天然气，在国内首次完整地提出了天然气长输管道离心压缩机组干气密封放空天然气回收利用的整体解决方案，方案使用变频控制、风冷、对称平衡、两列四级往复式压缩机进行增压，设计了三重安全保护系统，对管道压缩机组原干气密封安全运行无任何影响，同时可以实时监测回收天然气的瞬时流量和累计流量。系统实际运行结果表明：该系统具有结构简单、维修量小、成本可控、运行可靠的特点。天然气回收量达到预期效果，投资回收期在3 年左右，实现了开源节流、降本增效的目的。

基于系统性分析的减压阀故障诊断及应对措施 [1-5]

刘超

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调节阀是石油化工行业管道运输中的核心设备，可以通过改变自身阀位达到控制管输介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的目的。以我国某成品油管道的1 座减压站为例，站内减压阀投产5 年后在PID 控制模式下出现调节不稳的情况，其直接原因是迷宫阀笼下部损坏。通过分析减压阀PID 控制原理并结合阀门工作特性以及执行机构性能参数，对以上不稳定工作状态进行深入分析，同时给出具体解决方案，且经维修后的减压阀控制稳定性完全满足管道运行需要，为此类故障的维修乃至减压阀国产化提供了参考。

孟加拉悬链式单点系泊安装工艺 [1-5]

马春青　姚海玉　高云青

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随着“一带一路”国家战略和中国石油海外市场的开拓，海陆一体项目，特别是利用悬链式单点系泊系统配合海上油轮过驳油品至陆上炼化终端的项目成为未来开发的主要选择。利用单点系泊系统，油轮装卸的港口设施被有效扩展到较深海域，缓解了港口拥挤，降低了建设专用码头的成本，提高了油品输送效率。基于孟加拉GTCL 油气输送公司项目，详细介绍和分析了悬链式单点系泊系统管汇基盘、水下软管和漂浮软管、锚腿等的施工安装流程和现场安装工艺，为悬链式单点系泊系统类似项目的海上安装提供工艺支持和指导。

负压波泄漏监测算法改进 [1-5]

王洪超　王立坤　伍晓勇　于雷　吴家勇　富宽　郑健峰　张弢甲

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为了提高现有负压波管道泄漏监测系统监测管道缓慢泄漏的能力，在负压波泄漏监测技术的基础上，采用识别压力下降趋势的方法对管道上、下游压力进行分析，通过监测压力的持续下降识别泄漏。与常用的负压波泄漏监测技术相比，采用监测压力下降趋势的方法识别泄漏不需要设置监测阈值，通过改变参与运算的数据长度即可实现快速检测识别管道缓慢泄漏；采用现场放油测试的方式与设置监测阈值的方法进行对比，测试结果表明监测压力下降趋势的方法可提高负压波泄漏监测技术的灵敏度。

边水凝析气藏型储气库多周期工作气量计算方法 [1-6]

孙岩　朱维耀　刘思良　黄堃

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含有边水的凝析气藏型储气库运行投产后，在多周期扩容过程中，由于季节调峰需求，储气库的采气阶段并不能完全按照上下限压力，并且由于气水关系复杂和凝析气相态变化，导致储气库工作气量参数计算较为困难。基于物质平衡原理，推导考虑边水侵入、凝析气相态变化及岩石压缩性的边水凝析气藏型储气库物质平衡方程，通过计算各注采周期内储气库可动用的含气孔隙体积，建立了边水凝析气藏型储气库多周期工作气量的计算方法，结合国内某地下储气库进行了实例验证，结果表明模型计算工作气量值与实际工作气量匹配一致。该方法提高了储气库工作气量的计算准确度，对储气库多周期盘库和高效运行管理提供了技术支撑。

漠大多年冻土区埋地输油管道周围温度场监测 [1-8]

董鹏　郑大海　黄建忠　卢晶晶

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埋地输油管道的建设和运行势必会破坏多年冻土的稳定性，容易引发冻胀、融沉、崩塌、热融滑坡所导致的管道弯曲、翘曲等灾害。由于多年冻土对温度具有极敏感性及其破坏的不可逆性，故对多年冻土区埋地输油管道周围温度场的监测开展研究。以漠大管道为例，选取典型管段，设计了适用于漠大管道周围温度场监测的测温系统。监测结果表明：管道设置合理的保温措施可有效阻隔输油管道向土壤的放热，减小管道周围土壤的融化范围，对缓解管道融沉有着较好的效果，为管道冻土灾害综合整治提供决策依据。

环枝状复合型集输管网优化 [1-8]

王博弘　梁永图　张浩然　何国玺　廖绮

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集输管网拓扑结构优化是油气田地面集输系统优化的一个重要组成部分，不同的拓扑结构将直接影响集输系统建设开发的经济效益。目前对集输管网的拓扑结构优化研究多集中于枝状管网、放射状管网、环状管网等单种管网连接形式，对一环带数枝的环枝状组合形式的复合型集输管网优化研究较少。提出的优化方法建立在一种新的寻找最优环的方法的基础上，将各井口就近插入环网，形成一环带数枝的环枝状复合型管网。以管网总费用最少为目标函数，以相关集输条件为约束，考虑地形起伏等因素对管道走向的影响，研究了环枝状复合型集输管网在三维地形下的拓扑结构优化问题, 并提出了耦合遗传算法和A* 算法相结合的新算法求解优化模型。利用文献中的某煤层气田集输管网作为算例进行验证，结果表明，用该方法优化后的管网连接方式可以减少环枝状集输管网连接长度，降低集输管网建设的投资费用，且该方法不仅可以实现二维平面上的优化，在对地形进行模拟仿真后，也可用于三维地形下的优化。

中东—中国航线原油远洋运输优化方案 [1-9]

周晓玲　王震　肖文涛　刘刚　陈雷

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中东是中国进口原油数量最多的地区，近年来随着中国油品需求不断增长，从该地区进口原油的品种和数量也明显增加，该航线原油远洋运输规模不断扩大，为有效地节省远洋运输费用，降低一次物流成本，分析了中东－中国航线原油远洋运输问题的特点，并建立了运输方案优化模型。以差分进化算法为主体，采用四染色体编码、基因组压缩、变量互锁、邻近时空优先编/解码等子算法支持，求解中东－中国航线原油远洋运输方案优化问题。在满足供需平衡约束的情况下，降低了问题规模，缩减了问题的“劣质解空间”，最终有效提高了寻优时效。利用算法求解中东—中国航线某月度的局部远洋运输方案优化问题，在约5 min 内获得较优可行解，所得优化方案较人工方案节省运费近36×10⁴ 美元。

电驱式大型立式快开盲板的研制 [1-5]

李文勇　邹峰　杨云兰　李猛　刘涛　王君元

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为解决目前国内外大型立式快开盲板无专用吊装设备，需雇佣吊车方能开关的难题，通过对现有中小规格盲板进行动力驱动布局、材料优选、结构优化等创新设计，并采用有限元分析方法对关键零部件进行结构受力分析，研制出1 台PN11 MPa、DN1500 大型立式快开盲板。该盲板最大特点是具有自动提升与自动旋转功能，其旋转与提升机构具有足够的强度和刚度，完全满足安全操作要求；同时该盲板能够满足1 人在5 min 内，轻松实现大型立式快开盲板开启的要求。通过现场开启测试，验证了所研制设备的合理性，提高了国产大型立式快开盲板的自动化水平。所研制的大型立式快开盲板已在实际管道站场项目中得到良好应用。

立式圆柱形储罐滚动隔震试验 [1-7]

郝进锋　姜月利　祝庭　高小波

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为了明确滚动隔震装置对立式圆柱形储罐的减震效果，利用地震模拟振动台进行立式圆柱形储罐模型试验。按照1∶4 相似比设计立式圆柱形储罐罐体模型，在罐壁环向不同高度处布置加速度传感器的测点，并输入El-Centro 波、Pasadena 波、金门地震波3 种地震波，测得罐体加速度和提离位移，将其与未安装滚动隔震装置的传统抗震结构体系的立式圆柱形储罐进行对比分析。试验结果表明：采用隔震控制体系后，储罐底部的加速度响应降低49.49％～62.47％，可以按降低烈度进行抗震设计；滚动隔震对立式圆柱形储罐的提离高度有明显的降低效果，其中金门地震波作用下提离减震效果达到28.5％，而在El-Centro 波和Pasadena 波作用下提离减震效果超过76.6％，能有效防止储罐出现象足屈曲或大角焊缝出现开裂破坏。

声波传感技术在多相流管道泄漏检测中的应用 [1-8]

纪健　李玉星　纪杰　敬华飞

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海洋油气采集、运输主要是由多相流管道完成，多相流管道检测问题一直是管道安全的难点。基于声波传感技术有诸多优点，对声波传感技术在多相流管道泄漏检测的应用情况进行了研究。首先通过文献调研，总结了基于声波传感技术的管道泄漏检测研究现状，然后通过气液两相流管道的声波法泄漏检测认知实验和对声波传感器采集的实验数据进行初步处理，验证声波传感技术在多相流管道泄漏检测的可行性。实验结果发现：在不同的流型条件下，采集到的泄漏声波信号特征不同，

但都具有第一峰值、第二峰值特征，可以利用求信号平均幅值、均方值以及分段积分的方法来判断管道泄漏与否，并利用信号的互相关性实现泄漏定位。最后探讨了声波传感技术在多相流管道检测中的研究和发展方向。

缅甸油库分布式自动定量装车系统应用 [1-6]

王大伟　胡艳辉　李麟　朱生旗　张宏伟

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石油化工行业的迅猛发展及对能源需求量的日益增大，对油品装运水平提出了更高要求。以缅甸油库的分布式自动定量装车系统为研究对象，结合现场实际情况，详细分析了分布式自动定量装车系统的工艺流程，阐述了整个装车系统的控制策略，介绍了分布式控制的总体结构，系统由现场控制部分和远程监控部分组成，现场控制采用Smith 批量控制器，完成装车过程的数据采集、处理及定量装车实时控制、连锁保护等功能。远程监控采用可视化组态软件，基于该软件开发了自动定量装车监控系统，实现了过程数据监控、历史数据显示、报警及安全保护连锁等功能。自动定量装车系统的应用降低了操作人员的劳动强度，提高了自动化水平，保证了油品装运的安全与高效。

国内外成品油管道调度研究进展 [1-6]

邵奇　闫亚敏　黄晓茵　张万　袁铭

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随着全球成品油管道的加速建设与投产，成品油管道系统的经济、高效运行越来越受到人们的关注与重视，问题的关键在于编制与执行调度计划的水平。通过调研国内外成品油管道调度相对有一定影响力的文献，并结合国内外成品油管道运营方式和管道体制的差异，对国内外成品油管道调度的研究现状进行了详细评述，总结了目前成品油管道调度领域的主要研究方法和研究成果，并展望今后成品油管道调度的研究方向，包括大落差成品油管道的调度运行、航空煤油与汽柴油顺序输送管道的调度优化、更多智能算法在管道调度模型求解方面的应用和耦合水力计算编制成品油管道调度计划等，可为今后成品油管道调度研究提供借鉴意义。

油港储运作业泵组合运行优化 [1-5]

龚晟毅　范世东

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为实现油港储运作业的运行优化，以油港原油管道储运作业系统为研究对象，在资料统计和实地调研的基础上，对泵机组多种组合方案进行研究。构建以热力费用与动力费用之和最小为目标函数的油港储运作业优化模型，采用以单位质量流量能耗比最小为依据的泵组合优化分析方法进行求解。以某油港原油输送管道为例，结合现场数据进行优化模型求解。结果表明：该优化方法比现有方法更经济节能，使油港完成每次输送任务降低电费19.9％以上，验证了优化方案的可行性，为科学的油港储运作业提供参考。

浮顶罐挥发性有机物排放量计算及控制措施 [1-5]

陈亚楠　赵东风　韩丰磊　卢磊　欧阳振宇

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为了准确量化浮顶罐挥发性有机物（VOCs）的排放量，通过分析浮顶罐的排放机理，以美国EPA 推荐的AP-42 排放量计算公式为基础，选取某汽油内浮顶罐为例，分别计算了储罐边缘密封损耗、挂壁损耗、浮盘附件损耗、浮盘缝隙损耗，并对比不同情况下损耗值的变化。依据计算中的各影响因素，从浮盘及密封选型、罐壁黏附系数、涂层等角度分析制定浮顶罐VOCs 排放量的控制措施。结果表明：增加二级密封、采用双层板式浮盘、管壁合理选用防腐涂层、罐体采用喷淋水冷却、设置顶盖等措施可以有效减少VOCs 排放量，对节能减排工作具有一定的指导意义。

废弃油气管道处置的注浆技术 [1-7]

裴东波　高振波　康叶伟　王洪涛　卢启春　郭正虹　孙雷

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管道注浆是废弃管道安全环保处置过程中的必要措施，对注浆材料的试验测试、关键注浆设备的对比、注浆方法现场应用试验，解决不同环境条件下油气管道的注浆问题尤为重要。研究结果表明：以水泥、水泥与粉煤灰、黏土及粉土的混合物为主的注浆材料具有价格便宜、获取便利、环保等特点，通过不同添加剂的调配可满足不同环境条件下管道注浆的需要；油气管道注浆宜采用往复泵，浆料搅拌可根据需要选择浆式、推进式或涡轮式搅拌器；纯压力注浆方法可解决短距离管道一次性注浆的问题，而真空辅助压力注浆方法可实现长距离注浆；油气管道长距离快速注浆宜采用多台泵、移动浆液缓冲池，并通过对浆液固化后的强度、结石率指标以及浆液注入总量的控制实现最终注浆效果的保障，对不同环境条件下的废弃油气管道经济、高效、环保注浆具有指导作用。

基于惩罚最小生成树的天然气集输管网规划模型 [1-8]

邓群　吴家锋　王丰　张柱柱　陈俐颖

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针对天然气集输管网的优化问题，采用k-means 聚类算法对天然气田区域内的井口进行了分簇，在Prim 算法的基础上提出了惩罚最小生成树算法，建立了天然气集输管网规划模型，并给出了天然气管网规划代价函数，采用迭代逼近的思想，从全局优化的角度，对天然气集输管网规划问题进行了研究，借助于SPSS 与Matlab 软件对模型进行了程序实现。结果表明：利用惩罚最小生成树模型规划的天然气集输管网与传统星枝状结构的天然气管网相比代价更小，具有一定的可行性与灵活性，能够为天然气集输系统的工程建设与成本优化提供参考依据。

两种励磁方式漏磁内检测的简易试验对比 [1-6]

耿丽媛

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为系统比较轴向和周向励磁方式的漏磁内检测技术对于不同角度缺陷检测结果的可靠度，设计了简易的工程对比试验。该简易工程试验选取平面钢板作为试验样板，在钢板上制作了不同角度的缺陷；同时开发了平板结构的漏磁检测样机，通过改变励磁方向来模拟轴向励磁漏磁和周向励磁漏磁内检测。利用平板结构的漏磁检测样机，以上述两种励磁方式对平面钢板上的缺陷进行漏磁检测并得出检测信号。对比轴向励磁漏磁内检测和周向励磁漏磁内检测对同一缺陷所得的不同检测信号，得出相应的试验结论，即：对于与轴向平行或者夹角≤ 30°缺陷，周向励磁漏磁内检测技术的检测结果可靠度高；对于与轴向夹角＞ 30°的缺陷，轴向励磁漏磁内检测技术的检测结果可靠度高。

基于光纤传感的管道泄漏检测技术对比 [1-11]

纪健　李玉星　纪杰　张建军　耿晓茹

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基于光纤传感的管道泄漏检测技术相较于传统管道泄漏检测技术而言优点众多，针对不同光纤传感技术，为比较其在泄漏检测领域的优劣以指导实际应用，将基于光纤传感的管道泄漏检测技术分为散射式、干涉式、其他类型3 类，详细介绍了各技术的技术原理、研究现状及存在的问题，从光纤的测量长度、分辨率及应用情况等方面对其进行了比较，并对该类技术的发展趋势作了展望，即智能化、微型化、多参数实时化、高精度和灵敏度及网络化。随着光纤传感技术被越来越广泛地应用到管道泄漏检测中，将为管道安全运输提供更加有效的保障.

大批量原油顺序管输流量可视化优化方法 [1-6]

肖文涛　李雪　刘刚　李启　姜志辉

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大批量原油顺序管输计划优化中存在关于节能-平稳的矛盾性优化目标。提出了一种可视化优化排产方法，该方法基于隐枚举法求得各支管各流量条件下的最优泵组合及能耗，获得最低能耗（最优泵组合）-转折流量曲线，而后将各支管的最低能耗-转折流量曲线按所规定的总时间约束进行叠加，生成综合能耗-综合流量曲线，获得直观的综合经济输量区间，为计划人员安排各类原油的批次顺序和输量时提供参考，辅助实现关于矛盾性目标的折中优化。用该方法对示例管输任务进行了计划优化，结果表明：采用可视化流量优化方法提高了管输方案编制的经济性和时效性，同时由于优化方案的可视性较好，能够降低辅助业务人员降低方案编制失误的风险。

陕京天然气管网系统供气可靠度的敏感性分析 [1-8]

范慕炜　宫敬　伍阳　孔文慧

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随着中国天然气需求量迅猛增长，天然气供应的安全性、稳定性及时效性备受关注，确定天然气管网系统可靠度显得尤为重要。以陕京天然气管网系统为研究对象，运用质量工程中常用的六西格玛法则，基于典型工况对天然气管网系统可靠度影响最直接的沿线分输方案、管段与站场可靠度、市场需求量等5 个方面进行敏感性分析。结果表明：由于天然气管网系统存在一定的设计冗余及自身高可靠度，受自身因素可靠度浮动的影响较小，而受供气需求量浮动的影响最为明显。研究成果为提高天然气管网系统供气保障能力提供了理论支持。

基于并行SAGA 的成品油管道开泵方案优化研究 [1-9]

周星远　梁永图　廖绮　马晶　张浩然

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成品油管道开泵方案优化研究可以较大幅度降低管道运行能耗。采用动态规划算法（Dynamic Programming，DP）求解，管道较长时计算效率较低；采用基本遗传算法（Simple Genetic Algorithm，SGA）求解，存在求解结果最优性不高等问题。在对成品油管道运行过程中开泵方案优化问题深入分析以及对并行计算技术深入理解的基础上，应用模拟退火遗传算法粗粒度模型（Coarse-GrainedSimulated Annealing-Genetic Algorithm，CGSAGA）进行较大规模成品油管道开泵方案优化研究。以某条实际运行的成品油管道为例进行计算，结果表明：CGSAGA 从求解效率与结果最优性均优于传统串行算法，为成品油管道开泵方案优化快速、准确制定提供了有效的途径。

基于物联网的油气管道远程数据采集系统 [1-6]

王少锋　仲济祥　王建国　祝祥亚　朱进超　徐鑫

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随着油气管道在线监测技术的发展，搭建一种基于物联网的油气管道远程数据采集系统。利用数据采集节点终端采集油气管道的温度以及管道泄漏弹性波的信号数据，配合数据汇聚节点将信号数据上传至阿里云服务器；利用Workerman 框架建立一个监听服务器端口的Worker 容器，以监听数据汇聚节点上传数据；采用PHP Laraval 这一MVC 后台管理框架；利用其中的数据库交互机制Eloquent ORM，通过ActiveRecord 实现与数据库的交互；采用Vue.js 前端JavaScript MVC 框架，搭建一个单页面界面；利用Highchats 呈现管道的信号数据图形。用户可以利用浏览器即时登录软件系统查看油气管道的实时信号数据，摆脱了单独使用传感器网络的规模距离限制，实现了对油气管道的全天候远程实时监控。

保温热油管道不同投产方案对比 [1-7]

刁宇　兰浩　刘朝阳　蒋国辉　闫锋　康春生　胡智磊

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为了研究保温热油管道正输、正反输不同投产过程对温度场的影响。在地温、输量、总传热系数等条件完全相同的情况下，采用热油管道投产计算软件，以天津港—华北石化原油管道投产为例，分别对正输、正反输投产过程各站间的进站温度以及投产过程中各站发生停输时的安全停输时间和停输温降速率等情况进行模拟计算。结果表明：在各站满足相同进站温度的条件下发生停输时，正反输投产过程各站的安全停输时间比正输投产过程长，停输温降速率比正输投产过程低，推荐采取正反输送的方式加强热油管道投产的安全性。

基于相似原理的长输管道压缩机能耗分析 [1-8]

谢英　麻秀芬　谢婷　袁宗明　宁海峰

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为了计算和预测任意工况下压缩机的理论能耗，依据任意工况下的天然气物性参数和压缩机入口体积流量，利用相似原理对压缩机进行性能换算，曲线拟合得到特性方程，计算出压缩机的理论能耗，并结合现场数据对曲线拟合得到的压缩机特性方程进行验证，进而对压缩机理论能耗与实际能耗进行误差分析。结果表明：在工程相对误差容许范围内，该研究方法是可行的；给出压缩机任意工况下的性能参数，利用该研究中压缩机能耗计算原理，均可计算和预测压缩机的理论能耗；压缩机运行一定时间后，其内部由于结垢、磨损等原因导致效率降低，建议在压缩机功率特性方程中引入修正系数，可使理论能耗更精确。

水下管道水平方向泄漏实验与数值模拟 [1-7]

卢盛灿　张军　伍斯杰　庞聪

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当前大部分关于海底原油管道泄漏特征的研究仅针对海面泄漏或者海底垂向大口径泄漏，缺少对水平方向微孔原油泄漏特性的分析。在此，进行水平方向泄漏实验，获得在不同管内压力及不同泄漏孔径下，原油到达水面的时间、泄漏量的关系。结合多相流及数值计算理论，建立了水下管道水平方向泄漏数值模型，仿真模拟了海流、原油密度、含气率等参数的变化对水下管道水平方向泄漏运动形态的影响。研究表明：海流流速越大，原油上升到水面的时间越长，且在水平方向漂移的距离也越大；在一定的泄漏孔径下，管内压力越大，泄漏量也越大，原油在水平方向的运动时间也越长。研究结果为处理管道泄漏事件提供了理论依据。

原油航运调度优化问题研究进展 [1-7]

梁永图　王博弘　郑坚钦　袁梦　张浩然

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原油航运是石油供应链的重要组成部分，原油航运调度优化问题是航运企业面临的重要挑战，众多学者开展相关研究以求节省企业运营成本。对目前原油航运调度优化问题相关研究成果进行评述，分析问题的考虑因素、所建模型及求解算法，总结了原油航运相近领域可供借鉴的研究成果。此外，结合原油航运调度优化问题的研究现状，提出未来进一步研究的思考与展望，以期对未来开展原油航运调度优化问题提供借鉴。

中俄东线站场工艺管道用高钢级低温钢管韧性指标 [1-8]

张振永　孟献强　孙学军　周亚薇　张金源

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中俄东线天然气管道是国内首条OD 1 422 mm 大口径输气管道，途经东北严寒地区。结合国内外标准规范对比分析和研究，明确了天然气管道站场工艺管道断裂控制设计原则、最低设计温度选定要求，包括：①站内工艺管道断裂控制，最根本上是要防止管道发生起裂，钢管应具有足够的断裂韧性。对于起裂后的断裂扩展控制和落锤撕裂试验（Drop Weight Tear Test，DWTT）指标，应视工程具体情况并结合国内低温钢管的生产水平综合确定；②最低设计温度应考虑正常运行操作、放空、节流和停输保压等工况下金属壁温可能达到的最低温度，针对站场工艺管道用X70、X80 钢管确定管道的最低设计温度等于最低环境温度。③针对油气输送管道站场地上工艺管道，建议最低环境温度取最低日平均温度。结合理论计算和实物性能参数统计，提出了中俄管道站场工艺管道用X70、X80 钢管的低温韧性指标。

FLNG 小试、中试液化试验的放大性分析 [1-7]

王武昌　魏丁　李玉星　朱建鲁

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FLNG（Floating Liquefied Natural Gas）液化工艺受规模、原料气组分及环境条件等影响较大，要实现大规模工业化应用需要进行液化小试、中试装置放大性试验研究。建立丙烷预冷双氮膨胀液化工艺的FLNG 小试及中试液化试验装置，并对试验结果进行FLNG 放大过程的规律分析。试验结果表明：随着原料气处理规模增大，丙烷预冷双氮膨胀液化工艺对原料气参数敏感性变弱，且预冷段作用愈加明显，不仅可以降低装置能耗、氮气液化及过冷负荷，且可以减小氮气循环量，提高整体液化工艺的液化能力。在倾斜及晃荡工况下，冷箱内原料气温度变化不大，整个液化装置对晃动适应性较强。液化工艺选择、设备选型、回收量对整个液化系统的液化效率及液化能力影响较大。随着液化规模增大，高效的机组效率和合理的能量回收方式，在保证液化系统正常运行的同时，可以有效的降低整个装置的能耗，带来可观的经济效益。

盐岩储气库注气排卤工艺参数的数值模拟 [1-4]

任众鑫　李建君　朱俊卫　汪会盟　王晓刚

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盐岩储气库注气排卤后期，由于气水界面锥进形成气窜使得腔底大量卤水无法全部排出，从而导致腔体利用率无法最大化。为尽可能多地将卤水排出以实现腔体库容优质建设，以金坛库区A井为例，基于其声呐测腔数据，利用数值模拟软件建立腔体地质模型，进而模拟不同注气压力和注气量条件下注气排卤生产情况，并进行了相应的排卤效果对比与分析，结果表明：注气压力或注气量越大时，产生气窜现象时间越早，最终累积排出卤水也较少；随着注气参数的提高，日均排卤量增大，但增长幅度变小，并逐渐趋于平稳。研究结果为现场实践提供理论参考与借鉴。

ASME PCC-2-2011 复合材料修复设计适用性分析及试验验证

[1-5]

王言聿　成志强　周毅　曹国飞　柳葆生

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为了更加合理地对含缺陷管道进行修复设计，需要对修复设计方法的适用性和准确程度进行分析。ASME PCC-2-2011《压力设备和管道的检修》中，基于“基底管壁不屈服”、“基底管壁屈服”“缠绕层许用应变”假设，提出了3 种修复设计方法。基于力学解析分析，研究了3 种修复层厚度计算方法与设计压力的相关性。设计、加工了深厚比约0.7 的窄缝型和半椭球型缺陷，分别采用3 种设计方法，在不同目标设计压力下计算了复合材料修复层厚度，分析了修复层厚度对于设计压力的敏感性。研究表明：“基底管壁不屈服”的修复方法对设计压力极为敏感，而“缠绕层许用应变”方法偏于保守；“基底管壁屈服”方法最适用于修复设计。该结果为含缺陷管道的修复设计提供了指导。

不同端面管内智能封堵器周围流场分布规律模拟 [1-8]

赵弘　胡浩然　贺滕

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管内智能封堵器可以在不停输的状态下，通过无线控制系统在管道内部进行高压封堵作业，为保证封堵器能够安全平稳的工作，减少管内受阻流场对封堵作业的影响，需要对管内高压封堵过程流场演化规律以及封堵器在封堵过程中的受力变化情况展开研究。通过建立管内智能封堵器三维模型，采用质量、动量守恒方程对高压管内封堵作业时封堵器周围的流场进行数值模拟，得到了封堵器受力与封堵进度、入口压强、入口速度之间的关系。根据演化规律发现，不同端面对流场的特征变化以及封堵器受力情况有一定影响，提出两种具有弧线特征的端面形状，经模拟发现半球形端面智能封堵器在封堵作业时，其周围流场特征变化及封堵器受力均优于台阶形和抛物面形端面结构，为管内高压稳定型封堵器的结构设计及优化提供依据。

考虑主城区货车交通管制的油品配送计划优化 [1-9]

赵慧英　钱大琳　张博

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基于成品油配送的服务特点和车辆安排的影响因素分析，考虑了主城区货运车辆交通管制政策约束，以最小运输费用和运输风险为目标函数，建立了成品油配送计划多目标优化模型。根据北京某石油公司油品配送实际情况，设计了自适应模拟退火遗传算法进行求解，并且研究了主城区货运车辆交通管制政策这一约束条件的可调整性；同时，针对油品资源配置不合理问题，提出基于不同企业串换配送的优化建议。从现有条件、约束调整及串换配送3 种方案进行实例验证，结果表明：完成同样的配送任务，现有配送条件下最小费用成本和风险成本分别为19 303 元、4 976 元；调整约束条件后，费用成本和风险成本分别下降了0.07％、9.67％；而开展串换配送后，费用成本和风险成本分别下降了11.87％、38.34％，从而降低了成品油配送成本，对提高危险货物运输安全提供参考价值。

石油及天然气储备库安全保障技术现状及展望 [1-7]

董绍华

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为了提高石油及天然气储备库事故防控及管理水平，保障国家公共安全，国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项中设立了“国家石油及天然气储备库安全保障技术与装备研发”项目。该项目面向石油及天然气储备库安全保障需求，重点围绕天然气储备库设施致灾机理、设计建造、检测检验、安全评定、风险评价、应急技术与装备、安全保障一体化平台等关键科学与技术问题，开展理论研究、技术攻关、装备研制和应用示范，建立石油天然气储备库设施安全保障技术体系，从而全面提升石油及天然气储备库公共安全管理水平。

长输管道站场机械设备维修策略优化及实践 [1-6]

黄恩涛

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随着长输管道运营企业降本增效举措的深入开展，优化站场机械设备维修策略、降低企业维修费等逐渐成为站场设备管理面临的关键问题。基于长输管道站场机械设备的特点，结合功能分析法、层次分析法等相关理论，对事后维修、预防性维修、预测性维修3 种维修策略优缺点进行对比，以中国石油管道公司为例，制定了设备维修策略优化原则，建立了维修策略优化比选流程，依据重要性程度对站场机械设备进行了分类，提出了压缩机组、输油泵机组、加热炉、储油罐、阀门等关键设备的具体维修策略，并进行了经济性验证。研究结果表明：在对站场设备按照重要程度分类管理的基础上，组合性维修策略能有效降低站场机械设备维修成本，可为长输管道运营企业优化站场维修策略提供参考。

基于壳单元的连续型采空区埋地管道应变分析 [1-7]

夏梦莹　张宏　王宝栋　顾晓婷

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采空沉陷区管道在地表变形的作用下会产生的较大的应变，导致管道产生拉裂或屈曲失效。在此，建立了三维的连续型位移采空区管道应变数值计算模型，模型使用非线性壳单元模拟管道，非线性弹簧模拟管土间相互作用。基于有限元模型，分析了管道应变空间分布特征及其随主要影响因素的变化规律。结果表明：连续型采空沉陷作用下管道会产生与地表一致的垂向位移，管道内弯曲应变远小于轴向应变；采空沉陷区管道的轴向应变随着覆岩岩性硬度的增强而增加，随走向长度、开采深度的增加而增加，而煤层采厚对轴向应变几乎没有影响；管道内压、管道埋深、管土间摩擦折减系数的增加均会导致管道轴向应变的增大，增加管道壁厚能够有效的减小管道的轴向应变。

综合管廊燃气管道分支口受力数值模拟 [1-7]

万文东　刘军

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针对综合管廊燃气管道分支口处弯管和三通较多的特点，以上海北岛西路综合管廊工程为例，采用有限元和数值理论方法，对多因素下的燃气管道应力和变形进行分析。研究结果表明：燃气管道支架间距增大其最大应力会减小，燃气管道焊缝缺陷长度增大其最大应力会增大，燃气管道弯管角度增加其最大应力呈现先增大后减小的趋势。而对于管道变形量则会随支架间距减小而增大，增大速度较快；管道焊接缺陷长度增大其管道变形量会增大，但增大较小。同时，管道的走向变化对燃气管道最大应力影响较大。研究结果可为管廊燃气管道分支口设计和施工提供重要的参考依据。

DSC 降温速率对含蜡油样析蜡特性的影响 [1-5]

李男　黄启玉　赵旗

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差示扫描量热法（DSC）用于原油析蜡过程研究中，具有用油量少、测试快、测量精度高的特点，可以准确得到析蜡点、含蜡量等参数。在DSC 测试过程中，温降速率对蜡晶析出过程的过冷度、仪器的敏感性均有影响，进而影响析蜡特性曲线及测试结果准确性。对含蜡油样在DSC 测试试验过程中受降温速率的影响进行分析，结果表明，随降温速率增加油样的析蜡点呈线性下降趋势，测得油样的含蜡量呈先增大后减小的趋势，并从热力学角度解释了产生上述现象的原因，确定了含蜡油样在DSC 测试过程中合适的降温速率应为5 ℃/min。

海底输油管道阴极保护数值模拟 [1-7]

郗春满　季廷伟　王树立　陈磊　赵书华

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海底输油管道通常埋设在海底淤泥中，随着时间推移，海床的变化使得部分海底管道出现悬空，直接与海水接触，而海底管道在海水与海泥中的阴极保护和腐蚀状态不一样。通过建立数学模型，确定边界条件，利用有限元方法分别对海底管道在海水和海泥中的阴极保护情况进行数值模拟分析。结果表明：管道在海泥中的电位变化较小且较稳定；管道在牺牲阳极阴极保护下，海水和海泥中的腐蚀速率分别为0.064 μm/a 和0.053 μm/a，远小于没有牺牲阳极保护时钢结构在海泥区的平均腐蚀速率；牺牲阳极在海水中的使用寿命为4.58 年，在海泥中为13.3 年。该结果为海底管道腐蚀防护的设计和安全管理提供了理论参考。

基于动态规划法与改进遗传算法的管网稳态运行优化 [1-6]

杜培恩　陈新果　李欣泽　李晓平

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为了降低天然气输送管网的运行费用，更好地实现节能降耗，应用输气理论与最优化方法，建立了以输气管网运行能耗费用最低为目标的稳态优化模型。利用动态规划与改进遗传算法对川气东送管道运行方案进行优化，并将算法优化结果与知名的商业优化软件SynerGEE-Gas 的优化方案进行对比。结果表明：在川气东送管道一期设计输量下，优化方案可实现全线运行能耗减少2.92MW，降幅为4.4％，从而指导天然气管网的安全、经济、可靠运行。

速度控制清管器泄流孔流场仿真 [1-6]

臧延旭　邱城　姜海洋　林金河　杨博霖　于超　王馨饶

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为了研究速度控制清管器泄流孔结构及尺寸对清管器运行时泄流孔处流场特性的影响，以端板型速度控制清管器为例，利用Fluent 流体分析软件建立了4 种等面积的速度控制清管器泄流孔模型，并对模型泄流孔处的流场特性进行了仿真分析，结果表明：在等泄流孔面积下，不同结构的泄流孔处气体流速基本一致，但气体流经泄流孔后最大湍流动能值相差较大。通过建模证明：将有限数量小面积泄流孔等效为一个大面积泄流孔预测泄流孔处气体流速的方法是可行的。与圆形、三角形泄流孔结构相比，泄流孔为正方形结构时，其泄流能力较好，气体流经泄流孔后的湍流动能也最小。利用仿真结果设计了速度控制清管器用泄流孔结构，工业应用表明：该模型能够很好地预测速度控制清管器的运行速度，且相对误差最大不超过5.4％。研究结果可为端板型速度控制清管器泄流孔的设计提供理论依据。

基于动态规划法与改进遗传算法的管网稳态运行优化 [1-6]

杜培恩　陈新果　李欣泽　李晓平

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为了降低天然气输送管网的运行费用，更好地实现节能降耗，应用输气理论与最优化方法，建立了以输气管网运行能耗费用最低为目标的稳态优化模型。利用动态规划与改进遗传算法对川气东送管道运行方案进行优化，并将算法优化结果与知名的商业优化软件SynerGEE-Gas 的优化方案进行对比。结果表明：在川气东送管道一期设计输量下，优化方案可实现全线运行能耗减少2.92MW，降幅为4.4％，从而指导天然气管网的安全、经济、可靠运行。

地质雷达在岩溶塌陷区油气管道选线中的应用 [1-4]

王东源　李朝　何树生　张科

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在岩溶地区进行输油气管道工程建设时，岩溶塌陷会对管道造成破坏，必须探明溶洞的发育情况以保证管道安全通过。地质雷达是一种新型的物探方法，具有工作效率高、分辨率高、异常图象直观等优点。以中缅油气管道广西段沙江坳溶洞勘察为例，介绍了地质雷达在岩溶区管道选线中的应用：首先使用全站仪实地测量探测区域地形图，然后对探测区域进行场地清理，布设测线，最后使用地质雷达进行探测，根据探测结果对管道进行线路微调，避免管道因岩溶塌陷造成损害，同时对管道在岩溶塌陷区的选线工作提出了建议。应用结果表明地质雷达在油气管道浅层岩溶塌陷探测中的有效性和经济合理性。

超临界CO2 管道泄压过程中管内动态应力分布 [1-6]

赖力　龙伟

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针对超临界CO2 管道泄压过程管内应力大小及分布情况的研究较少，且无相关规范准则对其泄压的初始条件作出明确要求。为此，研究了管输超临界CO2 在泄压放空过程中管道应力、温度分布情况及其影响因素，使用有限元法模拟了在不同初始温度、初始压力下管道泄压放空过程中的应力响应。研究表明：超临界CO2 管道在泄压过程中管道内外壁的温差很小，因此由温差产生的热应力可以忽略不计；管道泄压后温度、等效应力、径向应力由管道内壁沿着壁厚向外壁近似线性变化，管道初始压力越大，泄压后管壁等效应力与径向应力越大，但管道温降幅度会相对减小；管内初始温度越低，管壁等效应力以及径向应力越大，管道放空所需的时间越长。研究成果可为超临界CO2管道放空方案的拟定以及相关规范准则的制定提供一定依据。（图7，参20）

LNG 工艺隧道防水气密方案的设计及优化 [1-6]

蔡荣　时恩哲　张朝阳

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LNG 接收站的工艺隧道涉及超低温管道穿越和甲类危险介质，保证隧道的防水气密性极为重要。深圳LNG 接收站的工艺隧道为中国首条LNG 专用隧道，在借鉴国外现有的2 条LNG 工艺管道专用隧道防水气密方案的基础上，结合深圳LNG 工艺隧道的水文地质条件，创新性地采用乙烯-醋酸乙烯共聚物单面复合防水板+3 mm 厚丙烯酸盐喷膜防水的工艺，设计了深圳LNG 工艺隧道特有的防水气密方案。在工程施工阶段，为解决现有设计方案存在的工期紧、施工难度高等困难，结合现场施工实际情况，对防水气密设计方案进行了优化调整，提出了综合防水气密优化方案。实践结果表明，优化后的防水气密方案在工期、经济性、防水气密效果方面均优于原设计方案，可为国内外其他类似防水气密要求较高的工程设计提供参考。

大型汇气管热拔制工艺电磁加热参数优选 [1-6]

刘彦旭　刘保国

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在大型汇气管热拔制工艺中，加热参数的选择会影响最终温度的分布，合理的加热参数有利于确定后续最佳拔制力的范围，从而有效抑制拔制过程中所产生的缺陷。基于电磁加热的原理，通过改变电源频率、电流及加热时间等参数，利用ANSYS 软件对管件进行仿真分析，得到温度分布数据，并据此确定理论上合理的加热参数范围。结果表明：电源频率为5 kHz，电流为500 A，加热时间为50～60 s 的参数组合能够使最终加热温度在900 ℃以上，且满足热拔制的工艺需求。通过电磁加热试验，验证了实际加热效果与仿真分析结果的一致性。

基于贝壳微孔的海洋油污吸附材料 [1-5]

高良军　叶佳君　陈彩胜　王纪新

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处理海洋油污水的常用方法不同程度地存在效率低、成本高、二次污染重等弊端。在此以贝壳为原料，制作了一种天然吸附材料，通过煅烧、粉碎等工艺制成微孔结构的贝壳粉末，加入硬脂酸对其进行表面改性，最后制成疏水性强、能漂浮于海面可用于吸附海面油污的吸附材料。通过开展贝壳粉吸附实验，筛选了贝壳粉改性的最佳实验条件，得到贝壳粉活化度达92.4％，沉降体积降至2.68 ml/g，吸油值为37.60 g/100 g。基于贝壳微孔的海洋油污吸附材料不失为一种高效、廉价的海洋油污处理方法。

高酸性条件下点腐蚀深度对L360 管道性能的影响 [1-8]

高继峰　刘畅　范伟

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普光高含硫天然气田在地面系统中采用湿气集输的工艺，碳钢管道面临H2S/CO2 及元素硫共存等苛刻运行条件下的点腐蚀，为了定量评价点腐蚀缺陷对管道力学性能的影响，在实验室制备了固定点腐蚀密度条件下，不同点腐蚀深度的腐蚀试样，在模拟工况下进行了点腐蚀深度对腐蚀损伤管道抗拉强度、屈服强度以及抗应力腐蚀开裂、抗氢致开裂等性能的影响试验，结果表明：点腐蚀试样的屈服强度、抗拉强度、弹性模量及延伸率随点腐蚀深度的增加而减小，且试样由无孔变为有点腐蚀时前述各项参数急剧减小；点腐蚀试样的冲击功和裂纹尖端应力场强度因子均随点腐蚀深度增大呈现指数下降趋势。

含蜡原油双结构参数模型参数回归的稳定性 [1-7]

袁庆　杨洋　侯昊　蔡磊　王鹏　孙东亮　宇波

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针对含蜡原油双结构参数模型参数回归的不稳定问题开展了相关研究。基于触变性参数分组逐步确定法，采用最小二乘原理建立了触变性参数的回归模型。引入稳定性较好的自适应差分进化算法优化回归模型，并且针对研究问题的特殊性，对该算法的初始化操作加以改进。在改进的自适应差分进化算法下，待回归触变性参数的回归结果存在随机跳动现象。通过分析回归结果，提出阶跃剪切率实验与恒剪切率实验相结合的触变性测定实验方法，有效解决了双结构参数模型参数回归结果的不稳定问题。

无线测温技术在储罐火灾报警中的应用 [1-5]

沈培璐　胡杰　汪欣　金华跃

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储罐火灾报警装置对于保障大型油库安全运营具有重要意义。为解决当前以光纤光栅感温探测装置为主的火灾报警系统误报率较高、维修维护不便等问题，创新性地通过在浮顶罐浮盘二次密封圈上安装无线测温探头，运用无线传输技术，将温度测量数据实时上传到上位机监控，建立无线储罐火灾报警系统，实现对储罐罐顶温度的探测和火灾的报警联动。通过大量测试和长期试用，无线储罐火灾报警系统具有测量准确、单点显示、安装方便、维护简单等优点，有较强的稳定性和可靠性，值得深入研究和推广应用。

科洛尼尔管道油品质量管理经验与启示 [1-4]

王大鹏

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中国成品油管道建设正向着大型化和网络化方向发展，油品从炼厂到管道终端市场需要经过多个中转环节，管输油品质量的控制至关重要，需要不断借鉴国外成熟的成品油管道运输管理经验和技术。科洛尼尔成品油管道是世界成品油管道建设的典型代表，通过介绍该管道在油品进线前、管输过程中、储罐存储中的质量控制做法以及出现不合格油品后的处理方法，针对中国成品油管道设计、运行管理现状，提出在管道设计时要切实做到与市场需求接轨，罐区采用小容量多油罐设计，选用短行程时间阀门；管道生产管理中应制定进线油品质量标准，死油管段应进行冲洗，管道产生的混油处理需要多方参与；科学研究中应重视管输油品质量衰减，扩展管输油品研究覆盖面等一系列建议，以弥补中国在成品油管输油品质量控制方面的不足。

基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越断层模型 [1-6]

张士岩　房茂立　庞鑫峰　张立松　闫相祯

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梁-壳单元通常被联合用来模拟输气管道，然而梁-壳单元的分布及其连接处的耦合问题一直是研究的一个难点。为此，根据地震断层作用下输气管道变形特点，建立了基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层有限元模型，并考虑管道变形的计算效率和计算精度兼顾的要求，合理配置了梁、壳单元的分布。利用该模型，讨论了管道埋深、穿越角度、位错量、裂缝宽度对输气管道力学行为的影响规律。结果表明：管道埋深、穿越角度及位错量对管道位移及应变的影响较大，裂缝宽度影响较小；管道浅埋可以有效降低输气管道最大轴向应变；随着输气管道穿越角度的增大，最大轴向位移和最大轴向压缩应变明显减小；在断层两侧，应变及位移较大，远离断层，位移及应变迅速下降，从而为输气管道穿越地震断层的安全评价提供了理论依据。

某液化石油气管道压力保护系统评价 [1-6]

陈俊文　李小丽　汤晓勇　Thong Joo Kho

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鉴于液化石油气的物理特性，在液化石油气管道在压力保护方法的设计过程中，既应按照常规液相油品管道考虑稳态压力、水击压力等问题，还应进一步关注液化石油气管道特殊工况下的压力保护问题。基于液化石油气基本性质，以某液化石油气管道为研究对象，借助商用软件TLNET分析了正常输送、水击等工况下管道的压力水平，并深入探讨了停输工况下管道的压力变化情况，评估了已有的压力保护系统。研究成果表明：常规液相油品管道的压力工况分析思路可能无法完全覆盖液化石油气管道极端压力工况，冬季停输升温将造成液化石油气管道压力剧增，必须制定相关预案并采取相应的压力保护措施，从而为相关学者和工程设计人员提供参考与借鉴.

基于有限元的含均匀腐蚀缺陷油气管道剩余强度研究 [1-6]

HOANG Van Thanh　龙伟　刘华国　李金刚

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运用有限元分析软件ANSYS Workbench 对含均匀腐蚀缺陷金属油气管道进行综合分析，研究轴向腐蚀长度、环向腐蚀长度、腐蚀深度、相邻腐蚀间距等对管道剩余强度的影响。分析表明：①轴向腐蚀缺陷越长，管道剩余强度越小。②环向腐蚀缺陷长度较长时对管道的剩余强度影响不大，当环向缺陷较短时，可以将缺陷近似看作裂纹处理。③随着腐蚀深度的增加，管道剩余强度迅速减小。④对于两相邻轴向腐蚀缺陷，当轴向间距小于20 mm 时，可将两个缺陷看作一个整体缺陷计算管道剩余强度。当腐蚀缺陷轴向间距大于20 mm 时，则分别计算两个缺陷对应的管道剩余强度，取其中较小值。

成品油二次配送研究进展 [1-6]

王博弘　梁永图　张浩然　袁梦　金科君

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成品油二次配送是将油品从油库运往加油站及客户的过程，是油品供应链中的重要组成部分，与成品油销售企业的利润息息相关。通过对成品油二次配送的国内外研究成果进行调研，详述了二次配送的常用算法及其当前最新的研究成果，分析得出随着智能物流的发展，主动配送将成为成品油二次配送未来的发展趋势。同时，考虑到成品油二次配送问题属于车辆路径问题（VRP，Vehicle Routing Problem），在模型构建和求解方法上有一定的相似性，因此对车辆路径规划问题进行了深入剖析，从中获取有益的方法，将其应用于成品油二次配送。探讨了成品油二次配送算法改进与发展的空间，给出了成品油二次配送的优化建议。

长距离油气管道生产自动化数据模型 [1-8]

金剑　王想　丁城峰

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为了实现长距离输油气管道生产自动化数据的统一接入、处理、存储及访问，达到数据有效利用的目的，参考国际管道开放数据标准（Pipeline Open Data Standard，PODS）和ArcGIS 管道数据模型（ArcGIS Pipeline Data Model， APDM），结合电力行业IEC 61970 和IEC 61850 国际标准，建立了面向对象的输油气管道生产自动化数据模型（Pipeline Automatic Data Model，PADM）。该模型由标准管道生产自动化数据模型数据结构（PADM Data Structure，PDS）和管道生产自动化数据模型组件接口规范（PADM Interface Specification，PIS）两部分组成，系统介绍了该模型的建模方法、建模原则以及各组成部分的模型架构等。利用该模型设计创建了物理数据库，并接入西部管道公司鄯兰原油管道、乌兰成品油管道、阿独原油管道所有站场生产自动化数据进行模型正确性和完备性验证。验证结果表明：该模型能够正确并且完整地存储接入管道站场的所有生产自动化数据，并且针对其他同类型的管道站场具有扩展性。该数据模型能够满足长距离油气管道生产自动化各业务领域应用之间的互操作性，提高了信息传递的效率，填补了国内输油气管道行业生产自动化数据模型的空白。

天然气长输海管放空泄压规律模拟 [1-8]

冯胜　蔡永桥

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放空泄压是高压天然气管道的重要操作，放空过程属非稳定流动，不同的放空过程对管道参数与放空过程参数的影响较大。以中国某条98 km 海管的实际泄压过程为例，利用SPS 软件进行天然气管道放空模拟计算，对管道的放空过程进行动态模拟分析。分析放空过程中放空气量、放空口温度、管道压力、管道温度等参数的变化规律，并且对比不同泄压过程，选出更为经济有效的操作方案，对管道的实际操作运行有一定的参考作用，以期为天然气管道的放空作业提供参考。在现场实际放空泄压操作过程中，存在放空管道、火炬分液罐等设备温度过低，气体出液过多，放空气体在管口形成气阻现象等问题，但实际放空规律与模拟结果基本吻合。

中俄东线地质灾害的特征及危险性 [1-7]

赵园园　陈光联　宫爽

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通过收集中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地质地貌、区域稳定性、地震活动等资料，结合实地踏勘，识别出管道沿线共发育78 个潜在地质灾害点和6 种地质灾害类型（冻土冻融、河道塌岸、坍塌、水土侵蚀、盐渍土的化学腐蚀和盐胀、滑坡）。在识别管道沿线地质灾害的基础上，对管道沿线地质灾害的分布规律进行了研究，并对地质灾害的发育情况和危险性进行了分析，提出了相应的防治措施。研究表明，中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地形较平缓，地质构造稳定，断裂及地震活动不发育，整体地质灾害发育较少。管道沿线地貌及年平均温度是影响不同类型地质灾害分布的主要因素。管道沿线主要地质灾害是冻胀、冻土冻融及河道塌岸，地质灾害危险性均较小。

基于主成分分析法的中国城市燃气利用综合评价 [1-8]

姜洪殿　董康银　牛亚群　朱祎　孙仁金

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城市燃气是天然气消费的重要组成部分，近年来发展迅猛，对中国城市燃气利用进行综合评价具有重要意义。通过对中国城市燃气影响因素进行分析，从城市经济发展、燃气资源、燃气基础设施、社会与安全以及低碳环保5 个方面选取17 个指标，构建了城市燃用天然气利用评价指标体系，选取全国32 个主要城市为样本，基于主成分分析法对中国城市燃气利用进行综合评价。实证表明：根据各因子得分及综合得分排名情况，可以较好地分析各城市燃气利用的优势和不足，同时与其他城市进行横向比较，了解城市燃气利用在全国所处的地位；通过地区差异分析，得出东部地区燃气利用情况明显高于中西部地区，且西部地区略高于中部地区。

基于㶲分析方法的LNG 冷能轻烃回收工艺优化 [1-7]

马国光　李雅娴　张晨

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为解决LNG 冷能用于轻烃回收工艺存在冷能利用率低、能耗高的问题，将分析方法应用于轻烃回收工艺优化中。通过建立分析模型，确定LNG 轻烃回收工艺系统中有效能利用的薄弱环节，以效率、综合能耗、乙烷回收率为目标函数进行优化，得出优化参数，从而提高轻烃回收工艺中冷能利用率。通过某LNG 接收站冷能用于轻烃回收工程实例验证，结果表明：工艺优化后，冷能利用率提高了8.14％，综合能耗减少了约21 778.01 MJ，同时乙烷回收率提高了6.18％。同时，通过优化工艺的经济性分析表明：优化后年利润达到了5 713.24×104 元，投资收益率为112.24％，投资回收期约为2 年，经济效益非常可观，说明该工艺优化具有一定的现实意义。

高压条件下聚结过滤滤芯性能的影响因素 [1-7]

陈仕林　刘震　宫敬　姬忠礼

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根据高压条件下聚结过滤用滤芯的现场试验发现，随现场运行时间的延长，滤芯对粒径小于4 μm 颗粒的过滤效率明显降低，其原因为高压气流持续冲击使部分滤层的填充密度降低。为此，利用气-液过滤性能评价系统，分别测定纤维层面密度在13~50 g/m2 范围内的聚酯纤维（PET）和聚丙烯纤维（PP）滤芯的过滤性能。结果表明：随滤材纤维层面密度增大，滤芯压降相应升高，出口液滴质量浓度降低，这与滤芯现场试验的结论较为一致。PP 滤芯的稳态压降明显低于PET 滤芯，且不同纤维层面密度的PP 滤芯的性能差别较大。将试验结果与填充密度修正型过滤效率模型的理论值对比发现，PET 滤芯的试验值与理论值的误差小于1％。研究结果为工程实际用滤芯的优化设计提供了参考，具有一定的工程实际意义。

流动体系油包水乳状液微观特性试验研究与定量表征 [1-8]

史博会　张也　柳扬　王琴　丁麟　宋尚飞　宫敬

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流动体系油包水乳状液的微观特性是研究该乳化体系流变特性、析蜡特性及水合物生成特性的关键问题。基于高压水合物浆液流动环道，借助在线高倍粒度分析仪，研究不同试验条件下含水率、流动剪切速率、温度、压力等因素对水合物生成前油包水乳状液液滴微观特性的影响。结果表明：体系内含水率越小、剪切速率越大、温度越高、压力越低，油包水乳状液水滴粒径越小，分散越均匀，稳定性越好。综合温度、压力、流速、含水率、密度、黏度、表面张力、导热系数等参数对液滴粒径及分布规律的影响，建立了3 种尺度范畴下油包水乳状液分散相液滴平均尺寸及其比例分布关系预测式，经与试验数据对比验证，预测式的精度在±5％以内以期为基于水合物壳模型深入开展流动体系水合物生成动力学机理分析与模型预测，提供技术支持与重要依据。

南海深水气田开发FLNG 液化工艺优化 [1-8]

喻西崇　谢彬　郭朋皞　李玉星　刘淼儿　李焱　王清　朱建鲁

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天然气液化工艺是海上浮式液化天然气船（Floating Liquid Natural Gas，FLNG）的关键技术之一，目前国内外还没有专门针对FLNG 液化工艺设计的标准，因此研究适合于FLNG 的液化工艺选择流程和优化方法尤为必要。以中国南海某深水气田为研究目标，根据海上FLNG 的特点和对国外FLNG 项目液化工艺的调研，提出了FLNG 液化工艺选择原则与优化方法，筛选出6 种可能适合于目标气田的液化工艺流程，并对其在压缩功耗、冷却负荷、主要设备等方面进行综合比选，初步筛选出丙烷预冷-双级氮膨胀液化工艺作为目标气田液化工艺，并采用软件动态模拟和试验验证该液化工艺在海上的适应性。软件动态模拟结果和试验结果趋势一致，验证了动态模型的准确性以及利用动态仿真预测试验结果的可行性，表明该液化工艺具有较好的动态性能和海上适应性，最终确定丙烷预冷-双级氮膨胀液化工艺作为目标气田的FLNG 液化工艺。该优化方法为其他FLNG项目液化工艺的选择提供了技术支持和参考依据。

爆炸载荷作用下海底管道动力响应数值模拟 [1-7]

倪玲英　郎健　陈良路

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为研究爆炸载荷对海底管道破坏作用机理，考虑爆心距、管中所充流体等因素，利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA 对爆炸载荷作用下的裸露充流体、埋地充流体、空管裸露、空管埋地等工况下的管道分别进行动力学响应的数值模拟。结果表明：海底管道在裸露时受到的爆炸载荷作用力明显要比埋地时大；在相同条件下，充流体管道要比空管更能抵抗爆炸冲击；当受爆炸载荷冲击时，管道迎爆面和背爆面均有可能发生破坏失效；爆心距越小，海管正对爆心垂向加速度越大，加速度峰值产生的时间也越短，对管道破坏力越大。研究结果可为海底管道优化设计、安全施工及运行提供参考。

基于回归分析法的离心式压缩机性能模型 [1-7]

张轩　姜进田　王华青　向奕帆　吴海辰　陈子鑫　刘国豪　许彦博

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建立准确的压缩机性能曲线模型，是天然气长输管道进行管网优化运行的关键。受风机定律启发，分析了风机中流量、转速以及多变能量头的关系，将其应用于天然气长输管道压气站场的离心式压缩机，建立了压缩机特性曲线模型。假设一种线性化的压缩机特性曲线关系，采用偏最小二乘法对该特性曲线关系进行回归分析，得出压缩机特性曲线回归模型，并利用多年积累的现场数据将该模型应用于压气站工艺气流量虚拟测量。研究结果表明：基于回归分析法的压缩机组性能曲线模型计算准确度较高，工艺气虚拟测量结果误差较小，能够较好地反映离心式压缩机组实际运行特性，为管网优化运行及现场掌握机组运行情况提供技术保障。

明水支线站场分输设计的影响因素及建议 [1-5]

张炳宏　刘佳霖　黄薇薇　张鑫

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中俄东线输气管道的建设，为中国东北地区的天然气利用提供了充足的资源，对改变该地区以煤为主的能源消费结构提供了契机，东北地区的天然气管网建设也将随之开展。东北地区管道建设面临环境温度低、经济低迷、干线运行压力远高于用户需求压力等问题，以明水支线的设计为例，论述了最低设计温度的选取及设计温度下管材韧性指标的要求，针对经济低迷带来的间歇输送问题提出了相应的解决办法，对于调压造成节流能量损失和加热带来的能量消耗问题，从能量守恒角度提出了相应的解决思路。该研究成果为今后东北地区天然气支线的站场分输设计提供了指导，具有一定的借鉴意义。

物流领域的“JIT”——越库调度研究 [1-7]

吴斌　陈佳华　李玉　董敏

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越库被称为物流领域的“JIT”，通过越库配送可以有效降低库存和运输成本，提高配送效率。越库调度是越库配送的核心问题，主要任务是安排进出配送中心车辆的顺序及其在站台的分配。越库调度是复杂的NP 问题，建模与求解异常困难。在此对越库调度问题的国内外研究现状进行了系统梳理，依据站台分配、越库调度、越库运输计划3 种类型，对越库调度问题的模型演变和优化求解算法进行了分类总结。目前，越库调度问题虽然已经取得一些研究成果，但在理论框架、集成调度、动态调度以及与实际应用的结合等方面仍有待加强。

原油储罐防沉积用旋转喷射搅拌器研发进展 [1-8]

王强强　陈家庆　丁国栋　姬宜朋

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由于原油组成的复杂性，在储存过程中难免会形成油泥沉积罐底，影响储罐的安全、经济运营，加装旋转喷射搅拌器是解决罐储原油出现分层和沉积的有效技术方案。按照驱动类型和速度控制原理的不同，首次从结构组成、工作原理、应用研究状况及优缺点等多方面对比阐述了国内外多种旋转喷射搅拌器，指出目前中国的旋转喷射搅拌器国产化研究存在研究方向单一、对关键问题认识不足等问题。借鉴国外先进的旋转喷射搅拌器设计理念，提出了结构创新设计方案，以促进石油储运工程领域旋转喷射搅拌技术的进步。

输气管道内检测器断裂丢失及救援回收 [1-5]

汪春付

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输气管道内检测器在管道运行工作时，容易在管壁形变、弯头及爬坡等承受较大阻力的位置，发生卡堵或局部断裂情况，给管道运行造成重大安全隐患，必须迅速定位、及时解救。针对中石化某输气管道发生内检测器局部断裂丢失的实际情况，通过分析原因、定位区间、制定方案、实施救援的步骤，及时安全有效地回收了断裂遗落在管道中的内检测器，结果表明：管道内检测器受到较大拉作用力时，极易在机械连接处断裂；丢失的检测器可通过磁信号探测仪精确定位；实施救援时选取的清管设备要根据被救援设备的重量、管道运行状态等特殊定制，确保一次救援成功。为输气管道内检测器的丢失救援提供了经验借鉴。

海洋柔性管道接头楔形环锯齿密封性能数值模拟 [1-8]

张亮　杨志勋　卢青针　阎军　陈金龙　岳前进

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密封环上的锯齿对非粘接管道接头密封性能影响明显，而实际分析密封结构时很难建立带锯齿的精细模型。针对某海域使用的非粘接管道接头密封环，明确了适用的密封准则，建立了锯齿密封模型，根据压入深度的敏感度分析得到了最佳压入深度范围，并提取了最佳压入深度范围对应的放大系数，结果表明：该模型结构有一个较优的压入深度范围，在该范围内密封性能的最大接触压力及有效密封长度比例取值均较优；采用无锯齿简化模型结合放大系数可以近似预测真实结构的密封性能。该研究方法为精细化设计楔形密封环几何尺寸提供指导，同时也为分析尺度跨度较大的结构提供了一个思路。

油田集调气系统停机工况下的调气方案优化 [1-10]

何国玺　汤东东　李岩松　段志刚　李小婵　周江宏　梁永图

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因伴生气处理系统受气油比变化、冬夏季供气不平衡等因素的影响，故伴生气放空系统常常存在装置检修、装置事故停机、调气管网不完善等问题。根据集调气管网规格、压力、流量、集气点运行等已知参数，针对现有集调气系统存在的问题，以放空量与调气量之和最小为目标函数，将装置处理量、管网流体流向及流量等作为决策变量，考虑了正常工况、单套装置停机工况及双装置组合停机工况等各种工况约束，得到不同工况下调气管网流向及输量的优化分配方案，尽可能使伴生气放空量降到最低。最后，给出集调气管网布局的改进方案，包括增设副管和提高输气压力。并以油田伴生气集调气管网为例，验证了模型的可行性与可靠性。

顶管穿江隧道探孔封堵设计与施工 [1-5]

王乐　范昌彬　何瑞玲　时盈盈

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在高水压水域顶管施工中遇到探孔、裂隙及其他流通性强的地质条件时可能会对顶管泥水循环系统、进舱检查更换刀具等施工造成困难。以富春江顶管工程探孔及岩石层大裂隙封堵为例，介绍了复杂地质条件下大坡度纵向曲线顶管施工探孔封堵技术。分析了正常顶管施工中建立掘进泥浆循环需要满足的条件，对比正常段与有探孔存在而无法实施正常掘进泥浆循环下的各项参数，采用盾尾油脂在隧道外部止水、掌子面止水、泥浆性能指标控制、优化顶进参数等措施对探孔和大裂隙进行了成功封堵，为高水压顶管施工情况下的加压进仓刀具检查、更换创造了安全可靠的施工环境，该技术操作性强、成本低、实施效果好，为顶管穿越江河施工遇到类似难题提供了借鉴和参考。

基于风险评价的管道安全距离确定方法 [1-5]

张华兵　王新

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合理确定管道安全距离，不仅可以减少事故造成的损失，还可以为管道的合理设计提供依据。在分析管道定量风险评价结果的基础上，根据《危险化学品生产、储存装置个人可接受风险和社会可接受风险标准》所规定的风险可接受标准，将管道周边划分为不同的风险区域，提出了基于风险评价的管道安全距离确定方法。实例应用表明：基于风险评价的管道安全距离确定方法，可以体现管道本身特性和外部环境的差异性，如不同的管道壁厚、埋深、运行压力及第三方等，因此针对性较强，较基于法规和标准确定管道安全距离的方法更加科学合理，可以为在役及新建管道安全距离的确定提供参考。

基于物联网技术的智慧长输管道 [1-5]

王昆　李琳　李维校

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通过研究国内外物联网技术在长输管道中的应用，结合管道完整性管理系统和云计算技术、大数据技术构建了长输管道物联网技术架构，实现管道业务流程从调度控制、生产管理、经营管理完整业务链的整体贯通，使管道业务各项技术与管理领域的数据流进行有效的协调和衔接。依托智慧型长输管道架构，结合实际生产中管道水击压力控制存在的问题，利用SPS 软件模拟了长输管道的水击保护过程，结果表明：该架构在管道水击等领域具有可行性和广阔的发展前景。

中美油气管道完整性管理规范发展现状及差异 [1-10]

王俊强　何仁洋　刘哲　郭晗

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中国油气管道建设发展远猛，加快油气管道完整性管理标准规范的体系建设势在必行，而美国油气管道完整性管理法规标准体系较为完备。采用对比分析方法，总结了中美油气管道完整性管理的发展现状及共同点，重点分析了中美油气管道基线评估、高后果区识别、完整性评价、维修维护等关键技术条款的特点及差异，并提出了当前中国油气管道完整性管理在标准体系、监管、技术应用等方面存在的问题和今后发展方向。研究结果表明：美国已将完整性评价最低要求扩展至中后果区，冲击水压试验和超声导波探伤已列入油气管道完整性评价技术体系；中国提出了在役油气管道压力试验的新要求。可借鉴美国油气管道完整性管理的技术体系和先进理念，借助油气管道隐患治理工作，建立适合中国国情的油气管道完整性管理规范体系和政府监管体系。

美国非常规原油输送设施建设及启示 [1-6]

易成高　陈荣　夏海波

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完善的原油输送设施是美国非常规原油成功开发的关键因素，分析研究美国在非常规原油输送设施建设方面的做法，为中国非常规原油输送设施建设提供可借鉴参考的成功经验。调研美国为保障非常规原油开发采取的做法，包括：加强原油管道建设投资、在无管道或管道运能不足的非常规油区采用铁路和水路输送原油、建立灵活的输油设施运营市场、制定保护国内运营商的政策法规等，找出中国在相关方面的差距，提出应加大原油输送设施投资、增强运营市场竞争、完善政策建设等建议。

基于三维激光扫描技术的油罐变形检测方法 [1-6]

祁志江　张柱柱　焦光伟　王亚超　张冲

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针对常规的油罐检测方法普遍存在测量时间长、工作强度大、检定成本高、测量结果精度较低等缺点，提出一种基于三维激光扫描技术的油罐变形检测方法。利用试验获得的油罐三维点云数据和MATLAB 自编程序，拟合计算出圈板半径、椭圆度及罐体倾斜度，并从水平方向、垂直方向及罐壁局部区域三个方面对油罐变形进行了计算和分析，结果表明三维激光扫描法可以直观、定量地表现罐体变形。最后进行了重复性和再现性试验，结果表明试验测得的圈板半径、椭圆度及倾斜度标准偏差均在可接受范围内，从而验证了三维激光扫描法用于油罐变形检测的可行性和准确性，为油罐变形检测提供了一种更加快速、精确的新方法。

压缩机组PLC 控制系统国产化方案研究 [1-7]

钱迪　郑会　张沛　刘建臣　赵洪亮　菅秀洋　亓呈文

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针对榆林站DY401~DY403 管道压缩机组控制系统硬件趋于老化、软件过时、防喘振等功能算法落后、系统故障导致停机次数增多的情况，从软硬件兼容性、防喘振和负荷分配控制功能算法等各个角度，提出了完整的国产化升级改造方案，主要包括软硬件版本升级，控制功能优化等。利用PLC 模拟器与HMI 界面组成模拟控制系统，结合UniSim 站场工艺和设备仿真模型机来测试验证控制逻辑可行性与可靠性，为今后各压气站管道压缩机组老旧控制系统的国产化升级改造提供指导。

管道内封堵气囊的结构设计与优化 [1-7]

崔子梓　闫宏伟　焦彪彪　汪洋　马建强

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橡胶气囊在管道内封堵器中具有十分重要的作用，为了改善其整体性能，从气囊的工作原理和工作环境出发，建立橡胶气囊的三维模型。基于ANSYS 有限元仿真软件，将结构静力学分析、接触分析及试验设计相结合，对橡胶气囊的结构做了相应改进。通过试验对比分析改进前后气囊封堵压力的变化情况，发现改进后气囊封堵压力提高了50.1％，可达1.126 MPa。同时对比试验结果与ANSYS 仿真结果可知，数值模拟结果与试验结果基本一致，证明了有限元模型分析结果的准确性。该设计为管道内封堵器的优化提供了新思路，而且有利于管道内封堵装置可靠性评价体系的构建。

渤西油田严重段塞流控制措施数值模拟 [1-6]

李长俊　吴畏　张黎

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渤西油田QK18-2 平台至QK18-1 平台之间的混输海管存在严重段塞流现象，由于段塞的不稳定性，易导致分离器发生溢流造成危险。对两平台之间的海底管道采用OLGA 软件模拟计算得知，立管底部压力和管出口瞬时液体质量流量发生剧烈的波动，为防止严重段塞流危害管道和管道下游的工艺设备，采用OLGA 软件分别对顶部节流法、多相泵增压法、气举法三种控制措施进行数值模拟，结果表明：三种方法均能很好的控制严重段塞流，对其达到抑制效果。在节流阀开度为3％、多相泵安装在立管底部且增压为0.5 MPa、注气量为5 kg/s 时，海管严重段塞流完全得到了消除。综合考虑，最终推荐采用顶部节流法，建议节流阀开到10％。研究成果对渤西油田段塞流控制有很重要的工程指导意义。

管输CO₂ 焦耳-汤姆逊系数计算方法 [1-5]

张大同　滕霖　李玉星　叶晓　顾帅威

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在CO₂ 管输过程中，为了保障管道的安全运行，需要准确预测其节流特性，以防节流后管道发生冻堵。从分子角度分析了不同相态CO2 节流效应机理，利用多元非线性回归方法提出管输CO2焦耳-汤姆逊系数计算方法。该计算方法包括3 种相态的管输CO2 焦耳-汤姆逊系数计算公式，形式简单，计算速度快，具有更好的工程利用价值。利用实验数据对经验公式的准确性进行了验证，在管输工况下其平均相对误差为10.63％。该计算方法为CO2 管道设计与运行过程中的节流温降计算提供了参考。

管道数据记录仪的研究与应用 [1-5]

赵连玉　李睿　赵晓明　冯庆善　刘成海

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社会、经济的高速发展对长输管道的安全运行提出了更加严格的要求，因此管道运营企业迫切需要一种能够实时或定期监控管道全线运行状况的方法。研发的管道数据记录仪（PipelineLogger）提供了一种简单便捷的监控管道运行状况的方法和备。管道数据记录仪尺寸较小，设计独立，安装便捷，可以搭载到几乎任何类型的清管器或检测器上，在管道日常清管作业或内检测过程中可方便地测量管道内绝对温度、绝对压力、三轴加速度、三轴角速度，利用自主研发的数据处理软

件，可根据记录数据计算得到弯头、环焊缝等管道参数，从而方便地监测管道运行状况，及时发现管道内较大异常点，定位异常点位置，对维护管道安全运行有重要意义。

油气管道设施锁定管理方法 [1-5]

曹涛　郑贤斌　程诚　宋兆勇　张建军

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为预防和减少油气管道设施维检修及施工过程中人员伤亡等事故，开展了油气设施的锁定管理方法研究。通过油气管道设施维检修和动火作业过程中危险源、能量释放途径分析，基于风险管理理论，借鉴国外大型石油石化企业锁定管理经验，提出了适合中国油气管道特点的锁定管理方法，形成了简洁、实用的锁定管理工作程序，并结合实际应用提出了实施风险分级管控、制定专项安全检查表、开展相关技能培训和实施PDCA（Plan Do Check Act）循环管理等4 项关键内容。实践结果表明：锁定管理方法遵循PDCA 循环管理模式，实行分级管控，通过规范员工职责，落实和强化作业过程监控，持续完善锁定管理工作程序，有助于现场HSE 风险管理水平的提升。研究结果为油气管道企业有效实施锁定管理提供了有益的借鉴，并指出了锁定管理的下一步发展方向。

原油港口泊位组通过能力计算方法 [1-5]

赵舒宇　汤俊杰

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为了解决原油港口扩建项目中依靠传统标准计算法对泊位组通过能力评估局限性的问题，对泊位组的通过能力计算方法开展研究。通过对标准计算法、排队计算法及数值模拟法的对比分析，结果表明：标准计算法只是单纯的单泊位通过能力的叠加，对于泊位组的计算精确度有限；排队论计算法公式较为复杂，不适于工程应用；数值模拟法依赖于计算机穷举计算，输入条件有限制，不能很好的模拟真实情况。因此，针对原油港口泊位组需要新的工程计算方法对其通过能力计算进行补充。结合以上3 种方法，提出了更合理的原油港口泊位组通过能力计算方法，有助于提高港口评估能力的工程计算精确度。

中俄原油管道二线工程项目施工管理模式 [1-7]

董连江　丁鹤铭　张东浩

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中俄原油管道二线工程由于地形复杂、冬季气温低、林区施工长、社会依托差以及与已建中俄原油管道漠大线并行敷设等特点，给施工建设造成了很大的困难，对施工管理提出了极高要求。基于此，采用发包人+监理+EPC（Engineering Procurement Construction）管理模式，在进度管控、质量管控、HSE 管控等方面进行科学管理，开创了高寒地区冬季施工期间180 天完成约750 km 管道焊接的速度，并实现了自开工建设以来无任何质量、安全事故的建设目标，为高寒地区管道建设积累了施工管理经验。

基于三类危险源的油库火灾爆炸事故致因分析 [1-6]

赵宁刚　燕秋华　苗立新　许庆嵩　王升龙

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危险源的存在、不断产生及未及时得到辩识和控制是事故发生的根源。为有效控制油库存在的各类危险源，从源头上预防火灾爆炸事故的发生，基于相关事故案例和现代安全科学的观点，应用3 类危险源理论对油库火灾爆炸危险源进行辩识分析，研究了3 类危险源之间的关系及其事故致因机理，建立了油库火灾爆炸事故的AHP 模型。通过分析评价和综合计算，确定了相关因素的重要程度及其权重。研究表明：组织失误等第3 类危险源（组织型危险源）的存在，从根本上导致了第1 类危险源（固有型危险源）和第2 类危险源（触发型危险源）的出现，油库火灾爆炸事故防治的关键在于加强对第3 类危险源的管控。

压缩机组故障统计及故障树分析 [1-5.5]

高义　金硕　张泽　王厚锐　周湃

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为了保障长输天然气管道压缩机组平稳运行，对2011 年至2015 年西气东输一线、西气东输二线、中亚管道、陕京管道及涩宁兰管道运行的压缩机组故障进行分类统计。针对不同管道、不同输气年份、不同驱动方式及不同故障类型，分析了压缩机组的故障情况，对比了压缩机组故障数据呈现的趋势，建立了压缩机组故障树，计算出了压缩机组故障事件的概率。结果表明：辅助设备和运行参数异常是造成长输管道中压缩机组故障的主要原因，随着管道运行时间增加，长输管道中压缩机组的故障次数呈现逐年下降趋势。定期开展压缩机组辅助系统故障的排查工作，可有效降低压缩机组故障发生的频率。

海上晃动对中间介质气化器内部液位波动的影响 [1-7]

董龙飞　李玉星　韩辉

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中间介质气化器（Intermediate Fluid Vaporizer，IFV）是浮式LNG 接收站关键设备之一，由于容易受到海上风浪影响，IFV 内部的液位波动会影响设备的换热性能。采用三维数值模拟方法，结合Fluent 计算软件，编写了非稳态晃荡边界条件，对IFV 内部中间介质腔内液体的晃荡运动进行了模拟。分析了不同晃荡幅度、晃荡频率及中间介质的充灌液位对介质腔内液位波动的影响。研究表明：当晃荡角度在3°~10°之间、晃荡频率在0.1~1 Hz 之间时，中间介质充灌量的安全液位为50％；中间介质液面随晃荡角度的增加，晃荡周期的减小，液面波动愈加剧烈，从而为LNG 的安全输送提供了借鉴与参考。

管道手动开孔机卡钻泄力装置的研制与应用 [1-4]

白帆　张东胜　王新刚　魏春阳

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针对油气管道应急抢险时使用管道手动开孔机开孔时发生卡钻，导致电机机身反向旋转的问题，采用机械设计的方法设计了管道手动开孔机卡钻泄力装置，其由传动机构、阻尼机构、差速机构组成，在管道开孔机正常作业的情况下，电机扭矩通过传动机构正常传递给开孔钻，当开孔钻切削管壁发生卡钻时，电机扭矩通过传动机构和差速机构传递给阻尼机构，并克服阻尼机构旋转做功使扭矩得到释放。开孔试验表明：该装置可有效避免管道手动开孔机电机反转伤人，提高管道抢险作业的安全性，保护操作人员的人身安全。

基于泄漏扩散后果评价的CO2 管道截断阀间距研究 [1-7]

彭善碧　李涛　刘恩斌　唐静　杨柳婷

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为了保障CO2 的输送安全，从CO2 泄漏扩散的后果出发，考虑CO2 泄漏扩散时的相态变化及重力的影响，利用PHAST 软件建立CO2 管道的泄漏扩散模型，以最不利工况作为初始条件，计算假定不同阀间距下的SLOD（致死率等于50％）影响范围，从而确定CO2 管道不同等级地区下的阀间距。结果表明：一级地区从安全考虑并不需要建设阀室，但是为了方便管道维修，可以在便于维修的部位建立阀室；二级地区可以根据相应的户数选择合适的阀间距，但最大不超过60 km；三、四级地区不推荐超临界CO2 管道输送。基于泄漏扩散后果评价的CO2 管道阀间距研究为中国CO2 管道输送相关规范的制定以及对CO2 管道进行安全评价和事故后果分析提供了一定的理论支持。

基于模糊可靠性的集输管网参数优化设计 [1-8]

潘峰　魏立新　陈双庆　陈思奇　邹吉洋

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含蜡原油在集输过程中存在着大量的不确定性因素，传统的参数优化设计通常是在确定性条件下进行的，不能准确地反映出物性参数、环境参数以及运行参数的波动对设计结果造成的影响。结合概率统计学和模糊数学理论，在兼顾集输管网可靠性和经济性的基础上，建立了基于模糊可靠性约束的集输管网参数优化设计的数学模型。利用该模型，以管网投资最小为目标，进行了树状井口加热集油流程的管网参数优化设计。结果表明：考虑不确定性因素建立的基于模糊可靠性约束的集输管网参数优化设计模型，不仅能够更好地保证集输管网运行过程中的安全性，而且优化结果更具合理性，与优化前相比，节省投资约11.47％。该方法为含蜡原油集输管网参数优化设计提供了新的思路。

燃驱压缩机组性能监测系统的开发及应用 [1-6]

李刚　谷思宇　贾东卓　郭举林　许锦

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为了有效减少管道燃驱压缩机组运行机械故障，保障平稳运行，需要开展燃驱压缩机组性能监测研究。通过对近年来发生的燃气轮机压气机叶片脱落及损坏、透平静叶烧蚀、喷嘴烧蚀等典型故障分析，开展了机组测点布置、性能监测参数的研究，设计了燃驱压缩机组性能监测计算核心构架，开发了性能监测系统。系统主要功能包括故障预警、性能参数趋势显示、性能衰减判断等，根据对燃气轮机运行状态参数的监测，通过运行趋势和性能衰减情况，结合现场实际运行状况和维检修数据，从而判断机组的健康状况。燃驱压缩机组性能监测系统的现场应用效果明显，可减少机组故障停机，优化维检修周期，节约维检修成本。

φ 813-φ 914-φ 1 016 互连四通的设计与应用 [1-5]

姜修才　陈娟　彭悦　王建伟

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为了实现川气东送与西气东输二线之间直径为813 mm 的连络管道不停输，需要设计适用于带压开孔工艺的φ 813-φ 914-φ 1 016 互连四通。互连四通强度设计符合压力容器开孔补强原理，整体结构近似于“上”字形，四通内配有卡环机构和塞柄机构，能够实现开孔作业后四通的自密封，便于拆除辅助阀门和开孔机具。考虑到管道日常运营中的清管、通球检测需求，设计了透气挡条机构，既确保了开孔后的通透性，又保证了管道内壁的几何完整性，最大限度地减少了开孔对管道的影响。现场应用结果表明：φ 813-φ 914-φ 1 016 互连四通实现了不停输连通管道的要求，达到了预期设计目标。

基于逻辑判断的通用防呆控制模型设计 [1-6]

张兴森　郭加树　朱连章　张红霞　李立刚

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西气东输监控系统中站场设备繁杂、流程多、控制逻辑复杂，导致监控系统的适用性差。为此，提出了一种基于逻辑判断的通用防呆控制模型。该模型采用工艺节点模型、组件模型、报警逻辑模型三级模型方式，将解析器与三级模型分离，从而实现防呆逻辑的编辑与系统运行的独立，保证防呆控制平台的安全性及适用性。通过实际运行表明：该模型可扩展性高，能够更好地满足实际工程应用要求。该模型对后续智能化报警监控平台的应用实施提供了新的设计模型和有力的技术支撑。

中俄东线岛状多年冻土现状及退化原因 [1-7]

任海宾　陈光联　黄文杰　吕宝辉

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为了研究中俄东线天然气管道岛状多年冻土的现状和退化原因，采用工程地质钻探、地温测试和高密度电法的综合勘察方法，对管道沿线16 处疑似岛状多年冻土区进行勘察验证；另外，通过搜集管道沿线气候和森林覆盖率等资料，分析近年来研究区内各要素变化趋势，推测其对冻土环境的影响。研究表明：由于全球气候变化及人为活动频繁等诸多因素，导致东北地区气温升高、森林覆盖率减少、湿地消失，冻土环境失去了原有的热平衡，造成管道沿线岛状多年冻土区显著退化。相应的，70 年代划定的东北地区多年冻土南界呈现明显北移的趋势。

射流清管器结构参数与清管积液运移特性 [1-7]

陈建恒　何利民　罗小明　李清平　姚海元

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明确清管器结构参数对射流清管器运行规律及射流效果的影响，以及射流清管的内在机理，对于保障管道流动安全、顺利完成清管作业尤为重要。在此对某实际天然气凝析液管道进行清管模拟，分析清管器旁通率、摩擦力等结构参数变化对其运动特性及清管段塞的影响，并研究凝析液和液态水在射流清管过程中运动规律的差异。结果表明：射流清管器平均速度随旁通率的增加呈线性下降趋势，旁通率增加可以显著降低清管段塞量，平缓气量波动；摩擦力对模拟结果具有重要影响，若模拟前清管器摩擦力计算偏小，将导致清管段塞的预测值大幅增加。液态水和天然气凝析液在射流清管过程中的运动特性差异较大，液态水的存在会在一定程度上削弱射流清管效果。

基于3 层C/S 结构的离心式压缩机组振动监测系统 [1-7]

王猛　钟震宇　刘建臣　张衍岗　李刚　刘白杨　杨阳　姜帅

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为了保障天然气管道输送过程中离心式压缩机的安全运行，克服压缩机组地域分布广、地区偏远、交通不便利带来的不便，缩减振动分析成本，基于中国石油管道压缩机组维检修中心的压缩机组远程监测系统，通过构建3 层C/S 网络结构完成了振动监测各类图表的绘制和组态。研究结果表明：该监测系统保障了系统通信网络的实时性、安全性及灵活性，实现了系统的实时监测和历史数据分析功能；通过对振动数据的分析，将更有利于明确压缩机组运行状态，保障机组平稳、安全运行。该系统各项功能的实现可为同类系统的建立提供参考。

基于深度搜索法的成品油管道调度计划自动编制 [1-10]

廖绮　梁永图　张浩然　邵奇　张贺

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结合水力计算制定调度计划是保证成品油管道安全运行的关键。目前，虽然已有大量关于成品油管道调度计划编制优化研究，但鲜有研究将水力计算耦合在内。针对单源多汇的成品油管道，考虑了流量约束、批次约束及压力约束，建立成品油管道调度计划自动编制模型，并结合深度搜索法对模型进行求解，快速制定出符合现场需求的调度计划。该模型能够在跟踪各批次油头位置的同时，对各管段进行水力计算，掌握调度周期内管道沿线的能耗情况。并且将该模型应用到某成品油管道进行分析，求解得出符合现场需求的调度计划。该模型计算速度快，生成的调度计划与市场需求偏差较小，具有较强的实用性与通用性。

长输油气管道智能导航平台的开发 [1-4]

肖志　高良泽　张蓓蕾

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普通地图和手机地图尚无长输油气管道信息，同时在地形复杂、人烟稀少的地区普通导航不能提供更详实的道路信息，因此不适合为管道维抢修队伍提供路径规划。基于高德地图API 开发了一款长输油气管道智能导航平台，其主要由定位模块、路径规划与导航模块、显示模块及记忆模块构成。该平台通过调用服务的相关接口，将第三方地图数据与管道阀室数据进行融合，共同组成数字化底图，利用坐标转化技术将经纬度坐标转化为第三方地图可识别数据，快速定位管道事故位置、规划抢险道路、跟踪抢险队伍位置；通过设置避让点管理功能，可以避开限行道路、避免往返行走，用户根据需求添加、删除避让点，帮助大型车辆快速赶赴现场；同时，提供历史轨迹保存功能，保存最后一次的行走轨迹，通过查看历史轨迹，帮助抢险队伍在最短时间内及时赶到抢险现场。

新型永磁定位自适应气囊外封堵装置设计 [1-6]

焦彪彪　闫宏伟　崔子梓　马建强　汪洋

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随着流程工业的发展，危险化学物料在储运过程中的泄漏事故频发，对漏点快速有效的处理处置至关重要。大型管道和储罐焊缝处的复杂曲面区域的泄漏难以封堵，基于此，提出一种采用永磁机构快速定位，并结合自适应气囊和导流泄压通道的快速封堵装置，实现了大曲率半径复杂曲面上漏点的自适应应急封堵。通过分别建立柔性气囊封堵方法和常规顶压式封堵方法的有限元模型，对两种方法在大型储罐焊缝处漏点周围的密封接触面的压力分布情况进行仿真分析。结果表明：柔性气囊封堵方法实施应急封堵处理时，在漏点周围形成较理想的均压接触区域，有效减少了常规顶压封堵方法中橡胶因局部形变而导致的应力集中现象，具有较好的曲面封堵自适应性能，增强了应急封堵的稳定性与可靠性。

中俄东线黑龙江穿越测量的关键问题 [1-5]

迟凤明　张成　郭福友　罗伟国

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由于中俄东线天然气管道的黑龙江穿越工程跨越中俄两国边界，因此在其测量作业中面临诸多问题。介绍了中俄东线黑龙江盾构穿越测量作业流程，简要分析了各工序采用的主要技术手段。考虑到这类跨越国境测量项目的重要性和特殊性，事后对实际工作进行深刻地梳理和反思，发现了在测量作业过程中出现的一些问题和不足，并提出行之有效的解决方法，为今后的类似跨境测量项目积累了宝贵的经验。

树状油气集输管网井组划分建模及求解方法 [1-5]

寇杰　莫际本　劳伟　冯若曦

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为了实现油气集输树枝状管网的合理井组划分，将多井串连的树状结构考虑到井组划分中。以基于树形连接的井站距离和最短为目标函数，以井站隶属关系为优化变量，建立井组划分数学模型，采用遗传算法与Prim 算法相结合的混合算法对模型进行求解。首先采用遗传算法搜索所有井场，得到初始井站隶属关系，然后采用Prim 算法求解井站的最短距离和，利用遗传算法迭代求得最优解。经实例计算验证，得到树状管网的井组划分方案和站址坐标，以及井站树状连接示意图。相比星状管网，树状管网可以减小管道总长，降低投资成本，实现较高的经济效益。

输油管道应用防渗毯效果分析 [1-6]

周立飞　原海嵘　刘传富　耿亮

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为全面系统地评价防渗毯材料在输油管道中的应用效果，解决穿越环境敏感区域管道渗漏防护难题，结合防渗毯材料在管道工程中的实际应用，将管道发生事故时的油品泄漏原理、管道阴极保护影响、穿越及水工保护实施技术，与防渗毯材料的技术性能指标、试验检测数据进行对比，从材料性能、实施可靠性、使用寿命及经济性方面进行综合评价。指出防渗毯材料不具有普遍适用性，对于小口径、低压力管道，可以作为有效的防渗措施之一，而对于大口径、高压力管道，则需要单独核算后应用。同时提供了输油管道防渗防护的评价方法，为将来经过其他类似保护区的施工防护提供借鉴。

X80 管线钢管体缺陷极限承载能力研究 [1-7]

曹永利　姚登樽　苏鑫　周延　于憬

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目前针对含体积型缺陷管道剩余强度评价标准和方法主要是基于X70 及其以下低钢级管线钢，而X80 及以上高钢级的验证性实验很少。为验证剩余强度评估方法在X80 管线钢的适用性，首先对比了不同管线钢管体缺陷的极限载荷评估模型及适用范围；其次通过制备不同类型不同尺寸缺陷的X80 管线钢管水压实验，对各种评估模型在X80 管线钢管上的适用性进行评价。结果表明：长矩形缺陷的承载能力通常在各类缺陷中最低，而且不同缺陷预测模型的安全程度各不相同；对于矩形缺陷，DNV 模型的预测结果与实验值偏差较小，ASME B31G Modified、RSTRENG 和C-FER模型的计算结果偏于安全；对于沟槽缺陷，C-FER 和PDAM 模型是适用的；对于凹坑+沟槽缺陷，PDAM 模型也适用。

中国油气管道同电力及通信线路的安全间距要求 [1-5.5]

程浩力　孙锐　张连来　毛庞蛟　张晓海　夏茂进　池恒

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油气管道设计、施工以及运营管理过程中经常遇到同架空电力及通信线路或埋地线缆并行及交叉的情况，根据中国油气管道设计、施工、安全运营管理密切相关的法律法规和技术标准规范的要求，对不同法律及规范关于埋地油气管道与电力及通信线并行或交叉敷设等安全间距的要求进行了对比分析，结果表明：对输电线路及通信线路同油气管道安全间距要求因针对性不同而导致具体要求并不相同，需要设计及施工人员综合考虑油气管道实际情况设定有效间距。以某长输管道线路设计及施工中安全间距的设置为例，针对相关法规及标准的规定提出了改进建议。

海底悬跨管道形成及破坏机理 [1-7.5]

谢英　麻秀芬　宁海峰

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海底管道悬跨段的出现将会增加管道所受载荷作用力，使管道更易发生破坏。基于海底悬跨管道的特征，简要分析了海底管道的悬跨机理，总结了悬跨段在重力、浮力、波浪力及海流力作用下的破坏机理和研究现状，并对悬跨管道研究的发展趋势进行了展望。结果表明：分析不同结构形式的海底管道在复杂荷载联合作用下的变形和破坏已成为海底管道悬跨段研究的重要发展方向；今后有必要系统地研究流场特性和地震动特性对管道周围流场和受力的影响规律，计算更复杂约束下海底悬跨管道允许悬跨长度，以及从多种判定依据着手分析比较海底管道允许悬跨长度，并得到多种判定依据的适用性范围。

储罐温度分布对计量精度的影响 [1-5]

王书良

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针对储罐温度分布会对计量精度产生影响，从而导致计量误差的问题。在分析罐内油品与外界环境传热过程的基础上，建立了考虑环境温度、油品物性、罐内油品自然对流和太阳辐射等因素影响的储罐温降模型。掌握了油孔纵向平均油温与罐内总体平均油温温差变化的规律：相同外界条件下，液位越低，温降速率越大；液位越高，存储时间越长，量油孔处的平均油温偏离总体平均油温越大；低液位的储罐温差到达一定特定值后会趋于平缓，然后沿该值小幅上下波动；高液位储罐温差增大速率随着存储时间增大会有变缓趋势。通过不同工况下的实例计算，量化展示了上述误差的大概范围和变化趋势，对油库的计量盘点具有一定参考作用。

基于图论的L-13 站工艺系统拓扑分析 [1-6]

彭星煜　吴云冬　喻建胜　何莎　宋日生

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为了保障天然气集输站场安全运行，开展了天然气集输站场工艺系统拓扑结构分析以及各单元间连通关系的研究。以L-13 站工艺流程为基础，基于图论建立了该站场主要工艺系统拓扑图。采用矩阵分析法中的初始邻接矩阵自乘法，结合MATLAB 软件，计算得到了该站场水套炉停用前后对应的全连通矩阵以及各节点间的连通级数。计算结果表明：水套炉停用前后，该站场工艺流程系统均属于同一连通片，该站场工艺系统中不存在独立单元，系统可靠度的计算需要考虑各单元之间的相互作用；相邻两节点间的相互作用最大，且水套炉停用前，节点6 与节点7 之间相互作用最小，水套炉停用后，节点1 与节点7 之间相互作用最小；各节点间连通级数的变化与实际工艺流程相互匹配，图论和矩阵分析法能够满足站场工艺系统动态拓扑分析的要求。

纳米SiO₂ 表面改性对复合减阻剂应用性能的影响 [1-6.5]

代晓东　刘焕荣　杨燕峰　李洪言　辛艳萍　陈艳红

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针对聚α 烯烃减阻剂在应用过程中易发生剪切降解的问题，以聚合物基纳米复合材料及纳米SiO2/ 聚α 烯烃复合减阻材料前期研究为基础，考察偶联剂KH550 用量和体系温度对纳米SiO2表面改性效果的影响。采用表面羟基数和吸油值表征测试结果表明，KH550 用量15％，体系温度50 ℃时，可以获得表面羟基少，吸油量大的改性纳米SiO2 粒子。旋转圆盘和减阻环道测试纳米复合减阻剂的应用性能表明：改性后纳米粒子可以更好地与聚α 烯烃相互作用形成复合减阻材料，经圆盘一段时间剪切和离心泵2 次剪切，复合减阻材料具有更为优异的抗剪切性能。通过对纳米SiO2 粒子改性条件探究和减阻性能测试，纳米复合减阻材料有利于减阻和抗剪切性能。

深水混输管道停输再启动水合物生成风险分析 [1-8.5]

郭艳利　孙宝江　高永海　赵雯晴　赵焕勇　赵欣欣

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深水长距离混输管道停输再启动易产生水合物堵塞问题。基于安哥拉某深水区块开发模式，借助PIPEPHASE 与OLGA 多相流软件，分析混输管道停输再启动天然气水合物生成风险。结果表明：停输2 h 后，水合物开始在立管底部附近生成，并由此位置逐渐向两边扩展；停输再启动前期，海底管道水合物生成区域在入口附近逐渐消失，在海平面附近的立管段则迅速增大；随启动时间的延长，水合物生成区域由两边向中间逐渐缩小，并在启动6 h 后在水深约700 m 的立管段消失。基于混输管道温度压力敏感性的定量描述，提出水合物生成风险定性分析方法，分析发现随海管长度、内径及气油比的增大，水合物生成风险增大；随含水率的增加，水合物生成风险减小。计算结果能够较好地指导多相混输管道选型、路由及混掺比例设计。

高钢级管道环焊缝应变能力评价 [1-6]

帅健　孔令圳

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为了评价高钢级管道环焊缝的应变能力，建立了基于材料损伤理论的管道环焊缝有限元模型。通过优化裂纹尖端网格尺寸，准确模拟了裂纹尖端的应力分布及撕裂过程。采用屈服强度和均匀延伸率表征高钢级管道的材料特性，计算并分析了管道环焊缝的裂纹驱动力曲线，建立了裂纹扩展失稳准则和材料断裂韧性准则两种失效判据，研究了管道材料性能、裂纹长度及内压对裂纹驱动力的影响，定量分析了这些影响因素与管道应变能力的关系。分析表明：较之内压，裂纹长度对管道应变能力影响较大，材料均匀延伸率较屈服强度对管道的应变能力影响更大。建议对于基于应变设计的管道，应对环焊缝提出均匀延伸率等塑性容量指标的要求，研究结果可为基于应变的高钢级管道的设计和评价提供技术依据。

油库发油管道在线密度计的研制与应用 [1-5]

李玉杏

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随着人工成本的不断上涨和环保要求的提高，如何采用新技术手段实现油库油品贸易交接计量的自动化，成为成品油销售企业亟待解决的重要问题。基于谐振筒式密度测量传感器的测量原理，研发了一种油库发油管道密度自动测量的在线密度计，并详细介绍了密度计的结构设计、测量原理、安装方式、性能测试等。经实际应用证明：该新型密度计达到国际先进水平，可准确测量管道发油密度和温度，满足贸易计量交接要求。

液氮资源匮乏地区天然气管道的抢修方法 [1-5]

余国健　张鹏　潘涛　刘庆亮

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传统的长输天然气管道换管修复需要大量液氮资源，针对部分天然气管道所在地区及国家的液氮资源相对匮乏、无法保证换管修复所需氮气资源的现状，研究设计了一种新的长输天然气管道抢修方法。针对换管修复的特点，综述了常用的长输天然气管道换管修复方法，提出了新的换管修复方法双囊工艺法。该方法是在大放空氮气置换工艺法的基础上进行改进，加入下囊工艺，实现局部隔离而形成的一种新的抢修方法，并介绍了该方法的工作原理与技术要点。该方法已在生产与抢修施工中得到了多次实际应用，效果良好，完全适用于液氮资源匮乏环境下的天然气管道换管修复，对于在液氮资源匮乏环境下如何对管道实施快速抢修，节省作业时间，保障施工安全，具有一定的指导作用。

内浮顶罐清洗机器人尺寸优化 [1-7]

代峰燕　李冬冬　郑霄峰　高庆珊　陈家庆　陈英杰　郭丽峰

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针对目前内浮顶清洗机器人质量大，不便于运输，变形机构设计较复杂等问题，提出轻量化、小型化的优化目标。对机器人进行受力分析，采用力矩平衡稳定分析方法，通过理论计算对机器人宽度和接地履带长度进行优化。并针对机器人工作过程中爬梯进罐、罐内制动两种特殊情况，利用力矩平衡方程，分析优化后的尺寸是否满足稳定性要求。为进一步验证优化结果的合理性，采用ADAMS 仿真软件，分别对清洗作业、爬梯进罐、罐内制动3 种情况进行仿真分析，根据机器人重心到支点的连线与地面形成的夹角变化，判断机器人是否会发生倾翻，并根据仿真结果得出机器人不发生倾翻的临界条件。仿真计算结果可指导清洗机器人的后续研究。

原油及其乳状液蜡沉积的研究现状 [1-10]

国丽萍　李文竹

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蜡沉积是原油及其乳状液管输过程中的常见问题，深入研究蜡沉积问题对保障管道安全经济运行具有重要意义。通过分析原油及其乳状液的蜡沉积机制及影响因素，总结原油及其乳状液的蜡沉积实验研究方法及其装置的优缺点，并对原油及其乳状液蜡沉积的现有模型进行了详细评述，指出了原油蜡沉积模型的构建机理、特点及待完善之处。含蜡原油乳状液蜡沉积模型均基于单相原油蜡沉积模型所构建，总结了其构建方法，并对现有乳状液模型进行对比分析。研究成果是对目前原油及其乳状液蜡沉积机理、模型、方法和装置等进行的全面、详尽的总结，对今后蜡沉积方向的研究具有重要的参考价值。

浮式接收再气化装置关键系统比选及发展趋势 [1-6]

季鹏　陈振中　李婵　郑雪枫　潘红宇　安小霞　白改玲

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LNG 浮式接收再气化装置（Floating Storage Regasification Unit，FSRU）具有审批流程简化、建设周期短、投资小、供气速度快等优势，对其关键系统的技术可获得性、设备可靠性、建造周期，从可靠性、安全性、投资成本、运营成本、环境影响及建造周期进行了梳理，结果表明：卸料臂使用寿命长、运营成本低，建议浮式接收再气化装置采用卸料臂进行旁靠卸载；再气化系统可采用丙烷或乙二醇溶液作为中间介质进行换热，根据装置系泊港口的环境条件、环保要求、船体蒸汽系统负荷来确定使用。与FSRU 相比，浮式接收装置（Floating Storage Unit，FSU）的再气化模块布置灵活，可以进行冷能利用，运营成本降低，可靠性与安全性更高，经济性更佳，是浮式接收再气化装置的发展新趋势。

LNG 与陕京天然气互换性实验 [1-5]

李汉勇　韩一学　张思晶　张航

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近年来中国LNG 市场发展迅猛，许多城市正在逐步形成LNG 与管道天然气共存的多气源格局。LNG 在组分、运输方式、燃烧性能等方面均与管输气存在较大差别，这些差别会导致灶具性能的变化，带来一系列互换性问题。为了保证燃气管网末端设备能够正常、安全、经济地用气，采用陕京二线管道气掺混乙烷的方法来模拟LNG，对北京地区典型民用燃气灶进行管输气与LNG 不同掺混比例下的性能测试实验，确定了LNG 的最佳掺混比例为80％，该比例下所有灶具的燃烧性能均表现良好，实现了LNG 与管道气的顺利互换，避免了可能出现的高昂成本转换问题。

基于小波包熵的天然气管道阀门内漏分析方法 [1-6.5]

张海峰　杨淼　张一峰　王雪莉　王建伟　李东阳

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阀门内漏严重威胁天然气管道的安全运行，亟需解决。采用小波包分解和信息熵理论相结合的方法对3 in 球阀不同内漏程度下的声发射信号特征进行分析。首先，通过搭建阀门内漏声发射检测试验平台开展不同内漏流量下声发射检测试验；其次，应用小波包熵方法对声发射信号各频率段信息度进行分析；最后，采用均方根值评价参数对不同频带内小波包熵值与内漏流量的相关性进行评价。结果表明：在25~37.5 kHz 频带内的小波包熵值与阀门内漏流量具有最大相关性（均方根误差为0.012 6），小波包熵分析方法是输气管道阀门内漏流量量化检测的一种新方法。

地质条件对盾构隧道环片的影响 [1-5]

刘佳昌　张力佳　张志鹏　唐培连　王松　尚晋　陈浩

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为了研究油气管道盾构隧道工程中地质条件、覆土深度、衬砌环片厚度及混凝土强度等因素在不同工程环境下的相互影响及变化规律。采用有限元分析软件对盾构隧道衬砌环片的结构受力进行数值分析模拟。研究结果表明：地层性质的强弱对于衬砌环片的轴向力影响不明显，但对于弯矩及剪力的影响则相对明显；盾构隧道覆土深度对于衬砌环片的轴力影响很大，但对于弯矩及剪力影响较小；盾构隧道开挖衬砌环片变位及环向应力均与衬砌环片厚度比呈类似双曲线关系。可见，地质条件对盾构隧道环片的影响存在一定规律，掌握该规律可为盾构隧道环片设计提供指导。

国内外海底油气管道废弃处置规范研究 [1-6]

杨慧　陈国明　李新宏　朱红卫

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针对中国在海底油气管道废弃处置方面缺乏统一标准的问题，调研整理国外海洋油气设备弃置处置规范、与海底管道弃置相关的法律规范及标准指南。调研发现，相关国际组织和沿海国家均有海底管道的废弃处理方面的法律规范或作业指南，但现阶段并未给出统一要求。中国弃置处理相关的法规和标准较为笼统，没有专门针对海底管道给出具体要求，难以应对复杂的海底管道弃置问题。通过分析对比国内外政府和石油公司关于海洋结构物废弃处理的法规、标准，找出中国现行法规、标准不足之处，从区域立法、责任主体以及具体实施方案等方面对制定我国海底油气管道弃置处置法规、标准提供意见。

天然气水合物关键技术专利分析 [1-7]

段黎萍　张静　袁芳

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天然气水合物也称可燃冰，广泛分布于大陆架、海洋陆坡区及陆地永冻层下，其储量巨大，有可能成为未来最重要的潜在能源之一。世界各国对天然气水合物开展了大量的研究与开发，但是目前其尚未实现商业化开采。针对天然气水合物开采至应用环节主要涉及的技术问题，利用德温特专利库进行了专利统计与分析。结果表明：日本、中国、韩国有最多的天然气水合物专利，欧美主要的石油与化工巨头也在天然气水合物的关键技术点上有大布局；基于天然气水合物的专利布局角度，中国和日本最有可能率先实现商业化生产，但两国的专利分布均存在技术短板，需要在短缺的技术领域进一步进行研发和专利布局。

基于分布式光纤传感器的埋地管道结构状态监测方法 [1-7]

冯新　张宇　刘洪飞　王子豪　钟胜

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油气管道结构状态退化以及损伤缺陷的发生具有显著的时空分布不确定性。为了实时评估埋地管道的结构状态，提出了一种基于分布式光纤传感器的埋地管道监测方案，建立了基于分布式

监测数据的埋地管道结构状态的定量评估方法。应用实例表明：基于分布式光纤传感器的监测方案，可与埋地管道施工工艺无缝衔接，便于实际操作；分布式光纤传感器可以准确获得埋地管道弯曲应变以及管体温度的时空演化行为，克服了常用的点式传感器无法覆盖管道整体的局限；利用管道弯曲应变以及管体温度的分布式监测数据，再辅以管道的材料、几何参数以及内压监测数据，可以实时、定量评估埋地管道的结构状态。该方法可为埋地管道全寿命周期结构状态的评估提供依据。

盐岩地层地应力测试方法 [1-6]

周冬林　杨海军　李建君　王晓刚　汪会盟　薛雨

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目前关于盐岩地层地应力的研究和实践鲜见报道，为了获得盐岩地层地应力参数，采用水压致裂法和多极阵子列声波测井计算盐岩地应力。针对盐岩非渗透性特点，水压致裂法增加了回流工艺，在多个操作参数下进行多期裂缝重张测试，利用不同数据分析方法计算盐岩最小主应力得到了统一结果，误差低于5％。结合多极子阵列声波测井，分析了盐岩地层各向异性，依据密度测井资料和弹性波动理论，计算了地层水平主应力。地应力测井计算结果与水压致裂测试结果一致，测试盐岩地层中3 个主应力值大小接近，为该地区盐穴储气库建设和优化设计提供了可靠的依据。

小口径薄壁钢管爆破压力预测 [1-5]

许彦　刘迎来　聂向晖　丰振军　王高峰　李亮

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精准可靠的管道爆破压力预测，不仅有利于油气输送管道系统的工程设计和完整性评估，而且可以提高管道的传输效率。对油气管道常见的小口径薄壁钢管进行了静水压力爆破试验，对比了几种典型爆破压力的预测公式和方法，采用偏差分析将预测结果与试验结果进行比较。相比于Von Mises 屈服准则，基于Tresca 屈服准则的爆破压力预测公式计算的小口径薄壁钢管承压能力更接近实际结果，而且Tresca 屈服准则中的最大切应力塑性破坏更容易解释小口径薄壁钢管的静水压爆破过程。同时考虑钢管的几何尺寸特点，采用ASME 公式、Barlow OD 公式、Barlow ID 公式、Max shear stress 公式和Turner 公式计算小口径薄壁钢管的爆破压力适用性更强。

管输工况对LNG 冷能梯级利用效益的影响 [1-6]

薛鹏　张引弟　胡多多　伍丽娟　沈秋婉　史宝成　邱伊婕

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为了拓宽LNG 冷能利用厂的选址范围，实现LNG 管道输送与冷能利用的协同耦合，进行了LNG 管输及冷能梯级利用工艺流程模拟计算。基于化工过程模拟软件HYSYS，建立了LNG 过冷态管输与冷能梯级利用的耦合模型。利用PR 方程准确的相平衡计算能力，分析了定输量下管径及保冷层厚度对冷态输送距离、建设费用的影响，研究了管输距离对冷能梯级利用的经济性影响。结果表明：在定输量下，以压降为LNG 气化主要影响因素的小管径输送工艺方案，其输送距离短、单位管长造价低，提高保冷等级对其输送距离无显著影响；以LNG 潜热为主要冷源的第一级冷能利用工艺，其经济性对输送距离最为敏感，且随着转输距离的增加而经济效益降低。

原油顺序输送管道运行优化模型 [1-8]

吕梦芸

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原油管道运行优化研究能够在一定程度上降低管道运行能耗。基于顺序输送原油管道运行工艺，将顺序输送过程中不同时步下管道水热力约束、站场运行工艺约束等多类约束条件考虑在内，并且严格区分管道内各批次原油的物性差异，以全线输油设备运行能耗最低为目标函数，基于离散时间表达建立数学模型，并采用模拟退火-蚁群算法对模型进行求解。以西部原油管道主干线鄯兰管道为例进行计算，并与以往的优化算法进行对比发现，该优化算法的求解效率较高，且求得的运行方案较大幅度地降低了管道的运行能耗，满足现场运行工艺要求，具有较强的适用性。

成品油管道混油动态浓度判断两段式切割法 [1-5]

李雪　王晓霖　肖文涛

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在成品油管道的顺序输送过程中，相邻批次油品间不可避免会产生混油。目前接收站对混油段的接收常采用固定浓度三段式切割法，切割浓度较为保守，造成较大混油切割量。在此充分利用
管输油品质量潜力的稀释作用，提出动态浓度判断切割法。该方法利用混油接收站场的浓度分布曲线、管输汽油/柴油间相互掺混的最大浓度及接收罐可用罐容，计算出第一、第二判断浓度，以此为满足两段式切割条件的判据，并且回归混油浓度分布曲线公式，从而求出掺入混油量最小的切割浓度。该切割法实现了短距离成品油管道混油段的两段式切割，能够有效控制油品质量，减少混油切割量，可以适当降低混油处理费用，节省混油罐的建设与使用费用。

大落差输气管道水试压后清管的压力脉冲研究 [1-6]

邓涛　陈泷　肖斌涛　宫敬

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长距离输气管道复杂起伏管段在水试压后的排水过程中可能产生压力脉冲，引发安全事故。为了研究下倾段液位和注气压力对清管过程引起的压力脉冲最大值的影响，自主设计了起伏管道试
压排水系统，在此基础上结合相关变量设计了相应的试验方案，并且针对操作中出现的相关问题（如清管器磨损、卡球等）提出了相应的解决方案。在试验中首次通过高速摄像记录了清管器的后退运动过程，并对其原因进行了分析，有助于完善相关清管器数学模型。研究表明：随着下倾段液位升高，水力脉冲最大值增加；随着注气压力上升，水力脉冲最大值增加。

智慧能源时代的智能化管道系统建设 [1-8]

李明　王剑波　王晓霖　董列武　刘道乾　叶青

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建立基于“互联网+”智慧能源的智能化管道系统，是提升油气管道管理水平和行业发展的有效手段。阐述了“互联网+”智慧能源的内涵特征，分析了“互联网+”智能化管道系统的现实需求，提出了智能化管道系统架构设计和智能物流平台建设规划，搭建了涵盖数字化管理、完整性管理、运行管理、应急管理、综合管理的智能化管道系统，具备了数据挖掘与共享、完整性管理及应急管理等核心功能。实例应用结果表明：智能化管道系统有利于转变管道管理方式，对提升决策管理效率、优化资源配置等具有显著作用；围绕管道核心业务，利用云计算、大数据分析、物联网、移动应用等技术实现智能分析预警、快速协作响应及安全高效运行，在提升系统数据质量的基础上构建智能化管道专家系统，为智慧能源时代油气管道转型升级提供支持。

覆土油库区域滑坡灾害危险性评价 [1-6]

黄海亮　焦光伟　秦琴　张柱柱　王亚超　张冲

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滑坡危险性评价是定量化评价滑坡对油罐破坏效应的重要手段和主动防灾措施，可以将油库的维护方式从盲目被动提升到有预知性的积极防护。以中国南方某覆土油库为研究对象，将现场调研结果和收集的资料相结合，根据滑坡灾害危险性评价指标，建立了覆土油库区域滑坡危险性评价指标体系：对ASTE GDEM 30 m 精度数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）、陆地卫星Landsat 5 TM 遥感影像进行处理，获取了覆土油库区域坡面分析专题图和植被覆盖专题图；由于滑坡灾害具有群发性特点，提出利用GIS 对DEM 栅格转点后导入Matlab 进行危险性评价运算的方法，将危险性评价结果重新导入ArcGIS 进行点转栅格运算制作了基于模糊综合评判法的区域危险性评价区划图；采用VB+Assess 数据库设计了覆土油库区域滑坡危险性评价管理系统，实现了用户登录、数据载入、信息查询、数据资料库、数据下载、危险性评价、系统帮助7 个模块功能。该方法对于覆土油罐滑坡灾害危险性评价具有一定的参考价值。

机坪管道积水驱除数值模拟 [1-5]

倪玲英　张鲁飞　杨思坤　张洋洋

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机坪管道底部积水引起的腐蚀产物容易堵塞管道，影响管道正常运行。结合计算流体力学和等效切应力原理，运用CFD 技术对机坪管道积水驱除过程的流动特性进行三维数值模拟，分析大管径工况下机坪管道底部积水的驱除状况，得出影响积水流态的主要参数及积水能够被完全驱除的临界条件，揭示机坪管道积水后系统的流动特性。结果表明：管道底部积水形态与油相流速、管路布置、含水量等参数有关；利用管道内部油相将底部积水完全携带出管道，需要增大油速，降低倾角，减小含水量。研究大管径管道积水的流动特性对机坪管道积水驱除的实际应用具有指导意义。

大型油罐主动安全防护系统设计及应用 [1-5.5]

贾海海　何毅　张玉玺　演强

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外浮顶油罐的一二次密封空间属于相对密闭的环形油气聚集空间，在油罐罐壁挂油、收发油作业中随着浮盘的升降会产生大量可燃气体，遇雷击、静电产生的火花可能发生燃烧甚至爆炸事故。针对大型外浮顶油罐的结构特点，采用实时气体分析系统与主动惰化保护系统相结合的闭环控制方式，设计了大型油罐主动安全防护系统，主要由控制系统、监测系统、供氮系统、管网系统及其他配套系统组成。其防护技术原理：在浮顶油罐的一二次密封区域内安装一套可燃气体泄漏探测及保护系统，当可燃气体浓度超过爆炸下限值时，系统主动向密闭区域内注入惰性气体，置换出可燃气体，有效降低密闭区域内可燃气体浓度，阻止火灾或爆炸发生。通过在长庆某输油站3 年多的应用结果表明，该系统稳定可靠，安全防护效果显著。

复合材料增强管线钢管结构设计 [1-6]

张冬娜　戚东涛　邵晓东　丁楠　李厚补　蔡雪华

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由于复合材料增强管线钢管钢层和复合材料层的模量差异，钢层承担了大部分的载荷，复合材料的增强作用发挥不充分。为了保证管道完整性、重新分配结构层间载荷比例、增加复合材料利用率，通过对水压爆破试验测试结果与有限元模型的分析，得出了复合材料增强管线钢管的失效压力及设计压力计算方法，并对预应力和结构层厚度的设计提出了设计要求：在预应力处理复合材料增强管线钢管时，增强层的应力不能超过复合材料断裂强度的40％，钢层的应力应该小于钢材的最小拉伸强度；在设计压力下，复合材料层的厚度应该保证应力低于其断裂强度的30％，钢层的厚度应该保证应力低于钢材的屈服强度。研究结果为复合材料增强管线钢管的设计提供了参考依据。

CO₂ 管道介质泄漏浓度分布及危险区域实验研究 [1-5.5]

陈霖

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CO₂ 管道发生泄漏时的介质浓度扩散规律和危险区域范围是CO₂管道安全评估中的一项重要内容。基于长度为258 m 的工业规模CO2 管道泄放实验装置，开展了气相、密相及超临界相CO₂在不同泄放口径下的泄漏实验，测量了扩散区域不同位置CO₂浓度。以各测点浓度的最大值为对象，分析了泄放口轴线方向CO₂ 浓度随距离的变化规律和扩散区域CO₂浓度分布情况。结果表明：在3 种相态情况下，泄放口轴线方向CO₂浓度随距离增加而呈指数衰减。若CO₂体积浓度取1％，当泄放口径为15 mm 时，3 种相态轴线方向危险距离约为30 m；当泄放口径为50 mm 时，轴线方向危险距离约为40 m。考虑风速、地形条件、测试误差等因素，以2 倍的安全裕量设定安全距离较为适宜。研究结果为工业应用时安全距离的设定提供了参考。

天然气配气站计量系统的改造 [1-6.5]

聂群

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为了确保天然气贸易交接的公平、公正，在配气站中需设置实时在线的计量系统。新疆油田某天然气配气站早期建成的计量系统不满足现行国家计量标准对流量计直管段配置的要求，其计量数据造成气量结算、成本核算困难。基于国家相关标准要求，为了实现经济效益最大化，采用更为灵活的短管安装方式配置管道对原有工艺流程进行改造，既提高了流量计的测量上限，又避免了前端压力波动造成流量计准确度降低的问题。在改造过程中，充分利用原有的管路、设备、流量计等材料开发出配气站的备用计量管路，无需额外的设备购置费和改造费，节约费用约115×104 元，同时为今后用户增加负荷提供了计量空间。

联合国教科文组织《管道工程》百科全书的编著及内容概述 [1-6]

程玉峰

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随着全球油气管道建设的蓬勃发展，“管道工程”作为一门新兴交叉学科，已经形成了内容丰富且独具特色的知识体系。2006 年，联合国教科文组织《生命支持系统》大百科全书（Encyclopediaof Life Support Systems, UELSS）编辑部邀请卡尔加里大学终身教授、管道工程领域加拿大首席科学家、美国腐蚀工程师协会会士程玉峰博士担任主编，组织国际知名专家撰写了全球首部《管道工程》百科全书。全书包括10 本系列丛书，全方位介绍了管道工程各个技术领域的相关知识，对于管道建设、国家政策制定、工业标准发展与研发指导等，具有重要意义。

基于薄壁小孔口出流的管道检测设备泄流模型 [1-5.5]

臧延旭　邱城　姜海洋　张菊　李彦春　于超　王馨饶

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针对高流速天然气管道内常规检测设备无法使用的问题，提出了开泄流孔主动调控设备运行速度的方法，建立了基于泄流孔调速的模型，推导出泄流公式。但公式中泄流孔局部阻力系数的取值较困难，导致应用不便。根据检测设备泄流孔的特点和流体力学孔口出流方面的理论，建立了基于薄壁小孔口出流的管道检测设备泄流模型，推导出薄壁小孔口出流公式，在介质输送满足雷诺数不低于105 的条件下，泄流孔局部阻力系数为0.06。根据新建立的泄流模型对开设固定泄流面积的检测器运行速度和速度控制清管器的运行速度进行了预测，其计算结果与现场运行情况一致，新建泄流模型参数较少、结构简单，方便工业现场计算。

大型非锚固变壁厚外浮顶原油储罐的应力测试 [1-5]

石磊　帅健　许葵　傅伟庆　吴龙平

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大型原油储罐多为非锚固变壁厚结构，在液压作用下，地基沉降将会引起底板边缘板翘曲及壁厚变化处的应力波动等复杂现象。为了研究大型储罐受载后各圈壁板、底板的应力大小及其分布规律，采用电阻应变测量技术对水压试验中10×104 m3 的外浮顶原油储罐（直径80 m，罐高21.8 m）进行现场应力测试，得到储罐底板及壁板的应力数据，分析储罐关键部位的应力水平、分布特征及其原因。结果表明：在最高液位下，储罐底板主要表现为径向弯曲应力；储罐壁板根部主要为轴向弯曲应力，随测点高度升高，罐壁在水压作用下发生膨胀变形，主要表现为环向薄膜应力。研究结果为储罐运行的安全评定提供了参考。

俄罗斯石油管道体系及原油出口现状 [1-8.5]

梁萌　柯翔　陈欢　袁海云　徐鑫　杨英　KHLEBNIKOV V N

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截至2016 年俄罗斯的原油与成品油管道总里程分别达到5.4×104 km 和1.7×104 km。管输系统承担着俄罗斯近90％的原油输送任务，但其在成品油输送方面与传统的铁路运输仍有较大差距。通过分析俄罗斯石油管道系统近十年的运营与发展状况，重点介绍了目前俄罗斯境内规划或在建的几条主要管道的基本情况。作为世界第二大原油出口国，2016 年俄罗斯出口原油2.54×108 t，同比增长5.1％。着重分析了俄罗斯原油的出口现状、主要出口方式及出口对象。结合未来世界不同地区原油需求量的变化，对俄罗斯原油出口的发展趋势进行了展望，欧洲作为俄罗斯原油的传统出口对象，近10 年的出口比例持续下降，而亚太市场的比例持续上升，未来，俄罗斯将加大亚太市场的开拓力度。

国内外长输油气管道失效对比分析 [1-7]

王婷　王新　李在蓉　薛鲁宁　高振波　王毓薇

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全球油气长输管道发展正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展，一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计，采用国际通用的曝露值及5 年移动平均失效率计算方法，计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率，并与采用该方法计算得出的中国石油管道失效频率进行对比，以提高中国管道安全管理水平。深入剖析国内外长输管道失效原因，通过比较分析寻找差距，提炼出中国油气管道关键安全技术及管理对策，不断优化中国管道管理体系，对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有着极为重要意义。

基于因子分析的天然气利用股权项目运营绩效评价 [1-7]

崔琳　西昕　郝明君　卢洋　林涛

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随着城市燃气行业进入稳定经营阶段，以及城市燃气企业兼并重组活动的日益频繁，寻找一种科学的方法实现城市燃气行业天然气利用业务股权项目运营绩效评价，为股权项目的经营管理和资本运作提供有效的决策支持，成为股权管理面临的重要问题。应用因子分析法对城市燃气行业天然气利用业务股权项目运营绩效进行实证研究，研究结果表明：该方法能够较好地应用于天然气利用业务股权项目的运营绩效评价，一方面实现了天然气利用业务股权项目运营绩效横向对比分析，另一方面识别了天然气利用业务股权项目运营绩效主要影响因素，为股权管理者全面了解股权运营情况，制定经营管理策略提供依据。

可燃冰的工业化开采前景 [1-4]

高大统

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在非常规天然气开发领域中，天然气水合物的钻采是一个世界性难题。目前，已有80 多个国家和地区正在对可燃冰这一高效清洁能源开展研究，部分国家已经取得较大进展。简要介绍了可燃冰的形成、分布特征，综述了国内外对可燃冰的研究现状与进展，并结合实际提出中国实现可燃冰工业化开发的合理化建议。可燃冰作为新能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻挑战，因此，对于可燃冰的工业化开采，需持极度审慎的态度。

中国西南天然气战略储备中心建设的思路与途径 [1-6]

周建　段勇　代晓英　邹晓琴

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为加快中国天然气战略储备建设，有必要率先布局区域性战略储备中心。在分析川渝地区战略储备需求、储备资源及区位优势等基础上，提出了中国西南天然气战略储备中心的建设思路，设计了基于天然气全产业链视觉的储备中心系统架构，并从储备设施布局、动力机制、技术政策保障等方面提出推进建设的主要途径。研究结果表明：川渝地区是建设区域性天然气战略储备中心的首选；基于全产业链视觉的区域性战略储备中心系统架构具有顶层设计的功能，是储备中心建设与运营的指导框架；加快打造中国西南天然气战略储备中心，应当从川渝地区天然气储备整体规划布局、市场化机制推动、健全管网体系及争取政策支持等方面积极推进。

输气管道干燥施工水露点验收指标研究 [1-5]

王玉彬　闫锋　聂超飞　黄光前　魏幼峰　欧阳欣

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输气管道通常采用清管器扫线和干空气吹扫方法进行干燥，然而此方法不能保证干燥效果，导致管道投产升压后存在产生水合物和冰堵的风险。为了验证输气管道建设时期干燥作业施工效果，开展了干燥施工水露点验收指标合理性研究。根据PR 方程得到了计算混合气体中水露点与水含量之间的转换关系，编制了计算软件。以某输气管道为例提出了干燥验收时水露点指标值的计算过程，指出了《天然气输送管道干燥施工技术规范》中关于水露点控制指标存在的不足，即没有考虑压力对水露点的影响。基于管道工艺设计参数给出不同压力下输气管道干燥施工水露点验收指标参考值，从而可以保证输气管道投产运行后的干燥效果。

基于BP 神经网络算法的压缩机组运行优化模型 [1-6]

刘航铭　易先中　刘欢　周元华　徐梦卓　彭灼

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增压站运行方案制定的难点在于如何根据下游耗气量的变化，在不超出压缩机最大功率参数的情况下精准快速的调整进站压力，并根据具体需求提前制定多机组联合运行方案。以大牛地气田塔榆增压站6RDSA-1 型压缩机组为研究对象，采用BP 神经网络算法建立了压缩机组运行优化模型。选择了已有的压缩机进气温度、排气压力及排气流量这三个基本参数作为模型输入值，计算出合适的进气压力和机组的轴功率。通过多组数据对比，其中模型对进气压力的预测结果与现场实测值的相对误差小于2.75％，验证了基于BP 神经网络算法的压缩机组运行优化模型的可靠性，有助于增压站提前制定多机组联机运行方案，提升机组的运行效率，降低能耗和运维成本。

基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析 [1-6]

全恺　梁伟　张来斌　俞徐超　李元

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为了视情排查川气东送管道关键危险源，保障天然气安全平稳输送，对川气东送管道的事故风险开展评估。提出了一种基于致因分析的管道事故风险分析方法：将故障树分析清晰的因果建模能力和贝叶斯网络强大的动态更新能力相结合，根据川气东送管道的设计、运行及维护资料，建立了川气东送管道事故致因模型；将模型映射至贝叶斯网络，分析得出川气东送管道事故风险为1×10-3 等级，其中腐蚀是川气东送管道事故的第一风险因素；通过概率更新分析，得出了5 条关键失效致因链。关键风险因素和失效致因链的得出对管道运行现场的危险源排查和风险预防具有指导意义，但仍不够精确，需进一步统计分析基本失效事件的概率数据，以得出更加准确的风险评估结果。

气液两相混输管道水热力模型研究进展 [1-8]

李岩松

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气液混输的本质是多相多组分非稳态流动、传热与传质耦合的复杂过程，在气液混输管道中，流体介质除了与管壁存在能量和动量的传递外，在两相相界面上亦存在动量、能量及质量的传递。通过总结气液两相流数学模型相关研究，分别从一维与高维、稳态与非稳态角度，分析了未充分考虑传热与传质影响的气液两相管流数学模型的研究现状和局限性，评述了考虑传热和相变耦合影响下的气液两相流数学模型研究成果。最后指出，耦合传热和相变理论的相界面追踪、气液相界面复杂作用机理对传热传质的影响、复杂气液两相流型下的湍流模拟、气液两相平衡与非平衡相变机理以及开发用于求解气液两相流高维数学模型的快速高效算法，是该领域今后研究的关键问题和主要发展方向。

中缅管道原油罐区投产与运行的关键问题 [1-5]

才建　张海潮

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缅甸西南部马德岛存在自然条件差、社会依托资源不足等问题，对中缅管道马德岛原油罐区的投产与运行提出了非常高的要求。对于原油罐区投产准备、投产过程中涉及到应急物资准备、罐区设备检查、安全投用方案等关键问题进行了总结。针对原油罐区运行中在工艺设备选择、材料选择、施工工艺等方面存在的不足进行了分析，并提出了相应的优化措施。其中的实践经验为后续同类项目的设计、施工及运行提供了很好的参考和借鉴意义。

碳市场形势下我国油气储运企业发展分析 [1-6]

杨瑞　来源　田望　张玉志　钱成文　张雪琴

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全国碳交易市场即将运行，低碳经济发展逐步深化，油气储运企业未来发展将面临诸多挑战和机遇。在详细阐述全国碳交易市场发展历程和运行机制的基础上，深入分析油气储运企业在全国碳市场形势下面临的机遇和挑战，结合油气储运企业特点，提出积极参与国家政策、标准制定，研制企业低碳发展规划，逐步建立和完善企业碳资产管理体系，积极参与碳交易市场，开拓对外低碳技术咨询服务等应对策略建议，以期为油气储运企业低碳发展提供借鉴和参考。

斜孔钻探在管道非开挖穿越勘察中的应用 [1-4.5]

王峰　张琪　赵庆磊　赵千惠　沈茂丁

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斜孔钻探勘察作为一种常用的勘察技术手段，却很少在油气管道非开挖穿越勘察领域中采用。定向钻和钻爆隧道是油气管道非开挖的主要穿越方式，如果能够通过斜向钻探查明穿越的地质条件，将有利于提高非开挖穿越的成功率，因此，研究斜孔钻探勘察在非开挖领域中的应用可行性非常有必要。调查研究结果表明：斜孔钻孔的设备和技术在油气管道非开挖穿越工程勘察中应用是可行的。通过实践发现，斜孔钻探在勘察过程中能够很好地配合常规钻探，有效地应对工程勘察中面临的一些地质勘察难点，通过斜孔钻探获取的勘察资料具有真实性、可信性、准确性及不可替代性，在很大程度上提升了油气管道工程的勘察水平，甚至在某些特殊的油气管道工程勘察项目中，能够发挥常规钻探不可替代的作用，因其独特的勘察视角越来越受到业界的广泛关注。

碟封头卧式储罐的动态特性及优化 [1-6]

谢林　陈建军　秦建勋　陈岱

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为了分析碟封头卧式储罐的动态特性，并得到夹套支座对储罐固有频率和振型的影响，结合振动力学模态分析理论与有限元方法，建立了碟封头卧式储罐的有限元模型。针对该模型，分析了夹套支座间距与个数对储罐动态性能的影响，得到了最优的夹套支座间距和个数。分析结果表明：对于两支座卧式储罐，随着支座间距的增大，卧式储罐的固有频率增大，但当支座间距为储罐长度的一半后，固有频率不再明显增大，故支座间距为储罐长度的一半时为最优间距；增加支座个数可以有效增大结构的固有频率并降低变形量，但当支座个数从三支座增加到四支座时结构的振动特性改变不大，考虑材料与安装成本，认为三支座是多支座卧式储罐的最优选择。研究结果为卧式储罐的支座设计和工程安装提供了理论依据。

新建油气管道安全监测预警技术 [1-5]

李明　董列武　马云修　刘洋　王晓霖

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油气管道实施监测预警有助于保证管道的安全运行，最大限度地避免事故的发生。基于油气管道危害因素分析，提出对新建油气管道实施安全监测预警可以从源头做好风险防控和失效防护，并提高监测精度和预警效率。分析了光纤、声波、视频、音波等多种安全监测预警技术对新建油气管道风险防控的适用性、可行性、经济性，探讨了基于多元传感的新建油气管道全维度监测预警系统建设，提出有必要开展管道监测预警技术体系及规范建设，建立涵盖监测预警技术选择、监测预警系统设计、与管道工程建设配套施工、全维度监测运行、安全评价预警的综合标准体系和机制，并有效纳入完整性管理体系范畴。

呼图壁储气库水合物控制方案及优化 [1-6]

阿衣加马力·马合莫　李玉星　车熠全　张赟新　韩金珂　王武昌

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水合物控制是呼图壁储气库采气系统的重要环节，通过开展水合物控制方案优化的研究可以降低成本的投入。使用PVTsim 软件进行水合物相平衡计算，优化已有储气库采气系统水合物防治方案，得到呼图壁储气库集配站最佳甲醇注入浓度为15～20％，从而降低了甲醇的注入量，提高了该方案的经济性；为了提高原料气进站温度，解决低温下凝析油凝固的问题，提出加热法水合物防治方案，并使用HYSYS 软件进行模拟，对甲醇注入方案与加热方案的经济性进行对比分析，最终得到临界水气比为2.1 g/m3，为储气库系统的安全运行及节能降耗提供技术支持。

河流溢油应急物资配备计算模型 [1-6]

郑颖　赵云峰　李广良

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围油栏、吸油拖栏、收油机、吸油毡等在管道泄漏溢油污染河流的应急处置中应用广泛，而在溢油应急事故处置过程初始阶段，各类应急物资配备多少，是关乎应急抢险效果的关键。而目前国内外尚没有科学的计算依据对溢油应急物资设备进行科学的配备，在讨论围油栏布放形式的基础上，提出了简化模型和围油栏及吸油拖栏的配备计算数学模型，同时考虑河流宽度、物资设备选型、拦截点数量、铺设面积等因素，提出了收油机、吸油毡的配备计算数学模型，通过算例的计算对比标准规定的结果表明，现行标准对围油栏的配备数量较为合理。

中俄东线OD 1 422 mm 埋地管道的断裂控制设计 [1-6]

张振永　张文伟　周亚薇　薄国公

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中俄东线天然气管道是国内首条大口径OD 1 422 mm 输气管道，途径东北严寒地区，气温较低，钢级为X80、设计压力为12 MPa，其断裂控制设计是难点。结合断裂失效模式，明确了该工程断裂失效的控制原则。根据中俄东线管输天然气组份、管道壁厚、流变应力、运行温度及管沟回填等参数，采用断裂力学理论及相关模型计算了钢管焊缝和热影响区的起裂韧性、钢管管体止裂韧性以及环焊缝的起裂韧性，制定了中俄管道的钢管和环焊缝韧性指标。从工程推荐采用的指标来看，在符合计算需求量的基础上，均有一定的裕量，能够满足管道的断裂控制要求。同时为了确保管道吊装
下沟时环焊缝安全，对管道的韧脆转变温度和下沟温度下限值提出了建议。

海底湿气管道段塞流捕集器容积的计算方法 [1-6]

张伟

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为了合理确定海底湿气输送管道终端段塞流捕集器的容积尺寸，将海底管道和段塞流捕集器视为一个整体，采用稳态模拟软件PIPEFLO 对湿气管道进行模拟计算。首先，根据稳态模拟结果确定段塞流捕集器的液体排量；其次，确定清管工况段塞容积，初步确定段塞流捕集器的储存段容积和水的缓冲容积；最后，根据不同输量下管内滞液量计算Ramp-up 工况段塞容积，校核段塞流捕集器的排放能力和容积，从而确定管道终端段塞流捕集器的容积。结果表明：根据不同输量下稳态计算结果确定清管和Ramp-up 工况下产生的最大段塞量，其计算结果与OLGA 软件模拟结果相差较小，因此，通过稳态模拟确定段塞流捕集器尺寸是合理可行的，且该方法简单便捷，为项目早期研究提供了技术支撑。

基于DBN 的油气管道泄漏事故溯源方法 [1-6]

王晓波　李诗赞　代雪云　张楠

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随着城市快速发展，通讯、热力、油气、供排水等管道相继建设并投入使用，由于规划、管理或部分历史遗留原因使得各管网在地下纵横交错，形成一张巨大的“蜘蛛网”，且无统一有效的管理机构，一旦发生油气管道泄漏，如何快速辨识及事故溯源成为当前安全及应急管理的难点。针对该问题，提出了基于DBN 的油气管道事故快速辨识及深度溯源分析方法，充分利用FT 建模的简便有效性、DBN 反向推理能力及后验概率表达准确性的优势，通过分析城市油气管道泄漏事故可能原因建立相应的事故树，将其转化为DBN 模型后融合历史统计数据和多源观测信息进行事故场景快速辨识及溯源分析。分析结果与后期事故调查报告结论一致，表明该方法具有较好的准确性和实用性，能够为事故应急救援、事故调查提供指导。

国外油气管道废弃方法及启示 [1-6]

甄莹　贺娅娅　曹宇光　张士华　史永晋

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针对中国部分管道面临废弃但尚无管道弃置实际操作经验的问题，对国外油气管道废弃经验进行了调研、总结，给出了国外陆地和海底管道废弃方法：陆地管道首先根据废弃矩阵初步确定其废弃方法，然后对管道进行现场评估，综合考虑管道使用现状、废弃成本、环境等多方面因素，对最初确定的废弃方法进行修正，二次确定最终的管道废弃方法；海底管道废弃处理方法主要取决于当地环境保护法律法规的相关规定，大部分海底管道均采用原地废弃的方法，而部分位于特殊位置的海底管段需要进行拆除。同时，提供了不同类型的油气管道废弃实例，为中国油气管道的废弃提供参考。

天然气管道弹性维修周期模型研究 [1-6]

李辉　张志霞　赵乐新

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天然气管道故障率随运行时间的增加而不断增加，传统的等周期预防性维修无法满足天然气管道失效特性，为提高天然气管道的安全性，开展对弹性维修周期模型的研究。既要提高系统的可靠性，又要控制维修成本，将天然气管道的可靠性和天然气管道维修的经济性结合起来，根据系统故障率的变化，运用预防性维修的相关理论，引入役龄回退因子建立系统可靠性-维修成本多目标优化模型。结合具体的工程实例，在MATLAB 平台下，应用多目标粒子群优化算法对模型的具体算例进行求解，得到以可靠性和经济性为目标的弹性预防性维修周期，为企业天然气管道的维修管理提供理论依据。

盐穴储气库造腔过程动态监控分析方法 [1-6]

齐得山　巴金红　刘春　汪会盟　王元刚　王晓刚　李建君

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为保证储气库造腔的正常进行，需持续对造腔过程中的各项生产动态数据进行监控分析，及时发现问题并采取相应的措施。对造腔过程中监测到的压力排量、排卤浓度、形态体积等生产动态数据实际值与计算的理论值进行了研究。通过分析两者的差异性与油垫深度、两管距、不溶物蓬松系数等造腔参数之间的关系，形成了一套根据生产动态数据判断造腔参数是否异常的方法。如果造腔过程中造腔内管脱落，会出现油垫压力实际值大于理论值，排卤浓度实际值小于理论值的现象。若油垫上升，则油垫压力实际值小于理论值，排卤浓度实际值大于理论值。结合声呐测腔数据，用生产实例对该方法进行了验证，对分析造腔过程是否偏离设计方案具有重要的指导意义。

油气管道项目经济效益影响因素 [1-5]

裴东波　郑颖　赵强　孙伶

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基于油气管道项目的技术经济特性和后评价实践经验，结合因果分析法和层次分析法相关理论，识别分析了影响油气管道项目经济效益的影响因素，建立了影响因素关系模型，提出了油气管道项目经济效益提升和后续管道项目建设过程中需要注意的问题。研究表明：影响油气管道项目投资和经济效益的主要因素包括价格、输油（气）量、地区发展状况、运行成本、财税政策等，管输量和管输价格是影响管输收入的直接因素，低输量、高成本运营是制约管输企业发展和经济效益提升的根本原因，通过梳理输油（气）规模、资源配置、管输价格、市场发育之间的关系，找出了关键影响因素，旨在为提高油气管道项目经济效益提供对策与建议。

盐穴储气库巨厚夹层垮塌控制工艺 [1-7]

王元刚　陈加松　刘春　李建君　薛雨　周冬林　王晓刚

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在盐穴储气库的建设过程中，巨厚夹层的存在不仅使造腔难度大幅增加，而且在不同程度上影响腔体形状。为了充分利用盐层，对巨厚夹层的垮塌过程及其控制工艺进行研究。以国内某储气库12 m 的厚夹层为例，选取2 口井进行现场试验。结果表明：巨厚夹层作为直接腔体顶板时，出现整体失稳垮塌的概率较小；在巨厚夹层达到一定跨度后，上下同时造腔，井眼处易产生局部破坏，从而引起夹层的大面积垮塌。结合现场数据分析可得：通过控制井下工艺使厚夹层跨度达到60 m 时，既可以使厚夹层大面积垮塌，又可以减小井下工艺的复杂程度，研究结果对盐穴储气库厚夹层处理具有一定借鉴作用。

低温液化天然气波纹柔性管的流动特性 [1-6.5]

杨志勋　阎军　熊飞宇　丁龙辉　岳前进

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为了保证大量液化天然气能够在低温波纹柔性管道中快速持续有效输送，对管内流体的流动特性规律进行分析。针对波纹柔性管道内部流体的流动特性，给出了当量摩阻理论分析方法。基于液化天然气流体性能参数建立了考虑螺旋特征的管道内部流体数值模型，并采用Fluent 软件仿真模拟了不同波纹形状管道的流动规律，通过数值模拟对不同结构参数的C 形波纹管流的流动特性及敏感性进行对比分析。研究表明：螺旋结构能够有效提高通流性能，在实际工程中不同波纹形状的低温波纹柔性管道传输性能差别很大。研究结果为海洋LNG 传输低温波纹柔性管道的结构设计有重要的参考意义。

LNG 空温式气化器管内气化传热与流型数值模拟 [1-6]

刘珊珊　焦文玲

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LNG 空温式气化器是气化站内的核心设备，其管内气化传热特性对于设计与运行优化具有重要意义。以实际运行中的空温式气化器单根翅片管为原型，运用计算流体力学软件Fluent，采用VOF（Volume of Fluid）多相流模型及Lee 冷凝相变模型，对LNG 管内气化传热与流型进行了数值研究。结果表明：LNG 在空温式气化器内气化的主要流型为泡状流、弹状流、搅拌状流及雾状流，且与Hewitt、Roberts 流型图吻合较好；在LNG 管内气化过程中，随着气相体积分数的增加，局部传热系数呈先增大后减小的趋势；管内局部传热系数随着壁面加热热流密度的增大而升高，LNG 在空温式气化器内气化传热以核态沸腾传热为主。

油气管道寒区小断面隧道保温设计 [1-6]

刘佳祥　胡谋鹏　陈周　苏卫峰　詹胜文

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为了解决季节性冻土隧道冻害现象影响隧道结构和运营安全的问题，结合寒区的气象和油气管道隧道内常年恒温、洞门常闭、小断面的特点，提出了适用于油气管道寒区小断面隧道保温设计。经过管道和隧道围岩整体温度场模拟分析，依据隧道围岩温度及冻融情况，确定了设置保温隔热层的位置与长度；形成了一种油气管道寒区小断面隧道隔热保温层合理厚度的计算公式；采用了保温层与保温门联合防冻的方案。保温设计可应用于油气管道寒区小断面山岭隧道，对于大断面管道隧道也有一定的指导意义。

FLNG 水动力性能研究进展 [1-6]

张新放　关克平

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浮式液化天然气生产储卸装置（Floating Liquefied Natural Gas System，FLNG）作为一种新型的天然气开发平台，其理论研究已成为海洋工程领域的研究热点。介绍了该装置的基本组成，重点阐述了其在海域作业时容易产生的几种水动力响应问题，包括多浮体（FLNG 与LNG 运输船）间耦合的水动力、液舱晃荡对FLNG 的影响、船体与系泊系统耦合的水动力分析、单点系泊FLNG 水平面稳定性等；梳理了国内外专家学者对该装置技术的研究成果，并对未来的研究方向进行了展望，以期对今后FLNG 的进一步研究提供了理论参考。

基于集肤效应的大直径薄壁弯管感应加热 [1-6]

方秀荣　王俊峰　曹文胜

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大直径薄壁弯头广泛应用于油气输送管道工程。采用局部感应加热并通过液压力推制成形成为弯管加工的主要工艺方法，由此，装备的液压推制速度和感应加热参数的准确匹配成为影响弯管质量的重要因素。针对感应加热过程中集肤效应对加热效果影响的不确定性，在感应加热理论分析的基础上，研究了基于集肤效应的关键参数并借助于有限元模拟计算的方法，分析各工艺参数对管材感应加热过程中焦耳热分布的影响，并通过建立正交试验实现参数组优化。结果表明：感应加热装置的设计应综合考虑电流频率、电流密度、管材与感应圈距离3 个参数的变化梯度对集肤效应的影响，得到最优参数组，为与之相匹配的弯管推制速度提供准确的设计参数要求，在保障弯管质量的同时，大大提高装备现场调试及生产的效率。

钳位式排流器的原理及对阴极保护的影响 [1-6]

刘国　原海嵘　杜艳霞

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钳位式排流器在管道交流干扰防护中有广泛的应用，但目前管道业界少见对钳位式排流器工作原理的讨论，在其应用中存在诸多误解。通过对钳位式排流器内部结构分析，结合现场检测数据，针对钳位式排流器对管地交流电压的缓解，以及对阴极保护通电电位和极化的影响进行了探讨，并对钳位式排流中地床材料与管道电位差对管道通电电位的影响进行了分析。基于以上研究内容，针对目前业界对该设备的误解进行了澄清，钳位式排流器不具备隔断直流的功能，其对阴极保护的补充作用有待进一步研究确认。采用钳位式排流器后，管道通电电位可能会出现负向偏移、正向偏移或不偏移3 种情况，而偏移方向和程度与排流地床/管道之间的电位差密切相关。

第三方损坏对管道可靠性影响规律 [1-6.5]

杨玉锋　葛新东　郑洪龙　张强　程万洲　马杰

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影响管道可靠性的因素众多，为了研究第三方损坏因素对管道可靠性的影响规律，结合管道遭受第三方损坏活动冲击概率和冲击力作用下管道失效概率两个方面，建立了定量计算模型。采用故障树分析方法，建立了管道第三方损坏故障树，确定影响第三方损坏活动因素的类型及逻辑计算关系，研究了故障树中基本事件概率取值方法，从而可计算管道遭受第三方损坏活动冲击的概率。在第三方损坏冲击力作用下，管道本身材料强度产生抗力，基于冲击力和抗力的相互作用，研究了穿刺失效模型和凹陷-划伤失效模型，确定了两个模型的极限态方程，可定量计算第三方损坏对管道可靠性的影响程度。以我国某天然气管道为例，收集计算所需参数因子，计算了第三方损坏导致管道失效概率值。

渣油掺稀降黏实验及模型 [1-6]

李遵照　刘名瑞　薛倩　程亚松　张雨　葛建良　方四芳

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为研究非石油基组分油用于渣油掺稀降黏的机理和黏温模型，测定了页岩油、水上油和煤柴油3 种非石油基组分油用于辽河减压渣油掺稀降黏的黏温数据。实验结果表明，3 种稀油对渣油降黏效果显著。分析认为：沥青质基本片层结构之间的缔合作用力是影响渣油掺稀降黏效果的重要因素。将张克武导出的液体黏度理论方程拓展应用于渣油掺稀混合油的黏温关系描述。基于实验和分析，提出渣油掺稀降黏包括沥青质稀释和解缔两种机理，并建立了渣油掺稀降黏模型。该模型计算值与实验值吻合较好。模型参数反映了混合油的构成和稀油对渣油沥青质缔合作用的影响，具有一定的物理意义。

提高盐穴储气库腔体稳定性的设计方法 [1-5]

李景翠　王思中　张亚明　路立君

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为了实现盐穴储气库的可靠设计，确保储气库的长期稳定运行，腔体必须满足以下稳定性准则：无或只有很小的拉伸破坏区、无或只有很小的剪胀损伤区、有限的体积收缩率等。以金坛区块一口典型井为例，运用二维轴对称有限元软件LOCAS 从腔体稳定性和体积收缩率两方面对所设计的3 种腔体形态进行数值模拟。对比分析稳压运行1 年后3 种腔体的状况，从而优选出腔体2，并给出腔体的最优长短轴比进一步指导施工现场的溶腔作业。研究结果为金坛地区盐穴储气库的腔体形态设计提供参考。

一种在SCADA 系统增加PostgreSQL 支持的数据库开发 [1-6]

孙铁良　张群　刘飞　刘芸　段然　郭伟登　石健

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为了实现基于Oracle 商用数据库开发的长输油气管道SCADA 系统PCS 软件对开源数据库PostgreSQL 的支持和优化。对Oracle 与PostgreSQL 数据库的功能和语法结构进行了详细的分析。在此基础上，提出采用PostgreSQL 中表继承的方法，实现了对Oracle 表分区功能的替换；通过分析Oracle 与PostgreSQL 存储过程的语法差异，对PCS 中的存储过程进行了改造和优化处理；利用PostgreSQL 对Python 语言的扩展支持，实现了存储过程对本地文件的直接读取功能；利用在PostgreSQL 中创建新视图的方法，实现了对Oracle 同义词功能的替换；采用在PostgreSQL 中创建一个对象数据表的方法，实现了对Oracle 目录对象功能的替换，并提出了一种软件架构方法，从而实现了PCS 软件对Oracle 与PostgreSQL 两种数据库的支持。通过这些改造，成功实现了PCS 对PostgreSQL 数据库的完美支持和性能优化。

盐穴储气库运行损伤评价体系研究 [1-9]

敖海兵　陈加松　胡志鹏　齐得山　付亚平　任众鑫　刘继芹　张新悦

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腔体损伤评价是盐穴储气库的安全运行涉及到的重要问题之一。通过对盐岩力学特性开展室内系统试验，利用损伤力学、岩石流变学理论及有限元数值模拟的方法，开展对盐穴储气库运行过程中腔体损伤评价体系的研究。盐岩损伤评价方法包括最大拉应力准则、最大剪应力准则、最大畸变能准则、膨胀强度准则、蠕变强度准则。利用Abaqus 软件对所关注盐穴的评价指标进行数值模拟计算，并将计算结果与声呐实测结果对比，结果表明：所采用的腔体损伤评价体系能够很好的对腔体注采运行过程中的损伤破坏进行评价，为今后盐岩损伤评价预测及控制提供依据。

淮安盐穴储油库潜力分析 [1-8]

井岗　何俊　陈加松　周冬林　王晓刚　刘继芹　齐得山　肖恩山

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建立石油战略储备已经成为石油消费经济体为了保障能源安全所采用的主要应急手段，我国第三期石油储备基地建设把盐穴储油库作为重要研究方向。为了研究淮安盐矿储油前景，对盐穴储油库建设基本地面条件、地质条件、建库层段、库容以及盐化老腔等方面进行分析得到：淮安地区淡水资源丰富，卤水消化能力强，靠近日照至仪征的原油管道；淮安盐矿第三岩性组合埋深适中，C1井区Ⅲ-1～Ⅲ-5 盐群和X2 井区Ⅲ-7～Ⅲ-9 盐群夹层少，含矿率高，优选为建库有利层段；采用六角网格布井方式，在选取的7 km2 有利建库预计可部署20 口新腔，单腔有效体积为24×104 m3，总储备能力可以达到480×104 m3；储油与储气项目统筹发展，节省建设投资；盐化6 口老腔当前有效总体积为44.2×104 m3，改造后继续溶腔预计总储油体积可以达到90×104 m3。结果表明：淮安盐矿具备建设石油战略储备的潜力，研究结果可为国家三期石油储备基地库址选取和淮安盐穴储油库预可行性研究提供借鉴意义。

层状盐层中水平腔建库及运行的可行性 [1-8]

杨海军　王元刚　李建君　薛雨　井岗　齐得山　陈加松

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淮安储气库、楚州储气库等西气东输外围储气库纯盐段厚度较小，若建库采用常规直井单腔造腔工艺，则必须钻深井连通不同深度的盐层。随钻井深度的增加，储气压力升高，地温升高，投资增加，蠕变效应也将增加。而采用水平造腔技术，可以在浅层选择相对较厚的纯盐段建造水平腔，从而最大化地利用盐岩体积。通过对水平造腔工艺、水平盐腔稳定性以及经济性进行了分析，论证了水平造腔技术在我国的可行性。结果表明：水平造腔成本较小，且腔体稳定性能够满足注采运行条件，但是腔体形状的控制与检测尚存在一定困难。研究结果为后续开展水平造腔试验提供了技术支持。

油气管网系统安全指标体系的构建 [1-6]

薛鲁宁　宋文博　郑洪龙　周利剑　张玉志　刘冰　王新

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在充分借鉴水运、铁路、电力等行业安全监管指标及相关研究成果的基础上，提出了油气管网系统安全指标体系框架。从油气管道运行面临的社会、环境、供应压力及管道自身的缺陷状况，提出了油气管网系统压力类指标；从管道的日常运维和发生事故时的应急响应两个方面，提出了油气管网系统响应类指标；从管网发生事故可能导致的人员伤亡、环境污染及供应损失3 个方面，提出了油气管网安全状态类指标。管道运营方能够通过压力类指标和响应类指标，对管网的安全进行定性判断，找出油气管网安全运行中的薄弱点；状态类指标是管道安全性的直接度量指标，可将其作为管道安全的控制指标。油气管网的压力-响应-状态指标体系，对政府监管和管道企业安全管理具有一定的参考意义。

云应地区老腔再利用可行性分析 [1-6.5]

周冬林　李建君　王晓刚　刘继芹　井岗

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地下盐岩由于良好的物理力学特性，被国内外公认为存储石油、天然气最理想的介质，中国利用地下盐岩建设储气库起步较晚，已建成储气库产能亟需提高。与此同时中国储气库建设面临建库优质盐矿资源短缺、建库成本高、投产速度慢等问题，而各地盐矿企业采盐形成的地下老腔数量众多，因此利用老腔改建储气库是加快储气库建设投产的有效途径。通过分析云应地区盐层特征和采卤井资料，从盐腔的密封性、稳定性和经济性方面对该地区的老腔进行评价。结果表明：云应地区的盐层埋深较浅，构造平缓，无断层破坏，盖层密封性好。地下老腔数量众多，体积大，顶板厚度大，矿柱宽度大，部分老腔由于井距较小且采用压裂连通开采，存在盐腔连通串层等问题。相比之下，采用水平井对接方式采卤的老腔井距较大，矿柱宽度较为理想且未受压裂破坏，是该地区老腔改造的首选。

热应力对盐穴储气库稳定性的影响 [1-7]

李建君　敖海兵　巴金红　陈加松　汪会盟　李淑平　胡志鹏

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盐腔注采周期的变化导致腔内温度周期性变化，进一步导致围岩热应力的周期性变化。由于盐岩抗拉强度低，当这种周期性热应力为拉应力且数值较大时，盐岩将发生破碎从而导致腔体产生垮塌现象。在此，结合声呐带压测腔实测的盐穴腔体形状和体积数据，采用有限元数值模拟方法，将温度场与已建力学模型进行耦合建立热应力模型，并对常规模型和热应力模型进行对比，以分析热应力对腔体稳定性的影响。结果表明：在常规模型中表现稳定的部分区域，在热应力模型中却发生垮塌现象，热应力模型计算结果与声呐实测带压测腔结果吻合，由此推断温度变化所产生的热应力是影响腔体稳定性的重要因素，严重时可能导致腔体垮塌。因此，腔体热应力影响因素的提出，进一步完善了腔体稳定性评价体系，使评价结果更加接近于地层的真实情况。

基于心跳协议的SCADA 系统调控切换模型 [1-4]

彭晔

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为了实现长输天然气管道站场由调控中心实施集中调控的目的，通过对现阶段长输天然气管道SCADA 系统控制权分配原则的研究，即在同一时间有且只有一方拥有对某一单体设备的控制权，建立了全自动运行时的调控权限分配模型。在此基础上，分析了通信中断情况下控制权的自动切换需求，基于心跳协议（heartbeat protocol）的原理，提出了SCADA 系统调控权自动切换步骤。模型的建立及实现使SCADA 系统在全自动运行时具备了通信信道的检测功能，大大提高了整个系统的鲁棒性，为长输管道的安全运行提供了保障和支持。

不同LNG 液舱对晃荡的敏感性的数值模拟 [1-6.5]

唐亮　李玉星　臧垒垒　王武昌　朱建鲁

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晃荡对LNG 船的液舱围护结构具有局部冲击力，不同结构的舱型对晃荡的敏感性不同。利用VOF（Volume of Fluid）流体力学模型对3 种主要的LNG 船液舱进行了数值模拟，根据不同充满度下液舱受力情况，对3 种液舱的优劣以及最佳充满度要求进行分析，结果表明：在晃荡条件下，Membrane 型（薄膜型）液舱对充满度的敏感性最大，最佳充满度液面范围为小于10％或大于80％；SPB 型（Self-supporting Prismatic Type B）液舱的壁挡板有效地消耗了液体晃荡的能量，具有良好的防晃荡特性；Moss 型（球型）液舱晃荡敏感性介于Membrane 型与SPB 型之间，充满度为50％～70％时受力最大。研究成果对于选择合适的LNG 液舱结构形式具有一定的指导意义。

深水水下分离器承压结构强度的可靠性 [1-6]

张慎颜　李秀美　葛玖浩　陈国明

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深水水下分离器服役环境下的载荷工况复杂，服役寿命易受多种因素影响。为了确保深水水下分离器服役期间的安全可靠性，进一步研究由不同材料的水下分离器承压结构强度可靠性与设计尺寸及加工材料性能之间的定量关系。采用蒙特卡罗法，以承压结构壁厚、材料屈服强度等参数为随机输入变量，建立了承压结构串联系统模型，并且通过外压试验验证了模型的准确性。模拟承压结构设计参数的随机性，得到承压结构的应力强度分布特征和各参数对结构强度可靠性的敏感性和灵敏度。算例分析表明：在2 000 m 的深水条件下，水下分离器承压结构的可靠度达到99.565 3％，筒体壁厚是影响承压结构可靠性的最主要因素，研究结果为深水水下分离器的优化设计提供了技术参考。

长输天然气管道爆管保护装置的国产化研制 [1-6]

刘君涛

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针对长输天然气管道进口爆管保护装置存在功耗高、费用高、误关断事件较多、备品备件订货周期过长等问题，通过国产化试点改造，从数据存储、掉电保护以及能耗控制等方面进行改进，研制了一套国产化爆管保护装置。该装置总体硬件框架构成包括模拟输入电路、数字输入电路、电源及充电控制电路、数字量输出电路、信号处理与存储电路及通信电路；在软件实现方面采用IAR 公司的iar embedded workbench for msp430 软件，用C 语言进行程序编程。国产化爆管保护装置具有充电、数据采集、计算、报警分级机制、事件日志记录、自动关阀、显示以及通讯等功能，实际工程测试结果表明：国产化爆管保护装置在技术和性能上完全可以替代进口设备，且购买费用低，具有较好的推广价值。

泥水平衡盾构机复合式破碎模式改造技术 [1-4]

寇宝庆　赵鄢鹏　张华芬　桑俊宝　郭启先　时盈盈

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泥水平衡盾构机颚式和锥式破碎模式适应的地层、隧道规格均不相同，为了解决对于较复杂的隧道工程采用单一破碎模式的盾构机施工效率较低的问题，通过对盾构机破碎机理的研究，对泥水平衡盾构机进行复合破碎模式改造。改造共分为封闭泥水舱、锥式破碎筋设计安装、栅隔板设计安装、锥式破碎系统配套喷嘴改造等4 步，改造后泥水平衡盾构机变为两种破碎模式并存，提升了泥水平衡盾构机各地层的适应能力，使盾构机在复杂地层盾构掘进效率提高了20％。

油气管道地区公司集中监视系统应用 [1-4]

高洁　李蛟　梁建青　李麟　茹治敏　李丹　于培林　郭文浩

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北京油气调控中心掌握着各大油气管道的调度与控制权，油气管道地区公司需要通过驻站人员进行日常维护与管理，人力成本较高、调度室作用未充分发挥。为进行运行管理模式探索，在目前我国油气管道三级控制模式基础上，提出集中监视、集中巡检运行管理理念，建立集中监视报警系统，将管道运行报警参数分为十大系统在地区公司调度室进行报警显示。应用表明：该系统的建立实现了在地区公司调度室能够快捷、清楚地了解各站场及阀室关键报警的目的，提高了地区公司对于异常信息的反应、处理速度，进一步提升了站场自动化管理水平，减少了驻站人员配置，达到了减员增效的目标。

基于可靠性的小口径天然气管道设计方案优选 [1-7]

周亚薇　张金源　张振永

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基于可靠性的设计方法能针对管道实际失效形式，对不同极限状态的荷载和抗力等不确定因素进行定量分析，确保管道安全可靠；全生命周期费用的比选可权衡管道耗材、施工、运行维护及失效后果，在保证安全的前提下，实现管道经济性最优。针对管径273 mm 的某天然气管道，首次采用可靠性的设计方法进行钢管壁厚设计。利用调研得到的管道材料、施工和运维等不确定参数，计算目标可靠度下的临界壁厚；根据规格壁厚的规定，分别对5.2 mm、5.6 mm、6.4 mm 和7.1 mm 壁厚方案的全生命周期费用进行定量计算分析。结果显示：5.2 mm 方案的建设期和运营期费用最低，但失效概率大导致其潜在损失费用明显高于其他方案；6.4 mm 方案的全生命周期费用最低，30 年总费用比5.2 mm 方案低0.51％。基于安全可靠性和经济适用性的综合考虑，推荐采用壁厚6.4 mm 方案。

LNG 加气站主要危险因素及防护措施 [1-6]

李庞　冯良　王昱

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为了最大限度地消除LNG 加气站的安全隐患，分析了LNG 的化学属性和低温特性，基于LNG 加气站的间歇生产过程，利用HAZOP 分析方法，对LNG 加气站存在的危险因素及其后果、原因、防护措施进行分析。卸车过程的危险因素：槽车停放随意或停车后有滑动可能性，LNG 泄漏；储存过程的危险因素：储罐过量充装或溢出，安全阀失效，保冷出现问题，罐内液体分层；加液过程的危险因素：潜液泵出口压力高、流量大，进入加气机的LNG 出现两相流，加液计量偏差较大，LNG泄漏。根据分析结果，提出了防护措施，实现了LNG 加气站的安全运行。

金坛盐穴储气库现场问题及应对措施 [1-5]

李建君　巴金红　刘春　何邦玉　李淑平　陈加松

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金坛盐穴储气库采用单井双管油垫法分步式进行造腔。由于地下情况复杂，盐穴腔体在建造期间可能会遇到注水排卤井口泄漏、井筒泄漏、阻溶剂界面异常、造腔管柱故障及腔体泄漏等问题，若不能及时发现并采取应对措施，将会导致阻溶剂界面失控、造腔中断以及腔体体积损失等后果。金坛盐穴储气库通过在造腔实践中解决现场问题，形成了完善的造腔现场应对措施和监控体系，积累了处理造腔突发异常情况的经验，有效的保证了造腔的连续性，缩短了建腔周期，对后续盐穴储气库建设提供理论依据和技术支持。

基于北斗短报文的输油管道预警系统设计 [1-6]

焦智　檀朝彬　孙介涛　孟凡琢　梁星　骆林依

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为解决移动通信网络盲区长距离输油管道盗漏预警的问题，利用北斗FB3511 模块的短报文卫星通信功能，设计了集单片机、DSP、北斗模块于一体的低功耗长距离输油管道预警系统。根据输油管道预警系统工程应用的要求与通信网络盲区无法使用移动网络链路进行数据传输的特点，提出了实时预警、地理位置定位、分布式拓扑结构及低功耗的功能要求，据此完成了整个系统的方案设计。预警系统硬件平台由信号采集与调理模块、单片机模块、DSP 模块、北斗短报文模块及供电模块组成，详细介绍了整个系统的工作流程。系统的现场试验表明，本系统可以实现移动通信网络盲区长距离输油管道盗漏的实时预警，系统的定位精度、系统延时、平均功率等各项指标满足系统设计的要求。该系统对于保障移动通信网络盲区长距离输油管道的运行安全具有重要意义。

气液两相流管道泄漏规律模拟 [1-7]

曹学文　王庆

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气液两相流管道流动参数复杂，一旦发生泄漏，管道内的工艺运行参数就会改变，极大地增加了检测难度。以流体力学基本守恒方程为基础，利用双流体模型建立气液两相流泄漏系统数学模型，并以5 km 混输管道为模型，模拟分析分层流和段塞流流型下气液两相流管道的泄漏规律，探究流型、泄漏口尺寸及位置等因素对流动参数的影响。结果表明：管道发生泄漏后，管道沿线压力值均降低；泄漏点上游流速略有上升，下游流速明显降低；泄漏点下游持液率降低，上游持液率几乎不变；当流型为分层流时，泄漏不会导致流型的改变；当流型为段塞流时，较大尺寸的泄漏会使流型由段塞流变为分层流，较小尺寸的泄漏不会改变流型；泄漏点越靠近管道出口，泄漏点上游压力降低幅度越小。

球阀内油水环状流数值模拟 [1-6]

江帆　岳鹏飞　黎斯杰　肖纳

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在油水环状流管道运输过程中，球阀启闭时流道截面变化会对油水环状流稳定性产生较大影响。用VOF 模型与CSF 模型追踪油水界面，采取标准的k -ε 湍流模型，建立数值模拟控制方程，分析球阀在不同开度及不同入流速度下油水环状流的流动状态，并建立了油水环状流试验平台进行验证。结果表明：数值模拟结果与试验结果一致，数值模拟能够很好地分析环状流在球阀内的流动；阀门开度对流型、油相体积分数、阀两端压力差、油相粘壁距离均产生影响，开度较小时，阀内与阀后出口管道的油水环状流遭到破坏，油相体积分数较小，阀两端压力差较大，油相容易粘附管壁；入流速度也对上述参数产生影响，较高的入流速度能够改善油水环状流的稳定性。

2 500 kW 级国产化管道输油泵研制及应用 [1-5]

李柏松　杨晓峥　苏建峰　谭东杰　刘志海　张兴　董学刚

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为了响应国家政策号召，保障国家能源安全和支持民族工业发展，近年来中国石油组织优势力量进行了管道输油泵国产化相关研究工作，特别是2 500 kW 级双额定工况管道输油泵研制方面成效显著。介绍了管道输油泵国产化经历的以使用国产输油泵为主、引进消化吸收和国产化加速发展的3 个阶段。说明了2 500 kW 级输油泵采用的技术要求，分析了2 500 kW 级输油泵设计与制造主要特点，国产化管道输油泵为单级双吸水平中开结构，设计了高效水力新模型，能通过更换叶轮和导叶实现同一壳体两个额定工况功能，采用滚动轴承支撑、高性能密封环和集装式机械密封等配套方案。利用同一测试平台、同一标准进行出厂性能比对测试，国产化管道输油泵额定效率达到89.8％。

深水海管并联集输系统段塞联合接收技术 [1-6]

马勇　刘培林　陈文峰　张姝妍

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深水油气开发中一般采取多条混输海管分别由不同水下生产系统回接至同一中心平台处理，不同海管的运行状态不同，清管、停输再启动或增加输量等瞬态操作将会产生体积巨大的段塞，影响平台上部流程运行。根据段塞缓冲体积计算公式，针对2 种深水海管并联集输系统，从流动保障角度提出了段塞联合接收策略：优化段塞接收方式，将平台上部所有段塞接收设备联合起来，配合工艺流程调节，共同应对某一条海管的严重段塞流工况；或优化组合各海管运行状态，合理规划海管系统操作参数、步骤和时机，从而减少海管系统总体段塞缓冲体积。以某深水气田为例，对比了应用该技术前后段塞缓冲体积及段塞接收设备尺寸的变化，结果表明：在保障段塞流安全平稳接收前提下，段塞联合接收技术可大大节省平台空间和工程投资。

长输管道内检测数据对比方法 [1-7]

孙浩　帅健

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为了提高管道内检测数据的利用率，充分挖掘内检测数据，结合国内外长输管道内检测数据对比方法，分析了在关键点对齐过程中可能出现的问题并提出了解决方法，总结了关键点对齐的步骤。在焊缝、弯头及阀门等关键点对齐的情况下，两轮内检测数据进行缺陷匹配（包括腐蚀、制造缺陷、凹陷、裂纹及其他缺陷）的主要依据是相对里程、钟点方向及表面位置这3 个位置要素。根据缺陷增长速率可以将缺陷划分为活性缺陷点、非活性缺陷点、新增缺陷点及其他缺陷点4 类。通过对某长输管道的两次内检测数据进行对比分析，确定了缺陷位置，并估算了缺陷增长速率，为管道运营单位的决策提供了帮助。

基于熵权-密切值法的地下储气库设计方案优选 [1-5]

梁光川　李庆　彭星煜

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地下储气库的建设属于高风险、高投入项目，地下储气库设计方案的优选直接关系到其整体经济效益。为此，综合考虑地下储气库综合费用、垫底气量、最大地层压力、工作井数、压缩机功率及地下储气库的使用寿命等影响因素，将多目标决策密切值法与熵权法相结合，建立了地下储气库方案设计优选模型。以我国某地下储气库为例，对地下储气库的6 种设计方案进行优选分析。结果表明：设计方案4 为该地下储气库设计的最优方案，与文献[5]的优选结果存在较小的偏差，是由于增大了地下储气库建设综合费用的权重，这也正符合地下储气库这种大型地下工程偏重技术经济的要求。验证结果表明所建熵权密切值法地下储气库设计方案优选模型具有较高的推广应用价值，能够为地下储气库设计方案的优选提供有益的指导。

盐穴储气库造腔技术现状与发展趋势 [1-5]

班凡生

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我国采用以正循环为主的单井对流法造腔方式，盐穴储气库造腔速度慢，建造200 000 m3 腔体需要4～5 年。单一的造腔方式很难适应国内地下储气库快速发展的需求，需要寻求多种适应我国层状盐层建库的造腔方式，快速提高造腔速度。通过数值计算及现场应用，阐述了各种造腔方式的过程及优缺点，分析了反循环造腔、大井眼造腔、双井造腔、双管柱造腔的提速原因。研究表明：反循环造腔、大井眼造腔、双井造腔、双管柱造腔是盐穴储气库造腔技术发展的主要趋势，可有效提高造腔速度；大井眼、双井以及双管柱造腔存在不足及难点，许多关键技术需要进一步攻关，大井眼固井难度大，双井造腔腔体控制及检测难，双管柱造腔过程中生产套管易受卤水腐蚀；反循环造腔技术已在金坛地区成功应用，造腔控制及检测技术较成熟，盐穴造腔速度能够提高20％以上，可有效提高我国层状盐层造腔速度，推进我国储气库建设进程。

回声法检测盐穴造腔气水界面波形的数值模拟 [1-6]

陈博　袁光杰　班凡生　王子健　夏焱

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回声法检测盐穴造腔气水界面具有操作方便、成本低等特点，能有效控制腔体形态，然而盐穴造腔过程中环空状况复杂，波形识别难度大，导致回声法检测造腔界面存在精度不高的问题。首先利用Gambit 软件建立了回声法检测盐穴造腔氮气-卤水界面数值模型，再利用Fluent 软件数值模拟了回声法检测盐穴造腔氮气-卤水界面波形，给出了环空尺寸固定、缩小、扩大3 种条件下的氮气-卤水界面检测波形特征。研究结果表明：在不同环空状态下，压力波曲线各有鲜明特征，可以利用回声法对盐穴造腔界面进行精确识别。研究成果对盐穴造腔回声法界面检测具有重要理论与实践指导意义。

我国盐穴储气库建设关键技术及其挑战 [1-7]

杨海军

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我国盐穴储气库的建设历程划分为技术研究与探索阶段、技术消化与形成阶段、技术成熟与发展阶段3 个阶段，在建设过程中形成了老腔改造、腔体气密封测试、光纤测试油水界面以及高效注气排卤等多项特色技术。为保证盐穴储气库的安全稳定运行，提出了一套在注采运行过程中监测井口温度压力、地面沉降、腔体形态、井筒完整性在内的体系及方法。指出我国盐穴储气库建设存在造腔速度慢、老腔改造难、适建库址少等问题，现有工艺技术还不能完全满足我国层状盐层地质条件下盐穴储气库建设的需要。针对盐穴储气库建设过程中面临的技术挑战，提出了相应的攻关研究内容，为我国盐穴储气库的技术发展指明了方向。

一种层状盐岩相似材料的蠕变特性 [1-6]

李正杰^1,2　武志德²　王汉鹏¹　王粟^1,2

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为了在地质力学模型试验中更好地利用相似材料模拟层状盐岩的蠕变特性，以金坛盐穴储气库为工程背景，根据相似原理和原岩物理力学参数，通过大量的材料配比及力学试验，研制出了符合金坛盐穴储气库层状盐岩力学特性的相似材料。该材料在蠕变试验中经历了初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3 个蠕变阶段，获得了相似材料在不同应力下的稳态蠕变率和长期强度，研究表明其蠕变特性与盐岩原岩具有相似性，为地质力学模型试验中研究蠕变特性对盐穴稳定性的影响奠定了基础。

盐穴储气库天然气阻溶回溶造腔工艺技术 [1-9]

李建君　陈加松　刘继芹　付亚平　汪会盟　王成林

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与其他国家在巨厚的盐丘中建造储气库不同，中国在层状盐岩层中建造盐穴储气库，部分腔体未能按照设计形状溶蚀完全，损失大量库容。为了充分利用现有盐矿资源，需要对未溶蚀完全的畸形腔体进行扩容和修复。盐穴储气库完腔后无法继续使用柴油阻溶剂对不规则腔体进行回溶造腔，因此迫切需要发展天然气阻溶剂回溶造腔技术。对该技术的工艺流程、工艺参数的确定、造腔模拟技术进行了研究，并在西气东输金坛储气库进行现场试验，效果超出预期，成功对A 腔体增加自由体积14 000 m3，腔体上部突出的岩脊发生自然垮塌，排除了后期注气排卤过程中盐层垮塌砸坏排卤管柱的风险。该试验为国内首次腔体扩容及修复试验，对今后盐穴储气库建腔技术的推广及削减造腔成本有重要意义。

盐穴储气库天然气阻溶造腔模拟技术 [1-7]

刘继芹　刘玉刚　陈加松　李淑平　薛林佼　汪会盟　齐得山　李建君

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为指导存在偏溶、形状不规则特点的腔体进行天然气阻溶造腔修复作业，需要进行相关数值模拟研究。盐穴修复过程中，为保证腔顶安全，仅对目标深度段进行造腔修复，防止腔顶继续拓展，阻溶剂需求量大，因此选择来源便捷的天然气作为阻溶剂。建立数学模型，考虑盐岩上溶特征，编写盐穴储气库天然气阻溶造腔模拟程序，并针对金坛盐穴储气库L 井进行天然气阻溶造腔模拟。天然气阻溶造腔可优化单腔形状及体积，提高优质盐层利用率，降低腔体不规则对注气排卤作业的影响风险，保证腔体满足安全要求。研究结果表明，编制的程序可有效模拟天然气阻溶造腔过程中腔体形状的发展，模拟结果与现场工程作业一致，研究成果对提高单个腔体有效体积及腔体稳定性具有重要的意义。

盐穴储气库气卤界面检测技术 [1-6]

付亚平　陈加松　李建君

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盐穴储气库从建成到投产运行需要经历注气排卤阶段，气卤界面检测与控制是注气排卤的关键技术，现有检测方法检测成本高、不能连续检测，为此提出光纤式界面测试技术。该技术利用分布式光纤测试技术，通过井下光纤测量温度变化，根据温度曲线拐点判断气卤界面的位置，操作简单、探测范围广、监测成本低、能连续测量井下气卤界面位置。将该方法进行实际应用后，与现有检测方法进行对比和评估，效果良好，其不仅可应用于盐穴储气库注气排卤阶段，还可在氮气阻溶、天然气阻溶造腔过程中使用，具有广阔的应用前景。

水下盾构隧道管道支座受力分析与设计 [1-5]

陈周　唐培连　王玺　韩桂武

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基于精细化设计水下盾构隧道管道支座的目的，以西气东输三线中卫黄河盾构穿越为例，通过采用CAESAR_II 软件对整个穿越段管道进行应力和位移分析，最终指导管道支座的设计。中卫黄河构隧道穿越处设计压力为12 MPa，管径为1 219 mm。盾构隧道两岸竖井中心之间水平投影长度为450 m，隧道内预留西四线管道。盾构内管道安装分为竖井内管道安装和平巷内管道安装，竖井内管道作为穿越段整体管道进行补偿计算。平巷内输气管道均安装在已浇筑好的钢筋混凝土管道支座上，西三线和西四线并排敷设，管道中心距为2.08 m，支座沿管道轴向间距每15 m 一组，与管道之间铺10 mm 厚绝缘橡胶板，并用管卡固定管道，防止管道运营时侧移和上浮。盾构隧道竖井中心两侧25 m 外各设置固定墩1 个，西三线和西四线管道合用1 个固定墩。经软件计算得出支座管卡与管道之间的间隙距离，模拟了管道的位移情况，从而使管道支座设计更加精细化。

适用于输气管道运行方案优化的压缩机功率拟合函数 [1-5]

熊浩云　吴长春　玉德俊

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完成一次大型天然气管网运行方案优化预计要花费数十小时的计算机运算时间，其中绝大部分时间用于压缩机组功率计算，基于此，提出了用拟合函数简化压缩机的功率计算，但该方法未考虑压缩机进口温度对功率的影响。为提高拟合精度，引入压缩机进口温度对拟合函数进行了改进，并以国内某输气管道上配置的3 种型号压缩机为例检验其效果。结果表明：改进前的最大偏差在10％以上，而改进后的拟合函数最大偏差低于5％，平均偏差低于1％。将改进的拟合函数应用于某虚拟管道的工艺运行方案优化过程，拟合函数法与常规方法的计算结果绝对偏差低于0.67 MW，相对偏差低于1.1％，而拟合函数法至少比常规方法减少80％的计算量。

基于混沌振子的输气管道微泄漏音波信号处理方法 [1-6]

李玉星　方丽萍　刘翠伟　李雪洁

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输气管道微泄漏检测一直是泄漏检测与故障诊断领域难以解决的问题。采用音波法泄漏检测技术对输气管道微泄漏进行检测，首先对采集得到的信号进行小波变换，提取可以远传的音波特征量，后对提取的音波特征量进行二次处理，运用duffing 混沌振子检测微弱泄漏信号的存在，最后对经长距离传播的微弱信号进行处理验证。研究结果表明：小波变换预处理融合混沌振子进行微弱信号处理，为输气管道微泄漏检测问题提供了有效的解决途径，进而为输气管道音波法泄漏检测技术的应用奠定基础。

储气库系统注采可靠性评价方法 [1-9]

温凯　何蕾　虞维超　宫敬

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随着全球储气库投产数量日益增长，储气库安全运行及注采能力逐渐成为人们关注的重点。结合可靠度与储气库工艺运行的相关理论，综合采用蒙特卡洛、K/N 冗余系统等多种方法对储气库注采可靠性进行研究。研究内容包括储气库系统可靠性评价指标的建立、储气库系统可靠度计算、储气库系统注采工艺流程简化与计算、影响储气库注采能力的主要设备可靠度计算模型的建立。应用研究成果对某储气库注采过程中的相关设备单元及系统可靠度进行计算，结果能够反映储气库设备单元及系统注采可靠度随工艺参数及运行时间的变化规律。研究成果对于指导储气库合理、安全运行，提高储气库注采能力具有重要意义。

枯竭油气藏型储气库地层压力计算方法 [1-9]

温凯　何蕾　虞维超　宫敬　陈树仁

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储层的压力动态变化是影响储气库注采能力的关键环节。为研究储气库注采过程中地层压力随库容量的动态变化关系，结合生产数据和物质平衡原理，建立了3 种评价储气库地层压力随库容量动态变化的快速计算方法，即生产数据拟合法、定容法和动态计算法。并利用3 种方法对储气库的地层压力随库容量的变化及地层压力在一个动态注采周期的变化进行计算，同时比较分析了定容法和动态计算法对储气库地层压力预测结果产生差异的原因，在此基础上对储气库注、采气量波动、注采周期对储气库地层压力的影响进行了敏感性分析。结果表明：3 种方法都可以用于对储气库地层压力变化的动态预测，方法1 的准确性依赖于生产数据的获取及生产数据变化趋势分析；方法2 适用于边水、油环的变化可以忽略的储气库地层压力预测；方法3 适用于对多种类型的储气库进行地层压力预测，但需要的地层参数相对较多。地层压力受日注采气量波动影响较小，受周期注采的影响较大。

炼厂生产调度优化研究进展 [1-6]

梁永图　廖绮　张浩然　聂四明　颜筱函　马晶

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炼厂生产调度方案与炼厂经济效益的高低、生产过程的平稳与否息息相关，而生产调度优化有利于炼厂充分利用生产加工能力，实现利润的最大化。通过调研国内外炼厂生产调度优化的相关研究，从模型的确定性和求解方法两种角度出发，详述了不同时间表达法和不同调度模式下的模型特点，总结了求解炼厂生产调度优化问题的常用算法及其优缺点。结合目前的研究现状，分析了炼厂生产调度优化研究在模型构建以及求解方面存在的问题，并提出了今后研究方向。

CO2 捕集、利用和封存技术在石油石化行业的研究进展 [1-10]

张引弟　胡多多　刘畅　刘捷　田磊　伍丽娟　沈秋婉　史宝成

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全球气候变暖一直是国际社会关注的热点，为了应对气候变化这一国际性难题，CO2 捕集、利用和封存（Carbon Capture，Utilization and Storage，CCUS）技术应运而生，而石油石化行业作为高碳化行业，将面临着更大的挑战。调研了全球石油石化行业在CCUS 技术领域研究取得的最新进展，以及我国开展的一系列相关技术研发和示范项目，进一步阐述了该行业所取得的技术成果。提出了一套针对石油石化行业CCUS 的技术方案，利用燃气锅炉产生的烟气与天然气进行三重整反应，将产生的合成气用于回注或者合成DME（分离出的CO2 用于驱油），并对这两种利用方式进行了经济性比较。在基础上，提出了一种环境风险评估方法——定性评估为主的风险矩阵法，制定了风险重要性等级二维矩阵表和风险重要性等级划分标准表，对今后油气领域CCUS 技术风险的评估具有指导作用。最后，就我国石油石化行业在CCUS 技术领域的发展提出了几点建议。

油包水乳状液中水合物形成模型研究进展 [1-9]

吕一宁　宫敬　王嘉琪　秦伟　史博会

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一旦水合物引起管道堵塞，将给深海油气资源输送造成严重威胁，因此，定量预测不同工况下水合物的形成尤为重要，但是目前气体水合物形成的动力学机理尚不明确。系统阐述了国内外油包水体系中水合物形成动力学的研究进展，着重介绍了气体水合物在以油相为主体的油-气-水多相体系中成核与生长的动力学模型，分析了主要模型的优点和局限性。基于油包水乳状液体系中气体水合物形成动力学的研究现状，提出多相体系中水合物形成研究应该从传质和本征反应的耦合机理入手，并结合不同尺度下的试验研究，考虑多相体系中的形成物理过程、传质和传热限制，从而建立适用性更广的水合物形成模型，为管道的安全流动提供保障。

直流式气液旋流分离器高效数值求解算法 [1-6]

孙东亮　邓雅军　宇波　梁永图

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为了克服直流式气液旋流分离器数值计算过程中收敛速度较慢、健壮性较差的问题，急需引入高效稳定的数值求解算法。本文首先建立了直流式气液旋流分离器的物理数学模型，然后分别采用SIMPLE，SIMPLEC 和IDEAL 算法这三种压力速度耦合算法对旋流器进行了数值求解，比较了这三种算法的计算效率和健壮性。数值计算结果表明：在不同网格数量、入口速度和湍流模型下，IDEAL 算法的收敛性和健壮性均优于传统的SIMPLE 和SIMPLEC 算法，因此在旋流器的数值计算中建议采用高效稳定的IDEAL 算法。研究结果为后续旋流器内气液两相复杂流动特性的研究及分离性能的预测奠定了基础。

LNG 冷能利用技术的最新进展 [1-12]

吴小华　蔡磊　李庭宇　杨绪飞　宇波

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随着清洁能源在能源消费结构中比例的增加，我国LNG 消费量快速增长，因此LNG 冷能利用已经成为当前研究热点之一。综述了国内外LNG 冷能利用概况，对其用于空气分离、轻烃分离、低温发电、海水淡化、二氧化碳捕集、废旧橡胶低温粉碎、制冷等技术发展现状进行了分析，结果表明：国外在LNG 冷能用于低温发电、低温冷库及空气液化等工业化应用方面较为成熟，国内对LNG 冷能利用开展了广泛而深入的理论和实验研究，但实际工程应用尚需进一步加强。由此指出目前我国LNG 冷能利用迫切需要将国外成熟的工程应用经验与国内丰富的理论及实验研究成果相结合，为我国LNG 冷能利用政策的制定和LNG 冷能利用产业的健康持续发展提供参考。

气水比对甲烷水合物生成影响实验 [1-6]

马贵阳　李文昭　潘振　仇阳　刘畅达

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促进天然气水合物快速、大量生成对天然气水合物工业应用具有重要意义，气水比作为影响水合物生成的关键因素，研究其对水合物生成的影响十分必要。本文首先提出一种新的理想气水比数学计算公式，在温度为275.15K、压力为6.6 MPa 条件下，研究了气水比对甲烷水合物生成影响，并验证理想气水比数学计算公式的准确性。结果表明：气水比大于1.8 时，水合物生成速率显著加快；气体消耗量由初始气体量和实验相平衡压强两个因素共同决定；水合物实际储气量受气水比变化影响较大；以十二烷基硫酸钠（SDS）溶液作为水合剂，在理想气水比条件下，水合物生成情况符合计算预期效果。选择合适的气水比，不仅可以提高水合物生成速率，还可以增加气体消耗量，提高水合物实际储气量。

新型化学降凝剂对含蜡原油的改性机理 [1-9]

黄辉荣　王玮　彭泽恒　丁艳芬　宫敬

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化学降凝剂改性是含蜡原油降凝、降黏的重要手段，一直以来备受国内外学者的关注，近年来新型化学降凝剂的出现使降凝剂的改性研究取得了长足的进步。总结了国内外现有的新型化学降凝剂的种类及制备方法，列举了新型化学降凝剂对含蜡原油改性效果的评价手段，阐述了新型化学降凝剂的改性机理及其影响因素。最后，提出了今后研究新型化学降凝剂的方向：将表观、介观、微观3 个层面的研究统一起来，进一步明确新型化学降凝剂的改性机理，提高其普适性；并且与含蜡原油低温输送研究相结合，揭示改性原油的低温流动规律。

航空油料系统微生物污染研究现状 [1-6]

崔艳雨　王宁

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微生物污染对航空油料系统的安全造成了极大的威胁，其影响不可忽视，不仅堵塞燃油泵堵塞，造成发动机燃油系统出现故障，严重时甚至导致机场所有飞机停飞。通过调研国内外航空油料系统微生物污染的相关研究，分析了微生物在航空油料系统中的生长繁殖环境及条件，分别从微生物污染对油品质量指标的影响、对设备设施正常运行产生的干扰以及使金属发生电化学腐蚀3 个方面论述了微生物污染对航空油料的危害，总结了航空油料微生物污染的检测方法，并有针对性地提出了防治微生物污染的具体措施，对航空油料系统的安全维护有一定的参考作用。

油气集输系统拓扑布局优化研究进展 [1-5]

刘扬　陈双庆　魏立新

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油气集输系统拓扑布局优化设计是包含多结构特征、多变量耦合、多尺度限制的大规模组合优化问题。基于该领域的研究成果，从发展阶段、理论方法综述了国内外集输系统拓扑布局优化的研究进展，指出油气集输管网拓扑布局优化理论未来的主要研究方向，提出三维地形条件下集输系统拓扑布局优化的研究难点并给出可行的研究思路。结果表明：考虑复杂影响因素、多管网形态的集输系统布局优化，全局最优算法开发，三维地形条件下的最优管网布置等问题尚需进一步研究。其中，三维管网拓扑布局优化可以在三维地形表征、数学模型建立、管道路由寻优等方面进行理论创新。

成品油管道内杂质运移沉积及其影响规律 [1-8]

刘刚　汤苑楠　李博　赵家良　陈雷

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对成品油管道内杂质沉积运移规律、影响因素及杂质沉积对管道的影响等方面内容开展了研究。设计建造了室内成品油携水携杂质试验环道，可以开展不同倾角、口径成品油管道内杂质运移沉积规律测试、内腐蚀特性测试；利用Fluent-DEM 耦合的数值方法，开展了不同工况下的固体颗粒在成品油管道内的运移特性研究。试验测试结果与数值模拟数据的吻合度较高，说明数值模拟方法具有较高的可靠性。基于试验与数值模拟手段，研究了杂质沉积特性、临界运移流速、沉积特性的影响因素以及杂质沉积对管道内腐蚀的影响。研究发现：固体颗粒通常沉积在上倾-水平管道弯头的后方，并获得了流速、管道倾角、口径、固体颗粒的密度和球度等参数对固体颗粒运移特性的影响规律，得到了杂质沉积对成品油下方积水的运移及管道内腐蚀特性的作用机理。

CO2 驱采出液分离器内构件分离特性数值模拟 [1-6]

邓志安　刘丹丹

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CO2 驱采出液中含有大量的CO2 气体，在气液分离过程中易产生大量泡沫，通过对卧式分离器内部导流板和消泡板的分离特性进行数值模拟，探讨其内部构件对CO2 驱采出液分离效果的影响。拟合分离器运行工况下采出液的物性参数，采用CFD 中的多相流混合模型，对分离器中导流板的4 种放置角度（15°、30°、45°、60°）进行数值模拟，研究发现：导流板放置角度越大，对气液分离的影响越有利，但这种影响逐渐不明显，在综合考虑导流板使用稳定性及寿命的情况下，选取导流板放置最优角度为45°；采用群体平衡模型（PBM）与CFD 多相流模型相互耦合，对分离器中放置1~3个消泡板进行数值模拟，研究发现：分离器内消泡板数量越多，其消泡效率越强，为设计更高效CO2驱采出液的分离器提供一定依据。

双金属复合管内衬层液固两相流冲蚀机理 [1-8]

曹学文　彭文山　胥锟　樊茵　孙晓阳

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砂磨管道是油气田开发中的常见问题，持续不断的碰撞导致材料产生凹坑或者划痕，进一步造成管道磨损减薄甚至泄漏等严重问题。管道内部流场多变、砂粒分布不均，导致砂粒冲蚀机理复杂。利用大型液固两相流冲蚀实验环道研究了双金属复合管内衬层316L 不锈钢的冲蚀性能，并与数值计算结果进行对比分析，揭示复合管弯管部位的冲蚀机理，结果表明：①砂粒对弯管的冲蚀磨损主要包括微切摩擦、犁割以及冲击变形3 种形式；②弯管处二次流对于砂粒运动影响显著，二次流使得弯头处砂粒由外拱向内拱运动，造成内拱部分区域的冲蚀；③受重力及流场影响，冲蚀最严重部位出现在弯头出口处的底部。

国内外地上储罐阴极保护标准技术差异 [1-4]

蔡培培　宋文博　杜学军　滕延平　戚菁菁　孙伶

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石油管道站场储罐是存储石油的主要设备，同时也是石油战略储备库的主要组成部分。储罐底板的腐蚀情况直接决定着储罐的寿命。国内石油储罐底板主要的腐蚀控制方式为涂层加阴极保联合保护。由于罐底板焊接过程中，焊缝附近的涂层会受到损坏，而损坏的涂层难以修复，因此储罐底板阴极保护显得至关重要。目前国内存在一系列储罐底板阴极保护标准，在使用过程中发现存在一些问题，为了提高国内地上石油储罐阴极保护标准适用性和科学性，通过对比国内外相关标准并结合工作实际，开展标准差异分析研究，提出合理的标准制修订建议。

领结法及其在油气工程领域的应用 [1-8.5]

吴瑕　李长俊　贾文龙

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领结法是近年风险评价方法中的研究热点，该方法致力于解决数据不足条件下的量化风险计算问题，以及实现风险的动态评价，与油气工程领域风险评价方法的发展目标一致。对领结法的定义、基本构成因素以及分类进行了阐述。分别介绍了直接因果关系图法和故障树-事件树法两类领结法的基本形式和适用条件。指出领结法的优点在于其涵盖了风险管理过程中的所有主体内容。结合目前领结法的3 个主要研究方向，对定性、定量和动态领结法的基本理论及其在油气工程领域的应用进行了综述。其中定性领结法仍广泛应用于不具备条件开展定量风险评价的系统，或以风险识别、风险状况交流为目标的安全管理项目。定量领结法主要采用与模糊理论相结合的方法，解决数据不足、数据不具有独立性以及专家知识局限性等条件下的量化风险计算问题。动态领结法则采用与贝叶斯网络相结合的方法实现风险评价结果的实时更新。

基于CFD 的液环泵性能预测及实验验证 [1-6.5]

黄思　何婧　王学谦　区国惟

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液环泵是广泛应用于油气储运等工程领域的基础设备。液环泵内的气液两相流动十分复杂，还存在能耗高，效率偏低等问题，目前关于液环泵性能预测的研究十分匮乏。运用多相流欧拉分析方法，模拟计算一种单级双作用液环真空泵内非稳态气液两相流场，得到了工作状态下液环泵内气液两相流速、压力及相分布规律，得到了液环泵吸气量和排气量等性能参数的非稳态特性及叶轮内气流旋涡分布规律。在流场数值模拟的基础上，预测计算了不同转速下的液环泵吸气量、轴功率与吸入压力关系等性能曲线，并得到了性能实验结果的验证，表明所采用的数值模拟和性能预测方法对液环泵的优化设计和应用具有一定的工程指导作用。

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响 [1-5]

梁光川　李杭杭　周军

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钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷，这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效，严重影响高压天然气管道的安全运行，因此有必要研究表面裂纹倾角对断裂参数的影响规律。采用ANSYS 有限元模拟软件，建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型，分析了不同倾角表面裂纹的J 积分变化规律。研究表明：裂纹尖端J 积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化，在相同边界条件下，表面裂纹与管道轴向平行时，J 积分值最大，此时表面裂纹最容易发生扩展；表面裂纹与管道轴向垂直时，J 积分值最小，此时表面裂纹发生扩展可能性较小。

W/O 型原油乳化液高频电场破乳特性实验 [1-8]

陈家庆　黄松涛　沈玮玮　潘泽昊　张龙　张宝生

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基于自主搭建的电场参数（尤其是波形）可调的原油乳化液电场破乳脱水实验系统，对3 种含水率的W/O 型原油乳化液试样进行了静态电场破乳脱水实验，以脱水率和Turbiscan 稳定性指数为评价标准，系统探讨了电场波形、电场频率、电压和含水率对原油乳化液破乳特性的影响。结果表明，交流方波的破乳脱水效果优于正弦波、三角形波以及脉冲直流波形。对于高频/高压交流方波电而言，最优频率和最优电压则根据含水率的不同而略有不同，含水率为30％时原油乳化液在最优电场参数下的脱水率可达98.7％。开发原油脱水电源应该结合高频/高压交流方波电场形式，且没有必要追求过高的电场频率调节上限，同时可将Turbiscan 稳定性指数作为评价合理电场破乳参数的可靠量化指标之一。

基线选取对DSC 法测试原油含蜡量的影响 [1-5]

刘晓燕　王露　崔晓琳　王志华　徐颖　成庆林　刘立君

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差示扫描量热法中基线的选取对原油析蜡潜热及含蜡量的测试计算结果有较大影响。针对目前基线选取不统一的问题，采用差示扫描量热法（即DSC 法）对大庆油田两个采油区块的原油进行测试计算，获得了原油降温过程的DSC 曲线。分别采用两种常用的基线选取方法对两油样测得的DSC 曲线进行分析并计算得到含蜡量。与氧化铝吸附法测得的含蜡量的对比结果表明，采用内插基线法处理测试结果时，两油样的相对误差分别为4.7％和-3.1％；采用反向延长线法处理测试结果时，两油样的相对误差分别为52.6％和34.7％。因此，利用DSC 法测量原油析蜡潜热及含蜡量时，采用反向延长线作基线的测试计算结果误差过大，宜采用内插基线法确定基线。

复合材料修复管体缺陷影响因素 [1-6]

惠文颖　牛健壮　胡江锋　惠文彬

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缺陷的存在可能导致管道在运行过程中发生变形、泄漏、甚至破裂的失效事件，复合材料补强修复技术因为其安全、方便、快捷已成为石油天然气管道补强修复的主要方法。为确保缺陷修复效果，提升复合材料缺陷修复强度和修复性能，通过有限元模拟和实验室制样测试，结合历年来管道本体缺陷修复工程效果，测试了浸润程度、含胶量、湿度、风沙、材料储存环境等因素对复合材料机械性能的影响，认为浸润程度和含胶量是最主要的影响因素。补强层数对管道修复后的强度影响巨大，随着复合纤维材料补强层数的增加，管道抵抗破坏的能力增强。

含蜡原油管道输送过程的用能描述与能耗评价 [1-7]

刘扬　成庆林　刘晓燕

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准确描述管道输送用能过程并科学构建其能耗评价指标体系，是原油管道能效管理的重要基础之一。目前，原油管道的用能计算与分析统计、工艺方案优化及能耗评价，一般侧重于供能站而非消耗能的管段本身，且未对有效耗能与无效耗能进行区分，将能耗与能损完全等同，不利于管道系统节能的进一步研究。将传递用于管输过程的用能描述与能耗评价，强调能的真正价值，侧重于对管段本身有效耗的作用机理分析，补充并扩展了传统能耗评价指标体系。结果表明：在管输过程的总耗中，有效耗占85％以上，其中有效热耗相比有效压耗占了绝大部分比重，因此，原油管道输送节能的重点应该集中在如何降低热能消耗。研究结果为原油管道的安全经济运行提供有益的理论依据和技术支持。

火灾环境下邻近油罐的热辐射分布规律模拟 [1-7]

郭欣　樊建春

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油罐火热辐射是导致油罐火灾蔓延的主要因素，因此有必要研究邻近油罐受热辐射后罐壁热辐射通量的分布特点。基于油罐火焰特性和大直径池火灾模型相关研究成果，采用FDS 软件建立大直径油罐火灾几何模型，分别模拟3 000 m3、5 000 m3、10 000 m3 拱顶汽油罐的燃烧和传热过程，分析油罐燃烧参数的变化，得出L /D 分别为0.6、1.0、1.5（L 为油罐间距，D 为油罐直径）时邻近油罐的热辐射通量分布规律。结果表明：火灾环境下邻近油罐正对着火罐方向罐壁受辐射作用最大，热辐射通量从罐顶至罐底逐渐降低，从中心向两边呈轴对称降低。当L /D 相同时，3 000 m3 油罐的热辐射通量最大，其次是5 000 m3 和10 000 m3 的油罐；而当油罐容积相同时，L /D 越大，邻近油罐罐壁的热辐射通量越小。并将FDS 模拟计算得到的热辐射通量与理论计算值进行对比，发现模拟值与理论值相差较小且变化趋势一致。研究结果有助于油罐火灾的预防、控制及扑救，消防规范编制，以及储油罐区的设计。

横向管道滑坡有限元模型的建立及验证 [1-5]

朱勇　林冬

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油气管道沿线的地质滑坡会对管道安全运行造成极大威胁，管道一旦受到过量的位移或应力，将导致管道屈曲变形甚至断裂。采用人工堆土的方法，建立了实体滑坡模型，整个模型平面形态采用圈椅形，将埋地管道当作埋地长梁，主要监测滑坡体自身表面变形、管道变形与应力、管土之间的相互作用力以及滑坡体内部力的分布形式。依据实体模型实验结果，结合弹性地基梁理论构建了横向管道滑坡的有限元模型，结果表明：在横向管道滑坡中，管道应力较大处位于滑坡宽度中央和滑坡两侧边界处。将有限元分析结果与实验监测结果进行了对比，验证了所建模型的有效性。该模型可以用来进一步探讨滑坡对管道的力学作用。

GB 50251 与ASME B31.8 中输气管道试压规定的对比 [1-5]

郭昱　顾晓婷　王立航孙萍萍

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管道试压是检验输气管道工程质量和保证管道安全的重要手段。GB 50251-1994《输气管道工程设计规范》对输气管道试压作了详细规定，是指导我国输气管道试压的最基础规范，该标准于2003 年2015 年进行了修订。针对地区等级划分与设计系数选取、强度试验要求、严密性试验要求等管道试压关键问题，对GB 50251-2003、GB 50251-2015 与ASME B31.8-2012《输气与配气管道系统》相关规定的差异进行了对比分析，结果表明：与采用0.8 设计系数的ASME B31.8-2012 相比，GB 50251-2015 首次在一级一类地区采用0.8 设计系数；在各地区等级沿线居民户数和（或）建筑物的密集程度的要求上，ASME B31.8-2012 较GB 50251-2015 更严格；在强度试验与严密性试验方面，GB 50251-2015 对GB 50251-2003 做了补充和修改，降低了其保守性，但与ASME B31.8-2012 相比仍然存在不全面之处。

不同剪切条件下胶凝原油轴向与剪切力学特性差异 [1-6]

曲弯弯　刘刚　陈雷　汤苑楠　卢兴国　滕厚兴

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流变测试系统内，经剪切处理后的胶凝原油存在明显的各向异性，其各向异性将导致现有的管道非稳态流动数值模型不再适用。为了对比在不同剪切条件下胶凝原油剪切力学特性与轴向力学特性的差异，分析其各向异性，以胜利原油和南阳原油为例，控制不同剪切速率、剪切时间等因素对原油进行预剪切处理，分别开展剪切应力松弛实验和轴向压缩松弛实验。对实验数据进行拟合，对比相同条件下胶凝原油的剪切松弛模量和轴向压缩松弛模量，结果表明：相同条件下，胶凝原油的压缩松弛模量远远大于其剪切松弛模量，且随剪切速率的增大、剪切时间的增加，其剪切松弛模量和压缩松弛模量相差越来越大，即各向异性更加显著。研究结果为胶凝原油管道的停输再启动提供了理论依据与技术支持。

起伏管道中成品油携杂质的流动状态 [1-7]

隋冰　李博　赵家良　刘刚　于斐　张丽萍　陈雷

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针对成品油管道中存在的油携杂质流动问题，建立了成品油携水携杂质实验环道装置，研究了油携杂质的流动状态，并进行了油携水类比实验；采用大涡模拟方法对油相流场进行仿真模拟，分析了流场对杂质运动的影响。研究表明：油携杂质固液两相流型可分为颗粒流、移动床流和固定床流3 种；颗粒加入量越少，油品流速越高，流型由移动床流向颗粒流的转换越快；积杂点位于上倾段后的高点位置，此处管道下侧壁面边界层增厚，油流曳力减弱，二次流有利于杂质聚集；杂质是否在积杂点沉积与油品流速有关，与颗粒加入量无关；类似于杂质颗粒，小体积水团也会在积杂点沉积。

小断面隧道涌砂模拟分析与施工方案 [1-5.5]

尤伟星　刘刚

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九龙江钻爆隧道为3.0 m×3.0 m 直墙半圆弧形小断面隧道，其中约180 m 强风化花岗岩施工中多次出现涌水涌砂，主要原因是水压高和强风化岩强度低，施工中采取了加强超前注浆，增加喷射混凝土层厚度、降水等综合措施，隧道顺利贯通；为验证以上措施对软弱围岩的加固效果，采用有限元软件MIDAS GTS 对围岩和支护体系的结构状态及工程效果进行分析。结果表明：采用超前注浆后，混凝土应力及围岩变形均显著减小，系统锚杆对软弱围岩的加固能力有限；适当增加混凝土喷层厚度，混凝土压应力显著减小，围岩承载能力提高，但仅限于一定范围内，围岩变形量、锚杆受力变化不明显。

复杂地层中小断面盾构机刀盘刀具优化设计 [1-6]

寇宝庆　桑俊宝　赵鄢鹏　张华芬　郭启先

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盾构机刀盘刀具是保证盾构施工的重要部件，选用何种刀具配备取决于盾构机掘进的地层条件。针对西气东输二线北江盾构工程为典型泥质砂岩的特点，对盾构机刀盘刀具的配备进行了研究，分析了刀具的切削原理和刀具之间的差异，并对刀盘刀具的切削原理进行了有限元模拟。工程实践表明：通过优化刀具配备，减少泥饼产生，泥质砂岩地层盾构机盾构掘进综合效率提高了12％，延长了刀具的使用寿命，降低了工程成本和风险，验证了刀具配置的合理性。

全球油气管道分布现状及其发展趋势分析 [1-6]

严琳　赵云峰　孙鹏　刘明顺　王琦

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油气管道运输对全球经济的发展起到了不可或缺的能源调配作用，尤其是亚洲国家以及新兴经济体能源需求的飞速增长，推动了油气管道建设的发展，众多大型跨国管道获得了规划和建设。全球各国的管道建设呈现出拓展能源进出口通道、优化油气资源输送网络、完善配送管网的趋势。针对油气供需现状及未来的发展趋势，梳理了全球油气管道里程的分布情况及在建或拟建的管道工程项目，根据管输介质类型分析不同管道公司的管道里程数据排名，指出了未来全球油气管道的发展趋势，对促进我国油气管道的建设和发展具有指导意义。

乍喀原油管道的计量交接模式 [1-6]

丁延鹏　祝宝利　韩海彬

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在国内石油行业改革过程中，出现了石油公司管道业务部门重组的情况，其独立成为专门提供管道输油业务为主体的公司。为了进一步规范提高公司主体之间的原油计量交接管理，以乍喀（乍得—喀麦隆）跨国原油管道的计量交接管理模式为例，从计量装置配备、计量交接流程、数据监控管理和故障争议处理等方面，分析了在API 等国际标准体系下，以体积计量为基础的石油公司与管道公司之间的原油计量交接管理模式。乍喀原油管道计量交接管理模式具有计量精度高、自动化程度高、公平公正性强、投资使用率高以及执行效率高等特点。

天然气管道水合物形成概率分析 [1-8]

阮超宇　史博会　丁麟　柳扬　黄启玉　张静楠　宫敬

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随着海洋油气田开发逐步进入深海领域，深水流动安全保障将面临巨大的挑战，天然气管道水合物形成概率分析是保障管道安全流动的基础。基于可靠性的极限状态方法，综合考虑管道运行参数的不确定性，选择管道入口温度、压力及流量为随机变量，以热力学和动力学为基础，建立概率极限状态方程，并运用LHS-Monte Carlo 方法、POD 方法计算水合物的形成概率，实现了以概率形式定量描述天然气管道中水合物形成的风险。结果表明：管道水合物形成概率曲线达到稳定所需的样本总数随管道具体情况和随机变量参数而变化；水合物形成概率对不同随机影响因素的敏感性不同；临界过冷度对天然气管道水合物形成概率有较大的影响。合理选择或调整入口随机参数能够有效降低水合物形成概率，从而保障管道的安全运行。

水平定向钻管道穿越技术最新发展 [1-5]

张宝强　江勇　曹永利　隋付东　张倩

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为了实现更大管径、更长距离的管道穿越，提高我国水平定向钻的穿越施工能力和装备水平，对国内外水平定向钻管道穿越技术的最新发展进行了研究和分析。总结了近几年国内外大型水平定向钻穿越工程和采用的新工艺、新装备，目前水平定向钻管道穿越技术开始向大型工程、大型钻机和大型钻具的方向发展。研制开发了最大回拖力高达1 500 t 的水平定向钻机，壁厚为一般钻杆厚度两倍的厚壁钻杆，杆体直径为244 mm 的钻杆，机动灵活的模块化钻机，用于硬岩地层的PDC 钻头和PDC 扩孔器牙轮等水平定向钻新装备。此外，水平定向钻正向扩孔技术也得到了越来越多的应用。这些最新发展对促进我国水平定向钻施工技术与装备水平的提高和业务发展有重要的指导作用。

国内外溢油应急管理现状 [1-5.5]

徐葱葱　赵云峰　吴张中

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由于石油的地域分布性特点，各国之间以及国内各地区之间建立了广泛的石油输送系统，但伴随的溢油事故也时常发生。船舶和管道作为常用的输送方式，当运输设施自身失效、第三方破坏、操作失误等原因造成石油泄漏时，会严重破坏生态环境并带来巨大的经济损失，尤其是当石油泄漏到河流、地下水以及海洋等水域时，会给渔业、用水安全和海域环境等造成严重影响，及时有效地采取溢油应急处置措施，合理配备、使用应急物资进行溢油清理工作具有重要意义。为完善我国的溢油应急管理，对比研究了国内外溢油应急管理体系现状、溢油相关标准和溢油处置物资配备的差异，分析了我国目前溢油应急管理工作的不足，从健全溢油应急管理体系、完善溢油应急标准和优化物资配备方面提出几点建议。

土体加筋技术在站场填方边坡工程中的应用 [1-5]

唐培连　车文侠　刘艳东　任文明　陈周　毕光辉

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在管道工程建设过程中，由于站场选址受限，出现了许多高填方边坡工程，站场施工前必须先对填方边坡进行处理，使其满足稳定性要求后再进行后续站场施工。云南成品油安宁首站场区处于填方工程中，最大填方高度30 m，填方区布设油罐和管道，处理要求高，通过对比坡率方案、抗滑桩方案和土工布加筋方案的优缺点，最终确定采用土工布加筋方案进行边坡处理。介绍了该填方边坡的设计思路、计算过程及施工要求，通过现场实际应用，取得了良好的经济效益和社会效益，可为后续类似工程的建设提供有益的借鉴。

复合材料增强管线钢管的预应力处理及水压实验 [1-6]

张冬娜　戚东涛　丁楠　邵晓东　魏斌　蔡雪华

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天然气需求量的不断增加对长输管道的承压能力提出了更高的要求，而增加管道壁厚和提高钢级均有一定的局限性，因此开发了复合材料增强管线钢管，即通过在钢管外表面缠绕连续纤维复合材料的方法，提高管道的承压能力。针对该结构的管材，以外径508 mm 的管线钢管为基础，制成了复合材料增强管线钢管样管，使用预应力法处理管材，并对处理后的管材进行了水压爆破实验分析。结果表明：复合材料增强管线钢管的承压能力是钢层和复合材料层承载叠加的结果；预应力处理对结构层的应力分布进行了重新分配，提高了复合材料层的承载比例；当管道失效时，复合材料层首先被破坏。在实验结果的基础上，目前使用的复合材料增强管线钢管设计压力的计算方法进行了修正。

欧洲天然气储气库概况与运营模式 [1-10]

周军　梁光川　杜培恩　李欣泽　黄靖雅　方琰藜

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地下储气库是天然气调峰的重要手段和国家能源供应的安全保障，我国储气库处于初级发展阶段，随着我国储气库的大量建设和投产，存在储气库运营体系未建立、管理流程和原则待完善等问题，导致调峰保供能力不足。为此，系统概述了欧洲储气库现状、储气库运营体系、运营流程、管理规定和原则。借鉴欧洲储气库运营管理经验，总结得出：①欧盟2016 年工作气量较2010 年增加13倍，随着我国储气库调峰需求和建设规模的增大，急需构建我国储气库运营管理模式。②制定多种储气容量产品和从快速波动储存至季节性储存的大范围储气服务，优化客户储气容量组合，达到灵活利用储气容量的目的。③欧洲储气库的回购、退订和二级市场机制有利于客户间储气容量平衡，从指派限制、使用容量、容量超限、中断和限制客户容量、注采再分配等方面制定详细规定，逐步形成全国统一的标准化操作运行流程。④我国储气库运营商应搭建储气库容量交易平台，随储气库规模的增加，建立单条管道多储气库联运平台，逐步形成多管道多储气库的全国性运行系统，联调联运，优化管网系统运行，实现管道储气库的大系统优化调峰。

输气管道阴极保护系统存在问题及解决办法 [1-6]

李长勇

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目前我国长输天然气管道外防腐多数采用较成熟的防腐层外加强制电流阴极保护的防腐技术措施。针对四川某输气作业区8 条输气管道外加强制电流的阴极保护现状，分析了阴极保护系统存在问题的原因为：供电电源不独立；部分管道不具备断电电位测试条件；断电电位达不到保护准则要求；部分绝缘接头漏电严重；部分管道防腐层存在严重缺陷；阴极保护设施不完善等。结合生产实际，提出了以下解决办法：将阴极保护站单电源更换为具有多路输出功能，独立调节的阴极保护电源；安装完善管道阴极保护电位自动采集系统；更换漏电严重的绝缘接头和安装位置；对防腐层进行修复；完善阴极保护设施。通过上述方法，确保输气管道处于良好的阴极保护状态。

吉长成品油管道-35# 柴油/97# 汽油的混油切割优化 [1-6]

何嘉欢　陶江华　陆美彤　潘志榆　邓梁　张中洋　周翔

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对于成品油长输管道而言，保证油品质量、减少混油，并将油品安全输送至下游油库尤为重要，但是国内在成品油管道-35# 柴油/97# 汽油的混油切割作业中，尚无成熟经验。以吉长成品油管道-35# 柴油/97# 汽油的混油切割为例，结合实际运行数据，通过分析输送期间不同输量对混油量的影响，得出吉长成品油管道以400 m3/h 的输量运行可以最大限度地减少混油量。明确了混油切割计算中密度的选取依据，并根据油品质量潜力，提出了非对称切割方法。通过分析管道沿线各检测点混油量的变化趋势，给出混油增长经验公式，即吉林首站初始混油量的1.15 倍（或8# 阀室混油量的1.02 倍），可以预测长春末站的混油量，总结提出了指导-35# 柴油/97# 汽油混油切割作业的建议。研究结果有利于保障管道的安全运行，以及经济效益的提高。

均匀腐蚀速率下内腐蚀管道最小剩余壁厚预测方法 [1-5]

何连　刘贤玉　徐靖　韩成　许发宾

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对内腐蚀缺陷管道建立了三维非线性有限元模型，对管道的失效压力进行预测，并分析管道壁厚、内压、缺陷尺寸对最小剩余壁厚的影响。研究结果表明：在均匀腐蚀速率下，管道壁厚、内压、缺陷深度和长度是影响最小剩余壁厚的主要因素，宽度影响较小，可忽略宽度方向尺寸的变化；有限元计算的最小剩余壁厚与实验结果吻合较好；最小剩余壁厚与管道壁厚、内压近似成线性关系，与缺陷长度深度的比值近似成负指数关系。以有限元计算结果为依据，拟合得到了最小剩余壁厚公式，公式计算值与实验爆破结果接近，可为管道剩余寿命评价提供参考。

管道回拖钻杆回弹原因分析及解决措施 [1-5]

刘艳利　袁欣然　原海嵘　崔磊　韩涛　赵慧玲　张子良

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管道回拖过程中，水平定向钻机卸钻杆后其钻杆回弹的距离已经超越了水平定向钻机钻机装卸钳的范围，必须增加过渡钻铤，实现二次回拖，增加了施工风险，降低了施工效率。通过分析得出钻杆回弹的原因为：钻杆在较大回拖力下的弹性变形以及多次的扩孔后孔洞直径远大于理论的扩孔直径。结合试验和现场施工经验，提出了防止钻杆回弹的常规方法和措施：选用合理的吊篮高度、合理配重、开挖发送沟、提高泥浆润滑、提高扩孔质量等。介绍了采用的新方法和装置：采用推管机助力回拖，降低水平定向钻机对钻杆拉力；安装防止钻杆回弹的钻杆止回专用装置，避免二次回拖，提高施工效率。

石兰原油管道通信系统中断运行保护研究 [1-5]

邓忠华　尤冬青　郭晔　李洪军　李岳　闻峰　卢绪涛　吴烨

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国内长输原油管道远程调控已趋于成熟，但管道通信系统中断运行自行保护处于空白。通过对石兰原油道通信现状及通信中断工况的分析，得出了管道通信中断主要的风险节点，从工艺运行角度，根据站场功能和水力分析结果提出了不同的通信中断工况下处理方法和原则，给出石兰管道站场和阀室相应的保护程序。在管道通信中断保护研究方面，通过对通信中断的分类、归纳和总结，提出了通讯中断保护逻辑的设置理念和方法，并对保护程序进行了相关测试，证明通信中断保护程序可满足管道实际安全生产运行。

中国首套大型LNG 储罐内潜液泵开发与工业化应用 [1-8]

陈杰　邰晓亮　盖小刚　刘海龙　张晓慧　李振林

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为了实现大型LNG 储罐内潜液泵国产化制造，进行了总体结构设计、关键部件设计、强度分析和材料选择、水力模型优化设计、转子动力学分析和轴向力平衡设计等关键技术研究，成功开发了国内首套大型LNG 储罐内潜液泵（额定流量430 m3/h，额定扬程256 m）。设备完成了水力性能测试，在低温测试台上进行了LN2 低温性能测试，并依托浙江LNG 接收站完成了该样机现场变流量运转性能测试和长周期可靠性运转试验。结果表明：样机运行平稳，噪声和振动值均满足设计要求，样机低温材料的选取和结构设计合理，在低温环境下的机械性能良好；样机安全保障性能良好，可靠性强；运行参数达到预期设计目标。项目的成功标志着我国对大型LNG 潜液泵技术的全面掌握，填补了国内空白，并显著提升了我国LNG 装备的技术水平，同时有利于大幅度降低该LNG 关键设备的采购成本和后期检维修费用，具有重要的推广应用价值。

全球油气管道发展现状及未来趋势 [1-6]

祝悫智　吴超　李秋扬　张雪琴　曾力波　高山卜

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目前全球经济整体增速放缓，油气行业发展受供需失衡及国际政治经济博弈影响，油价大幅下落，行业发展步入低谷，高成本油气勘探开发项目投资逐步减少。为了了解全新国际油气行业发展形势下油气管道建设的发展趋势，通过分析能源结构发展趋势及区域能源发展战略，总结全球在役油气管道运行现状和新建管道建设情况，关注重点管道的建设动态，全面把握全球油气管道发展现状及趋势。结果表明：未来油气管道建设将呈现出拓展能源进出口通道，减少高成本风险投资，管道建设投资整体下降以及天然气管道建设保持稳定增长的发展态势。据此，深入探讨了全球油气管道建设情况及未来的发展趋势对中国油气管道发展的影响。

机坪输油管网附加外荷载研究现状 [1-7.5]

崔艳雨　丁清苗　沈陶　王乾

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综述了机坪输油管网附加外荷载的研究方法、简化模型及研究现状。埋地管道外荷载主要包括静力荷载和动力荷载，其中静力荷载主要考虑填土荷载和交通荷载，动力荷载主要考虑地震响应。以往对静力荷载的研究较少考虑管土的作用，对地震响应的研究通常也没有考虑管体的惯性力作用。今后将着重研究更接近于实际状况的交通随机动荷载，同时采用合适的管道埋设方式、埋深和覆土夯实度都能显著减小机坪管道的横向和轴向应力。

地下洞库超深竖井管道系统安装施工 [1-6]

徐跃忱　孙成全　王宝忠　周立欣　董军　祖宝华　白大勇

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某国家石油储备库工程设有8 口深度超过100 m 的进、出油竖井，采用在地面分段预制管道、先安装管道再安装钢支撑、锚固环的施工方式，成功完成了超深竖井内管道系统的安装施工。介绍了该施工技术的特点，探讨了地面分段预制管道、射线机可视化精确定位、桁架与吊篮系统的制作、枷锁式工装的制作等关键施工技术。主要工序包括：施工准备、井口系统及附件的安装、管道分段预制、竖井内管道安装、桁架与吊篮系统制安、竖井内钢支撑安装、竖井内防腐施工、管底泵套安装、管道试压。该技术避免了井内钢支撑结构对管道吊装入井的影响，减少了井内高空作业工作量，降低了高空作业的安全隐患，和施工成本，提高了整体安装功效。

陆上废弃管道处置中组合清洗技术的应用 [1-5]

郭正虹　康叶伟　王洪涛　孙雷　郝鹏亮　田小杰

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目前东北老管道安全环保废弃处置需求强烈，其中管内残留物的彻底清理极为重要，为此提出采用清管器和化学剂相结合的组合清洗技术，然而国内尚无针对陆上废弃管道的应用先例，且缺乏可指导工程应用的施工工艺。通过管道组合清洗的基本原理的研究，针对废弃管道的特点，分析组合清洗技术应用的一般应用原则和施工工艺要求，对硬质原油蜡样开展清洗剂的模拟溶解效果测试，验证化学剂的有效性，基于东北封存的老旧管道开展现场实验，验证组合清洗技术在废弃管段处置工程中的实际效果，从而促进实用的施工工艺的建立，为该技术在管道废弃处置中的推广应用奠定基础。研究表明：组合清洗技术能够实现管内残留物的高洁净度清理，可消除废弃管道的安全和环境风险，是陆上废弃管道处置过程中的重要保障技术。

冻土区管道弯曲应变及位移监测技术 [1-5.5]

李睿　刘贺子　陈朋超　宋乔　张逸夫　赵晓利　李博　张新宇

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针对冻土区管道易受融沉、冻胀等地质灾害的影响而发生管道位移、形变的问题，开发了一种高精度的惯性导航系统来对管道进行内检测，从而获得检测器的位置、姿态信息，并在此基础上，提出了管道弯曲应变及位移的计算方法。在计算位移时，针对管道计算轨迹发散的问题，提出了使用外部特征点修正误差的方法；在计算管道位移或弯曲应变的变化量时，针对重复检测中存在里程差的问题，提出了将固定长度管道数据对齐后再做对比的方法。通过现场实际应用验证了该系统及方法的可行性及检测精度，为管道事故的预防和合理维护提供了科学依据，对保证冻土区长输油气管道的安全运行具有现实意义。

基于B/S 架构的管道完整性管理系统 [1-6]

帅义　帅健　冯灿

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为了提升管道完整性管理效率，结合完整性管理具体要求及业务流程，开发了基于B/S 架构模式的管道完整性管理系统，建立了管道完整性数据模型，构建了数据库，实现数据的集中管理和共享。该系统包括管道高后果区识别、风险评价、完整性评价等核心评价模块。高后果区识别模块能够实现管道高风险管段的识别、上报、统计分析、更新等。风险评价模块能够展示管道的全线风险分布，并进行风险敏感性分析。完整性评价模块能够对内检测到的腐蚀、凹陷、裂纹等缺陷进行统计分析，对外检测到数据进行分析评价，实现管道防腐层及阴极保护的有效性评估。并且将基于B/S 架构的管道完整性管理系统应用于国内某输油管道，实践表明，系统基本满足该管道的完整性管理需求，系统响应速度快，可靠性高，应用效果良好，为管道的安全维护决策提供了依据。

水平定向钻穿越技术在浅海管道敷设中的应用 [1-6]

楼岱莹　王海　王玉铮　司明林　王可心

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介绍了浅海管道水平定向钻穿越技术在国内外的应用现状。按照钻机钻进方向进行区分，分别论述了陆对海、海对海、海对陆3 种浅海管道水平定向钻穿越的施工方式，针对每种穿越方式列出施工流程和涉及的施工设备资源等。提出了计算浅海水平定向钻穿越回拖力的必要性，建议计算过程中考虑管道的弯曲变形，提出了钻机操作平台选型建议；提出了穿越泥浆控制的注意事项、应对措施，穿越回拖风险控制的注意事项。结合铺管船、海上操作平台等设备的应用，浅海管道水平定向钻穿越技术将得到更广泛的应用。

一种混频幅值算法在油气管道探测中的应用 [1-6]

朱青松　林福严　张瑜峰　李宏昭　徐美德　郑发跃

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针对目前地下油气管道探测仪因为高采样率、高精度而带来的功耗大的问题，引入一种混频幅值算法，使得探测仪接收机能够在远低于2 倍发射频率的情况下完成采样并进行相应地下油气管道埋深的计算。根据地下管道探测仪工作原理，被测信号为等幅正弦信号，将其与方波信号通过乘法器混合得到混频信号，再通过低通滤波回路得到频率更低的信号，其频率为方波信号与正弦波信号的频率差值。接收机采集该低频信号，并计算被测信号的强度幅值即可确定油气管道的埋深。经试验证明，当管道埋深在2 米以内时，用该方法探测油气管道深度的相对误差在±2％内，且接收机测得的感应电压幅值稳定可靠，能够满足地下油气管道探测的要求，同时还降低了功耗和成本，较大地提高了地下油气管道探测仪的性价比。

管输油流静电监测与联锁控制技术及应用 [1-5]

李亮亮　孙立富　刘全桢　李义鹏　宫宏　孟鹤

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为解决管输油流因静电带电可能引发的静电安全问题，提出了管输油流电荷密度监测与联锁控制系统的设计思路与实现方案。研究了测量输油管道内中心电位得到油流静电电荷密度的检测原理，基于杆球传感器设计开发了油品电荷密度表；利用该油品电荷密度表结合溢油静电保护器控制器，组成管输油流静电监测与联锁控制系统，并在国内首次开展油库装车过程油流静电电荷密度与联锁控制现场试验。现场应用结果表明：测试数据很好地反映了油罐车装油时的静电起电情况，该技术有效提高了油流静电监测能力，可基于此技术控制输油过程，确保油品输运安全。

油气管道事故特征与量化的理论研究 [1-6]

冯庆善

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为了提高对管道事故的认识，更好地预测和预防管道事故，归纳整理了事故特征，清晰地描述了事故的本质特性，提出了一个新的事故评估描述模式，即采用脆弱性、反脆弱性及完整性指标量化描述管道发生事故的状态：管道系统的脆弱性是指管道在内外部因素发生变化时可能发生事故的趋势，描述的是已知的缺陷发展为事故或完好的状态发展为事故的可能性；管道的反脆弱性是指在内外部环境因素发生变化，甚至在发生事故后，管道的应急措施、完整性管理等方面得到加强，反脆弱性表述了管道系统在事故预防方面往好的方向发展；管道系统的完整性指管道的物理状态完好，耐各种因素变化的能力较强。该模式区别于传统的风险评估，对事故本质的认识和评估更加清晰，并将对风险评价技术方法的改进方向有一定的指导作用。

流变仪响应特性对含蜡原油屈服应力测试结果的影响 [1-5]

刘刚　付伟娜　滕厚兴　张国忠　陈雷

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含蜡原油的屈服特性对管道停输再启动起主导性作用。目前，含蜡原油屈服应力大多利用实测的流变曲线，依据某判定条件确定。利用2 台同为控制应力型但不同型号的流变仪开展实验，发现在测试的初始阶段，相同剪切加载条件下不同流变仪其实际响应特性（剪切率）不同，流变曲线差别较大；分析含蜡原油在2 台流变仪下的屈服响应特性，发现其屈服应力、屈服应变差别较大，即含蜡原油屈服特性与流变仪加载后的实际响应特性密切有关。因此，含蜡原油屈服应力的确定需要考虑流变仪在测试过程中的实际加载条件。为此，基于固体力学中材料强度极限的概念，将含蜡原油黏弹-触变模型中弹性应力的最大值定义为屈服应力。新提出的确定屈服应力的方法能够考虑流变仪在测试过程中的实际加载过程，物理意义也更加明确。

LNG 接收站BOG 处理工艺优化及能耗分析 [1-5]

张弛　潘振　高丽艳

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闪蒸气（Boil-off Gas，BOG）的处理关系着LNG 接收站的能耗及安全、平稳运行。对比了目前常用的BOG 直接压缩工艺和再冷凝液化工艺在工艺流程及能耗方面的差异，并分析了外输量、外输压力对BOG 处理工艺能耗的影响。由此提出了BOG 处理工艺的优化措施：针对现有BOG 处理工艺流程加热再冷却过程中存在冷热交换而造成能量损耗的问题，利用LNG 冷能通过换热器冷却压缩后的BOG，以LNG 自身冷能取代现有BOG 处理流程中的耗能元件再冷凝器，同时降低压缩机出口BOG 的温度，减少加热再冷却过程的能量损耗。利用HYSYS 软件分别对优化前后BOG处理工艺进行能耗分析，结果表明：BOG 处理工艺优化前后能耗分别为2 677.82 kW、1 990.77 kW，优化后BOG 处理工艺节约能耗约25.66％。

站内压缩机组开机方案的优化方法 [1-5]

李博　康阳　何淼　柳建军　贾秋菊

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针对输气管道压气站中压缩机组开机方案的优化问题，建立了混合整数非线性规划模型，并提出了两种求解方法。其一是通过对目标函数进行分段线性插值，对约束条件进行线性化处理，将该模型转化为混合整数线性规划问题，然后用MILP 求解器求解。其二是将该模型转化为多阶段决策问题，用动态规划法求解。应用算例表明：两种方法均具有较好的效果，动态规划法在压气站配置的压缩机组台数较少时速度更快，但其计算量随机组台数增加近似呈指数关系增加。研究结果可以为压缩机组型号不同的压气站制定开机方案提供指导。

FB 光固化套在管道定向钻穿越中的应用 [1-6]

文豪　谭力文　蒋怡

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管道回拖是定向钻穿越的最后环节，在回拖过程中导向孔四周坚硬的岩石容易破坏管道外3PE 防腐层从而出现破损现象，仅用传统聚乙烯热收缩带对管道进行保护是不够的，基于此，研发了耐磨性能更好的新型定向钻穿越管道保护材料。在川渝管网北外环二期工程涪江定向钻穿越工程中，首次引入了FB（Fibertec）光固化套、Strong Pipe 管道定向穿越耐磨保护材料、PP-KJ 光固化套、传统的聚乙烯热收缩带一同进行试拖试验。试验结果表明：FB 光固化套耐磨性能和抗剪切性能较好，能够适应川渝地区的地质条件，较好地保护3PE 层，但FB 光固化套与3PE 层间的粘结较弱，因此应根据工程费用选择合理的安装方式。试拖试验既可验证管段保护材料安装方案的优劣性，同时也填补了该材料在川渝管道工程中安装应用及效果检验方面的空缺。

高含蜡胶凝油的蜡晶显微特性 [1-8]

任翌劼　黄启玉　朱方达　王文达

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为了研究管道蜡沉积物蜡晶形态与结构强度的关系，室内制备了不同含蜡比例的胶凝油，模拟现场管道蜡沉积物。借助软件Image J 对不同实验条件下拍摄的胶凝油蜡晶显微图像进行处理，确定40 ℃是该实验蜡晶显微图像的拍摄温度。结果表明：随着胶凝油含蜡量的增大，蜡晶颗粒数与面积分数增大，蜡晶圆度也增大，同时长径比减小，且长径比集中分布在1.50~2.00 的范围内，表明大部分蜡晶形态呈现长棒状。此外，结合胶凝油的屈服应力特性测试，分析蜡晶形态与其结构强度之间的关系：随着含蜡量的增大，蜡晶的边界盒维数增大，屈服应力也随之增大。由此可知：胶凝油内部的蜡晶形态差异是导致其结构强度随含蜡量变化的根本原因，研究结果为今后原油管道的清管工作提供了技术支持。

调节阀汽蚀和闪蒸的危害及应对方法 [1-4]

邢建文　陶成军　李伟　周纪睿　吴杰　莫晓辉

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针对成品油站场调节阀发生汽蚀和闪蒸时会对管道设备带来冲击甚至撕裂、产生震动和噪音、影响计量等危害，结合调节阀汽蚀和闪蒸的产生机理，分析得出调节阀发生汽蚀和闪蒸的主要因素为与调节阀结构、安装位置、运行工况、介质等方面有关。提出了应对方法：选择低进高出的角式调节阀结构、选择具有防汽蚀功能的阀芯、选用硬度较高的材质、将调节阀安装在站场较低位置并与下游设备保持足够大距离、安装消气器、在进出口管道配置袖管、避免或减小调节阀在小流量或进出口压差较大的工况下运行、建立背压等。实践证明，以上应对方法能够有效避免汽蚀或闪蒸的发生，使调节阀正常运行。

长输管道施工建设项目群的工程化管理模式 [1-6]

唐建伟　王予东　余倩　胡计兰　王新华

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长输管道工程具有点多、线长、施工人员及装备数量众多的特点，调动有限的资源，优质高效完成工程建设项目成为急需解决的问题。从工程项目群和工程化管理角度出发，综合应用项目管理和管理学相关理论，从资源、技术及管理3 个维度构建了长输管道工程建设的工程化管理模式：通过建立协同化组织和大流水施工，实现管理要素高效；通过对项目部内外资源的集中调配，实现资源要素集成；通过施工技术的标准化和关键技术协同创新，实现技术要素的标准化。工程实践结果表明：工程化管理提升了工程质量合格率，降低了施工成本，管理效能显著，对解决类似“同型、同质、同构、同时”项目群管理具有一定的借鉴意义。

油气管道运行维护技术研究进展及展望 [1-6]

李莉　张玉志　张斌　田望　王乐乐

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在“十二·五”期间，中国石油油气储运业务快速发展，带动了油气储运科技的进步。在调控运行方面，实现了大型管网的集中调控输配，开发了Realpipe 系列仿真优化软件；在安全维护方面，建立了基于风险预控的完整性技术体系，油气管道监测、检测技术水平不断提升，大型管网系统可靠性取得重要突破；在关键设备国产化方面，压缩机组、大口径球阀、大型输油泵等设备全面国产化，核心装备国产化率超过90％，部分国产化装备应用率超过75％。在“十三·五”期间，中国石油管道发展面临着新的机遇和挑战，在科技创新方面，将在管网可靠性、优化运行、安全监测、腐蚀防护、节能环保以及国产化装备性能提升等方面开展攻关研究，提高技术成熟度，保障油气管网的安全高效运行。

双金属复合管环焊工艺及强度设计现状与趋势 [1-9]

杨专钊　王高峰　闫凯　魏亚秋　李安强　杜中强　卢卫卓

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介绍了双金属机械复合管典型焊接工艺，以及管端封焊和对焊焊接工艺的优点、应用案例和失效案例，结果表明：封焊、过渡焊是此类工艺的质量薄弱点。分析了管端堆焊及其施工对焊的研究现状、趋势和应用案例，结果表明：采用同种合金焊接材料完成焊缝打底、填充和盖面等的连接方式，可避免封焊、过渡焊等形成的缺陷和应力。该工艺成功应用于海底天然气开发用双金属复合管焊接，是今后双金属复合管管端加工和施工对焊的重要发展趋势和方向。此外，研究了双金属复合管环焊接头强度匹配设计、接头缺陷容限设计等现状与趋势，结果显示目前尚无统一的焊接接头强度设计和容限设计理论，双金属复合管管道系统在线检测、腐蚀评价、寿命预测以及管道修复等方面是今后重要研究方向。

氮气推动清管器回油技术在输油管道改造中的应用 [1-6]

马成福

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传统输油管道在泄漏或换管时，通常采用管道不停输开孔封堵或现场收油的工艺处置措施，存在现场装卸回注油品工作量大、耗费时间长，公路运油危险性高、带压开孔后管道留存的开孔法兰异形构件等问题。通过对管道换管改造的回油工艺进行优化，选用氮气推动清管器进行工艺回油，总结出此技术适用的管道条件，清管器选型及其运行控制要求。氮气推动清管器作业安全风险小，回油时间短，回油效果理想，能为后续动火作业提供良好的工艺条件。该技术已成功应用于阿拉山口—独山子原油管道、乌石化—王家沟成品油管道、独山子—乌鲁木齐原油管道隐患处置等作业中，为输油管道改造作业提供了更加经济、安全的处置工艺。

天然气管道检测器速度控制装置研制及应用 [1-5]

臧延旭　邱城　胡铁华　白港生　李彦春

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管道检测器利用管道内介质产生的压力实现自运行，完成对管道缺陷的检测，为保证检测器的检测精度，要求其运行速度不高于5 m/s。由于天然气管道介质流速过快，提出了搭载速度控制装置调节检测器运行速度的方法，介绍了速度控制装置工作原理，研制了扇叶型和锥筒型两种通过控制泄流通道面积来调节检测器运行速度的速度控制装置，通过将里程轮提供的速度信号与控制程序预设速度区间进行实时对比，利用电机提供的驱动力控制速度控制装置的运行，实现对检测器运行速度的实时调控，将速度调节至预设区间内。该装置通过了试验与工业化应用，工作正常，可满足工业现场工况条件。

立管顶部节流法控制海管清管段塞的适应性 [1-6]

马勇　刘培林　张淑艳　李伟　余智

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将新油气区块通过新建海底管道回接至已建处理设施，采用立管顶部节流法控制新建海底管道清管段塞存在很多限制因素，研究海管立管顶部节流法对已有设施的适应性尤为重要。通过OLGA 软件动态模拟，对比了顶部节流对清管参数的影响，分析了节流阀开度、清管气体流量对清管段塞缓冲体积的影响规律。结果表明：节流阀开度越小，管道系统憋压越严重，节流阀前后压差及出口立管底部压力越大，清管段塞缓冲体积越小；清管段塞缓冲体积随节流阀等效开度的减小并非线性减小，节流阀需要达到某等效开度及以下才能达到较好效果；延长阀门动作时间可以减缓节流阀开启时造成的海管气塞；清管气体流量越小，清管段塞缓冲体积、节流阀前后压差及出口立管底部压力越小。研究结果为海洋油气混输管道的安全输送、顺利完成清管作业提供了技术支持。

管道机器人橡胶密封碗运移力学模型 [1-6]

谭桂斌　陈迎春　宫壘

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清管与检测机器人在橡胶密封碗驱动作用下沿管道内部运行，其动态运移的平稳性直接影响到管道检测维护的准确性、精度及作业安全。从管内机器人的橡胶密封碗和压差驱动力入手，分析了管道蜡层剥离和切屑变形去除等动态特性，建立了管道机器人作业的非稳态运移模型，进一步凝练和构建了垢层剥离时橡胶密封碗的摩擦学系统，并且使用正交切削理论分析了污垢剥离和切屑形变的主要影响因素。阐明了管道机器人橡胶密封碗的密封摩擦过程，应用光学显微、数字图像等原位观测技术，研究了机械参数变化以及橡胶材料对于蜡层剥离的影响，为橡胶密封碗结构设计与智能控制算法的优化提供帮助。

基于DEA 的输油管道高后果区管理效能评价 [1-8]

帅义　帅健　苏丹丹　鲍庆军　孙浩

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高后果区识别是管道完整性管理的关键环节，高后果区效能评价是不断改进高后果区管理效益的重要手段，目前国内外尚无成熟的统一的效能评价技术和方法。依据国内管道高后果区管理实施过程，提出了效能评价流程，并且遵循独立性、简洁性、系统性的原则，构建了投入-产出模式的高后果区效能评价指标体系，采用基于DEA（数据包络分析法）原理进行高后果区管理效能评估。将该方法应用于6 条管道，对其高后果区管理效果进行衡量，从而找出管理不足之处，较好地验证了该方法的适用性及可靠性。建议采用该方法进行高后果区管理效能评估时，请经验丰富的管理人员、技术专家和工程人员参与评价，以获得更加科学、准确的评价结果。

基于ANSYS 的管道屈曲临界载荷分析 [1-5]

康习锋　张宏

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为了研究管道初始横向位移对其临界屈曲载荷的影响，采用数值分析方法，进行屈曲分析。首先利用特征值法进行屈曲求解，获得屈曲模态，并以此作为初始位移输入的基本参数；其次结合管道的几何参数，应用ANSYS 有限元软件建立管道模型，并求解非线性大变形模型，分析初始横向位移对管道屈曲临界载荷的影响。结果表明：初始横向位移与管道的屈曲临界载荷是负相关的，初始位移越大，临界屈曲载荷越小，且几乎成线性关系。研究结果可为今后的管道设计和工程建设提供技术支持。

流动调节器波纹管结构参数的优选 [1-7]

吴昊　王天雨　安杰　陈鹏轩　李佳　王凯

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在油气田开发后期，海洋立管系统易出现段塞流，对海洋平台危害巨大，而波纹管能够有效调节流型消除段塞流。通过对波纹管内部流动进行数值模拟，验证了数值模型的准确性，分析了波纹管对分层流的流动调节作用，对比不同结构参数波纹管的流动调节效果，并对波纹管的结构参数进行优化。结果表明：波纹管能够将分层流调节为非分层流，从而消除强烈段塞流，是一种有效的被动消除法；在一定的安装空间下，波纹管的标准弯管数量越多，向心力方向的改变次数越多，流动调节作用越显著；流体流速增加，惯性力增强，向心力造成的扰动作用减弱，波纹管出口物流分配的均匀性降低；工程实践中，弯曲中心角取90°既便于标准弯管的加工，又能满足流型调节的要求，标准弯管数目的确定应根据安装空间和投资要求综合考虑。

现行设计系数对中俄东线OD 1 422 mm 管道的适用性 [1-6]

张振永　周亚薇　张金源

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中俄东线天然气管道工程是大口径（OD 1 422 mm）、高压力输气管道，涉及新工艺、新管材的应用，按照目前我国管道设计标准规定的设计系数确定的管道壁厚能否保证管道安全运行，是其设计过程中的技术难题之一。利用我国天然气管道可靠性设计与评价技术研究成果，结合中俄东线OD 1 422 mm 管道途经地区等级、管材性能、建设及运行维护参数，依据现行设计系数计算得到中俄东线天然气管道工程的3 种管道壁厚分别为21.4 mm、25.7 mm、30.8 mm。基于可靠性方法对管道失效概率进行计算分析，得到极端极限状态下管道失效概率分别为1.27×10^-7次/（km·a）、3.66×10^-10 次/（km·a）、3.53×10^-15次/（km·a），均满足中俄东线天然气管道目标可靠度要求，表明按现有设计系数计算得到的管道壁厚对OD 1 422 mm 管道设计是适用的，能够保障管道建成后安全平稳运行。

水侵砂岩气藏型储气库注采气能力预测方法 [1-5]

李春　王皆明　赵凯　王玲欣

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注采气能力预测是水侵砂岩气藏型地下储气库多周期运行动态跟踪评价的一个重要环节，可为地下储气库优化配产配注及方案调整等提供科学依据。针对水侵砂岩气藏型地下储气库气水多相渗流的特点，从总垫气量和工作气量变化率的定义出发，基于盘库技术指标的计算方法，提出了地下储气库多周期注采气能力预测的数学模型。所建立的预测模型除考虑地下储气库扩容对注采气能力的影响外，还考虑了气水互驱过程中存在的注入气损耗，从而使预测数据规律性和可靠性大大增强。应用实例表明：模型预测精度高、适用性好，完全能够满足地下储气库矿场应用需求。

焊接拘束条件下油气管道焊接接头的断裂韧性 [1-5]

李强　王良军　刘新凌　王东坡

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在油气管道连头焊缝及金口焊接过程中，管道强力组对，工况复杂，存在较大的拘束应力，造成金口焊接接头成为薄弱环节，易发生泄漏或开裂。为了提高焊接接头断裂韧性，设计了自拘束焊接装置，模拟金口在不同拘束条件下的焊接过程，并对焊接接头的断裂韧性CTOD（Crack TipOpening Displacement）值进行了测试和计算。结果表明：在拘束条件下，焊缝区的断裂韧性CTOD值略低于自由状态下的CTOD 值；热影响区的断裂韧性CTOD 值则明显低于自由状态下的CTOD值，且拘束应力越大，断裂韧性CTOD 值下降越明显，韧性越差。油气管道在拘束条件下进行焊接，一定程度上降低了焊接接头的抗开裂性能，建议在金口焊接时应尽量降低拘束应力，减少对焊接接头断裂韧性的不利影响。

漠大线输量下降原因分析及应对措施 [1-7]

王中良

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在管道全线配泵方案不变的情况下，漠大原油管道输量异常下降，由2 300 m³/h 逐渐降低至2 100 m³/h，管道运行效率降低，影响输油任务。通过计算各管段单位摩阻损失，发现摩阻异常增大出现在塔河站至加格达奇泵站之间，对比分析了油品物性、管道沿线油温、地温数据、减阻剂添加效果和站场工艺变更等影响因素，经过现场调研，确定原因一方面为塔河站新投用的轴流式单向阀对减阻剂产生剪切导致减阻剂失效，另一方面为该管段存在结蜡。通过采取切换塔河站流程和站间清管两方面措施，管道输量恢复正常状态，降低了漠河首站库存增加的风险。针对管道冬季定期清管，以及俄油冬季动火施工引起结蜡和增输改造相关研究提出了建议。

立管严重段塞流的一维数值计算及实验对比研究 [1-6]

马亮　王平　朱琰　宫敬

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针对海洋立管的严重段塞流现象，在等温条件下，采用特征线法，根据下倾管和立管中的气液相连续性方程和动量守恒方程，以及严重段塞流的四个不同阶段的特点，考虑气相的压缩性，分别建立了四个阶段相应的瞬态流动模型，进而得到了准平衡态的一维立管系统严重段塞流物理模型。将模型计算结果和立管实验数据进行对比，结果表明：计算得到段塞周期和立管底部压力等特征参数与实验数据吻合较好。

基于地理信息的长输管道工艺设计工作流 [1-5]

于文　史学海　占传熙

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为了提高管道工程设计和数据管理的水平，以国际先进的ArcGIS 和Synergi Gas 软件为媒介，结合管道地理信息和工艺仿真模拟的特点，探索实施了地理信息数据和工艺软件结合，并在交互数据中提升效率和准确度的设计工作流方法。实践表明：管道模型采用地理信息软件和工艺软件分析相结合的办法，有利于数据管理，提高了数据和分析结果的准确性，并有利于输气工艺的分析。建议在大型管网设计规划和设计管理过程中，逐渐推广地理信息结合工艺分析系统的工作流方法，为后续管网的建设提供更好的决策支持。

基于分布式光纤振动传感的清管器跟踪定位方法 [1-4]

田孝忠　孙巍　王海明　刘路　邱红辉　王雪莉　周琰

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针对目前清管器跟踪定位设备只能定点而无法全程连续在线跟踪的问题，提出了利用分布式光纤振动传感技术实现清管器在线跟踪定位的方法。利用管道同沟敷设光缆中的一芯光纤，搭建了基于相干瑞利散射的分布式光纤振动传感系统，使用该系统采集清管器运行过程中产生的振动信号，分析振动信号的时域特性，得出结论：清管器运行过程中的振动主要是与管壁焊缝撞击产生的，同时，采用上下包络作差的方式增强了信号的信噪比。通过现场试验，验证了该项技术可以实现清管器的实时跟踪定位。

非对称烷烃体系气液相平衡预测模型的改进 [1-7]

黄辉荣　王丹　杨居衡　杜培恩　李欣泽　彭泽桓　宫敬

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针对高度非对称烷烃体系，对EOS-GE 气液相平衡预测模型进行改进。其中，状态方程采用考虑体积平移参数的PR-EOS，GE 通过UNIFAC 溶液模型进行计算。针对基团贡献法中假设“溶液中所有基团各向同性”的不足，采用体积参数非线性加和的方式对UNIFAC 模型中组合活度系数加以改进。通过对比原始UNIFAC 模型和改进UNIFAC 模型的预测误差发现，当体系中轻组分含量较低时，原始UNIFAC 模型和改进UNIFAC 模型对体系泡点预测精度相当；当体系中轻组分含量较高时，原始UNIFAC 模型泡点预测值远远低于实验值，而改进UNIFAC 模型泡点预测值与实验值高度吻合。模型的改进不仅提高了非对称烷烃体系气液相平衡的预测精度，而且拓展了EOS-GE 模型的应用范围。

基于光纤光栅应变箍传感器的管道局部腐蚀监测 [1-7]

任亮　程祥　姜涛

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为了对管道局部腐蚀进行长期、实时监测，自行开发了一种光纤光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）应变箍传感器。介绍了基于FBG 应变箍传感器的管道局部腐蚀监测原理，利用这种传感器测量管道的平均环向应变，实现对管道局部腐蚀的监测。将FBG 应变箍传感器安装在局部壁厚不同程度减小的钢管道外壁上，分别测量各个管段的平均环向应变，进行局部腐蚀模拟试验。利用材料力学理论计算相同压力下不同腐蚀程度管段的平均环向应变，并用有限元软件进行模拟分析。结果表明：FBG 应变箍传感器可以监测到管道平均环向应变的变化，进而反映管道局部腐蚀程度。这种基于管道环向应变监测管道局部腐蚀的方法具有很好的应用前景。

基于分形理论的盐岩储气库腔底堆积物粒度分布特征 [1-6]

任众鑫　李建君　汪会盟　刘建仪　范舟

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国内盐岩储气库由于建库盐层本身地质特点，在造腔结束后，底部一般会堆积有大量的不溶物。堆积物的存在既浪费了部分有效库容体积，又为整体建库施工带来了诸多不利。为科学评价储罐腔底堆积物，以据此合理采取后续作业处理措施，需要对其分布特性进行研究。首先对其形成过程和存在影响进行了分析阐述，并通过室内实验获取了堆积不溶物样品，然后利用实验测定了粒度分布数据，最后采用分形分布理论对分析其粒度分布特征。研究结果表明，在双对数坐标系下，腔底堆积物颗粒尺寸与累积数量呈线性关系，即其粒度分布具有分形特点，且分布分形维数可作为描述其粒度分布的特征参量，用以反映颗粒的均匀程度与集中性。研究成果可为堆积物体积评价、后续作业处理措施布置以及腔体库容计算提供理论参考与借鉴。

油气管道生产监控系统时钟同步方案 [1-7]

杨喜良　李官政　贾立东　杨全博　刘胜楠　夏秀占

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鉴于中国石油长输油气管道站场的生产监控系统时钟不同步问题，在分析和总结现有两类8种时钟同步技术及结合生产监控系统在役设备和系统架构基础上，利用NTP、GPS、北斗、modbus通信和CIP 通信等技术，提出了SCADA 系统、泄漏监测系统、视频监控系统、语音电话系统和第三方设备等生产监控系统需要授时设备的时钟同步方法及PLC 数据时间标签插入方法，制定了调控中心、分控中心、输油气站场和阀室的授时方案，并利用该方案在漠河-大庆原油管道多个站场进行了示范应用，实现了中俄原油管道漠河至大庆段的生产监控系统时钟全线同步，并对PLC 上传的数据插入时间标签，可重现真实的事件发生时序，为生产及事件分析提供保障。

立式储罐内防腐旋转吊架设计与应用 [1-5]

王亮　许铁恒　孙艺博　许光　周海涛

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传统立式储罐内防腐施工多采用满堂红脚手架或旋转式脚手架，其设计本质均是一个上下连通的工作平台，搭建成本高、拆装时间长，极大地耗费了人力、财力。为此，针对传统立式储罐内防腐作业工时长、工效低的缺点，提出旋转吊架立式储罐内防腐施工方案，即在传统满堂红脚手架及双排脚手架的基础上，将脚手架简化为一条一定宽度的过罐中心的对称框架，在电动葫芦升降机及丝杠的作用下实现旋转吊架功能。结合蒙自油库项目对旋转吊架内防腐施工方案进行实例应用，通过对比分析，该施工方案有效缩减45％作业时间，节约57％作业费用，为项目整体施工带来较高的经济效益。利用该立式储罐内防腐技术，可以有效保障施工安全，降低施工成本，提高施工质量。

基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷识别与判定 [1-10]

王富祥　玄文博　陈健　王婷　雷铮强　杨辉

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为了实现基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷的有效识别与判定，对环焊缝异常信号的特征及其影响因素进行了分析。通过漏磁信号有限元仿真分析与内检测牵拉试验，系统分析了管道磁化水平、传感器提离值、环焊缝余高，环焊缝缺陷形状、位置及开口方位等因素对缺陷漏磁场的影响，明确了环焊缝缺陷与漏磁信号特征之间的对应关系，提出了基于漏磁内检测信号的环焊缝缺陷分类方法。将环焊缝缺陷分成了4 类，并给出了环焊缝缺陷的漏磁内检测检出率和识别准确率。现场开挖验证结果进一步验证了识别与分类判定结果的准确性，为基于漏磁内检测的环焊缝缺陷识别与判定技术工业化应用奠定了基础。

基于压力波的清管器在线定位算法 [1-7]

王雪莉　党瑞2　周琰　孙巍　王海明　刘路　田孝忠　张志环

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传统清管器跟踪定位技术受管道及周围环境条件限制不具有通用性，而基于差压法的清管器跟踪定位技术因所采集的压力信号变化灵敏、不受外界因素影响等优势获得了越来越多的关注，但针对该技术定位算法的研究较少。基于差压法的清管器在线跟踪定位技术，以中国石油管道公司长沙输油气分公司武汉输油站清管作业为例，提出了基于压力波的清管器在线定位算法。该算法的实现分为3 步：①分析清管过程中采集的压力信号，将其划分5 种信号状态，包括压力平稳状态、清管器通过阀室状态、压力升高状态、压力降低状态及清管器卡堵状态；②采用小波奇异性检测和相关性分析的方法实现不同压力信号状态的识别；③确定清管器在线定位算法，包括正常运行定位算法和卡堵定位算法。利用实采数据模拟清管过程验证该算法的有效性，结果表明该算法定位准确，可实现清管器清管的全过程监测。

基于直流电源的埋地管道阴极保护替代方案 [1-6]

崔艳雨　揭泽鹏

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在实验室进行埋地管道阴极保护模拟实验时，鉴于多种影响因素的考虑，需要同时进行多组实验，而阴极保护系统中的传统电源价格昂贵，数量有限，特别是对现场所埋试片进行阴极保护时，传统电源的使用极不方便。基于直流电源的埋地管道阴极保护替代方案，通过实验验证了以干电池作为强制电流阴极保护电源的阴极保护系统的有效性，利用失重法对替代方案中涉及的实验组与空白组的试件进行对比分析，研究结果表明：使用两节1.5 V 干电池作为强制电流阴极保护电源的阴极保护系统，对于试件的保护至少在30 天内是有效的。

3PE 防腐层便携式自动剥离强度试验机的研制 [1-6]

冯少广　阎德春　李睿　李东阳　张巍　赵国星　侯宇

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剥离强度是3PE 防腐涂层的关键性能指标，但现场测试时其结果很容易受到周围环境和测试方式的影响。针对目前3PE 管道现场普遍采用弹簧秤或测力计人工进行防腐层剥离强度测试时存在的剥离速度和角度无法准确控制、测试曲线无法记录、测试区域有限和安全性差等问题，研究利用等腰三角形的结构设计原理，通过使夹持器处于等腰三角形中轴位置，实现了剥离角度与管体表面始终保持90°的功能。利用蜗轮蜗杆和减速电机保证了整个剥离速度的准确可控；通过红外温度实时监测，保证了剥离处温度的连续记录。基于此，实现了整个剥离测试过程可完全由设备自主完成并记录测试曲线，现场直接输出结果，大大提升了现场剥离测试的准确性、重复性和安全性，有效解决了人工测试所存在的准确度偏低和安全性差的问题，现场试验效果良好。

DN 1 422 管道快开盲板用清管器缓冲装置研制 [1-5]

李文勇　杨云兰　李猛　孟庆伟

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目前我国油气管道的规格日趋大型化，清管作业所需的清管器和检测器等设备也随之变大。设备大型化导致清管作业时设备具有巨大的惯性，对清管作业的精确控制提出了更高的要求。为避免大型清管器撞击盲板造成损伤甚至发生安全事故的风险，通过对现有多种缓冲器进行方案对比，结合实际工况需求，研制出适用于快开盲板的清管器缓冲装置，其最大特点是撞击后不反弹。性能评估表明：所研制缓冲装置安全便捷，最大程度地降低了盲板所受损伤，提高了盲板的使用寿命和安全性能。

基于螺旋流的天然气管道水合物安全流动模型 [1-7]

郑亚星　饶永超　王树立　常凯　朱翔宇

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由于管道螺旋流动具有断面浓度分布均匀、能耗低、远距离输送、更强携带能力等特点，因此，研究基于螺旋流的天然气管道水合物安全流动技术，对于弥补现有防治技术的不足，提高水合物携带能力，拓展安全流动边界具有广阔的发展前景。根据螺旋管流的水合物颗粒悬浮特性，通过水合物颗粒动力学平衡分析得到在螺旋流作用下形成有效“悬浮”时所要求的周向临界流速，探讨了螺旋流衰减规律，结合水合物颗粒运动方程建立了螺旋流天然气管道水合物安全流动的判据和水合物颗粒安全输送距离的计算模型。分析实例计算结果表明，水平直管段内螺旋强度沿轴向呈指数规律衰减，且衰减速率取决于雷诺数而与初始旋流强度无关，雷诺数越低，螺旋流衰减越快。通过控制变量研究了起旋参数对螺旋强度衰减的影响。据此确定继旋器的加设位置，为管道螺旋流持续有效地输送水合物提供了理论基础。

油气管道事故统计与风险分析 [1-5]

梁永宽　杨馥铭　尹哲祺　陈柏杰

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统计国内媒体近十年公开报道的管道安全事故，分析得出外部风险因素是引起事故的主要原因，其中第三方施工破坏引起的事故占61％，人为影响（偷油盗气）引起的事故占10％，自然影响占7％。调查广东省主要油气管道项目投产以来所发生的事故，对广东大鹏天然气管道、华南成品油管道（湛江至广州段）、惠州-东莞成品油管道的安全事故进行统计和分析，进一步证明了外部风险是国内油气管道的主要安全隐患。外部风险因素主要包括：第三方施工破坏、自然影响（水灾、山洪、泥石流、地震等）、人为影响（占压、打孔盗油偷气等），其中最主要的是第三方施工破坏。通过对其成因进行分析，提出了要明确政府与企业在管道安全风险管理中的角色责任，加强宣传，提高保护意识，建立联动机制，强化风险预控等措施。

油气管道跨越桁架结构应力分析及研究 [1-6]

叶栋　魏涛　李海春　赵刚　范武

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以青海油田分公司标准化设计之跨越桁架设通用图设计为背景，研究小型跨越桁架结构的受力状态，以获得安全、经济、可靠的桁架模型，避免重复设计，提高设计质量和效率。主要针对构件选型、面选型、节点相贯线、结构内力、变形、刚度等方面进行对比分析研究。采用MIDAS/CIVIL 大型有限元软件建立有限元模型，研究影响桁架结构内力的因素。研究表明：综合考虑桁架结构的应力、挠度、刚度变化趋势，可得到“理想桁架”；对于以恒载为主控荷载的桁架结构，当不断加大桁架的宽度和高度时，结构自重不断增加，导致结构杆件应力、变形均在增大，对结构受力不利，也不经济，因此，建议桁架设计时宜选择合理的外形尺寸，兼顾桁架结构的受力及经济性。

美国和加拿大油气管道判废经验启示 [1-6]

陈振华　孙万磊　范国宾　张俞川　孙伶　刘文会

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通过在美国和加拿大开展油气管道废弃问题的案例调研、咨询以及问卷调查，了解了两个国家油气管道废弃现状，从管理理念、参考指标、决策流程、监管要求、法律法规的制定、环境管理等多个方面总结了两国油气管道判废经验。为了促进我国油气管道判废管理与技术的发展，参照美国和加拿大两个国家油气管道废弃经验的方法，并根据我国油气管道运行现状，提出了我国今后开展油气管道判废研究的重点是依据当前油气管道格局和完整性管理的水平，建立综合评估判废决策机制，从而高效指导管道运营企业科学决策老龄油气管道的废弃工作。

油气管道腐蚀缺陷维修响应决策 [1-7]

杨静　王晓霖　谢成

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针对随时间生长的腐蚀类金属损失缺陷，制定科学合理的维修响应计划，是完整性管理的最终价值体现。基于目前我国腐蚀缺陷维修响应级别的判定主要参考国外标准执行，不一定适合我国管道的现状。通过比较分析，确定了适用于我国国情的缺陷维修响应级别判定准则，提出了维修响应图形判定方法，并从工程实际应用层面提供了确定缺陷计划响应时间和下一次检测评价时间的方法。实例应用结果表明：建立的响应级别判定准则更加符合我国油气管道距离长、途经地区条件复杂多变等实际情况，响应级别判定方法及计划响应时间确定方法直观、易操作，具有较强的工程应用价值。

先导式水击泄压阀泄漏原因及解决措施 [1-5]

代一平　谢志斌　云向峰　李牛牛　冯振国

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为解决先导式水击泄压阀运行过程中频发的泄漏问题，在研究其工作机理的基础上，充分考虑了输送介质、管道工艺、环境温度等因素，指出导致泄漏的主要原因为锥状阀芯不能完全复位、阀体密封件和先导阀失效以及环境温度的影响。提出了定期保养、安装前置过滤器和排污装置、先导阀专项检查、投运电伴热等解决措施。在先导阀专项检查中提出了采用加压法快速判断先导阀密封件的完好性，并可在检修后进行阀门离线稳压测试和定值测试。实践结果表明，以上措施能够有效消除泄压阀泄漏故障，加压法可缩短解决泄漏故障的时间和难度，提高检修效率。

顺序输送原油管道中减阻剂效果的评价方法 [1-7]

韩善鹏　马晨波　陆争光　谢萍　崔祥　王勐

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在顺序输送管道加注减阻剂现场试验中，首末站压差取决于减阻剂的作用效果及管道中各品种原油所占管容比例，因此不能沿用输送单种原油管道减阻率的计算方法进行减阻剂效果评价。依据乌鄯原油管道顺序输送北疆油、哈国油的运行实例，对顺序输送过程中减阻剂作用效果提出了一种评价方法。当顺序输送管道首站注入的加剂油与末站排出的未加剂油为同种原油时，管道中各品种原油所占管容比例不变，管道首末站压差的降幅仅取决于减阻效果；对应注入加剂油的管长，通过理论计算得到该管段输送未加剂原油产生的摩阻；首末站压差降幅与该摩阻的比值即为减阻剂对管道输送该原油产生的减阻率。现场试验证明，添加减阻剂A，在410~600 m3/h 流量范围内，对乌鄯线输送哈国油减阻率为31.4％~34.7％；添加减阻剂B，在550~933 m3/h 流量范围内，减阻率为15.8％~17.2％。

埋地液烃管道泄漏扩散及泄漏量测算研究进展 [1-13]

何国玺　梁永图　李岩松　吴梦雨　方利民　高杰　李丰　刘胜利

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液烃管道发生泄漏时，泄漏量和泄漏扩散区域的有效预测是停输、封堵方案优化的基础，也是实现其安全、环保、经济运行的可靠保证。总结了管输泄漏时管内流动和管外扩散相关研究（水热力瞬变、液柱分离、土壤中的渗流扩散）的现状和局限性。发现泄漏过程中管内流动涉及气体释放、空穴流和液柱分离等气液两相快瞬变过程和准稳态慢瞬变过程，存在流动传热相变耦合以及多种约束条件影响等问题，其过程及机理尚未得到完整有效揭示。同时，泄漏管段外的环境条件对管流和管道破损处出流的影响，以及泄漏液烃在环境中的渗流扩散规律尚未得到完整揭示。评述了液烃管道泄漏过程外流动传热及泄漏量计算的国内外研究成果，并梳理了相关的实验研究。最后指出了考虑液烃相变的气液两相瞬变流动、管道破损处的出流特性、泄漏液烃在复杂环境条件下流动扩散和渗流规律、计算泄漏量、以泄漏量最小为目标优化停输方案是该领域今后研究的关键问题和发展方向。

海底管道波流力数值模拟研究 [1-6]

贾宏伟　许文兵　仲华　郎一鸣　张芝永　杨元平

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波流荷载是影响海底管道稳定的一个主要因素，为得到海底管道在波流共同作用下动力响应过程，基于边界造波法，通过叠加潮流，在FLUENT 软件中实现了波流条件的耦合，构建了垂向二维波流数值水槽，并将其应用于了海底管道波流力数值模拟计算中。计算结果表明：模型计算结果与相关规范计算结果较为吻合，在波流耦合条件下，管道周围涡旋呈现周期性脱落，管道水平受力及垂直受力均呈现周期性波动，水平受力的波动周期及波动幅值要大于垂直受力情况的波动周期及幅度，管道各方向受力最大值及波动频率随着总流速的增加而增大。

国内大口径、高钢级管道焊接及焊缝检测技术 [1-7]

吴宏　周剑琴

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针对国内大口径、高钢级管道普遍运用半自动焊技术而逐渐暴露出影响焊接质量的问题，研究了大口径、高钢级管道的焊接技术及焊缝检测技术。分析了半自动焊与全自动焊对大口径、高钢级管道环焊缝质量的影响因素，并通过西气东输高钢级管道焊口泄漏事故失效分析报告、管材低温冲击试验与金相分析报告及环焊缝焊接工艺试验，验证了影响焊接质量的因素；对比了半自动焊与全自动焊经济性，得到了焊接机组成本与完成工作量的关系；研究了自动超声波检测技术的可靠性，提出了国内全自动焊焊缝检测的方法。由此可得：对于大口径、高钢级管道，全自动焊能够有效避免半自动焊环焊缝低温冲击功值偏低呈离散的问题，具有质量可靠、工效提升的优势，但从经济性角度考虑，只有当全自动焊工作量大于经济焊接工作量时，全自动焊的经济效益才会超过半自动焊；全自动焊焊缝质量的检验可采用自动超声波检测技术实现。因此，建议应在大口径、高钢级管道施工中，全面推行全自动焊技术方法。

管径1 422 mm 的X80 焊管断裂韧性指标 [1-7]

赵新伟　池强　张伟卫　杨峰平　许春江

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基于高压力、大口径、高钢级的中俄东线天然气管道断裂控制技术需求，研究了管径1 422 mm的X80 焊管的断裂韧性指标。为了防止焊管启裂，采用失效评估图技术，通过断裂力学分析，得出X80 焊管的焊缝及热影响区夏比冲击功最小平均值为80 J；为了满足管道止裂要求，基于Battelle双曲线方法，并引入1.46 倍系数修正，确定焊管母材的夏比冲击功最小平均值为245 J。通过对试制的管径1 422 mm 的X80 焊管进行冲击韧性测试和统计分析，结果表明其韧性水平整体较高，可以满足中俄东线天然气管道断裂韧性指标要求。

地质灾害作用下油气管道设计应变计算模型 [1-7]

张宏　刘啸奔

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根据基于应变与基于可靠性的两种管道设计新方法的工程需要，对我国油气管道面临的断层、采空、冻土、滑坡等常见地质灾害类型及其土壤位移模式进行了分类总结，以断层作用下管道设计应变计算的有限元分析力学模型及设计应变经验公式为基础，将其推广到采空、冻土、滑坡等其他地质灾害类型的研究中，提出简化的管道地质灾害综合位移模型及管道设计应变计算模型，模型将地质灾害位移类比为水平面和垂直面内的断层位移形式，从而衍生出其他地质灾害形式管道应变计算方法。该方法计算精度高、效率高、适用性广，特别是满足了多种地质灾害作用下油气管道可靠性的设计需要。

油气管道及储运设施安全保障技术发展现状及展望 [1-7]

郑洪龙　黄维和

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为提高油气管网事故防控和应急技术及管理水平，保障国家公共安全，国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项中设立“油气长输管道及储运设施检验评价与安全保障技术”项目。该项目面向管道及储运设施公共安全保障需求，重点围绕管道及储运设施损伤与事故致灾机理、损伤及缺陷检测、状态监测及预警、风险评价、检验评价、完整性评价、应急维抢修等不同方向、不同重点任务的关键科技问题与技术瓶颈，以油气管道及储运设施防灾、减灾为基础，开展理论研究、技术攻关、装备研制及应用示范工作，建立油气管道及储运设施安全保障技术体系，全面提升管道及储运设施公共安全管理水平。

基于分而治之思想的天然气管网仿真方法 [1-10]

宇波　王鹏　王丽燕　向月

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随着天然气管网规模不断扩大，其拓扑结构越来越复杂，管网瞬态仿真过程所需的计算量及计算耗时都迅速增长。基于分而治之思想提出了一种简单高效的仿真方法：先求解天然气管网中各元件之间的连接点，进而将管网分解成若干条独立的管道，然后逐一求解每一条管道的水力参数和热力参数，连接点和管道的求解分别采用简单高效的共轭梯度和三对角矩阵算法。通过实例对比分而治之方法与SPS 软件，计算结果表明：计算精度与SPS 软件相当；仿真速度与SPS 软件处于同一量级，且超过SPS 软件的1.5 倍；管网规模的适应性与SPS 软件相当，甚至当管网规模较大时，其适应性更优。

天然气管道多部件设备机会维修模型 [1-6]

张志霞　赵乐新　林家祥

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为了防止天然气管道多部件设备经常发生的维修不足或维修过剩情况，提出采用机会维修策略，将预防性维修和故障维修有机结合，以多部件设备系统总维修成本最小化为目标，考虑到部件故障对生产质量的影响，以系统可利用的维修时间为条件约束，在保证系统最低可用度的基础上，建立了天然气管道多部件设备机会维修模型。结合具体应用实例，采用遗传算法进行仿真，确定天然气管道压缩机各部件的最优维修策略。结果表明，该模型能够有效降低设备的维修成本，提高天然气管道系统的可用度，为天然气管道多部件设备中各部件的维修方式提供理论依据。

基于γ 射线扫描透射法的输油管道油垢测厚方法 [1-5]

王红涛　程璨　蒋舟　黑大千　贾文宝

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输油管道内壁油垢厚度的测量对于保障输油管道安全运行具有重要意义。基于γ 射线透射原理并结合扫描技术，对输油管道的含油垢厚度进行测量。使用Cs-137γ 射线源和NaI 探测器搭建一套输油管道油垢测厚装置，并利用蒙特卡洛计算软件MCNP 对其进行数值模拟分析。以直径为100 mm、壁厚为5 mm、含10 mm 厚油垢的中小型输油管道为例，用准直的γ 射线束分别对空管道和含油垢空管道进行扫描，分析能量为0.662 MeV 的γ 射线透射率。结果表明，γ 射线扫描透射法能够测量管道厚度和油垢厚度，研究结果为提高管道的输油能力提供了技术支持。

含凹陷管道全尺寸爆破试验 [1-5]

帅义　帅健　狄彦

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为了准确评定凹陷管道的承压能力，开展了含凹陷管道全尺寸爆破试验。试验得出凹陷管道的变形、凹陷区域应变及裂口特征等信息，从而分析凹陷管道失效行为与机理。结果表明：管道存在的凹陷，在提压后凹陷区域比远场发生了较大应变，加剧了凹陷周围的应力集中。通过全尺寸爆破试验，确定了管道的屈服压力为10.1 MPa，爆破压力为10.5 MPa，结合相关标准与设计规范，确定试验用管段的许可承载压力为3.88 MPa，为保障管道的安全运行与工程决策提供了技术参考。

樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统 [1-8]

王寿喜　郭简　张廷廷　梅永贵　王佳

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樊北煤层气低压、高密、大起伏、小流量的特征使其集输管网系统成为结构复杂、压力敏感、流动参数变化细微的复杂系统，工艺分析和调度管理工作困难。以PNS（Pipeline NetworkSimulation）管网仿真软件为核心，结合樊北煤层气集输管网三维地理信息系统、SCADA 系统及实时数据库，描述了樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统的构架，阐述了动态仿真模型、模型自适应及在线仿真的实现过程，讨论了动态仿真与GIS 地理信息系统交互式作用及自动建模和动态查询展示的方法和过程，实现了动态仿真调度系统在线分析和跟踪煤层气管网系统的流动，量化集输管网系统运行状态并分析评价指标，直观搜索、查询和展示系统中各个部分的运行参数，为大型、复杂煤层气地面集输管网系统的调度管理提供及时、准确的分析手段和决策依据，协助调度方案的决策和实施。将系统应用于樊9 集气站煤层气集输管网，得到整个管网系统的流动状况，可为调度管理决策提供及时、准确的量化数据。

FLNG 装置双氮膨胀天然气液化工艺参数的确定 [1-6]

庞维新　李清平　谢彬　喻西崇　王清

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为了明确FLNG（Floating Liquefied Natural Gas）开发模式在我国海上气田应用的可行性，对海上气田双氮膨胀天然气液化工艺过程及主要参数进行了模拟分析。以我国第一个深水气田气体组分和温压数据为基础，在保持气体组分、流量、进入液化段的温度及其压力不变的情况下，利用HYSYS 软件分析了（预冷、液化及过冷）3 个阶段的出口温度、液化段与过冷段的制冷剂循环压力对液化工艺流程的压缩功率、换热器功率、制冷剂流量、比功率以及冷箱负荷等的影响，结果表明：当液化段中气体的出口温度设定为－75 ℃，液化段和过冷段制冷剂的循环入口压力分别为3 450 kPa和1 710 kPa 时，循环系统压缩机组的压缩功率和比功率达到最小；预冷段的温度设定对制冷剂总压缩功率没有影响，但能够调整预冷段和液化段之间的换热负荷分配。该研究可为FLNG 开发方案的设备选型、技术和经济评估提供参考。

成品油管道顺序输送瞬态模拟算法 [1-9]

张雪琴　段志刚　梁永图　江新星

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成品油管道在顺序输送过程中，不同批次油品之间存在批次界面，不同批次油品的密度、体积模量不同，导致管道内不同段的水击波速不同，且在运行过程中存在较多水力扰动工况，使得管道顺序输送过程中的水力规律较为复杂。针对瞬态模拟的特点，基于常用的间距内插法及向前（后）时间内插法等方法，建立了考虑批次界面的成品油管道水力模型，并详细分析了模型的网格划分形式、关键点及边界条件，提出一种基于特征线法的时间插值法，用以求解成品油管道顺序输送瞬态模拟。该算法省略了常用特征线法间距插值步骤，较大程度地简化了计算量，可为成品油管道的顺序输送方案设计提供技术支持。

基于广义Nash 均衡模型的管道运输均衡配置 [1-7]

高玉洁　梁丽萍　闫志闯

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为了利用有限的管道网络资源来实现天然气的均衡配置，以运营商利润最大化为目标函数，天然气运输量为约束条件，建立并求解基于广义Nash 均衡理论的天然气管道运输模型。该模型突破了传统Stackelberg 博弈中市场参与者之间明显的行动顺序，突出了运营商之间相互影响相互合作的关系，实现了天然气资源均衡配置的目的，提高了天然气的利用价值，对天然气上游生产企业、管道运营企业与终端销售企业进行市场判断以及制定生产销售决策提供帮助。数值算例表明：利用广义Nash 均衡理论不但可以准确客观地为天然气市场参与者提供定量的决策信息，而且算法简便，实用性强，为我国天然气市场化改革提供了可行方法和理论依据。

含蜡原油乳状液凝胶结构裂降行为模型 [1-10]

孙广宇　张劲军

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在常温或深海低温条件下，含蜡原油与水形成的W/O 型乳状液易发生胶凝，容易对管道再启动安全性造成威胁。基于含蜡原油乳状液凝胶复杂的流变行为，分别探讨黏塑性和黏弹性两类含蜡原油触变模型对其乳状液凝胶的适用性。通过对比目前常用于含蜡原油的4 个黏塑性触变模型，以及近期发展的黏弹性触变模型，筛选出能够准确描述乳状液凝胶加载后整个流变响应过程的模型。通过实验数据拟合发现，滕厚兴提出的黏弹性触变模型对包括屈服前蠕变和屈服后裂降的整个过程的描述最准确；在黏塑性触变模型中，滕厚兴提出的黏塑性模型对屈服点后裂降过程的描述结果偏差最小，而传统的Houska 黏塑性模型对乳状液凝胶裂降过程的描述效果不佳，主要是由于该模型的速率方程与实际裂降过程不符。由于黏塑性触变模型无法描述屈服点之前的黏弹性响应，因此推荐采用滕厚兴的黏弹性触变模型进行管道再启动计算。

逆断层作用下X80 埋地管道的非线性屈曲分析 [1-10]

刘啸奔　张宏　吴锴

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埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式，而地震造成的断层位移错动威胁管道的安全运行。建立了埋地X80 高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型，采用弯管与管单元模拟管道，非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何大变形造成的非线性，模型采用非线性稳定算法，保证了求解的收敛性。依据西气东输二线工程参数，详细分析了逆断层作用下管道的两种屈曲失效形式，即梁式整体屈曲失效与壳式的局部失稳失效。同时，讨论了断层倾角、管道壁厚及埋深对管道屈曲失效形式的影响。研究成果对穿越断层管道的设计与安全评价有一定的指导意义。

压缩机组维检修中心可持续发展的若干问题 [1-6]

刘培军　谷思宇　常维纯　李刚　李柏松　董学刚

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针对关键零件采购、送修成本高，维修业务量少等制约压缩机组维检修中心持续发展的瓶颈问题，提出掌握零件深度修理技术并不断拓展市场的应对策略。从3 个方面解决维修技术深度发展问题：①按照业务需求，逐步实现授权维修技术；②授权与自主研发两手准备，发展冷端零件维修技术；③跟踪技术进展，联合发展热端关键件维修技术。从6 个方面解决维修业务拓展问题：①发展两型燃气轮机动力透平的维修业务；②开展两型燃气轮机DLE 型燃气发生器大修；③扩大LM2500+ 市场维修范围；④开展Solar 燃气轮机维修；⑤开展新机组装业务；⑥开展对外服务业务。最后提出从使用PMA 件和国产化零部件2 个方面降低零部件采购成本，为实现压缩机组维检修中心可持续发展提供指导。

天然气产运销优化模型的设计与实践 [1-6]

赵延芳　刘定智　赵俊

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随着天然气需求的快速增长，配套设施建设的持续推进，产运销系统的规模日益增大，目前用Excel 表手工平衡的方式无论是工作效率还是平衡结果均已无法满足规划需求。天然气业务规划的一项重要工作是对产运销系统进行平衡分析，并根据分析结果有针对性地进行工作部署。以天然气产业链整体效益最大化为目标，通过数学抽象和系统要素简化，建立了产运销系统的数学模型，并选择CPLEX 软作为优化计算工具对模型求解。该模型已在中国石油天然气业务“十三· 五”规划和天然气产运销分析等规划研究中应用，通过合理配置资源市场、优化天然气流向，实现了效益最大化的目标，大大提高了优化效率，为天然气规划的科学决策提供了依据。

起伏湿气管道持液率分布规律及临界倾角模型 [1-8]

刘晓倩　李玉星　李顺丽　袁柱

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起伏湿气管道在实际运行过程中，管道低洼处和上坡段容易形成积液，从而造成管输效率降低、管道压降增大、水合物生成、形成段塞流以及管道内腐蚀加剧等一系列问题，为此，对地形起伏湿天然气管道的积液规律进行分析。以某集气站集输管道为例，探究了地形起伏湿天然气管道的液体沿线分布情况，对管内气体流速、管道倾角等因素对管道持液率的影响进行了敏感性分析，得到该起伏湿气管道的积液规律以及某流量工况下管道不发生积液现象的临界管道倾角，并基于此建立了气体流速、管道倾角以及持液率之间的预测数学模型，将模型计算结果与软件模拟结果进行了对比分析，验证了预测模型的准确性。预测模型为湿气管道实际运行过程中的积液控制与安全运行提供了理论依据。

基于背景噪声降噪的管道阀门内漏量化检测 [1-5]

张海峰　谭东杰　李柏松　李振林陈鑫　任小龙

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由于天然气管道阀门内漏声发射检测环境复杂、噪声干扰严重，极大地降低了阀门内漏流量的检测精度。为此，提出一种基于背景噪声的小波包软阈值降噪处理方法，并通过对降噪处理后的声发射信号采用基于支持向量回归（Support Vector Regression，SVR）方法进行输气管道阀门内漏流量的量化回归预测。结果表明：采用基于背景噪声的小波包软阈值降噪方法能够获取较为纯净的内漏源信号，降噪后获得内漏声发射信号信噪比为6.11。通过对小波包降噪处理后的特征参数进行输气管道阀门内漏流量回归预测，结果优于未进行降噪处理的预测结果，且软阈值降噪预测结果优于硬阈值预测结果，采用软阈值降噪的预测结果平均绝对比例误差为0.164，有效提高了阀门内漏流量量化回归预测的准确度。

走滑断层作用下管道应变解析计算方法的适用性 [1-8]

韩银杉　张宏

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管道在断层错动作用下容易产生较大的位移，从而导致管道因较大的应变而失效，因此研究断层作用下管道的应变计算方法对穿越断层长输管道的设计与安全评估具有重要意义。理论解析计算方法计算简单、效率高，因而在长输管道的初步设计中应用广泛。简要介绍了Newmark-Hall方法、Kennedy 方法及Karamitros 方法3 种应用较为广泛的管道应变理论解析计算方法，并与有限元结果进行对比分析，从管道穿越角、管道埋深、土壤类型及管材类型4 个方面讨论了3 种理论解析方法在走滑断层情况下的适用性。结果表明：Newmark-Hall 方法、Kennedy 方法适用于分析管道穿越角β<45°且断层位错量较大时的断层错动影响；Karamitros 方法整体上具有较好的适用性；当穿越角β>45°时，前两种方法的适用性极其有限，应该选择模型相对复杂的Karamitros 方法进行计算。

锦州大型地下水封洞库的控制系统设计 [1-5]

程爽　王怀义　陈志强周智佳

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目前，国内缺乏大型地下水封洞库相关工程设计经验，基于国外类似工程工艺自动化方面的设计经验，从水封洞库的储运工艺出发，设计了锦州大型地下水封洞库自动化控制系统，该系统包括过程控制系统、安全仪表系统、地下水位监视系统、水幕监测系统、微震监测系统、液位计量检测系统，同时利用PLC 等硬件和Epipeview 组态软件，开发了锦州大型地下水封洞库的过程控制系统和安全仪表系统，实现了锦州大型地下水封洞库的原油进库、原油外输等生产运行的自动化，并可实时监测洞库地上和地下设备设施的运行参数。该控制系统保障了库区安全、平稳、可靠运行同时为中国今后大型地下水封洞库的自动化设计积累了经验。

基于全生命周期的管道工程数据管理平台的设计 [1-5]

王立辉　王志付　沈峥

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管道工程全生命周期划分为规划、前期、初设、实施以及验收5 个阶段，各个阶段互联互通，其产生的数据信息十分庞大，数据关系也错综复杂，建立一套完整的管道工程数据管理平台十分重要。该平台运用计算机技术搭建管道工程数据库逻辑模型，主要包括数据采集、数据处理、数据审核、进度汇总、质量管理、报表分析、系统管理7 个功能模块。通过对各阶段数据的采集、储存、计算、统计及分析，将管道工程全生命周期各阶段数据有效整合、衔接及递延，保证了管道工程各业务信息数据的规范性、系统性及科学性，同时可为管道运行管理提供真实、准确的数据支持服务。

管道气顶排空过程压降计算方法 [1-8]

刘振江　张伟明　郭芮

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为了完善机动管道气液两相流的压降计算方法，为管道充气排液的设计提供理论依据，介绍了基于流型的水平管气液两相流压降计算方法，回顾总结了流型的划分方式进行了回顾和总结，提出了流型划分中存在的问题；对均相流模型、飘移流模型、分相流模型进行了比较，介绍了有代表性的和近几年出现的与流型相关的压降计算方法；分析了机动管道充气排液工况中的常见流型以及流型和压降的变化趋势，排空的初始阶段为分层流，排空中间阶段分层流和段塞流同时存在，排空的最后阶段出现短暂的环状流，并将排空管道分为纯气体段、气液混合段和纯液体段，建立了不同工况下的压降模型，并提出了机动管道气顶油排空中亟需解决的问题.

基于内检测数据的管道凹陷应变计算 [1-6]

雷铮强　陈健　王富祥　黄丰　周利剑

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针对内检测中发现的凹陷对管道结构强度的影响问题，开展凹陷应变的计算分析研究，以有效指导管道凹陷的开挖验证及修复工作。研究总结了基于内检测数据的凹陷应变计算方法和技术路线，分析指出滤波分析的必要性和可行性。结合ASME B31.8-2010 标准及实际的管道内检测数据，得到了7 种典型滤波方法下的应变计算结果。通过对比应变计算结果，研究分析了不同滤波方法对管道凹陷数据处理及应变计算的影响和适用性。结果表明：基于管道凹陷内检测数据的应变计算技术路线可行，低通滤波方法对管道凹陷数据的滤波效果较好，可获得较合理的凹陷应变计算结果；低通滤波方法中，选择合适的截止频率参数对凹陷应变的准确计算至关重要，截止频率的取值与内检测信号的噪声大小密切相关。

停输压力对胶凝原油管道启动特性的影响 [1-6]

李璐　刘刚　滕厚兴　陈雷　卢兴国　李爽　张淇

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管道停输时，因地形起伏等因素管内难免存在压力，从而影响管道的启动特性。基于胶凝原油环道试验，采用3 种不同加压方式，探究不同停输压力对胶凝原油管道再启动特性的影响规律：①管道首段瞬时加压后密闭管道并恒温静置；②管道恒温静置过程中，在管道首段持续施加不同恒定压力；③管道首段持续加压特定时间后，密闭管道并恒温静置。此后，分别开展管道再启动压力测试，计算管道启动屈服应力。分析表明：瞬时加压时，管道启动屈服应力随着加压值的增加而增大；持续加压时，管道启动屈服应力随加压值的增加而先增大后减小；加压时间对屈服应力也有一定影响。研究结果为保障原油管道安全、高效运行提供技术支持。

OD1 422 mm、X80 管道的风险水平 [1-5]

李丽锋　罗金恒　赵新伟　贾海东　张华　张广利

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为研究管径增大对天然气管道安全可靠性的影响，以及分析OD1 422 mm、X80 管道方案可行性，基于管道风险评估理论，从止裂韧性、潜在危害影响范围、临界缺陷尺寸、刺穿抗力、失效概率、个体风险和运行风险等方面，对比分析了OD1 422 mm、X80 管道与0.72 和0.8 设计系数下的OD1 219 mm、X80 管道的风险水平，结果表明：在同等运行条件下，0.72 设计系数的OD1 422 mm、X80 管道相比0.8 和0.72 设计系数的OD1 219 mm、X80 管道临界缺陷尺寸和刺穿抗力有所提高，外腐蚀和设备撞击引起的管道失效概率有所下降，潜在危害影响区域半径增大，对应的失效后果可能增加，总体风险水平相应提高，但相差不大。研究结果可为大输量管道方案优选提供决策依据，为OD1 422 mm、X80 管道工程设计与建设提供技术支撑。

气藏型储气库井安全风险及其措施 [1-6]

张刚雄　丁国生　郑得文　钱品淑

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为了降低地质条件复杂性给储气库钻井工程带来漏失、卡钻、固井质量差、周期长、成本高等风险问题，结合储气库实际地质情况，通过采取优化井身结构、气体钻井、分层承压堵漏、双级固井，改进固井水泥浆体系（双密度水泥浆固井、柔性自应力水泥浆体系），低压碳酸盐岩储层暂堵及压井技术、超细堵漏水泥浆体系、老井封堵配套技术等技术措施，有效降低了储气库钻完井事故风险、提高了固井质量，同时有效控制了投资成本。研究成果对后续储气库钻完井工程实施具有指导和借鉴意义。

油气管道横坡敷设边坡稳定性计算 [1-5]

郭存杰　张来斌　梁伟　郭晓燕

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受地形起伏较大、地质条件复杂等因素的制约，部分山区段管道采取横坡敷设，该敷设方式存在安全隐患。因此，有必要对管道横坡敷设条件下的边坡稳定性进行定量分析，制定有针对性的治理措施，确保管道施工和运行安全。研究了管道横坡敷设诱发的地质灾害特点，采用基于极限平衡理论的条分法进行定量计算，取得原始边坡、扫线边坡和管沟开挖边坡3 种工况条件下的稳定系数K，并对计算结果进行了分析。结果表明，原始边坡表现得最为稳定，随着扫线和管沟开挖工作的展开，边坡稳定性越来越差。提出避让、治理、防护、限制4 种建议措施，并应用于陕京输气管道穿越山间沟谷地段，保障了管道在山区地质灾害条件下的安全运营。

煤层气田地面集输技术的标准化设计 [1-7]

孙冲　黄坤　刘佳伟　殷升阳　朱其勇

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结合我国煤层气田已有的地面集输技术经验，在井场、采集气管网、站场、设备等方面提出“标准化设计”的概念。井场的标准化设计包括工艺流程及平面布置；采气管网根据已有经验提出“井间串接与阀组串接结合”组合进站方式；集气站与处理厂可以根据实际情况合建，并采用恒温露点控制工艺脱水，该工艺较传统的三甘醇脱水工艺更加节省投资。煤层气田地面集输技术的标准化设计，能够加快煤层气田地面集输工程的建设步伐，降低集输能耗，提高地面建设水平，节省投资。

填料塔内液体分布对晃荡敏感性的研究进展 [1-8]

张梦娴　李玉星　张建军

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填料塔是海上浮式生产系统上天然气预处理的重要设备，在海上油气田特殊环境下，填料塔内会引起较为严重的液体不均匀分布，造成塔传质性能降低。通过调研国内外有关晃荡条件下填料塔内气液流场和传质性能的研究现状，分别从实验研究、数值模拟研究、机理模型法3 个方面分析了国内外的研究进展：实验研究方面主要集中于国外，研究内容主要为晃荡条件对填料塔整体性质的影响，部分涉及到流型的变化情况；数值模拟研究方面主要从宏观尺度研究晃荡条件对填料塔内气液流场的影响；机理模型法进行改进后首次用于分析海上条件对规整填料塔内液体分布的影响，为填料塔的研究提供新的研究思路。结合工程实际，指出了晃荡条件下填料塔内运行性能研究方法的不足和今后的研究重点，为浮式环境中填料塔的优化设计提供一定的参考。

陕京一线黄河悬索管桥的风致响应分析 [1-6]

张平　王俊强　兰惠清　马红莲

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为了研究风载荷对悬索管桥的影响，以陕京一线黄河悬索管桥为研究对象，建立了有限元仿真模型和风振模拟模型。采用工程验证的方法，利用管桥的远程动态监测系统，在2.8 m/s 的低风速

下将仿真模拟的桥跨结构应力变化曲线与实际工程所测曲线进行对比，验证了所建模型及模拟方法的正确性。并在此基础上分析了该管桥结构在27 m/s 高风速作用下的应力、位移响应情况，结果表明：管桥桥垮的应力远小于其许用应力（240 MPa），交变应力对管桥的疲劳寿命影响可以忽略；管桥桥垮的位移较大，桥垮1/2 处的最大位移超过0.5 m；悬索管桥是典型的大位移、小应变的几何非线性结构。

陕西省天然气供需平衡分析及对策 [1-6]

张东明　田光

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为了促进陕西省天然气协调发展，应对天然气供需矛盾，通过介绍陕西省天然气供应量的组成、天然气消费量增长情况以及逐年增大的供需缺口。分析了天然气长输管网的负荷分布、运行特点以及燃气用户的用气特征，总结出影响陕西省天然气供需平衡的主要因素：供应量与需求量不均衡，天然气管网负荷不均衡，现有用户需求变化不均衡。建立了陕西省天然气年需求量数学模型，预测了近三年陕西省天然气的消费量和调峰量，针对预测值，结合供需平衡影响因素，提出了解决措施：争取多种类、多方向的供气来源，扩大天然气市场，多级共担调峰，合理化用户结构。

CO₂ 管道泄压过程流动特性及参数影响 [1-8]

滕霖　李玉星　刘敏　李顺丽　张大同　李万莉

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针对CO₂管道放空过程管内参数变化的研究较少，且相关规范对放空无明确要求的问题，分析了CO₂ 管道泄压过程的特殊性，通过建立管内瞬变过程的数学模型，计算了不同输送压力和泄放速率对放空特性的影响。研究表明：管存量随时间的变化规律呈幂函数形式；高压低温会延长放空时间；各相态CO₂在放空过程中存在共同的“相态汇聚区域”；密相CO₂ 的放空规律与液态CO₂ 相似；超临界放空将生成干冰；同时，放空速率对管内温降影响不大，但更小的放空速率导致更小的温降速率。因此，建议采用减缓放空阀开启速率、放空管局部加热等措施，实现对设备的保护和防止冰堵的发生。研究成果可为CO₂管道的放空方案以及相关规范的制定提供指导。

储气库注采阶段硫化氢的运移规律 [1-6]

林魂　张士诚　于柏慧　孙平　柳明　黄兴

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为了保证地下储气库的安全连续供气，以陕X 地下储气库为例，研究储气库中硫化氢在注采过程中的运移规律。基于相关气体的PVT 实验结果，首先利用ECLIPSE 软件中的PVTi 模块建立组分模型，然后建立目标区块的地质模型和数值模拟模型进行分析。得出一定注采制度下硫化氢的运移规律：①注气阶段，硫化氢向井区东部区域、西南部区域以及中部S006 井、S007 井附近区域运移；②采气阶段，S003 井与S005 井硫化氢采出速度与采出总量明显高于其余井，表明硫化氢向S003 井和S005 井方向运移，因此，需要做好S003 井与S005 井的防腐与安全生产工作，从而保障陕X 地下储气库的安全供气。

海洋非粘结型柔性软管的性能结构及其研究热点 [1-6]

余荣华　袁鹏斌

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海洋非粘结型柔性软管具有各层间相对独立且可移动的特殊结构，具有较好的柔韧性和适应性，成为海洋尤其是深海开发的必需管道，对深海资源的开发具有重要的工程应用与战略价值。介绍了海洋非粘结型柔性软管的性能特点及其典型管体的主要结构，分析了骨架层、内衬层、抗压铠装层、耐磨层、抗拉铠装层、中间层、外包覆层的结构特点与作用，重点探讨了集束生产管、带有抗硫化氢层的软管、碳纤维抗拉铠装层软管3 种新型研制管材的设计特点与工作原理。研究结果表明：与普通钢管相比，海洋非粘结型柔性软管更适合用于深海资源开发；可根据实际环境要求设计各层结构；3 种新型研制软管可满足超深水复杂工况的需求，成为海洋非粘结型柔性软管的研究热点。

空气-水立管系统的严重段塞流瞬态数学模型 [1-9]

王琳　刘昶李玉星　胡其会　王娅婷　王权

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严重段塞流形成时，空气-水立管系统的压力和管内瞬时流量等参数大幅波动，不仅对下游设备造成冲击，而且容易导致管道剧烈振动等危害，准确计算严重段塞流瞬态流动参数是评估其危害的基础。基于气体、液体连续性方程与混合动量方程建立严重段塞流瞬态数学模型，详述数值积分方法，对立管试验装置中的严重段塞流现象进行数值模拟，并对模拟结果进行了验证。数值积分中，采用向后欧拉格式进行预报，梯形法校正；采用变时间步长以提高计算效率且保证精度；开展室内试验，并将严重段塞流循环周期、立管底部压力的试验结果与模拟结果进行了对比；将气、液流速和含气率等瞬态流动参数的模拟值与Fluent 软件的计算结果进行了对比。结果表明：该数学模型和数值方法能够较好地计算典型严重段塞流的瞬态流动参数，有利于严重段塞流危害的准确评估。

油气管道整体式绝缘接头泄漏分析和预防建议 [1-4]

赵振兴　程晖　郑亚飞　彭常飞　姜珊　赵振智

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为了避免油气管道工程整体式绝缘接头发生泄漏，结合其结构特点，对可能发生泄漏的部位、通道和泄漏情况进行了分析。并在此基础上，为避免绝缘接头发生泄漏提出了预防建议：在出厂前就应对内部每个部件进行严格的设计、验证和质量控制，针对设计工况采取避免泄漏的方法，可保证绝缘接头密封性能，对绝缘接头的设计、制造、成品试验和安装具有一定的指导意义。

旋风分离器运行可靠性评价模型 [1-4]

张宗杰　杨坤　林晓辉

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旋风分离器的可靠运行对输气管道平稳供气意义重大，目前尚未有研究提出评价该设备运行可靠性的方法。在高压系统中，结构可靠性与运行可靠性存在联系，但是现有研究对这种联系的认识尚不充分。采用结构可靠性分析和可维修系统的马尔科夫过程，结合工程实践经验，建立了一种可用于评价旋风分离器运行可靠性的方法。根据实际结构与运行参数，评价了西气东输管道中某型号旋风分离器的运行可靠性，其评价结果验证了该方法的可行性，为其他类似设备的运行可靠性评价提供了参考。

阿塞拜疆油气输出线路之争 [1]

史洺宇　易成高

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在外高加索地区复杂的社会形势及地缘政治下，阿塞拜疆里海地区油气资源的外输线路成为多方博弈的焦点，导致包括南方天然气走廊、纳布科管道、南溪管道、土耳其流管道、跨里海管道在内的多条管道项目进展缓慢、搁浅甚至终结，因而极大地增加了阿塞拜疆能源战略在投资主体、资金来源等方面的不确定性。随着油气开发、管道输送业务的发展，阿塞拜疆开始建设本国规模最大的大型油气处理与炼化厂（OGPC），并吸引上百家国际知名跨国公司参加。但是，阿塞拜疆关于油气资源的合同条款极其苛刻，一定程度上制约了油气合作项目的开展。中国应该在低油价的新形势下，充分发挥“一带一路”策略在里海地区的作用，在阿塞拜疆寻求油气项目的合作机会。

管道裂纹角度对漏磁检测信号的影响 [1-6]

杨理践　郭天昊　高松巍　刘斌

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为了有效检出油气管道的裂纹缺陷，研究了裂纹角度对检测信号的影响。基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程组，采用Comsol 有限元仿真软件对管道外90°、67.5°、45°、22.5°、0°裂纹检测结构进行仿真分析；在永磁轴向励磁条件下，利用钢板进行针对裂纹角度问题的拖拉实验。结果表明：当磁化方向与裂纹垂直时，漏磁信号幅值最大；随着裂纹取向与磁化方向夹角的减小，漏磁信号幅值也相应减小，当裂纹角度与磁化方向小于30°时检测不到有效的漏磁信号。

陆上废弃油气管道的安全环保处置 [1-6]

康叶伟　左莉　邵磊　郭正虹　徐华天

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当前我国陆上废弃油气管道的安全环保处置需求日渐强烈，但尚未形成系统科学的管道废弃处理技术体系和标准规范。通过对废弃管道安全环保处置方式、环境影响评价、废弃处置技术等分析表明：采用一般原则与比较评价方法相结合的方式能够保障管道废弃方式的合理选择；环境社会经济影响评价应作为废弃处置方案制定的重要内容，为分析废弃工程活动影响和制定科学缓解措施提供支持；管道残留物的彻底清理是确保废弃管道安全环保的重要技术手段，通过采用常规清管扫线，甚至组合清洗的技术手段，完全可以实现管内残留物的高洁净度清理，进而为特殊部位的填充注浆、隔离封堵以及大规模管道的快速安全拆除技术的应用创造条件，多种技术措施的综合应用可实现废弃管道的安全环保处置。

基于蝴蝶结模型的管道不停输封堵作业风险控制 [1-4]

张乃禄　王帅　黄建忠　王萌　许磊

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针对油气管道维抢修特种作业安全与过程风险控制需求，亟需研究管道不停输开孔封堵作业过程风险控制措施。以长庆油田采油十二厂庄西外输管道换管改线作业为例，分析管道不停输开孔封堵原理及工艺流程；采用故障树法探讨不停输开孔封堵火灾爆炸事故原因，明确作业过程风险因素，采用事件树法展现事故发展进程；建立了油气管道不停输开孔封堵火灾爆炸蝴蝶结模型；提出了管道不停输开孔封堵作业火灾爆炸事故控制措施，即消防抑爆、卡具紧急抢修、紧急关闭上游阀门、疏散与医疗救护。实际应用表明，该模型对管道不停输开孔封堵安全作业具有指导作用，对保障油气管道开孔封堵作业安全具有现实意义。

基于大数据的全生命周期智能管网解决方案 [1-9]

董绍华　张河苇

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智能管网可以解决当前系统繁多及数据采集与应用脱节的问题，实现油气管道安全、高效、可持续发展。全面阐述了国内外数字化管道、智能管网的实施进展，分析了智能管网发展的特点、难点以及存在的问题，研究建立了管道全生命周期数据标准，构建了管道全生命周期数据库。提出了全生命周期智能管网的设计架构，包括管道全生命周期资产设施管控、运行管理控制、决策支持3 个方面。提了基于GIS 的智能化管理平台方案，搭建了管道建设与运维一体化智能管理平台，一是用于建设期施工数据采集、数字化数据库移交、施工质量可视化管理；二是用于运营期腐蚀防护电位控制，在线完整性评估，高后果区、地区等级升级地区的风险评估，以及无人机巡线等完整性管理循环；三是用于管网的决策支持，包括大数据建模、应急决策支持、焊缝大数据风险识别、基于物联网的灾害监测警管道泄漏实时监测、远程设备维护培训、远程故障隐患可视化巡检、移动应用等。智能管网的推广应用，有利于管道管理水平的提升，为决策者提供足够的信息，从而保障管道安全、高效运营。

管道泄漏监测系统的性能评价指标 [1-5]

吴家勇　李海娜　王立坤　许斌　王洪超　蔡永军　刘胜楠

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在管道泄漏监测技术的应用实践中，存在缺乏完整、统一的性能评价指标和表征方法的问题，使得管道泄漏监测系统的综合性能评价尤为困难。基于API 1155《基于软件的泄漏探测系统评价方法》提出的管道泄漏监测系统性能准则，根据生产运行管理对管道泄漏监测系统的需求，建立了统一的管道泄漏监测系统性能评价指标和表征方法，并结合负压波法管道泄漏监测技术对各性能指标的含义及其相互关系进行了详细分析，为今后开展管道泄漏监测系统的综合性能评价提供了有效指导。

中国LNG 接收站的发展形势 [1-6]

杨莉娜　韩景宽　王念榕　何军

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结合中国天然气工业发展现状及相关政策法规，分析了未来LNG 市场发展空间的影响因素。有利因素：国家法规、政策支持天然气发展，LNG 市场稳步增长；天然气价格市场化提振天然气市场需求，远期中国天然气市场规模潜力巨大。不利因素：经济发展转型“新常态”，天然气市场需求增速回落；国际油价持续下跌，天然气价格调整滞后，影响天然气需求增长；随着供应形势变化，气源间竞争愈加激烈。指出了LNG 接收站业务面临的机遇和挑战：全球天然气液化能力提高，LNG资源充足；LNG 现货及短期贸易蓬勃发展，进口LNG 价格下降；LNG 调峰需求巨大，成本相对较低。提出了国内LNG 接收站建设发展思路及相关建议：以扩建现有接收站为主，适时增加储存容量和气化能力，积极参与市场调峰。

长输天然气管道压缩机组远程控制系统设计 [1-5]

王怀义　杨喜良

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针对中国石油北京调控中心不能直接远程控制长输天然气管道压缩机组而造成管道运行调整滞后的问题，以西气东输管道盐池站为例，提出了压缩机组远程控制设计原则和方案，利用现有硬件平台，开发了相应的压缩机组远程控制系统。该系统可以实现：北京调度控制中心操作员工作站可直接发出启、停以及负荷调整等命令；将压缩机组过程控制状态传输到调控中心，在调控中心人机界面显示各部分状态信号；利用现场数据计算压缩机组工作点，并在压缩机固有的流量和压比的特性曲线中显示其工作点。通过远程控制，调度人员可以及时且有重点地了解压缩机的运行情况，并以此优化管网运行方案，快速完成整个管网调度，提升管网效率。

适用于小口径漏磁检测器的探头机构设计 [1-4]

臧延旭　杨博霖　马宁　关晶鑫　张元

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为了解决三簧探头机构不适用于小口径检测器的问题，对检测器所用探头机构进行了改进：将探头壳与支撑弹簧连接方式由螺钉固定连接改为支撑弹簧滑动连接；去除三簧探头机构中辅助弹簧，避免探头臂、弹簧缩短后辅助弹簧与探头臂上的连接螺钉、铆钉等磕碰；将刚性探头臂设计成弹簧臂，抵消辅助弹簧去除后支撑力减弱的问题；探头壳与弹簧臂间增加弹性垫，使探头壳尾端处于翘起状态，防止探头壳出现“栽头”现象。机械性能测试及牵拉试验表明：新设计的探头机构具有良好的姿态稳定性、耐磨性及抗震颤能力，极限压缩尺寸为30 mm，适用于小口径检测器或径向空间有限的设备。通过将弹簧、探头臂等零件尺寸加长，该探头机构还能适用于大口径检测器，使用范围更为广泛。

中亚天然气管道站场ESD 系统分析与改进 [1-4]

刘锐　杨金威　陈玉霞　鲁义

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中亚天然气管道A\B\C 线分阶段设计与投产，站场ESD 系统在设计理念、控制逻辑上存在差异，ESD 系统控制逻辑不便于管理，容易引发误动作、故障停机等。为减少上述问题对生产的影响，以C 线哈国段CCS2 站为例，梳理了ESD 系统控制逻辑的现状，对ESD 系统因果逻辑的合理性进行探讨，并提出了改进意见，以期统一标准。分析结果表明：CCS2 站将ESD 系统分为4 级，ESD 系统存在过保护或欠保护问题，连锁保护因果逻辑不便于管理。总结了ESD 系统设计原则：压缩机厂房火灾报警、工艺区可燃气体泄漏或ESD 按钮触发时执行全站ESD；站场出站温度/ 压力高高报时执行压缩机区区域ESD；发电机厂房可燃气体泄漏或火灾报警时触发发电机区区域ESD；压缩机厂房可燃气体泄漏或ESD 按钮触发时执行压缩机单体ESD。

黄土区管道加筋干打垒护坡防护方法 [1-4]

王林　李亮亮　石云山　马宏伟　李巍　马霖

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油气管道大开挖施工方法对坡面环境和植被破坏严重，途经黄土斜坡的油气管道普遍受到管沟水土流失和坡面失稳的威胁。为提高黄土区管道坡面防护效果，以兰郑长成品油管道陕西段干线、庆阳支线为例，通过对黄土斜坡的病害分析，提出了三七灰土加草筋干打垒护坡方法：在坡脚设置护脚矮墙，坡面采用添加了草筋的夯实三七灰土，坡顶及平行于管道两侧布设排水沟。对35 处典型黄土区管道斜坡加筋干打垒的水工工程进行效能评价，结果表明：加筋干打垒护坡的使用寿命长，防护效果良好，具有较高的可行性、经济性及安全性。

磁力组合式管道带压堵漏器的研制与应用 [1-4]

闫杰　常征　孟烨　单会滨　刘鹏

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第三方破坏或打孔盗油气等行为，易造成输油气管道发生泄漏、爆炸事故，给管道运输企业带来了极大的风险。为提高大口径油气管道发生事故时的应急抢修效率，把损失降到最小，需研发一套适合大口径油气管道带压堵漏的设备。现有带压堵漏器抢修时存在体积过大、土方开挖量过多、焊接时间长、抢修效率低等缺陷。从带压堵漏器的结构改进、稀土永磁铁的选用与连接机构的设计3 方面进行研发，研制出的磁力组合式管道带压堵漏器将强力磁铁引入堵漏技术，适用于大口径管道的带压堵漏抢修，结构简单，体积小、重量轻，操作方便，可提高抢修效率，有效缩短抢修时间。

曹妃甸油田变径海底管道清管的可行性 [1-4]

郭庆丰

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为了对曹妃甸油田3 条变径海底混输管道实施清管，以其中井口平台WHPE 至井口平台WHPD 的海底管道为例，对其清管的可行性进行研究。研制了蝶片直板清管器，其蝶片密封盘具有较好的密封性、柔韧性及耐磨性，通过能力强，可以双向运动，能够适应于变径海底管道清管作业。通过模拟清管过程可知：曹妃甸油田变径海底管道清管是可行的，采用蝶片直板清管器可以较好地完成该管道的清管，清管平均速度为0.8 m/s，清管时间为5 990 s，清管过程中管道入口压力最大值为2.64 MPa，远小于管道入口设计压力与清管器承受压力。辨识出WHPE 至WHPD 变径海底管道清管的主要风险，并制定相应的解决措施，发现清管风险可控，且安全性较好。研究结果为变径海底管道的完整性管理与风险评价提供了指导。

长输管道清管系统应力与振动分析 [1-5]

马国光　李晓婷　李楚　颜凌宇　谷英杰　郑劲

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在长输管道的清管过程中，时常伴有段塞流产生，造成管系中含气率和压力的显著变化，导致管系在段塞流的作用下发生机械振动。依据ASME B31.8-2014《气体输送和分配管道系统》标准，运用CAESAR Ⅱ软件建立清管器管系的应力分析模型，并利用时程分析法分析段塞流对管系的冲击振动影响。应力分析结果表明：在持续载荷工况下管道一次应力满足要求，在动态载荷工况下管道二次应力满足要求，并得出管系在操作载荷工况下管口与支架的受力情况；对清管系统的振动分析表明：段塞流出现区域管系振动位移较大，在段塞流出现附近区域支架受力较大，且在持续载荷工况与动态载荷工况共同作用下，最大应力为54.338 MPa，满足应力校核要求。

天然气管网多状态可靠性及天然气市场满意度计算 [1-7]

艾慕阳

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天然气管网系统可靠性影响因素众多，运用极限状态条件下的可靠性计算方法不能满足实际需求，运用不同类型随机变量既可以开展天然气管网多状态条件下系统可靠性概率计算，也可以表示管网运行参数的变化。将管道生产运行参数变换为规范的独立随机变量，进而利用边缘分布函数简化管网可靠性概率计算。综合天然气管网供应能力和天然气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损失率相结合，形成供需双方满意度的计算方法，为天然气管网运行及市场经营决策提供了量化分析工具。

新型高效双子咪唑啉缓蚀剂的研制 [1-4]

杨江　贾帅　刘旋　尹成先　秦文龙

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常规咪唑啉缓蚀剂在腐蚀防护方面有很多应用，但缓蚀效果不佳，且存在使用浓度高，形成缓蚀膜持久性差等问题，为此研发了一种新型高效环保的双子咪唑啉缓蚀剂。双子咪唑啉由两个烃链与两个头基通过刚性基团相连形成。采用电化学线性极化测试对缓蚀剂抑制CO2 腐蚀的性能进行了分析，并通过腐蚀失重实验评价了缓蚀剂形成膜的稳定性。实验结果表明：新型双子咪唑啉缓蚀剂在较低浓度下效果更好，双子型咪唑啉与脂肪酸混合比常规缓蚀剂的成膜性更好，乳化倾向也低于常规的缓蚀剂；新型双子咪唑啉比常规咪唑啉的表面活性高很多，临界胶束浓度比常规咪唑啉低数倍；新型双子咪唑啉缓蚀剂及其复配产品用量小、效果好、对环境污染小。

陕京管道滑坡灾害预警标准的计算与分析 [1-6]

郭存杰　张来斌　陈喆　梁伟　郭晓燕

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为了研究陕京管道滑坡灾害监测预警技术，以管道地质灾害监测方法为理论依据，选取研究区内典型滑坡体作为研究对象，综合考虑地灾点的发育情况、典型性、对管道的威胁程度、设备的保存安全性等条件，设计监测方案，安装一体化专业监测设备，收集地灾点的降雨量、滑坡地表裂缝位移及深部位移等监测数据。分析监测数据发现：滑坡现阶段变形量很小，整体较稳定，不会因发生滑坡而威胁管道隧道安全。预警分析发现：无雨状态下，滑坡体最稳定，滑坡体最大位移最小。随着降雨量的增多，滑坡体稳定性下降，最大位移变大，体现在滑坡体上即裂缝增大。为得到一个预警的变形值，分别取3 种工况时的80％位移值作为预警标准值，分级确定了预警标准位移。

长输管道死口组对的计算模型与操作方法 [1-4]

叶丹

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长输管道维抢修换管作业通常会进行死口组对工作，不仅难度较大，且耗时较长。目前我国尚无针对不同管径的死口组对标准，解决死口组对问题通常凭借管工自身工作经验和传统操作方法，施工误差较大。为了提高长输管道死口组对效率和质量，对各类死口组对情况，尤其是管道异面情况下的组对进行了分析。通过对固定管口与中间短节组对的平面投影分析，给出了固定管口下料计算公式；运用空间解析几何方法，重点对中间短节的下料方法进行了分析，并通过数学建模和参数化方程，最终给出了死口组对中间短节的下料计算公式和操作方法。

基于应变准则的采空暗悬管道的安全性评价 [1-5]

夏梦莹　张宏

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管道穿越采空区时可能形成暗悬，长距离的暗悬会使管道产生较大的应力应变，严重时会造成管道拉断失效。基于非线性有限元法，建立了三维暗悬管道力学计算数值模型，采用基于应变的设计准则对采空暗悬管道进行安全性评价。模型考虑了管材、管土相互作用及几何大变形多重非线性因素，采用非线性土弹簧单元模拟管土作用，采用壳单元描述管道变形。分析了暗悬管道在不同工况下的应力应变响应，对比了采用基于应力与基于应变失效准则判断暗悬管道极限状态的差异。分析结果表明：基于应力的准则偏于保守；基于应变的准则能够更多地利用管材的塑性性能。研究成果可为管道的完整性管理与安全评价提供理论参考。

基于蚁群算法的油气集输管网井组优化 [1-5]

许继凯　刘刚　陈雷　徐睿妤

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为了合理确定油气集输管网结构布局，以井站间产量距离和为目标函数，以井站连接关系和计量站站址为优化变量，建立了井组优化模型。采用小窗口蚁群算法求解，将井站连接关系转化为路径选择，根据不同管段对应的产量、距离计算启发因子，以不同路径方案下的产量距离总和作为信息积累的评价指标，通过控制蚂蚁状态转移过程确保井式、集输半径、计量站处理量等约束条件，有效避免了不可行解的产生。实例计算结果表明：基于蚁群算法的优化结果在管网的产量距离和与管道总长度方面，相比已有的遗传算法优化结果均有所改进，有望为今后的油气集输管网优化设计提供技术支持。

基于经验公式的超临界CO₂ 饱和稠油黏度计算方法 [1-6]

熊钰　王冲

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针对超临界CO₂ 饱和稠油黏度计算精度不够，且涉及的繁杂的问题，基于经验公式建立模型。利用经验公式计算Lederer 公式中的各个参数，尤其对未给出计算方法的参数（超临界CO₂ 黏度μ s、

体积系数F o 以及脱气稠油高温高压下的黏度μ o）均给出了可靠的经验公式计算方法。模型只需输入标况下的稠油密度以及脱气稠油的黏温关系，设定温度、压力即可计算得到超临界CO2 饱和稠油后混合物的黏度。该模型程序简单，对于牛顿流体范围内的稠油-CO2 混合物系统黏度具有可靠的预测精度。

三轴高清漏磁检测技术与管道本质安全 [1-5]

冯庆善　张海亮　王春明　贾秋菊

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三轴高清漏磁检测技术成功解决了老管道的焊缝检测难题，但随着老管道的逐步退役，对于新管道是否需要三轴高清漏磁检测技术成为技术及管理人员较为关注的问题。通过对比三轴高清漏磁内检测与传统漏磁内检测的技术优势，重点探讨了老管道与新管道本体所面临的主要风险以及对于三轴高清漏磁检测的需求。提出应该进一步加强三轴高清漏磁内检测技术的研究与应用，以期能够更加精确地检测管道缺陷，为管道后续的完整性评价提供可靠的数据参考，确保管道本质安全，对管道运营者的管理决策具有重要意义。

基于FMEA/FEM 的压缩机可靠性分析方法 [1-8]

郭晓燕　张来斌　梁伟　冯桓榰

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针对新型国产化设备历史数据匮乏的问题，提出一种基于同类型设备历史数据的FMEA/FEM 的综合可靠性分析方法。该方法首先运用失效模式与影响分析（FMEA）确定同类型压缩机的易故障部位，并以此结果为依据，运用有限元法（FEM）定量计算其可靠度。对于可靠度不满足工程需求的部件，提出了优化设计方案。为验证方法的有效性，以某国产化压缩机为例进行分析，结果表明：长期服役是导致设备故障失效的主要原因，通过提高材料属性、优化部件尺寸等方案可以使部件的可靠度达到99％以上，从而为国产化压缩机的设计和优化提供参考依据。

芳纶纤维复合材料修补缺陷管道的仿真分析 [1-6]

邹海翔　马廷霞　谢娜娜　刘维洋　吕亚峰

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芳纶纤维复合材料是一种可用于缺陷管道补强修复的新型多维复合材料，现场一般采用多层环向缠绕的方式对管道进行修复。使用ABAQUS 软件对缺陷管道在芳纶纤维复合材料补强前后进行仿真分析，并研究修复厚度、内压、缺陷深度对修复效果的影响。结果表明：芳纶纤维复合材料能够修复圆坑和曲面缺陷管道，恢复缺陷管道的承压能力；通过增加芳纶纤维复合材料补强层的厚度，能够降低缺陷管道的环向应力，且随着修复厚度的增加，环向应力减小的趋势变小；当修复管道缺陷处Mises 等效应力小于屈服强度时，内压越小，补强效果越好。

压缩机干气密封滤芯性能检测装置设计及应用 [1-6]

常程　姬忠礼　刘传斌　赵峰霆

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针对国内缺少滤芯高压性能测试装置的现状，设计了压缩机干气密封滤芯性能检测装置，并利用该装置在实际高压运行工况下对干气密封滤芯性能进行评价，并分析压缩机干气密封系统气源内颗粒物粒径及浓度情况。结果表明：实验室与现场条件下，相同滤芯的初始压降曲线有较大差别，在现场条件下，滤芯压降曲线呈抛物线形式；测试期间，干气密封系统气源内颗粒物粒径范围为0.3～2.0 μm，状态浓度范围为0.01～0.03 mg/m3，气质情况符合干气密封系统进气要求；检测的国产滤芯可在高压工况下正常工作，测试结果可为滤芯设计和国产化工作提供数据支持。

长输管道完整性管理物联网应用架构初探 [1-5]

杨宝龙　周利剑　刘军　贾韶辉　周永涛　董秦

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近年来，随着长输管道完整性管理与信息化技术的推广，国内主要长输管道基本实现了企业级信息化应用，大幅提升了管道安全的综合管控能力，但由于受人员素质、环境条件等诸多因素的影响，数据获取的及时性、完整性及准确性仍存在较大的提升空间。通过研究国内外物联网技术在长输管道运营阶段的应用，结合中国石油现有管道完整性管理系统（PIS）应用架构与业务现状，提出了长输管道物联网的应用架构并进行了整合，不仅可以解决管道运营管理过程中基础数据和业务数据采集的及时性、准确性及完整性的难题，而且可以实现管道完整性管理的智能化、精准化，从而提升长输管道运行的安全性和经济效益。

天然气水合物生长及堵管规律研究进展 [1-11]

阮超宇　史博会　丁麟　吕晓方　黄启玉　宫敬　张静楠

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为了保障混输管道管输介质的安全、稳定流动，调研了国内外关于水合物的研究成果，分析了水合物堵管试验结论，系统总结了混输管道天然气水合物形成、生长及堵管的研究进展。结果表明：水合物的形成并非达到热力学形成条件后瞬间完成的，其在相界面处开始形成、生长和发展；动力学、传质及传热是水合物生长的关键因素；水合物的堵管过程分为形成、聚集及堵管3 个阶段。单纯依赖水合物热力学相平衡研究不足以描述水合物结晶与生长过程的多阶段性，研究水合物的生成机理需要从热力学和动力学两方面开展，以期能够对水合物的形成机理和管道堵塞规律有更深入的认识、更精确的预测。

基于SARM 的管道声波信号降噪方法 [1-4]

卢文青　张来斌　梁伟

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天然气管道声波信号中的噪声容易干扰管道泄漏识别检测，为此提出了一种均值近似值移除方法（Small Approximations Removal by Means，SARM）去除声波信号中的噪声。SARM 以低

频小波重构系数为信号均值线，继承了小波分析（Wavelet Analysis，WA）良好的时频分辨特点，将信号均值线附近的小波动去除，使曲线光滑的同时又很好地保留信号突变特征，获得良好的降噪效果。实例分析表明：相比小波包（Wavelet Packet，WP）、WA 和奇异值分解（Singular ValueDecomposition，SVD）方法，SARM 具有更好的降噪效果，为天然气管道的泄漏检测与定位提供了一定的技术支持。

华中成品油管网SCADA 系统的二次开发与应用 [1-7]

邱东　张贺　赵勇　解世伟

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为了弥补华中区域调控中心现有SCADA 系统的不足，提高管道运行安全性和调度员工作效率，结合华中成品油管网的实际情况，利用Excel VBA 编程开发了集混油界面跟踪、语音预警、图形动画显示和批次计算等功能于一身的调度辅助软件，给出了流程图和算法，介绍了软件的主要功能特点。通过实际应用效果与现场数据对比展开分析，混油界面跟踪的精度主要受沿线温度、压力以及混油接收与混掺影响，并提出了改进方向和方法。

天然气管道燃驱压缩机组可靠性分析 [1-4]

李柏松　张丽稳　杨喜良　董学刚　黄恩涛　李晓明　魏晓云

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天然气管道燃驱压缩机组具有子系统多、控制系统复杂、故障频率较高、不易维护的特点，燃驱压缩机组失效将直接影响输气管道的可靠性和站场的安全性。建立了可靠度、故障率、平均无故障时间、修复率、平均维修时间等指标的燃驱压缩机组可靠性指标，对西一线、西二线等管道的14 个站场36 套燃驱压缩机组2012-2014 年运行和停机数据进行可靠性指标计算与分析，给出了机组的可靠度函数。结果表明：当天然气管道燃驱压缩机组投入运行3 年后，故障率、平均修复时间及修复率较为稳定，故障发生情况具备较明显的浴盆曲线特征，研究成果为机组的安全可靠运行和科学维修提供参考。

国内外储罐泄漏检测技术现状 [1-5]

马伟平　蔡亮　王禹钦　潘腾

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我国普遍存在储罐超期服役问题，储罐泄漏风险大。应用先进的储罐泄漏检测技术，在储罐泄漏初期采取处置措施，有助于提高储罐设施安全性和可靠性。分析了目前国内广泛应用的储罐泄漏检测方法的优缺点，包括常规的人工检尺方法、新发展的储罐基础钻孔检测方法和双层罐底板泄漏检测方法，以及适用于停运储罐的开罐检测方法。介绍了美国储罐泄漏检测的技术标准、先进经验和推荐做法，包括漏油感应电缆、电阻探漏法、储罐泄漏初期处置措施以及储罐泄漏定量风险评价等。最后，提出了选择适宜储罐泄漏检测技术的建议，以及借鉴美国标准完善国内储罐泄漏检测技术的建议。

油气管道巡线质量评价指标及建模 [1-4]

霍拥军

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为了更好地做好油气管道安全防护工作，对影响油气管道巡线质量的因素加以分析，针对这些影响因素建立巡线质量评价体系，得出巡线质量综合评价指标，包括：巡线路由匹配率、每日巡线总时间、巡线平均速度、巡线时间偏差率、重点部位巡检率、盲区巡检率和人工抽检报告率等。通过对巡线质量管理系统进行建模设计，并以扬子输油站某巡线工为例，证明该管理系统可以有效地为管理者提供数据支持，进而优化管道管理。

输油管道超设计压力运行的几个关键问题研究 [1-5]

杨锋平　周秀红　崔祥　张杰　惠文颖　高继江

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为保证输油管道超设计压力运行的安全，针对钢管力学性能、管道临界缺陷尺寸、环焊缝质量验证等3 个影响管道承压的重要因素，在管道沿程压力计算基础上，开展了管材小试样屈服强度统计与试验、钢管实物屈服强度与小试样屈服强度差异性分析、管道临界缺陷尺寸计算与内检测精度分析、环焊缝性能验证方案的研究。研究表明：钢管实物屈服强度与管材最小要求屈服强度之比即为最大运行压力与设计压力之比；由于压力升高，管道运行时允许的缺陷尺寸减小，其中大于临界尺寸的缺陷应保证被现有管道内检测器发现，否则应降低运行压力从而增大临界缺陷尺寸值；超设计压力运行前，应进行一次相应强度的现场试压，排除环焊缝异常。

强地面运动作用下油气管道的灾情展布 [1-5]

刘军　刘爱文　谭明　孙甲宁　胡伟华　宋立军

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为了在震后快速估计强地面运动作用下油气管道灾情展布，利用ShakeMap 技术得到油气管道沿线的加速度峰值和速度峰值空间展布情况，并根据地震动、工作压力等条件判定震区的油气管道的破坏状态，判别管道破坏的可能后果，并根据震区人口密度和管道重要性确定管道的地震灾情展布，实现了震后对震区油气管道灾情的快速评估，最后以2015 年7 月3 日皮山6.5 级地震为例，结合ShakeMap_CNST 系统计算的地震动参数，快速估计震区油气管道的破坏状态和灾情展布，管道的破坏状态主要是轻微破坏和基本完好，管道的轻微破坏主要出现在Ⅷ度区。结果表明，研究方法能较客观的反映震区油气管道的灾情展布特征，具有良好的应用价值。

基于物联网技术的油田输油管道监控系统设计 [1-4]

于继武　邢远秀

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为解决油田输油管道流量数据不能共享和漏油报警不能多点在线监控等问题，设计了一个基于物联网技术和GSM 信息传输技术的智能油田输油管道监控系统。系统基于物联网的3 层架构，由流量采集装置、GSM 无线传输装置、石油流量数据（Oil Flow Data，OFD）服务器和后台流量管理子系统4 个模块组成，介绍了各个模块的功能和互联方案。系统利用流量服务器实现数据共享，采用自定义通信协议对流量数据和报警信息进行编码，提高数据传输的可靠性，并通过互联网络访问流量服务器来实现多点访问和在线监控问题。该系统将流量采集、存储和管理通过物联网技术有机结合，有效简化了系统的安装、操作，实现了油田多个监控点流量数据的共享和管道状态的实时在线监控。

管道完整性管理系统的权限控制设计 [1-4]

韩文超　高海康　刘亮　郭磊　徐杰

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管道完整性管理系统（Pipeline Integrity Management System，PIS）作为油气管道行业的企业级管理信息系统，承担着保障油气管道安全平稳运行的重要任务，因此提出一套安全可靠、易维护及易扩展的权限控制机制尤为重要。以PIS 实际业务的应用情况为出发点，总结、分析其需求特点，结合RBAC 基本思想，提出了一种适用于管道完整性管理系统的权限控制方法。通过权限逻辑配合业务逻辑、粗细粒度结合方式的原则，实现了PIS 中各种层级的权限控制。研究表明：该设计方法方便灵活、简单实用且扩展性强。通过PIS 的验证发现，该权限控制方法能够较好地满足基于B/S架构的具有复杂业务功能的企业级管理信息系统对权限控制的要求。

API 616-2011 标准更新及其在海上平台的适用性 [1-5]

吴尧增　王文祥　洪毅　朱莉娅

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在石油和天然气工业领域，API 616（Gas turbing for the petroleum, chemical, and gas industryservicess）是指导燃气轮机设计、采办的最主要标准。油气行业企业目前普遍都是在这个标准的基础上进行适当的修正，使其成为企业设计、采办的标准模板。历经13 年，API 616-2011 取代了使用多年的API 616-1998，新版标准增加了燃气轮机的适用机型，并在提高设计合理性、改善机组性能、提高机组质量等诸多方面提出了新的要求和做法，整体上改进了机组设计的安全性及可靠性。对API 616 新旧标准的主要差异进行了分析，并结合海上采油平台燃气轮机运用的实际环境和特点，分析新标准的适用性。主要采用对比法和归纳法，对比了影响设计、采办和运维的关键因素，如互换性适应性、安全及可靠性和性能要求等，得出了相应的适用性结论和建议。

原油蜡沉积规律及沉积物性质的径向差异 [1-6]

毕权　黄启玉　范开峰

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为了科学解决thick oil 管道的蜡沉积问题，使用设有测试段和参比段的室内环道试验研究了油温、壁温、流速等因素对单相原油蜡沉积的影响，系统总结了含蜡原油蜡沉积规律。通过特殊手段将沉积物从管中心至管壁分为5 层，运用显微观察、差示扫描量热仪法及高温气相色谱法，分析了沉积物性质的径向分布差异，包括不同层位沉积物的含蜡量、时析蜡量及碳数分布的差异。结果表明：越靠近管壁，沉积物的含蜡量越大，其大碳数分子的质量分数越大；相反，越靠近管流的沉积物，其含蜡量越小，大碳数分子的质量分数越小。大于临界碳数的分子随着蜡沉积的进行会向管壁扩散并析出，小于临界碳数的分子向沉积层表面反扩散，临界碳数随油品性质及沉积条件的不同而不同。研究结果对于深入研究蜡沉积机理，进而提出更加精确的蜡沉积预测模型具有指导意义。

天然气管道压缩机组控制系统应用现状 [1-5]

刘超　赵洪亮　李刚

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天然气管道压缩机组及其控制系统的建设、投产时期不同，时间跨度大，设备规格型号多，各控制系统架构不一样，通过总ControlLogix 控制系统、MARK VIe 控制系统、S7 系列控制系统等各型号压缩机组控制系统在实际生产中的应用情况，对故障类别进行了统计和对比分析。对硬件与备品备件、软件与程序、核心技术等控制系统发展中的关键问题提出了解决方法：①做好备品备件管理工作；②开展专项研究和控制优化程序；③进行自主改造和国产化。探讨了掌握压缩机组控制系统关键技术的途径，最终确保压缩机组的稳定运行，实现天然气的平稳高效输送。

苏里格气田边远井回收工艺方案与投资决策分析 [1-5]

岑康　李承函　李薇　吴永春　吴杰　吴晓南

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基于苏里格气田低成本开发战略要求，为充分挖潜增效，通过工艺方案比选，提出了适用于苏里格气田边远井低成本回收工艺方案，并采用现金流量法对其进行了投资决策分析。结果表明：苏里格气田边远井在初期高压产气阶段可采用 CNG 槽车灌装回收方式，在中低压生产阶段则采用压缩机增压回收工艺方案；边远井回收项目回收期短，经济效益好，投资风险低；销售价格、日产量、经营成本、建设投资是影响项目盈利能力的主要因素，其中销售价格对项目盈利最为敏感，日产量次之；若能争取到优惠政策实现回收气直接作为 CNG 商品气外售，项目经济效益将会更加显著。

成品油一次物流优化研究进展 [1-8]

陆争光　高鹏

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目前，我国成品油一次物流优化研究处于起步阶段，优化空间较大。基于我国的成品油一次物流优化体系，从成品油一次物流相关的优化数学模型与应用、目标函数及求解方法方面，系统分析了国内外成品油一次物流优化研究的发展现状，提出符合我国国情的成品油一次物流优化基础框架和进一步研究方向。研究结果表明：成品油一次物流优化数学模型的研究趋势和应用主要集中在确定性混合整数规划、不确定性随机规划两方面，前者从单一调运方式向多调运方式、单产品向多产品、单周期向多周期发展，后者从离散变量向概率密度连续变量、单因素不确定向多因素不确定、单一情景向多情景不断改进；物流成本最低函数（CM）、产运销整体利润最大函数（PM）是目前研究或实际应用中最常采用的优化目标函数；模型求解方法已经比较成熟，二次开发或完全自主开发符合我国国情的物流优化应用软件迫在眉睫。

机坪加油管网设计中加油栓井可选域的确定 [1-6]

江国业　刘芬

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机坪加油管网系统是飞机加油作业的重要设施，而加油栓井的布局规划和运行管理是否科学、经济、实用，则直接影响加油系统的安全和高效运行。基于此，收集整理了布置加油栓井时需要遵循的相关规范和安全准则，结合新型低高度管道加油车的结构特点，绘制了加油车地井胶管伸展域渐开线并初步确定了加油栓井可选域。利用 CAD 设计法对单一机型机位和多机型机位的加油栓井可选域进行了研究，综合考虑加油员的劳动强度及现场定位的便捷性，依据飞机外形参数推测了能够共用机位上加油栓井的机型和需要单独设置机位的机型，同时给出了各类机位上加油栓井可选域的确定方法和量化模型，为新建和扩建机场停机坪的加油栓井布局及计算机辅助优化设计提供了依据。

管输含蜡原油沉积物的性质 [1-6]

范开峰　黄启玉　毕权　李男

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随着石油开发逐渐向深海发展，海底管道蜡沉积已成为石油工业面临的一个严峻的流动安全保障问题。采用室内环道装置进行了 2 组不同温度、不同流速条件下不同沉积时间的蜡沉积试验，分析了含蜡原油沉积物密度、含蜡量、碳数分布、屈服强度等性质的变化情况。结果表明：①沉积物质量随时间延长而增加，且在开始阶段增加较快，而后变缓，沉积厚度是油壁温度与油流冲刷共同作用的结果；②沉积物密度、含蜡量、屈服应力随时间延长而增大，且随着时间延长，沉积物中大于临界碳数（在蜡沉积过程中，大于某一碳数的蜡分子可以向沉积物内部扩散，而小于这一碳数的蜡分子则只能从沉积物内部向外扩散，这一碳数称为临界碳数）的蜡分子含量增加，而小于临界碳数的蜡分子含量减小；③油温越高，更多大碳数的蜡分子可以扩散到壁面并沉积下来，峰值蜡分子向大碳数方向移动。

CNG 常规站压缩机充气效率及能耗分析 [1-5]

周日峰　赵雯晴　张健中　许光

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为了提高压缩天然气（CNG）常规站压缩机的充气效率，研究了其开启压缩机直接给车载储气瓶充气模式下的启动条件及充气效果。通过 Hysys 软件构建了 CNG 常规站工艺流程计算模型，并根据加气站现场实际规模和运营环境设定计算模型的边界条件和初始条件，对 CNG 加气站工艺流程进行动态模拟，分别得到了加气站全天及高峰加气期间压缩机的能耗、运行时间、启动次数等数据，并提出了一个新的过程参数——单位能耗加气量，用以表征不同加气工况下压缩机的运行经济性。研究发现：开启压缩机直充模式下的压缩机充气效率较不开启直冲模式高；随着压缩机直充模式启动压力的提高，压缩机的单位能耗加气量和车瓶最低充满压力均会提高。

离心压缩机运行养护通用性软件的开发与应用 [1-5]

冯亮　李一为　李一宁

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压气站是天然气长输管道的核心部分，保证压缩机平稳运行并做好日常运行养护非常重要。基于离心压缩机特性曲线编写了离心压缩机运行养护软件 YSJ_YXYH，其分为性能测试与能耗测试两部分。该软件可模拟确定工况下压缩机运行参数，继而为压缩机运行工况调整给出参考意见；可模拟确定工况下压气站运行费用，进而得出压缩机在保证高效区运行条件下的最优能耗，实现对压缩机运行的养护。以国内某压气站的历史数据为例，对该软件的性能进行验证。分别使用 YSJ_YXYH 与 SPS 软件计算出固定工况下压缩机的运行参数与运行费用，并与实际运行值比较，结果显示： YSJ_YXYH 的计算结果更加接近实际运行值；利用 YSJ_YXYH 计算出了该压气站的最优能耗并确定该站压缩机效率处于高效区，其能耗明显优于实际能耗。结合上述结果给出的针对该压气站的实际运行建议，可为其压缩机安全平稳运行提供有效的技术保障。

基于特性曲线延拓处理压缩机组合方式 [1-5]

柳建军　刁洪涛　靳毅　康阳

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建立天然气管网稳态运行数学模型时，表述压缩机组合方式需要引入 0-1 整型变量，导致求解难度增大。为了解决此问题，基于样条函数的连续可导性，采用函数延拓的方法，将压缩机压头曲线光滑延拓到压缩机最大转速至零的区间上，将天然气管网稳态运行优化数学模型从混合整数非线性优化转换为连续非线性优化。研究表明：通过延拓压缩机特性曲线，在不影响压缩机组合方式物理意义的情况下，有效去除了优化模型中的整型变量，提供了一种降低天然气管网稳态运行优化数学模型求解难度的途径。

地下水封洞库施工期地下水监测系统与应用案例 [1-6]

朱华　徐佳　刘晓亮　牛庆明　张洪　黄兵　靳青森　张军

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为保证地下水封洞库优质建设和安全运营，结合水封洞库的储油原理和基本建设原则，通过对国内某大型地下水封洞库工程的实践经验分析，提出了库址区地下水监测水文观测孔布置的基本原则。通过对水位出现明显异常波动的两个水文观测孔采取的应对措施和处理效果进行分析，得出水封洞库建设期局部地下水出现异常的必然性，并给出了相应的处理方案，可为今后类似工程提供借鉴。

油气站场地基湿陷性的结构改良方法 [1-5]

朱彦鹏　高青云　袁中夏　杨鹏　谭东杰

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西部油气站场多建于湿陷性黄土地区，导致站场及阀室地基产生不同程度的湿陷，影响站场和阀室的正常安全运行。以标准砂，石灰，水泥，水玻璃作为改良材料，研究改良材料在不同配比条件及不同压实系数下黄土的湿陷性大小。结果表明：改良黄土均能较大程度地降低黄土的湿陷性，在一定的压实系数条件下，黄土湿陷性基本消除，可以满足安全需要。从改良效果来看，水玻璃改良效果最好，石灰及水泥次之，标准砂最差。

管内封堵器不同封堵状态的流场分析 [1-6]

赵弘　胡浩然

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为保证封堵器能够安全平稳地进行封堵作业，减少管内受阻湍流引起的封堵器卡堵问题。利用 Fluent 软件，基于流体动力学模拟管内封堵器的不同封堵状态，分析得到了不同封堵状态下封堵器周围流场的变化规律及受力情况。比较简化模型与实际模型模拟结果的差异，分析支撑轮的外形轮廓对流场的影响。结果表明：管内封堵器上游压力剧增，流动较平稳，下游产生湍流并伴随着不同尺度的漩涡。研究结果对封堵器的外形设计和封堵作业的安全具有一定的指导意义。

断层作用下埋地管道应变分析方法研究进展 [1-9]

刘啸奔　张宏　李勐　郑伟　吴锴

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断层是埋地管道在强震区的主要威胁，管道在断层作用下将产生较大的拉压应变而失效。通过调研国内外断层作用下埋地管道应变分析的相关研究，分别从解析分析、数值模拟、试验研究3 个方面论述了国内外在该方面的研究进展，尤其是近年来国外在试验研究方面的突破。通过对比分析评述了目前的研究趋势，指出了国内外对于断层作用下管道应变分析研究的差距。结合工程实际需求，提出了断层作用下管道应变研究方法的不足和今后的发展方向。

复合油品减阻剂初步合成及性能测试 [1-5]

代晓东　郭旭　李国平　穆承广　李荣光　张巍

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为解决高分子聚合物类油品减阻剂存在的抗剪切性能差的问题，将纳米粒子与聚合物减阻剂进行复合，采用硅烷偶联剂对无机纳米粒子（SiO₂、蒙脱土、V₂O₅、CaCO₃、TiO₂）进行亲油改性，并分别将改性纳米粒子与自制的界面相容剂及聚α-烯烃复配制备了一类新型的复合油品减阻剂。环道减阻测试实验结果表明：含有纳米 SiO2 和纳米蒙脱土的减阻剂的抗剪切效果最佳，所制备的复合油品减阻剂不仅抗剪切性能提高了约 200％，而且减阻增输性能也有相应的提高。

碳酸盐岩油气藏地面工程管控难点及对策 [1-4]

朱力挥　罗东坤

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碳酸盐岩具有成藏规律复杂、开发规模大、高产但不稳产的特点，因此碳酸盐岩油气藏地面工程项目管控面临巨大困难与挑战：在产量不确定的情况下，由于地质条件多变，产建规模不配套；在快速上产的压力下，难以合规、高效地开展工程建设。基于此，运用系统管理、风险管理及项目管理等理论与方法，并结合碳酸盐岩油气田公司的管理模式，提出了加强碳酸盐岩油气藏地面工程项目管控的解决措施：归纳识别影响项目建设程序的影响因素，建立勘探、开发、建设一体化的项目组织体系。塔里木油田塔中地面工程项目建设实例应用结果表明：一体化模式和项目管理方式的联合运用，大大提高了碳酸盐岩油气藏地面工程建设项目决策的科学性和建设效率。

轴流式止回阀设计有限元分析 [1-5]

王飞　李世杰　汪开雄　康鸿　肖连　赵云　杜华东

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轴流式止回阀作为防回流关键设备在设计过程中多采用理论公式进行强度校核和密封分析，但对于内腔结构复杂的零件，该方法不能建立有效的理论力学模型。有限元计算方法采用有限元分析软件，通过建立阀门三维模型，进行约束和加载等模拟分析，输出阀门中结构复杂零件在壳体试验压力和使用压力下的应力、变形及密封面比压的结果，根据 ASME 压力容器的建造规则，对阀门关键零件设计的合理性和密封结构的可靠性进行评价，可以准确、直观地量化显示各部件的应力、变形和密封比压分布情况。

输气管道干线强度设计原则 [1-5]

闫锋　欧阳欣　王鹏宇　刁宇　聂超飞　王玉彬　张静楠　高昆

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大口径、高压力天然气管道壁厚的选取，不仅会影响管道的安全运行，而且与管道工程建设投资直接相关。通过对 GB 50251-2015、ASME B31.8-2007、ГОСТР 55989-2014、ISO13623-2009、CSA Z662-11-2011等国内外常用输气管道干线直管段强度设计标准的相关内容进行对比，分析了各标准的设计理念、适用范围及技术优势，特别是针对管线钢随着等级提高而呈现屈强比增大的特点，比较分析了各标准对于管道壁厚设计结果的差异。随着大口径、高压力管道技术的发展，基于材料抗拉极限壁厚设计原则的俄罗斯标准更能反映出高钢级管线钢材料的特性变化。

加油站埋地油罐清洗用旋转喷头的结构设计 [1-6]

石熠　陈家庆　孔祥功　潘泽昊　方相久

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针对目前国内加油站埋地油罐机械清洗用旋转喷头基本依赖国外进口的现状，在参考借鉴国外相关产品技术参数的基础上，研制开发了一种旋转喷头试验样机。对其本体内部叶轮、行星齿轮减速器和喷嘴等关键部件进行了设计计算，通过输出轴和啮合锥齿轮的转动分别实现了喷嘴的公转和自转运动，借助 Pro/E 软件对旋转喷头进行了虚拟装配和运动仿真，模拟得到喷嘴出口处任意一点的运动轨迹均为空间球形包络面。样机运行试验结果表明：当旋转喷头入口水流压力为 1.0 MPa时，喷嘴喷射半径可达 5~6 m，验证了旋转喷头结构设计的可行性和合理性。

清管站进出站管道应力分析与设计优化——以中亚天然气管道为例 [1-5]

许靖宇　邵国亮　康惠珊　郝翰　毕建伟

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为了确保大口径高压力的进出站管道在不设置锚固墩的情况下依然能安全运行，从管道柔性布局和应力分析着手，基于中亚天然气管道实例，综合考虑管道应力、位移、受力及施工等影响因素，对清管站场进出站管道的设计方案进行研究。通过管道应力分析软件 Caesar Ⅱ，分别对锚固墩安装方案和管道柔性安装方案进行模拟计算和分析。结果表明：大口径高压力的干线管道，若采用锚固墩的传统安装方式，锚固墩受到的管道推力的理论计算值达到上千吨，这使得锚固墩尺寸巨大，投资较高，同时无法消除的巨大推力将永远保留在管道和锚固墩之间，对管道运行产生安全隐患；若采用柔性安装方式，通过曲率半径较大的清管弯头的移动和变形，就能够大大降低推力，减少投资，在不设置锚固墩的情况下，保证管道在全寿命周期内安全运行。

海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响 [1-9]

霍成索　石一丁　林影炼

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为研究海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响，应用三维 CFD 模拟软件 KFX，以瞬态泄漏速率为输入，考虑气体在海面的释放面与平台的相对位置以及风向和风速的影响，对管道泄漏气体到达海面后引发火灾的发展过程及后果进行模拟。结果表明：对于海底管道在 189 m 水深发生的断裂泄漏，当气体在海面的释放面位于平台下方时，火灾对平台的影响很大，安全设施易受破坏，平台人员逃生面临较大困难，且发生事故升级的可能性较大。当气体在海面的释放面远离平台时，计算得到了不同风速条件下火灾最大水平影响距离。根据分析结果，针对海底管道泄漏事故，在事故确认、报警、救逃生和安全设计等方面提出了风险管理和应急准备建议。

CO₂ 输送、液化与储存方案流程 HYSYS 模拟及优化 [1-6]

汪蝶　张引弟　杨建平　伍丽娟

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常见两种 CO2 液化工艺（即低温低压液化工艺和常温高压液化工艺）存在对存储设备耐低温和耐高压性能要求高的缺点，为了找到经济合理的 CO2 输送方式，通过 HYSYS 软件对几种管输流程进行模拟比较，对液化流程进行改进，探讨一种对温度和压力要求相对较低的液化流程。结果表明：在气相、一般液相、密相、超临界 4 种状态输送方式中，密相输送相比运用较广泛的超临界输送具有一定的优越性；改进后的液化方式不仅适用于密相输送，而且克服了低温低压液化和常温高压液化的缺点，能耗相对较小，对储罐的性能要求相对较低，在存储方面具有安全、经济的特点；同时，改进后液化CO 易于存储，为解决目前 CO 储罐设计难题提供一定参考。

粒子群算法在联合站优化中的应用 [1-5]

寇杰　孙思聪　李云

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联合站实际运行过程中常存在能耗及运行费用过高的问题，需对其进行优化。建立了以年最低运行费用为目标的优化函数，并提出采用改进的粒子群算法（PSO）获得最优相关温度、压力及加药浓度等决策变量，从而在一定程度上达到降低联合站运行费用的目的。通过该优化方法在胜利油田某联合站的应用，对比实际运行费用及标准遗传算法的优化结果，结果表明：使用该方法对运行参数的优化，可以提高联合站的能量利用率，从而达到节能降耗的目的，并产生一定的经济效益，对实际生产具有一定的指导意义。

哈萨克斯坦与中国防雷规范的差异对比 [1-5]

史伟

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通过对比哈萨克斯坦 СН РК 2.04-29-2005 《建筑物及其设施雷击防护设备说明》与我国GB 50057 － 2010 《建筑物防雷设计规范》，得出了两国设计规范在指导思想、建筑物防雷要求分类、雷电防护措施及材质等方面的差异。在指导思想方面，哈国规范以传统 IEC 61024 和法国 NFC17为基础编制，中国规范则以 IEC 62305 为基础编制。在建筑物防雷要求分类方面，两国的确定方法基本相同，但是在取值计算方面，我国规范的数值较为严格。在雷电防护措施及材质方面，哈国在接闪器的形式选择和布置方面更倾向于在油气站场采用独立接闪杆进行防护，而在防雷接地材料规格的选择上普遍低于我国标准。对于这个差别，在控制工程投资时应当引起注意。

甲烷 - 乙烷超声速流动液化过程的数值模拟 [1-6]

曹学文　王迪　杨文

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为推广超声速旋流分离技术在天然气液化领域的应用，对甲烷-乙烷双组分在 Laval 喷管中超声速流动液化过程进行了理论研究与数值模拟。运用流体力学计算软件 Fluent，结合流动控制方程，分析了入口温度、入口压力、背压及组分对双组分液化过程的影响。研究结果表明：适当降低入口温度或提高入口压力，将使甲烷-乙烷双组分临界液化温度和压力降低，且停留在气液两相区和液相区的范围增大，促进双组分的液化；当温度升高至 330 K 时，双组分处于液化的临界状态，但继续升高温度，将不能发生液化；背压升高至 20％将会导致喷管内产生激波，激波的出现使得喷管内的温度、压力突变，破坏了稳定的液化环境，不利于液化过程的顺利进行；甲烷含量越高，发生液化时所需温度和压力越低，液化区域范围越小，越难发生液化。

储油罐底板机器人在线检测技术的适应性 [1-5]

康叶伟　崔琳　孙万磊　左莉　徐华天

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针对机器人技术在储油罐底板缺陷在线定量检测中的应用，详细介绍了其检测原理，并结合我国储油罐的结构特点，从技术的经济性、安全性、检测条件要求、检测结果的可靠性、储罐结构的影响等方面分析了该技术在我国发展的适应性。分析表明：储罐内部结构是影响机器人技术应用的重要因素，虽然机器人无法检测含复杂加热器的原油储罐，但仍旧适用于大多数储罐。除此之外，该技术具有可靠、高度的特点，其他指标亦优势明显，适用于我国的储罐安全维护，发展适应性强。

管道燃气轮机维修国产化现状及展望 [1-5]

常维纯　李刚　董学刚

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为了提高维修技术和零部件采购的国产化水平，实现燃气轮机维修业务可持续发展，梳理了分解和装配、零部件清理、检测、焊接、精加工、涂层和试车等燃气轮机的主要维修技术，论述了国外先进维修技术的研究进展。参考重型燃气轮机和航空发动机所采用的维修模式和国产化水平，针对中国石油燃气轮机维修国产化现状，提出吸取重型燃气轮机和航空发动机技术引进的经验，遵循“从冷至热、从外至内” 的原则，按照零部件维修率或报废率从高到低的顺序，分层次开展两型燃气轮机维修技术和零部件的国产化。最后，结合国家和地方政策对燃气轮机的维修国产化进行了展望。

基于管道完整性管理的管道巡检闭环平台的设计 [1-4]

刘亮　高海康　徐杰　王梓力　韩文超　欧新伟　张展

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管道巡检是保障管道安全运行的重要环节，通过将管道完整性管理与管道巡检业务结合，能够使长输油气管道巡检的管理更加科学、规范，促进管道巡检管理的系统化、精细化及数字化。采用GPS、GIS、 GPRS 等技术，并结合完整性管理方法建立管道巡检闭环平台，实现管道巡检计划与任务的动态下发，通过提前设定的关键点范围与巡检轨迹自动匹配，实时更新巡检完成情况，同时提供巡检结果的实时查询、分析及考核。管道巡检闭环平台为管道巡检的监督、考核及历史记录管理提供有力的支撑，有效地提升管道完整性管理水平，可为管道规划、工程立项、计划投资提供可靠依据，进而优化资金配置，显著提高管道运营的经济效益。

管道完整性数据库优化策略 [1-4]

高海康　刘亮　郭磊　韩文超　徐杰

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随着管道完整性管理系统不断推广应用，系统的数据量和用户访问量与日剧增，数据库性能已逐渐成为制约系统性能提升的瓶颈之一。为了提高管道完整性管理系统的性能，缩短系统反应时间，节省网络带宽资源，针对管道完整性管理系统并发性强、数据量大、业务逻辑复杂的特点，提出了一套基于索引、高效 SQL、存储过程算法、物化视图的数据库优化策略。实际应用效果表明：管道完整性数据库优化策略使系统运行效率平均提升 60％，为中国石油管道完整性管理的数据维护与管理提供了有效的技术保障。

RMG 530 调压阀阀套修复与制造国产化 [1-6]

尤泽广　李玉坤　张贵赞　许立伟

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为了实现进口设备RMG 530 调压阀关键配件阀套的修复与制造国产化。通过阀套失效形式分析，探究阀套磨损机理。采用金相组织观察、 XRD 衍射、红外透射等实验方法，分析基体、耐磨层以及修复阀套密封层材料的化学成分和化合物组成，并确定了材料型号。研究发现：调压阀涂层的脱落是导致阀套失效的重要原因，阀套基体材料为 20Mn2V，修复阀套密封层材料为环氧树脂。在此基础上绘制国产配件图纸，确定配件加工精度、优选修复与加工工艺，完成 RMG 530 调压阀阀套磨损修复本土化和阀套备件制造国产化。

管道 CCl₃F 水合物浆流动特性的数值模拟 [1-5]

魏丁　王武昌　李玉星　赵鹏飞　宋光春

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为了研究 CCl₃F （R11）水合物浆在水平管内的流动特性，建立了 CFD/Fluent 数值模型。对比模拟得到的压降与实验压降可见，相对误差均在 20％以内，表明该模型可行。通过模拟分析管内水合物颗粒流动特性发现，控制流速可以有效防止水合物阻塞。同时，深入模拟研究了 R11 水合物颗粒在管内流动的沉积特性，结果表明：流速对 R11 水合物的沉积特性影响较大，当平均流速达到一定值时，水合物颗粒体积分数对其沉积特性影响不大，将该流速视为管道安全运行的最小流速。通过分析水合物浆的其他关键参数（颗粒密度、颗粒粒径、管径对管道安全运行最小流速的影响，得出水合物颗粒粒径对管道安全运行最小流速的影响较大，水合物颗粒密度及管径）对管道安全运行最小流速的影响较小。因此，水合物浆最小安全运行流速为0.5~1 m/s。

国际贸易中油品进货损耗主要影响因素及控制 [1-5]

俞刚良

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针对国际贸易中油品采购或转仓进货产生油品损耗，加之国际石油贸易中国家（地区）间的诚信程度、计量交接方式、计量单位、硬件条件、计量标准解释和执行上的差异等问题导致。剖析了当前国际贸易中，在发货港装油、油船运输、卸货港卸油 3 个环节中影响油气品进货损耗的主要因素，包括发货环节的发油密度、温度、体积；油轮运输环节的船容积表、油轮计量和海面波动等；卸油环节的岸罐油品密度、收油体积、收油温度。提出了从源头上控制损耗的措施。运用上述方法可加强进货环节的损耗控制，对于保障企业的经济利益具有现实意义。

酸性高含盐油田管道内腐蚀失效控制及材料选择 [1-7]

樊学华　陆学同　谢成　张博　陈丽娟　王元春

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随着国际酸性高含盐油田（pH₂S≥0.3 kPa，总含盐量超过10 000 mg/L或Cl- 含量大于6 000 mg/L）的开发，其服役工况更加严峻，对管道材料的选择提出了更高的要求。根据酸性高含盐油田的内腐蚀失效分析，认为主要的失效形式是点蚀和开裂。基于国内外标准和国际石油公司标准（NACE、SHELL、 ADCO、 TOTAL、 IPS 等）的规定，归纳了内腐蚀失效的控制措施。总结了酸性高含盐油气田管道材料的选择原则（即基于开裂失效和腐蚀失效风险的选材原则）和基于腐蚀失效的两种材料选择考虑（服役期内碳钢的腐蚀量和腐蚀介质），并且明确了抗酸碳钢选用的基本流程和耐蚀合金的适用边界，为酸性高含盐油气田管道材料的选择提供了参考和依据。

油气管道水合物解堵工艺及存在问题 [1-5]

宋光春　李玉星　王武昌　赵鹏飞　姜凯　魏丁　叶晓

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为了保障深水和超深水海底油气管道输送介质的流动安全，对现有水合物解堵工艺进行评述研究。分析了管内水合物的形成、堵塞过程及水合物的分解机理，探讨了各种解堵工艺的特点、适用条件以及在工程实际中的应用现状。针对各种解堵工艺存在的安全问题，分析了其产生原因及危害，并提出了相应的解决方案。结果表明：堵塞块位置、长度的确定与对管道压力、温度的控制是安全、高效地实现管道水合物解堵的关键。

长输管道时空序列数据分析 [1-5]

贾韶辉　周利剑　张新建

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随着我国长输管道里程不断增加，管道数据呈几何级数增长，挖掘管道数据在空间和时间上的分布规律，从而有针对性地采取预防措施，对管道安全运营具有非常重要的意义。以管道第三方施工和管道水工保护工程为例，基于管道完整性管理系统积累的大量数据，采用频谱分析技术与GIS 技术，分析得出了我国长输管道在空间和时间上的分布规律：采用 GIS 技术分析其空间分布特性，得出第三方施工发生频次最高区域分布在银川、深圳、连云港、南京及无锡，同时对第三方施工数据进行傅里叶变换得出其在时间上具有明显的周期性或拟周期性；采用 GIS 技术分析得出水工保护工程密度最高主要分布在忠县、萍乡，同时对各管道水工保护工程数据进行傅里叶变换得出其在时间上不具有明显的周期性。最后，指出采用非线性方法是长输管道时空序列数据分析的发展方向。

盐穴储气库注水站整体造腔参数优化 [1-5]

耿凌俊　李淑平　吴斌　刘春　刘继芹　王元刚　何俊　王英杰

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针对盐穴储气库水溶建腔的优化问题，综合考虑水溶建腔过程涉及的诸多因素，结合非线性规划理论和水溶建腔的生产实际，建立了多井造腔工艺参数优化数学模型，计算得到最大造腔量和最经济节能两种多井造腔工艺参数优化方案。研究表明：节约能耗不仅需要降低回罐量，而且需要保持卤水罐较低浓度；在淡水注入量一定的情况下，采用反循环的井越多，造腔量越大，配合高注入量可以显著增加造腔量，但卤水缓冲罐需维持较高浓度，能耗较大；较多地采用正循环，配合较低注入量，可以在满足淡水消耗量和卤水外输量要求下，减少回罐量，使卤水缓冲罐维持较低浓度，降低能耗。采用该模型，合理配置造腔井数并合理分配各井的循环模式、注入工质和注入量等参数，可以得到最优多井工艺参数配置方案，具有较好的指导意义。

基于 WebGIS 的管道完整性管理系统的设计与实现 [1-6]

徐杰　李洋　刘亮　郭磊　高海康　欧新伟　韩文超

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针对传统长输油气管道完整性管理中存在的数据不规范、数据关联困难、缺少 GIS 空间数据管理、分析处理效率难以适应当今管道安全管理等问题，为了提高其数据分析和信息集成的能力，利用 WebGIS 技术构建管道完整性管理系统，为管道完整性管理提供可视化基础。基于 WebGIS 的管道完整性管理系统以 GIS 作为平台开展风险识别、高后果区分析、巡检监控、应急方案设计等工作，其关键技术包括多源异构数据无缝聚合技术、云部署机制以及基于 SOA 地理信息服务架构技术。实例应用结果表明：基于 APDM 数据模型的管道完整性数据库，采用 B/S 网络结构开发应用系统，其 GIS 系统在管道完整性管理中强大的空间数据处理和分析能力，提高了管道完整性评价和决策支持的水平，为管道完整性管理提供了实用平台。

内检测数据管理云平台的设计与实现 [1-7]

任武　葛新东　周利剑　李振宇　王富祥

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管道内检测数据具有数据量大、结构复杂、来源多样、不易管理与利用的特点，为了充分实现管道内检测数据的价值，为管道完整性管理提供更加便捷、有效的决策支持，结合云环境技术，将分散闲置的计算存储资源用虚拟化技术集中管理起来，建立了一套涵盖内检测数据组织、存储、发布、管理、使用全流程的云平台。利用该平台可以对内检测数据进行便捷、安全、高效、持续的管理，并可根据数据量的增加对云资源池进行灵活扩展，满足计算存储需求，使得管道完整性管理可以不受时间、地点、客户端的限制，进行内检测数据的上传、检索、分析等操作。该平台可以减少硬件投入成本，节省大量人力、物力及时间，进一步集中力量挖掘并发挥内检测数据的作用，为评估管道风险预判及维修维护提供重要支持。

不同工况下润滑油储罐安全保护装置流通量的计算 [1-6]

陈贺明

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以 API STD 2000-2014 《常压和低压储罐的泄压》为指导原则，结合国内外工程经验，分析了润滑油储罐可能遇到的超压和负压工况，计算了不同工况下储罐安全保护装置所需的呼吸量，重点探讨了非正常工况下呼吸量的计算方法，确定氮气调节阀、呼吸阀及紧急泄压人孔的流通量。结果表明：非正常工况的润滑油储罐所需安全保护装置的最大呼气量和最大吸气量分别为 876.3 m³/h、501.8 m³/h，大于正常操作下的液体最大进出量和大气热效应造成的呼吸量。因此，实际工作中需要对储罐运行的各种情况逐一分析，以确定安全保护装置的规格。对于润滑油储罐安全保护装置的设计，尤其是海外项目的设计具有一定的参考意义。（图1，表 3，参13）

管道完整性数据技术发展现状及展望 [1-7]

周利剑　李振宇

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完整性管理是基于数据科学决策的方法论，数据管理作为基础直接制约了完整性管理中各项工作的开展。基于中国石油管道完整性管理的现状，明确提出了 9 个专题61 类数据的范围，通过支持精细化管理实现安全与经济的最佳平衡。数据管理的目标从风险专家评估转变为数据分析人员分析风险，再发展成为基于大数据分析的完整性管理，已从宏观到微观各层面为管道管理带来深刻变革。对数据管理的现状和挑战进行分析，指出当前应进一步完善对于管道线性资产数据管理的数据模型技术、多维度时空数据的管理、数据对齐、数据利用 4 种关键技术，并结合国家和公众对管道安全与环保的要求、石油行业经营成本与利润压力持续加大的现状，对未来管道完整性管理中数据与业务的深入融合趋势进行预测，为下一阶段数据管理技术发展指明方向。

配置燃驱压缩机组的输气管道高温运行工况模拟 [1-7]

常海军　吴长春

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对于配置燃驱机组的长输天然气管道，高温天气易导致燃气轮机最大输出功率和运行效率降低，使得管道输气流量减小。利用 SPS 软件对中亚天然气管道的夏季高温运行工况进行瞬态仿真，并基于实际生产数据采用 “移动曲线” 方法校正软件的输入参数，从而使仿真结果与实际工况的偏差在合理范围内。通过分析燃气轮机功率特性及管道工况变化规律，从运行调控角度提出了压力控制与最大可用功率控制相结合的全线压缩机组控制模式，有效保证了高温运行工况下气源按合同进气，并降低自耗气量。

基于 ERP 系统的压缩机组全过程运维管理 [1-4]

董绍华　杨毅　秦崧　张文旭　张明博

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天然气管道系统日趋复杂，新老资产呈现多元化状态，尤其是压缩机等关键设备，品牌型号多样，综合管控的难度加大。在 ERP 系统中建立压缩机全过程运维管理模块，优化检维修、预测性维护、预防性维护、更新改造、备件采购、能源消耗等作业计划；利用平台具有的全过程管理功能，完成对关键设备全生命周期内单台设备的各类活动数据收集工作，数据包括历史数据、基础信息、运维记录、能源消耗、备件消耗等。开发了压缩机组 BOM 表技术，利用系统属性和逻辑数据分析报表，对关键设备的费用成本、能耗产出对比、单位小时能耗、制造商对比成本、机组类型经济性等进行压缩机组数据组合分析，可以优化维修策略、提高机组可靠性、降低维护费用。

3PE 防腐层管道外腐蚀控制薄弱点分析 [1-4]

赵君　孙万磊　邵磊　陈洪源　薛致远　刘玲莉

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以一段 3PE 防腐层管道为例，对其内检测数据中外部金属损失分布规律统计与外检测 CIPS数据进行对比分析，结果表明：前20 km管道外部金属损失相对集中，而此段阴极保护 off 电位不满足阴极保护准则要求。同时，间隔 9 年的两次内检测数据对比结果表明：环焊缝处外部金属损失有增加的趋势。开挖调查结果验证了阴极保护系统可以有效保护 3PE 防腐层漏点，但无法保护补口处防腐层缺陷，说明 3PE 防腐层管道外腐蚀控制薄弱点位于补口位置，因而提出了 3PE 防腐层管道日常运营管理的关键点及管道设计阶段补口防腐层类型的选择建议。

中亚天然气管道工程优化设计 [1-6]

徐栋　蔡丽韫　赵振　李海华　陈浩

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针对中亚天然气管道工程特点，从线路敷设方式、管件优选、设备选型、管道安装等方面进行优化研究，实施了盐渍地管道地上管堤敷设改地下敷设优化设计、线路压重箱优化设计、冷弯管代替热煨弯头优化设计、微型涡轮燃气发电机优化、清管站应力优化设计、阀室和清管站注甲醇点优化设计、冷凝液收集器优化设计等一系列优化设计。优化后的管道系统，各项技术指标均达到了国际先进水平，既节省了投资，又提高了管道运行的安全性、可靠性，同时缩短了工期，保证了管道的按期投产，为今后类似输气管道建设项目的优化设计积累了宝贵的经验。

基于气温累积效应的西安市冬季燃气日负荷预测 [1-4]

张东明　吴渊

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随着西安市城市规模不断扩大，居民采暖用气在冬季用气负荷中所占比例逐年上升，燃气供需矛盾日益突出。为确保民生用气平稳有序，降低燃气管道运行风险，对城市用气短期负荷作出准确预测尤为重要。通过对西安冬季气温与燃气日负荷之间的关系分析，发现在不同的气温条件下，气温累积效应的强度不同，对燃气日负荷影响程度也不同。因此，提出基于累积系数k 的气温修正公式，在新公式中引入了预测日平均气温、低温持续天数及预测日前3 天温差等因素的影响，从而使燃气日负荷与气温之间的相关程度得到了较大提高。通过实例预测结果表明：通过累积效应系数对预测日气温进行修正后，得到了较高精度的燃气负荷预测结果，修正后预测值与实际燃气负荷的平均相对误差由修正前的 7.78％降至4.63％。

油气田集输管网系统优化研究进展 [1-6]

梁永图　张浩然　马晶　廖绮　吴梦雨　冯浩

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在油气田集输管网系统优化研究中，模型存在 “维数灾难” 问题，导致求解困难。通过文献调研，基于管网连接结构优化与管道路径优化两方面，对目前油气田集输管网研究成果进行评述，剖析了油气田集输管网优化模型中的各个子问题，全面系统地总结了针对各个子问题的求解方法，并对星状管网、插入型枝状管网、环状管网的优化研究提出了建议，为未来油气田集输管网优化提供了研究思路。

国内外溢油应急技术标准差异 [1-5]

赵云峰　侯军　税碧垣

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为加强我国溢油应急标准化研究，提高溢油应急处置水平，综述了国内外溢油应急技术标准现状，重点对美国材料与试验协会（ASTM）与国内的溢油应急技术标准进行了对比分析，通过对国内外溢油应急管理、溢油监测及预测、溢油围控、溢油回收设备性能选用与测试、溢油回收材料与化学制剂、溢油应急安全等一系列内容的对比分析，突显出了我国在溢油应急技术标准方面严重缺失，不少标准对于物资的性能指标测试及应用的规定还不完善，无法很好地指导物资的性能测试和应用，指出我国溢油应急标准存在的不足与发展方向。国内有必要加强对物资的性能指标及应用的研究，强化溢油应急标准的制修订工作，进一步完善溢油应急标准体系。

起伏地形对宝汉天然气管道生产运行的影响 [1-5]

田光　葛丽华　张科

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为了研究天然气管道在地形起伏地区的生产运行状态，以陕西省宝鸡－汉中天然气管道为例，结合实际生产情况，分析了起伏地形对天然气管道输量，以及积水静压阻力和段塞流对清管作业的影响。简化了积水静压阻力的计算公式，建立了分段积水柱长度和高程差与积水静压阻力的函数关系式。研究表明：起伏地形对天然气管道输气能力影响明显，未考虑高程差的输量普遍大于考虑高程差因素计算出的输量；起伏地形引发的天然气管道积水静压阻力和段塞流，可影响清管器的运行速度和对清管器通过声音的监听；积水静压阻力足够大时，甚至可以击破清管器；通过积水静压阻力计算公式，可精确确定清管器前后压差，为宝汉天然气管道清管作业提供理论指导。

胶凝原油试验管路的启动特性 [1-8]

张国忠　刘刚

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针对胶凝原油管道停输后再启动压力远低于计算预测启动压力的技术难题，使用管流试验装置研究了胶凝原油管路的启动特性。依据对胶凝原油管道停输启动过程的理解，提出胶凝原油管道存在对应的临界启动剪切率和启动屈服应力。胶凝原油管路启动过程分为控制流量启动过程和控制压力启动过程。控制流量启动过程研究发现，受含蜡原油轻组分影响，试验管路内胶凝原油表现出 “韧性” 和 “脆性” 两种特性，“韧性” 原油不含轻组分，胶凝结构强度与停输前的预剪切过程、停输静止时间、停输降温幅度、启动温度和启动剪切率相关；脆性” 原油含轻组分，胶凝结构强度主要取决于停输降温幅度和启动温度。胶凝原油的启动屈服应力取决于胶凝结构强度和静态降温过程的体积收缩；试验管路的启动速度与胶凝原油的结构强度和启动剪切率相关。控制压力启动过程研究发现，启动油温越高，试验管路全线启动速度越快；在相同启动油温下，启动压力越低，试验管路全线启动速度越慢；对应相同启动温度，存在临界启动压力。相关研究结果为深入研究胶凝原油停输再启动过程和指导工程实践奠定了理论基础。

油气管道安全预警技术现状 [1-4]

孙洁　李松　刘凯蕾　徐鸣伟

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近年来由于第三方施工造成的管道破坏事件频频发生，管道安全防护问题受到广泛关注，急需长距离油气管道实时安全防护技术保障管道安全运行。管道安全预警技术可通过埋设在土壤中的传感器采集信号，实现对人为活动的识别和判断。目前，常用的管道安全预警技术主要包括光纤传感和地震波检测。根据采用的光学原理的不同，光纤传感类管道安全预警技术可分为 Mach-Zehnder型、 Sagnac型、 Bragg 光纤光栅型和φ-OTDR型 4 类。本文对光纤传感类管道安全预警技术和地震波检测类安全预警技术进行了综合分析，从技术原理、占用光纤数量、监测距离、灵敏度和识别效果等几个方面对各项技术进行了比较，给出了各项技术的优缺点，可为今后油气管道安全预警技术的选择和应用提供有益参考。

油气站场周界安防技术适用性分析 [1-4]

孙洁

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随着反恐防盗需求的不断增加，油气站场的周界安全防护问题得到了越来越广泛的关注。综合分析了油气站场目前使用的各类周界安防技术，根据不同的传感原理将其分为泄漏电缆、激光对射、微波对射、张力围栏和振动光纤 5 个类别。在分析每种周界安防技术原理的基础上，从安全性、监控范围、灵敏度、外界干扰对安防系统影响、后期维护等方面，探讨了各种周界安防技术在油气站场使用的适用性，对于今后油气站场安全防护技术的选择和应用具有一定的借鉴意义。

湿陷性黄土地区管道基于应变的设计方法 [1-5]

房茂立　刘建武　郑伟

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湿陷性黄土在一定条件下发生自重湿陷，将对沿途管道的安全运营产生一定的影响。针对我国典型地区黄土湿陷位移计算方法，建立了湿陷性黄土地区基于管土相互作用原理的管道设计应变计算有限元模型，并提出了管道许用应变的确定方法。以新粤浙管道工程中湿陷性黄土地区埋地管道建设为例对基于应变的设计方法进行分析，得出管道应变分布与位移之间关系，为湿陷性黄土地区管道的设计与安全评价提供了依据。

ISO 16708-2006 与 CSA Z662-2007 陆上管道目标安全水平比较 [1-4]

王继平

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国际标准化组织（ISO）和加拿大标准协会（CSA）相继颁布了基于可靠性的管道设计与评价标准。两个标准关于陆上管道目标安全水平的计算方法不尽相同， ISO 16708-2006 按照安全等级，基于压力和管径给出了计算方法，而 CSA Z662-2007 则基于人口密度、压力、管径进行计算，并将人口密度的影响定量化。为进一步对比两者之间的差异，参考国内管道的基本数据，对两个标准的陆上管道目标安全水平进行了定量比较，结果表明： CSA Z662-2007 的陆上管道目标安全水平略低于ISO 16708-2006，其主要原因是 ISO 16708-2006 中对地区等级的划分更为严格。另外针对国内管道缺乏合理目标安全水平的现状提出了建议。

基于泄流阀调速的速度控制装置研究进展 [1-7]

臧延旭　邱城　胡铁华　杨博霖　李彦春　赵振

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针对管道检测设备在高流速天然气环境下运行时存在的清管效率低、检测精度差等问题，通过分析检测设备在天然气管道中的运行特点及国内外常用的检测设备调速方法，指出搭载速度控制装置可有效降低检测设备的运行速度，减小速度波动幅值。从理论研究、样机试验和泄流阀结构3 个方面详细阐述了基于泄流阀调速的速度控制装置的最新研究进展，分析了泄流阀调速装置的组成、工作原理及常用结构形式。指出未来对泄流阀调速装置的研究，应重点分析泄流阀开口形式、开口大小与泄流阀损失系数K 间的关系。另外，对速度控制装置失效后利用安全闭锁装置保证检测设备继续运行的研究也是未来的发展方向。

基于 ABAQUS 的快开盲板密封圈性能比较 [1-7]

罗凡　陈伟忠　王磊　黄冬

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针对环锁型快开盲板在工程应用中存在的主要问题，分析门盖开闭困难或密封失效的原因，介绍了自主发明的鞍形橡胶密封圈的结构原理及应用情况。采用 ABAQUS 有限元分析软件建模，对自主发明的鞍形橡胶密封圈和进口的唇形橡胶密封圈进行密封性能比较分析与研究。结果表明在相同工况条件下，鞍形橡胶密封圈的各项密封性能指标均优于唇形橡胶密封圈，且其自身的 Mises 应力分布也优于唇形，不影响实际使用寿命。鞍形橡胶密封圈已在国产化高压大口径环锁型快开盲板上应用，鞍形密封圈及其配套的密封结构可解决快开盲板启闭过程中的卡死问题。

12.6 MPa DN1 550 快开盲板的研制及应用 [1-6]

杨云兰　邹峰　黄冬李猛　李文勇　马珂　傅伟庆　孟庆伟

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目前，我国正在开展超大输量管道的研究工作，而快开盲板一直是制约国内油气管道关键设备国产化的 “瓶颈” 。12.6 MPa DN1 550 快开盲板因其结构异形复杂、压力高、直径大、温度低以及承受冲击载荷大而使其研制与应用面临较多的技术难题。以新疆北天山气侯环境、直径1 422 mm、压力 12 MPa 的天然气管道为基本条件，采用有限元分析与应力测试验证方法，通过整机低温性能试验和结构优化、材料优化、发明缓冲装置等创新设计，研制出 2 台 12.6 MPa DN1 550 安全自锁型快开盲板，并通过了性能测试与工程应用，验证了产品的可靠性为超大输量管道建设提供了技术储备。

杂质对管输 CO₂节流过程的影响 [1-5]

李顺丽　潘红宇　李玉星　赵青

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为了研究杂质对管输 CO₂ 节流过程的影响规律，以含杂质 CO₂ 流体为研究对象，给出考虑相变的节流后温度的计算方法，分析了杂质对 CO₂节流过程的影响，并提出相应操作建议。研究表明：H₂S 对节流后温度的影响可以忽略；当入口工况为超临界、密相及液相时，杂质为 SO₂ 有助于提高节流后的温度，杂质为 N₂ 和 O₂ 时会降低节流后的温度；当入口工况为低压气相时，杂质为 SO₂ 时则会降低节流后的温度，杂质为 N₂ 和 O₂ 时会提高节流后的温度；对于不同杂质含量的 CO₂，节流后出口温度与纯组分节流后相比产生的偏差是不同的，杂质含量越多相应偏差越大。对含杂质 CO₂流体的节流控制和干冰预防有一定指导意义。

X65 钢铜衬垫根焊工艺裂纹敏感性 [1-5]

鹿锋华　孙增武　王辛夷

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基于有限元模拟开发的管道环焊缝敏感性试验方法，对 X65 管线钢带铜衬垫焊接工艺裂纹敏感性进行了研究，通过对带铜衬垫和不带铜衬垫两种试验方案的结果进行分析对比，验证了制定的铜衬垫现场焊接工艺的合理性。冷裂敏感性较低的原因：一是制定的焊接工艺参数合理，热输入量不大，仅为 0.56 kJ/mm，现场实际焊接中的热输入量更小，铜元素很难渗透到焊缝中；二是采用ER70S-G 实心焊丝 CO2 气体保护焊进行 X65 钢焊接时，抗冷裂性能良好。进行了根部局部腐蚀试验检测，结果表明：通过制定合理的焊接工艺参数， X65 带铜衬垫根焊工艺的焊接接头力学性能可以满足工程施工规范的要求。

氮气式水击泄压阀设定压力精度的影响因素 [1-6]

段峰波　李柏松　张兴　安治旭　李科　张海周

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为了揭示影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的关键因素，从氮气式水击泄压阀的结构组成和工作原理入手，建立了影响氮气式水击泄压阀设定压力临界点处的力学关系方程，提出了影响氮气式水击泄压阀设定压力精度的主要影响因素是减压阀的精度、环境温度对氮气压力的影响、活塞体所受摩擦力、阀座密封结构的设计和弹簧刚度的稳定性等，并提出控制设定压力精度的的方法。根据该理论改进的氮气式水击泄压阀经试验，获得了设定压力精度达到 ±1％的试验结果。

高压涡轮流量计及流量计算机的工业性试验 [1-6]

潘友艺　吴富伟　于栋　曾翰谦　林尚喜　黄象欢

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针对目前国内缺乏自主研发的高压涡轮流量计，而西气东输、川气东送等输气管道对贸易计量所需的涡轮流量计及流量计算机需求旺盛，研发了用于输气管道的 TBQM 型高精度高压涡轮流量计及 FC 型流量计算机。介绍了 TBQM 型高精度高压涡轮流量计的工作原理及性能测试情况，包括耐久性试验、弯矩与扭矩试验、短时过载试验、扰动试验、高低温性能测试等。研发的 FC 型流量计算机可以连接 4 路流量计，且具有能量计量功能，可直接通过配置的 RS485 通信接口接收气相色谱仪的组分分析结果。为了更好地验证 TBQM 型高精度高压涡轮流量计及 FC 型流量计算机的准确性和可靠性，分别在镇江分输站、滁州分输站、青山分输清管站进行了超过半年的现场工业性试验，结果表明，各项指标和技术性能完全满足工业贸易计量的要求。

常用的开孔补强方法在封堵三通中的应用 [1-6]

吴江桥　王玮　王顺　何东升　李烨铮　高媛

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封堵三通是圆柱壳径向接管的一种特殊形式，因其开孔率大且开孔边缘部位应力成分复杂，设计方案及强度计算方法一直没有形成统一的规范。介绍了几种常用的压力容器开孔补强计算方法，以 1 422 mm 封堵三通为例，选用压力面积法、压力-面积应力法、有限元应力分析法进行补强计算。对比各计算结果发现：压力面积法安全裕量不足；压力-面积应力法采用 ASME BPVC Ⅷ -1-2010标准时，在封堵三通的补强计算上存在一定问题，采用ASME BPVC Ⅷ-2-2010标准时，与有限元分析法得到的结果最为接近，并且此标准不限制开孔率，计算简单方便，因此在封堵三通的设计计算中应优先选用。

基于可视域分析的管道巡检标准点设置 [1-6]

刘翼　周明　王磊磊

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为了提高管道 GPS 巡检标准点的有效性，结合管道巡检工作的管理要求，应用地理信息系统（GIS）的可视域分析功能，在管道沿线三维场景环境下，对巡检点的可视域进行分析、计算和表达，从而为管道巡检标准点的设置和调整提供依据。实例应用结果表明：该方法弥补了现有移动巡检系统不能判定巡检标准点与管道路由位置关系的不足，避免了在巡检过程中巡检人员的视线因地形起伏或地物遮挡而无法进行有效巡检的弊端，提高了管道线路的巡检质量，降低了管理成本。

输油管道 MI 电伴热优化设计与应用 [1-4]

赵晓刚　周毅　赵健宇

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在较低的温度时黏性油品的黏度较高，常温管道输送此类油品较困难，因此应对其进行伴热输送。为了解决管道黏油输送的难题，在对比现有输油管道电伴热方法，即矿物绝缘加热电缆法、集肤效应电伴热和电热带法的基础上，重点介绍了输油管道矿物绝缘加热电缆（Mineral InsulatedHeating Cables， MI）电伴热的组成和原理，对该技术伴热量及温控电路进行了优化设计，实现了输油管道的等温伴热输送。将该等温 MI 电伴热技术应用于青海唐古拉山老温泉输油管道伴热的实际工程中，结果表明：该技术具有低能耗、高效率和安全可靠等优点，易于在各类粘性油品管道输送中推广应用。

我国原油远洋运输的运作模式及面试挑战 [1-5]

王勇　肖文涛　李雪　刘刚　樊林

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我国原油远洋运输已发展成为集团化联盟运作模式，集团公司下属各家炼厂将采购的零散批次油品合理地拼装到大型油轮进行收集-运输-配送，从而节省远洋运输费用。原油远洋运输方案优化是一种包含空间、时间、船型及油种等多种维度变量组合优化的 NP 难问题，使运输优化模型的建立和求解面临极大的挑战。采用现代自启发式算法可以实现原油远洋运输方案优化，在算法实现过程中，应该改进编/解码规则实现约束因素的限制，减少罚函数的使用；对于大规模数据，建议采用方案分解优化方法，将各局部优化方案拼接成全局优化方案；建议进一步探索采用并行计算甚至 “云计算” 的方式提高优化运输方案的搜索时效。

管道生产管理系统升版建设要点及其成效 [1-6]

骆科东　邓辉　林杨　张曦

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中国石油天然气集团公司的信息化建设已经进入大规模升版建设阶段，了解升版建设的规律，提高建设应用成效，对于各信息系统升版建设均很重要。管道生产管理系统是中国石油天然气集团公司第一个完成升版建设任务的信息系统，其系统升版建设要点包括 3 个方面：在可研方面，做好在用系统分析评价，从业务发展和技术提升两个角度分析升版必要性；在方案设计方面，重点根据不同的设计内容选择增量式设计和重构式设计方法；在版本兼容方面，重点考虑历史数据、历史报表以及外部系统接口的兼容性。管道生产管理系统 2.0 版圆满完成规划与可研确定的建设任务，上线运行后成效显著：无缝兼容了 1.0 版本的业务数据、系统接口、报表，延续了用户定制界面的友好性设计，保障了业务连续性；整合了管道上中下游信息资源，提高了生产管理的决策力；实现各层级业务处理自动化、标准化以及数据处理电子化，提高了工作效率；升版后的表单、报表和专业计算能力得到质的提升，整体效果获得高度认可。

长输管道智能机器人摩擦学系统研究进展 [1-8]

谭桂斌　王德国

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管道智能机器人的运行可靠性是长输管道安全运行的关键技术。从管内机器人的密封皮碗和压差驱动力着手，分析了清蜡时淤积卡球的风险，建立了皮碗式智能机器人的非稳态运移模型，在此基础上，综述了复杂管道的清管规律、内检测器动力学特性和泄流调速装置等，进一步构建了管内智能机器人运移过程的摩擦学系统。分析了管道蜡层机械剥离时宏观与微观的不同摩擦特性，对比分析了非稳态摩擦、正交切削、颗粒微淤积3 类典型摩擦模型，指出未来应加大管道智能机器人摩擦学设计及零部件方面的研究力度，阐述了智能机器人摩擦学与可靠性的研究难点及未来的研究趋势。

多因素作用下防蜡剂作用效果及防蜡机理分析 [1-6]

田震　敬加强　靳文博　伍鸿飞　孙诗杰

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考虑到单因素评价方法的局限性，利用正交实验探讨了温度、剪切强度和作用时间共同作用下防蜡剂的作用效果，分析了各因素间的交互作用，并从蜡晶晶格参数和微观形态剖析了不同实验条件下防蜡剂的作用机理。结果表明：多因素共同作用下，温差与剪切强度对防蜡率的影响显著，作用时间的影响较小；温差、剪切强度和作用时间之间存在交互作用但并非很明显；防蜡剂通过改变蜡晶的衍射峰强度、有序性和晶面间距等参数，使得蜡晶的生长更规则、颗粒变大、向准球状发展，从而对蜡沉积起到抑制作用；不同影响因素对加剂后蜡晶晶体结构的影响情况不同，但都是通过改变蜡晶的衍射峰强度和晶面间距等参数而起到作用。

深水软管滚筒驱动装置的液压旋转驱动技术 [1-6]

周军　王立权　邢厚宽　李永利　高嵩　毕国军

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为解决海底输油软管铺设过程中，特别是无张紧器作业工况下的管道张力控制问题，在闭式静液传动技术基础上，研发了深水软管滚筒驱动装置的液压旋转驱动系统。首先设计了深水软管滚筒驱动装置的机械结构，并分析了铺管作业时系统的受力及运动状态。在此基础之上，设计了液压旋转驱动系统的基本回路。利用MATLAB建立了包括机械传动系统、液压驱动系统及张力补偿控制系统在内的软管滚筒驱动装置仿真模型。针对不同的铺设作业工况和外负载条件，对驱动装置进行了仿真分析，研究了驱动装置对管道铺设张力的控制调节作用。结果表明：所提出的驱动控制方法能够适应海洋作业环境下的外负载波动，在一定程度上实现软管的恒张力铺设，且在超深水作业时，也能够与张紧器的作业状态协调。

国内外高性能油气输送管的研发现状 [1-6]

杜伟　李鹤林　王海涛　崔巍　杜中强

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结合高性能油气输送管的发展方向，分别介绍了超高强度钢管、低温环境用钢管、腐蚀环境用管、大应变钢管以及深海油气开发用钢管的需求、成分与力学性能要求、国内外研发与工程应用情况等。与国际领先水平相比，我国高性能油气输送管的技术水平和质量水平尚有一定差距，建议国内生产企业和科研院所开展联合攻关，不断提升超高强度钢管、大应变钢管及深海油气开发用钢管的性能稳定性，并研究解决低温环境用钢管韧性指标的确定以及腐蚀环境用管的材料选用等问题。

压气站最优运行费用 [1-5]

冯亮　曾昭雄　孙啸　李振　任虹宇　黄立宇

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为了研究压气站的最优运行费用及其变化规律，基于 BWRS 方程编写了某压气站最优运行费用计算软件，该软件采用枚举法依次计算出某固定工况下所有压缩机不同分配的运行费用，并通过比选得出该工况下的最优运行费用。以构建的某管网系统的压气站（首站）为例，计算了该压气站在不同工况（气源来气压力、下游各管道进气压力及气源来气总量）下的最优运行费用，并据此总结对应的变化规律。结果表明：下游中压管道进气压力值（往复压缩机出口压力）是一个临界点，当来气压力不小于该值时，最优运行费用会有明显降低，该规律对该站在不同工况下取得最优运行费用提供了参考。此外，该站取得最优运行费用时，中压管道均处于满输状态，与边界条件变化无关。

兰成原油管道投产过程中的问题与实践 [1-3]

孙云峰　王中良　魏亮　刘杨　刘冬雷

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兰成原油管道沿线河流较多、起伏较大，加之投产前一些设备未试运，投产过程中容易出现：过泵流量不易控制、泵出口汇管压力超高；高点气阻、清管器易卡阻；充水阶段低位处泵站启泵不稳，易造成进站压力过高等问题。采取了利用过泵电流与流量的对应关系控制过泵流量，就地减小给油泵出口阀开度，解决压力与流量的矛盾，清管器提压顶挤和停输状态下，利用停输再启动流程对泵机组进行试运等措施，保证了投产的顺利进行，其成功经验与启示可为今后落差较大的管道投产提供借鉴。

乌江管道悬索跨越主缆的施工控制 [1-6]

张勤　詹胜文

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乌江管道悬索跨越主缆重力刚度偏小、柔性较大，主缆架设线形受散索套定位、索鞍预偏量、环境温度和跨度的影响较大，调索困难。为精确调整索股线形，基于无应力状态理论，建立了索股无应力长度和线形精确迭代求解算法，综合考虑温度、跨度等因素，快速有效地控制索股到空缆的高程。采用参数变化法，分析温度和跨度对索股线形和锚跨张力的影响，用于索股调整完毕后的稳定性观测及其线形随温度跨度变化规律性校验。通过施工观测结果表明，该工程上下游索股的相对或绝对高程偏差均满足施工技术规范要求。该迭代算法在乌江管道悬索跨主缆施工中适应性好，计算速度快，监控工作效率高，是管道悬索跨越主缆索股架设和调整的一种有效方法。

局部抛石法治理海底管道悬空的实验研究 [1-4]

王怡　李俊　孙长保

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由于海床的不稳定性，海底管道易出现不同程度的悬空现象，国内外的治理措施大多采用整体抛石法，但其治理费用高昂。在参考国内外石堆设计经验和抛石工程案例的基础上，结合抛石方法本身的独特性，提出了采用局部抛石治理海底管道悬空的方法：选取管道悬空中间某位置进行抛石，通过石堆对管道形成单点支撑，缩短悬空距离，从而达到治理管道悬空目的。以某在役海底管道为研究对象，依据弗劳德数相等原理，采用缩尺方法设计室内实验方案，得出了流体对石堆的破坏机理、各石堆的薄弱位置以及石堆极限抗流速度，分析了管道与海流夹度、悬空高度、外层石子粒径、内层石子粒径、迎流面坡比及侧流面坡比对石堆稳定性影响的规律，为局部抛石治理海底管道悬空提供了实验依据。

Civil 3D 与 Infraworks 三维协同设计在总图专业中的应用 [1-5]

李震　张帆　吴明帅　李想

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为了解决传统管道工程三维设计方法的不足，将 BIM （Building Information Modeling， BIM）引入到三维设计中：以基于 BIM 技术研发的 Civil 3D 和 Infraworks 软件协同设计为出发点，将规划、设计、建造、运营等各阶段的数据资料全部包含在 3D 模型中，使工程项目整个生命周期的工作人员在使用该模型时均能拥有精确、完整的数据。将 Civil 3D 和 Infraworks 软件协同设计方法应用于某油库的总图设计，结果表明：在达到设计成果三维真实的同时，将设计师从繁琐、冗余的修改设计过程中解放出来，将更多的精力专注于设计本身，使得设计成果 “所见即所得”，为今后油气储运工程总图专业的创新与发展提供了有价值的参考。

天然气长输管道节能潜力评估方法改进 [1-5]

曾昭雄　冯亮　孙啸　李振　任虹宇　黄立宇

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天然气长输管道运行费用中压气站的运行费用占绝大部分，对压气站运行费用的研究结果表明，天然气长输管道具有巨大的节能潜力。对已有的离心压缩机运行费用计算方法进行了改进，进一步精确了离心压缩机运行费用的计算数值，并基于上述改进的方法编写了新的离心压缩机运行费用计算软件。分别应用改进前、后的计算方法在进站流量与压比依次变化的工况下，计算离心压缩机的能耗费用，对比两种方法的计算结果并总结其变化规律，对今后精确评估长输天然气管道节能潜力有一定的参考作用。

基于流固耦合的轴流式止回阀开启过程仿真 [1-6]

段峰波　闵希华　汪开雄　李科

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轴流式止回阀是长输管道上泵或压缩机出口防止介质倒流的关键设备。从分析轴流式止回阀开启原理着手，通过建立数学模型，结合实际工况参数，采用流固耦合方法和动网格技术，优化设计并仿真计算了轴流式止回阀动态开启过程。通过分析压降流量曲线和位移流量曲线，得出决定轴流式止回阀开启的关键因素是流量条件，并指出了轴流式止回阀的稳定工作区域。研究结果通过了工业性试验和现场验证，为设计出既能满足稳定工作又能控制压降的轴流式止回阀提供了新的途径。

爆破对天然气长输管道振动影响的安全判据 [1-6]

王振洪　侯雄飞　边明　张欢欢

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目前，国内还没有统一的安全判据和可供参照的标准规范。由于选取的安全判据标准不一致，导致同样的爆破而专家评审的结果却不尽相同，因此无法真正保障天然气管道的安全运行。通过分析研究爆破地震波的产生机理、传播特征，以及影响爆破地震强度的主要因素，认为爆破对埋地天然气管道的主要危害是爆破地震引起的管道振动破坏。在对比分析法律法规、技术规范、工程实例、管道抗震能力等因素后，推荐将一定频率下的质点峰值振动速度作为爆破对天然气管道的安全判据较为科学，并建议在国家相关标准规范中，明确规定爆破对天然气管道振动影响的安全判据和安全允许值，以便于天然气长输管道的安全管理。

桌面云技术在长输管道数字化设计中的应用 [1-7]

张都乐　张洋　何淼　祝怀杰

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为了满足长输管道数字化设计对计算机性能及信息安全的需求，通过深入研究桌面虚拟化技术及其工作原理，结合长输管道数字化设计的特点，提出了基于的桌面云解决方案：采用虚拟化技术，利用分层/耦合原理将用户数据、应用程序以及桌面操作系统从物理客户端上剥离出来，集中存放到数据中心，将桌面作为一种服务按需提供给设计用户。实际应用结果表明：长输管道三维设计桌面云技术不仅满足数字化设计需要，资产利用率从约 25％提高到 85％，且实现终端无数据化，保障了数据的安全。该技术首次大规模成功应用于长输管道，可为今后同类项目的设计提供借鉴经验。

液化烃储罐泄压系统泄放量的计算方法 [1-5]

刘玉强

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液化烃储罐发生泄漏、火灾事故时，安全阀仅能将罐体压力限制在安全阀起跳压力和最大允许工作压力范围内，无法起到主动泄压的作用，设置泄压系统则可以弥补这一不足之处。基于 API521-2014 对泄压系统的通用性要求并不适用于容积较大的液化烃储罐泄压系统的设计，提出了以火灾工况、泄放阀（BDV）定压下最大泄放量所需的泄面积作为 Dynamic Depressuring 模块输入面积的计算方法。以容积为 2 000 m³的液化烃储罐为例，对 10 h 内液化烃储罐火灾泄放数据的分析发现：泄压系统的最高压力、最高温度、最大泄放量均出现在火灾开始阶段，且随着泄放时间的延长而逐渐减小；同时，轻组分在排放物料中所占比例逐渐减小，重组分则逐渐增大。利用该方法设计的泄压系统可以对液化烃储罐形成有效保护。

油气储运企业低碳管理研究进展 [1-6]

田望　杨磊　杨瑞　张玉志　张斌　张雪琴　钱成文

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随着低碳经济的发展，低碳管理越来越受到国家及相关企业重视。着眼于当今全球低碳发展背景，通过分析油气储运企业建立低碳管理体系的必要性以及国内外研究现状，以油气储运企业低碳管理体系为脉络，详细阐述了油气储运低碳管理的碳排放核算、核算数据分析、低碳解决方案的制定、减排潜力分析、碳交易项目开发等5 个环节的最新研究进展，并进一步展望了油气储运企业低碳管理未来发展方向，以期为我国油气储运企业低碳发展提供有益借鉴。

原油泵房过滤器内油气外排的新工艺 [1-4]

王瑾　杨献鹏　王林　周民耀　李明光

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根据 GB 50074－2014 《石油库设计规范》要求，为解决原油泵房输油泵进口过滤器内油气排放至室外的难题，提出了一种新工艺：在每台输油泵过滤器的排气出口安装控制阀门，阀门上端安装一个视镜，该工艺系统装置结构简单、密封性好、方便操作，通过视镜的观察便于掌握排空关阀时机，且排气过程中溢出的油品无需使用动力设备即可回收。该系统装置消除了泵房内的油气释放源，排除了发生油气爆炸的危险源，解决了操作人员排气作业时长期处于高浓度油气环境的健康、安全问题，避免了因过滤器排空而产生的室内油污、油迹，且节省了劳动力，达到了安全、环保、节能的良好效果。

三维环境下煤层气管道寻优模型改进 [1-5]

刘钊　魏繁　侯超波　王旭　宫敬

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在煤层气田的开发过程中，气体管道的投资占总投资的比例较大，缩短管道长度可以有效降低投资成本。而在实际设计过程中，由于两点间的管道连接方式有多种，因此需要设计者有扎实的设计经验和丰富的现场知识，极大地增加了工作难度，为此不少学者提出了三维环境下的管道寻优模型。以现有的管道寻优模型为基础，以煤层气田开发的实际情况为背景，对原有的遗传算法提出了改进建议，通过模拟算例进行验证，计算结果表明：改进后的算法能够更有效地解决三维环境下煤层气管道的寻优问题。

不同阳极形式在区域阴极保护中的应用效果 [1-5]

陈振华　柳寅　孙万磊　蓝卫

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在输油气站场工艺管道区域阴极保护系统中，阳极的形式和布局是决定系统设计成功与否的关键。为了研究不同阳极形式在区域阴极保护系统中的应用效果，结合区域阴极保护有效性评价结果，对比分析了不同阳极形式下输油气站场埋地工艺管道区域阴极保护的应用情况。分析表明，深井阳极和柔性阳极在实际应用中具有保护电流分布均匀，保护电位分布平衡程度高的特点，而分布式浅埋阳极则易出现保护电位分布差异较大的问题。结合深井阳极、柔性阳极和浅埋阳极的特点，对比分析了不同阳极形式的适用性和应用条件，提出了具体场合下的阳极形式选择原则，建议将数值模拟技术用于优化区域阴极保护设计，指导阳极的合理布局。

中开式高扬程管道输油泵的国产化 [1-4]

赵建林　向永谭　徐胜权　傅剑辉

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国内高扬程管道输油泵长期依赖进口，严重制约了输油管道建设的快速发展，中开式高扬程管道输油泵的国产化，是解决管道建设制约问题的有效途径。通过对中开式高扬程管道输油泵叶轮独立定位结构及平衡管结构、一元流态设计及三元流态校核的水力设计方法、轴和中开面联接螺栓等关键部件强度计算、泵壳体和叶轮铸造加工工艺等方面的研究，解决了高扬程管道输油泵的关键技术难题，成功研制出一台中开式高扬程管道输油泵。经现场与同参数德国鲁尔泵并联运行验证，国产中开式高扬程管道输油泵与德国鲁尔泵的各项性能指标基本相当，具有很好的推广应用价值。

澳大利亚长输管道管理标准先进性 [1-4]

马伟平　蔡亮　王禹钦　潘腾

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保障油气管道运行安全具有重要意义，管道企业应建立完善的管道管理程序，预防挖掘、爆破、打孔盗油等第三方破坏行为危害管道安全。国内已开展欧美国家级层面管道安全管理的研究，但针对管道运营商的实践做法较少涉及。以 AS 2885.3-2012 为例，分别从管道投产、公众警示、线路巡查和管道闲置废弃等方面，介绍了澳大利亚管道管理标准的先进理念，如将投产延迟管道和闲置管道视为在役管道进行管理、公开管道管理方案和应急措施以提高公众管道保护意识、管道线路巡护项目严格细致、建立 “统一电话报警系统” 规范第三方作业、废弃管道处置要求等。最后提出了借鉴澳大利亚标准先进性，提高我国管道管理技术水平的建议。

X65 钢制输油管道凹坑全尺寸回弹试验 [1-4]

沙胜义　燕冰川　贾光明　赵连玉　田胜杰　刘彧秋　于智博

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凹坑会影响管道长期服役的安全性，且不利于管道清管器或内检测器的顺利通过。为了预测管道底部凹坑在去除石质支撑后的回弹情况，提高对凹坑适用性评价的认识，以国内某 X65 钢制输油管道为例，采用凹坑全尺寸回弹试验的方法进行分析。试验结果表明：平滑型凹坑和尖锐型凹坑的回弹量均超过了 40％，且回弹量随着凹坑深度的增加而降低。通过对该管道底部凹坑开挖验证，发现测量结果与全尺寸回弹试验结果基本相符，但凹坑回弹量受其实际形貌、椭圆变形、凹坑处压力、划伤等金属损失因素的影响，现场开挖验证结果显示出更大的离散性。

基于 OLGA 软件动态分析湿气管道清管 [1-4]

李涛　宗媛　朱德闻

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某原油处理厂的伴生气增压后经18 km 的 24" 管道输送到天然气处理厂，接收端气液两相分离器仅能处理正常运行时管道内产生的液体，不能接纳清管时产生的液塞。为了使接收端分离器可以在清管时正常运行，现场采取清管前管道减压，增加气量吹扫的办法减少管道内积液量，由于操作压力和气量选择不合理，清管前后分离器未能正常工作。利用 OLGA 软件模拟了管道内积液量、分离器进液量随管道压力和入口气体流量变化的动态过程，得到了合理吹扫方案：首先降低管道操作压力，待管道内积液量平稳后提高入口气体流量，管道内积液量小于分离器处理能力时开始清管，该方案保证了清管前后接收端分离器的正常运行。

煤层气小型撬装液化装置工艺流程的优化 [1-5]

陈仕林　孙兆虎　宫敬

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煤层气田具有多井、低压、低产等特点，小规模先导试验井组和偏远气井单独建设管道输送系统经济性较差，导致产出气不能通过集输管道进行有效外输。提出了适合煤层气撬装液化装置的新型混合工质制冷剂液化流程：对原料气进行预冷，利用低温将原料气中杂质析出，然后吸附进入第一显热换热器/第二显热换热器中，并进行脱除；利用原燃料气进行复温吹洗，脱除的杂质随燃料气进入发电机燃烧，第一显热换热器与第二显热换热器交替运行，使其前处理流程更加简单。针对煤层气撬装液化装置使用油润滑螺杆压缩机驱动的方式，提出了混合工质制冷剂节流制冷机结构，实现润滑油与制冷剂的深度分离。对于冷箱结构，采用板翅式换热器与微细管结构绕管式换热器相结合的优化方式。研制了煤层气撬装液化试验样机，试验运行测试结果表明：该装置最小比功耗为 0.612 （kW·h） /m³，其液化性能指标与日处理量10×10⁴ m³的集中式液化装置的性能相当。

成品油管网生产数据管理系统研发 [1-4]

洪诗定　高松标　蔡欣　胡景军　张青

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成品油管道企业的 SCADA 系统有大量的生产数据，如何对这些数据进行分析处理，并反服务于企业，是亟待解决的一大难题。利用 ASP.NET 软件（基于 C#）及 SCADA 系统自带模板软件对华东管网的生产数据（包括日报表、月报表、批次统计表、设备运行时间统计表、混油情况表和输油量同比表等）进行有效管理，在设定时间内，从 SCADA 系统自动获取生产数据并进行统计和分析，并最终将所统计和分析的数据呈现在 WEB 网页上，以便进行生产优化，并方便各部门人员浏览和下载。实践证明，该系统可以自动从 SCADA 系统中提取出用户所需的数据，为管道企业的管理人员提供其所需的数据，并为生产运行方案的优化提供有力的数据支持。

流动体系下油基天然气水合物颗粒管壁粘附机制 [1-6]

赵鹏飞　王武昌　李玉星

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天然气水合物在管壁上沉积可导致管道堵塞，对沉积机制进行研究有助于解决水合物管堵问题。通过分析管壁上水合物颗粒的微观受力及移除机制，建立油基天然气水合物颗粒管壁粘附动力学模型，并以临界移除粒径和粘附率为标准，定量探究了油包水乳状液中水合物颗粒在不同壁面环境下的粘附情况。结果表明：当管壁表面无水时，范德华力为水合物颗粒-管壁间的主要粘附力，水合物颗粒的粘附率低于 30％，粒径大于 20 μm的水合物均不会附着在管壁上；当管壁表面润湿或存在水膜时，毛细液桥力为主要粘附力，此时水合物颗粒粘附率接近 100％，仅靠管流自身流动力很难将管壁上的水合物颗粒移除掉。研究证明了水合物颗粒在壁面上直接粘附是水合物管壁沉积机制之一。

长输天然气埋地并行管道泄漏爆炸的安全间距 [1-5]

朱渊　师吉浩　陈国明　付建明

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针对长输天然气埋地并行管道泄漏爆炸造成临近管道破坏的问题，采用光滑粒子流体动力学方法与有限元方法耦合模型对爆炸冲击波作用下并行管道结构响应及其安全间距进行研究。研究表明，爆炸对并行管道破坏形式为直接地冲击波超压破坏及土壤塑性挤压破坏，后者是主要作用；并行管道迎爆面正对爆心处受爆炸影响最大，最易发生失效破坏； X80 钢材，外径为 1 219 mm，管壁压力为 12 MPa，壁厚为 22 mm 规格长输天然气埋地管道安全并行间距为 10 m； 26.4 mm、 27.5mm 壁厚规格长输天然气埋地管道安全并行间距为9 m；从安全生产的角度，长输天然气埋地管道并行敷设时，优先考虑增大并行间距，其次为增加管道壁厚。

成品油管道动态库存量智能计算系统 [1-5]

洪诗定　高松标　蔡欣　詹柯　唐顺东　张青

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为了防止成品油管道各下载库出现 “胀库” 或 “断供”，利用 EXCEL 及 VBA 软件对管输过程中各下载库实时库存量进行智能计算。利用 “先分后合” 的方法，采用大量的多重循环语句对运行方案各个阶段的数据进行处理，以求得任意时刻各下载库的库存量和空容量，从而指导管理人员优化运行方案、提高工作效率并有效避免事故的发生。在该系统中，用户可以根据需求在启输前后任何时刻计算运行过程中各油库库存量的动态变化情况，并自动生成站场输油时间总表。以华东管网苏南管道 SN-13-G93-034， SN-13-G97-035， SN-13-G00-036 批次为例，对数据计算处理方法进行描述，并将计算结果与实际管输生产情况进行对比，对库存量预测系统的准确性进行评判。结果证明，该系统有助于成品油管道运行方案的编制和细化，并可大大减少方案编写的工作量，提高其准确性。

一种测量水合物浆黏度的方法 [1-5]

张俊　李玉星　陈逢刚　陈鹏　时光宇

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传统的黏度测量仪器无法保证水合物浆稳定存在所必须的高压、低温条件，因此无法准确有效地测量其黏度。在总结水合物浆黏度理论计算和实验测量方法的基础上，通过分析黏度计测量原理，指出对于任一实验系统，其扭矩和黏度存在线性比例关系，因此通过标定标准的扭矩- 黏度关系，在实验过程中使用扭矩仪测量读取扭矩值，即可根据线性关系得到水合物浆的黏度。进一步设计了实验方案，采用种常用的 3 预测模型作为理论模型，对测量结果与理论计算结果进行了对比验证，结果表明：该方法操作简单，可以快速、准确地测量水合物浆黏度的。

燃气加热炉热效率计算方法的改进及应用 [1-4]

梁光川　黄兴　王勇　文雯

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加热炉热效率计算普遍采用正平衡计算方法，该方法通过直接测量加热炉输入热量和输出热量而计算得到。为了研究燃气加热炉热效率与燃气气质参数、排烟温度、过量空气系数等可控参数的关系，对热效率的正平衡计算方法进行改进，采用反平衡热效率计算方法，通过对加热炉排烟损失、散热损失、气体未完全燃烧热损失的计算从而求得热效率。根据热效率计算方法编制计算软件，建立相关数据库，并在软件计算界面保留过程参数，可以为分析热效率影响因素、制定节能措施、评估节能效果提供基础数据。该计算方法和软件已在某油田进行现场应用，完成了不同型号燃气加热炉热效率的计算。

输油管道冰区溢油污染影响评价模型及应用 [1-4]

刁宇　刘冰　赵云峰　郑娟　刘朝阳　杜慧梅

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冰区不同于一般的海洋及河流等水体环境，难以对冰区溢油采用同样的模型进行建模运算。为更好地预测冰区溢油的行为和归宿，降低冰区溢油造成的环境污染危害，基于冰区水体环境特点及冰区环境溢流特点，采用冰密度临界值法，系统地建立了不同环境条件下的冰区溢油环境影响评价模型，并应用于实际冰区水体现场。开发了冰区环境影响评价计算软件，由用户输入与控制模块、数据处理模块、系统运算与显示模块组成，给出了具体算例，以期为冰区溢油应急处置提供技术支持。

山东 LNG 接收站卸料总管液氮预冷方法 [1-6]

胡超　谢芝　生动　韩荣鑫　刘庆胜

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卸料管道预冷是确保 LNG 接收站顺利投产试运行的重点工作，既可防止管道温度变化过快造成管材损坏，也可检验和测试低温设备的性能及质量。山东 LNG 接收站为了缩短 LNG 船舶靠泊时间、降低接收站运营成本，其关键技术是分段渐进式预冷与温度控制，据此提出了在首船接气前采用液氮预冷卸料总管的方法：由于山东 LNG 接收站卸料总管较长，将其分成 A、B、 C 段进行渐进式预冷，当管道顶底部温差超过 10 ℃时，关闭隔断阀门，憋压至 0.2 MPa 后进行爆吹以消除温差；为了方便操作与控制，按照 0 ℃ 、－30 ℃ 、－60 ℃ 、－90 ℃ 、－120 ℃ 、－150 ℃温度节点来调整汽化器的工况，以控制预冷速率。实践结果表明：该方法安全性高，操作性强；在预冷过程中，管顶与管底温差控制在 30 ℃以下，预冷速度应低于 10 ℃/h；分段渐进式预冷法有利于减小管道顶底部温差，可减少预冷时间、提高预冷效率，并缩短LNG船靠泊时间约 7天。

海底油气输送用双金属复合管研发现状与展望 [1-13]

魏斌　李鹤林　李发根

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基于海洋深水油气田开发过程中油气集输的需要，综述了国内外双金属复合管的主流制造工艺，重点从基管材质、耐蚀合金层材质、界面结合性能、可焊接性、尺寸精度、弯曲性能 6 个方面分析了海底油气输送用双金属复合管的性能要求。通过与 “碳钢+缓蚀剂”、内涂层、耐蚀合金纯材等其他防腐措施对比，指出了双金属复合管的经济技术优势：双金属复合管尽管前期比 “碳钢+缓蚀剂”和内涂层管材成本要高，但后期维护费用很少，且具有较高的安全可靠性。总结分析了国内外海底油气输送用双金属复合管的应用现状，指出应从产品制造工艺、配套产品、现场焊接技术、质量控制等方面提高我国海洋油气输送用双金属复合管的技术水平。

考虑三维地形及障碍的煤层气田集输系统布局优化 [1-10]

何国玺　梁永图　方利民　任玉鸿　肖俏

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随着煤层气田的滚动开发，集输管网复杂程度急剧增长，管网设计过程中需要考虑环境因素及可靠性，地形起伏和障碍等的存在会影响整个管网系统的管道走向、站位选择。结合 “多点接入、柔性集输” 和 “枝上枝” 集输工艺特点，研究煤层气集输管网系统在三维地形且存在障碍情况下的优化并计算优化管网的可靠度。利用三次 B 样条曲线插值和障碍函数叠加的方法对地形仿真，以管网系统的经济性为目标函数，以相关集输条件为约束，讨论枝状和放射状两种管网连接方式，对连接方式交叉后的4 种管网布局模式的经济性进行对比，并将管网可靠性分析转化为树型网络可靠度问题进行求解。结果表明：三维地形下的绕障路径优化既可以减少距离，又可以降低路径的起伏程度，与二维平面上的绕障路径只会使距离增加有本质区别；枝状管网经济性好，放射状管网可靠度高，以总花费与可靠度比值为评价指标，“放射状+枝状” 管网布局最优；与原模式相比，优化后的 “枝状+枝状” 与 “放射状+枝状” 集输管网布局建设投资费用均可减少约 30％，且前者管网总长度比后者短约 29％，验证了模型的合理性和先进性。

GE LM2500+SAC 型燃气轮机压气机积垢判据的确定 [1-5]

谷思宇　李刚

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及时发现燃气轮机组压气机叶片积垢故障并进行水洗作业，能够降低机组的运行维护成本，同时有助于避免其他气路故障的发生。以 2 台天然气长输管道LM2500+SAC型燃气轮机为例，建立了基于气路热力参数的燃气轮机压气机性能计算模型，分析压气机水洗作业前后压气机等熵效率、进气质量流量、耗功等的变化，结果表明：水洗作业后2台压气机等熵效率分别提升0.9％、 1.5％，但每运行 2 000 h 将会带来约 1％的压气机等熵效率衰减，当叶片表面积垢达到一定程度后效率衰减趋于稳定；压气机积垢每造成 1％的等熵效率衰减，会造成约 2％的折合质量流量衰减；水洗对降低机组功耗有明显的效果，但环境温度升高也会导致压气机耗功增加，因此耗功并不适合作为压气机积垢的判据。因此，可采用同压比下等熵效率衰减、同转速下压气机质量流量衰减作为判断压气机是否积垢的依据。

LNG 冷能发电梯级利用法的优化 [1-5]

杨经敏

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以最经济的方式充分回收利用 LNG 冷能是目前各 LNG 接收站所面临的重要问题。结合热力学原理和国内外应用实例，重点分析了有机朗肯循环法中冷能利用效率的影响因素，提出了循环工质的选择原则；对单一工质和混合工质进行对比，分析了压力对 LNG 冷能回收的影响，给出了多级串联分段梯级和多级复合梯级利用的循环系统优化方案。以广西 LNG 接收站为例，结合当地LNG 市场实际状况，分析得出 LNG 冷能发电配套冷能加海水制冰方案是适合广西 LNG 接收站的最优方案，为广西 LNG 项目冷能利用指出了方向，同时对南方其他沿海LNG 接收站冷能利用具有一定指导意义。

基于 ANSYS 二次开发的埋地管道应力分析软件及实现 [1-5]

马宁　张艳

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利用 ANSYS 软件的力学分析模块对埋地管道进行应力分析，存在建模过程不直观、分析效率低等问题。基于 Winkler 弹性地基梁理论，建立了埋地管道应力分析的模型，将其应用到 VC 对ANSYS 软件的二次开发中，确定了建模的土弹簧理论计算公式。针对 VC 对 ANSYS 二次开发中关键的接口问题，运用参数化建模的方法建立了埋地管道应力分析模型，并对整个建模过程进行了封装。阐述了 ANSYS 的二次开发原理和基于参数化设计语言 APDL 程序的二次开发方法，并介绍了程序的具体封装过程和调用方法。应用结果表明：该软件便于操作，且提高了埋地管道应力校核效率。

X70 高应变钢管现场冷弯试验 [1-5]

王鹏　池强　吉玲康　陈宏远　杨放

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冷弯管通常采用普通钢管进行现场冷弯，从而达到符合设计要求的弯管角度。为研究高应变钢管作为冷弯管母管的可行性，采用 3 种弯制工艺对 X70 高应变钢管进行了现场冷弯试验。通过拉伸试验、夏比冲击试验及落锤撕裂试验等分析了弯制工艺对 X70 高应变钢管的几何尺寸与性能的影响。结果表明：弯制工艺对钢管壁厚变化的影响不大，弯制前后的椭圆度有较小变化，横向性能变化不明显，而弯管外弧侧的纵向屈服强度和屈强比明显增大，内弧侧的纵向屈服强度和屈强比随曲率半径的增大而减小。采用高应变钢管弯制的冷弯管性能优良，为冷弯管在复杂服役环境的应用提供了新的途径。

油气管道维抢修作业人员可靠性评价 [1-6]

张乃禄　王萌　黄建忠　王帅　许磊

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为提高油气管道维抢修作业人员可靠性，减少作业人为失误事故，需要对其可靠性进行准确评价。以西北石油管道维抢修分公司维抢修作业人员为评价对象，通过对作业人员的可靠性分析，构建 3 层可靠性评价指标体系，在此基础上应用层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）确立各指标权重，并采用灰色-模糊理论进行维抢修作业人员可靠性综合评价。由等级贴近度法处理评价结果向量，得到可靠性评价等级为良好，其组织管理因素对维抢修作业人员可靠性影响最大，次之为个人自身因素。该评价体系为进一步提高人员可靠性指明了方向和途径，对西北石油管道维抢修公司完善应急人员管理有重要指导作用，也为其他公司维抢修人员的可靠性评价提供了借鉴。

LNG 卸料管道氮气预冷温度分布规律 [1-6]

曹学文　吉俊毅　杨文

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LNG （液化天然气）进入常温卸料管道前进行预冷，在低温氮气预冷过程中，会出现管道顶底温差较大现象，过大的顶底温差会造成管道拱起。利用 Fluent 软件，建立 LNG 卸料管道氮气预冷三维模型，采用阶段降低氮气入口温度的预冷方式，模拟氮气预冷卸料管道温度分布规律，探究卸料管道顶底温差产生原因及影响因素。结果表明：在预冷过程中，管道近管壁处温度梯度大，管道内部温度梯度较小；同时预冷过程中管道内自然对流作用不可忽略，与管道换热后的氮气温度升高、密度减小，在浮升力作用下向上运动，从而导致顶部温度高于底部温度；影响顶底温差大小的因素有预冷时间、质量流量、氮气温度等；顶底温差随时间先增大后减小，质量流量越大，氮气入口温度越低，管道顶底温差越大。为避免管道顶底温差过大和预冷速度不超过 10 K/h，采用阶梯式预冷，逐渐将温度降至123 K 左右。

LNG 储罐珍珠岩膨胀填充技术及施工质量的控制 [1-5]

甄洁

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珍珠岩膨胀填充施工是 LNG 储罐建设后期关键工序之一，其填充质量直接关系到储罐投产后的保冷效果。珍珠岩现场膨胀、填充设备主要包括原料仓、膨胀炉、旋风分离器、热交换器、集尘器、输送系统、振实器等。膨胀珍珠岩的填充工艺流程包括填充之前的准备工作、膨胀珍珠岩的填充、填充效果的检测以及填充后的振捣。LNG 储罐珍珠岩的膨胀、填充作业是不间断作业，在整个作业过程中需采用振实密度检测仪、粒度分析仪等对珍珠岩的松散密度、振实密度、粒度级配、含水率及导热系数进行定时检测并记录检验数据，依据检测结果调整珍珠岩膨胀工况，可有效确保投产后LNG储罐整体 BOG 蒸发率测试合格，避免储罐珍珠岩保冷作用减小或失效。

可维修天然气管道系统可靠性增长预测 [1-4]

林家祥　张志霞　刁玉平

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为了研究可维修天然气管道系统可靠性增长预测问题，结合广义伽玛分布与统计学理论，建立可靠性增长的数学预测模型。采用数字仿真技术，利用点估计、区间估计、标准差和比例系数，对可维修天然气管道系统可靠性增长进行预测并进行预测精度分析，结合具体应用实例验证其有效性。研究表明：将失效分布的寿命解析思想应用到可维修天然气管道系统可靠性增长预测中，可以有效提高预测精度，增加了数据量，更好地解决了管道等小子样系统因数据不充分引起的可靠性增长预测精度问题，同时为管道预维修及后维修提供理论指导。

LNG 卸料管道穿堤布置方案的设计 [1-5]

彭延建　张超　肖立

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LNG 接收站防波堤、海堤的堤顶需通行车辆，因此 LNG 卸料管道穿越防波堤、海堤是设计难点，同时 LNG 的低温特性使其不能采用顶管、埋地敷设等常规管道的穿越方案。借鉴美国、日本采用海底和地下涵洞连接码头和储罐工程的实践经验，提出 LNG 卸料管道 “堤顶箱涵” 过堤方案：通过在堤顶道路设置钢筋混凝土箱涵，使 LNG 卸料管道在同一标高内平顺通过海堤，箱涵两侧设置4％坡道，满足平交道路车辆通行要求。实例应用结果表明：该方案既不影响堤顶道路通行和堤身稳定，又能保证LNG接收站工艺管道的正常运行及检修。同时，通过核算海堤的防潮设计水位，堤顶箱涵” 不影响海堤的防潮功能，可为面临同类问题的 LNG 接收站管道穿堤设计提供参考。

天然气计量检定站施工工序的关键点 [1-4]

狄向东张德文刘滨许庆元刘骁

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为了提高天然气计量检定站的安装精度与安装效率，减少安装过程中出现的错误，结合天然气计量检定站现场实际安装经验，对直管段安装，工艺管道吹扫试压及扫水等施工阶段进行分析，总结出了天然气计量检定站建设期间施工工序的关键点：工作级与检定台位安装的关键在于直管道安装 “0 应力” 与直管道及伸缩器的安装顺序；管道吹扫过程的关键是利用辅助工具吹扫 DN300～DN600 口径管道；管道试压过程中应固定好伸缩器的锁紧螺丝；扫水过程需要注意的是作业坑的设计和管内游离水的排放。上述天然气计量检定站各施工工序关键点，可为同类计量检定站的建设提供理论参考。

天然气资源协调优化理论模型 [1-4]

王俊奇　李启锋　郑欣

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基于天然气资源协调优化模型，为了实现天然气用户用气量的合理分配，以天然气的使用价值代替天然气价格，以效益最大化为目标函数，以用户的用气量为约束条件，建立并求解天然气资源的协调优化模型。该模型克服了传统方法分配天然气资源误差较大的不足，实现了天然气资源协调优化配置的目的，大大提高了天然气的使用价值，对于天然气营销部门制定合理的用气方案、供气计划以及应急预案，进行天然气资源的协调优化和调度决策具有重要的指导意义。

信息化在美国国家油气管道监管体系中的作用 [1-6]

周利剑　李振宇　贾韶辉　唐森

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美国拥有世界上最复杂和庞大的油气管道输送系统，监管工作挑战巨大，为满足不同部门和机构监管需求，逐步建立起以联邦各职能部门、各州政府、各种技术协会、管道运营商和公众互为依存的管道监管体系。在体系运转中，充分依托信息化的技术和手段，根据不同的监管权力划分，建设了国家管道地图系统等信息平台，为保障管道安全，制定完整性计划等具体监管要求提供了有效的工具。基于此，分析了美国实施管道监管过程中的具体需求，研究信息化在监管体系中发挥的作用，介绍了美国在管道监管的信息化中开展的相关工作，指出我国可以从美国油气管道监管体系得到启示，通过开展信息化工作，加强管道的安全和经济监管。

冻土区保温管道补口结构的保温性能 [1-5]

蒋林林　韩文礼　张红磊　王伟

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开展冻土区管道的建设，需要在寒冷的环境下进行施工，硬质聚氨酯保温瓦块避免了低温发泡的问题，但也存在施工效率低、不能保证保温效果的问题。将柔性保温材料二氧化硅气凝胶保温毡、聚乙烯泡沫塑料引入补口保温层结构，用以提高施工效率，改善保温效果。在不同的工作管温度下，对 3 种补口保温层结构的导热系数、热流密度、外表面温度分布进行了研究，结果表明： 115 mm硬质聚氨酯泡沫塑料的导热系数、热流密度最小；二氧化硅气凝胶保温毡可以改善聚氨酯保温瓦块补口外表面的温度分布；聚乙烯泡沫 + 二氧化硅气凝胶保温毡保温结构的保温性能可以满足工程需要，施工性能较好，可用于寒冷环境下的管道保温补口施工。

固态去耦合器在管道交流干扰防护中的应用 [1-8]

刘国

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目前管道业界在固态去耦合器产品的选型、应用设计和检测中存在诸多空白和误区，相关的技术标准编制工作也严重滞后于工程应用。通过对固态去耦合器内部结构和元件进行分析，结合现场检测数据，对固态去耦合器产品的直流电流泄漏量、交流阻抗和故障安全等技术指标进行了探讨；对埋地钢质管道故障电流防护和电磁感应干扰防护中不合理的设计、应用进行分析并提出了对应的解决方案；对使用固态去耦合器进行交流干扰防护后对管道外检测的影响进行了阐述。固态去耦合器产品在管道交流干扰防护工程中存在一定程度的滥用问题，既增加了工程投资又对管道的腐蚀防护造成负面影响，应尽快出台相应的技术标准和规范以指导其合理应用。

石油化工生产区域多米诺效应定量风险分析 [1-8]

程福松　侯磊　周亚云

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为更好地实现石油化工生产区域的定量风险分析，介绍了多米诺效应的定义和评价流程，总结了国内外相关研究成果，分析了风险评价中使用到的热辐射、超压、碎片对设备损坏概率的计算模型，认为模型对影响因素的考虑不够全面，影响了评价结果的准确性，提出了未来应关注的研究方向。通过多米诺场景概率计算出人员伤概率，可以为事故的救援工作提供支持。为完善国内的风险评价内容，应该逐步在制定规范时对多米诺效应的评价提出要求，根据评价结果采取相应措施，中断初始事故的扩展蔓延，防止事故多米诺效应的发生。

多相流动状态对 X70 钢腐蚀行为的影响 [1-7]

曲世元　侯吉瑞　崔铭伟　曹学文

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应用真实环道和自制试验装置，模拟起伏管路多相流动条件下 X70 钢的 CO2 腐蚀问题，通过电子显微镜、腐蚀挂片等对挂片表面形貌、腐蚀速率情况进行分析，试验研究了多相流动状态对X70钢 CO2 腐蚀速率的影响，结果表明：随着气液比由低到高，管内流型由满管流到段塞流再到弥散流发展，挂片均匀腐蚀速率先是缓慢升高，在段塞流时达到最高值，随着流型由段塞流向弥散流转变，挂片表面均匀腐蚀速率逐渐减小；挂片局部腐蚀一直在加强，在弥散流状态下，由于空泡腐蚀的存在，挂片局部腐蚀得到了最大程度的发展。

煤矿长壁开采过程中埋地管道的变形破坏分析 [1-5]

王坤园　程国明　陈剑

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近年来煤矿开采引起的地面塌陷已影响了油气管道的安全运营，我国煤矿采空区上方埋地管道的安全性评判标准及稳定性量化标准尚不成熟，对长壁开采过程中不同开采阶段引起的管道变形破坏特征尚未研究。利用安全系数的概念反映管道不同部位的应力情况，基于第四强度理论，应用有限差分软件 FLAC3D中的 FISH 语言输出管道的安全系数，进而判断管道的稳定性，分析了长壁开采过程中不同开采阶段管道的下沉和安全系数的变化规律。研究结果为沉陷区埋地管道的监测和防护提供了理论依据。

气液执行机构电子爆管保护的原理及应用 [1-5]

陈亮　彭忍社　刘英杰　李瑜

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基于国内紧急截断保护的关键装备——气液执行机构研制过程和产品应用的经验及成果，结合国内诸多设计、施工和用户单位对电子爆管保护功能认知不足的现状，针对性地对当前天然气管道上常见的气液执行机构电子爆管保护单元的基本构成、工作原理和功能特点等进行了详细介绍，阐述了电子爆管保护单元在实际使用中涉及到的国内和国际上强制要求的标准和规范，最后还介绍了近年出现的爆管保护新技术及其应用特点，以期对国内天然气管道气液执行机构爆管保护的合理设计、正确施工及有效管理发挥一定作用。

不同喷嘴结构油罐旋转喷射搅拌器数值模拟 [1-5]

皮嘉立　杜娟　吴杰　张冬梅　余彬彬　姚力　王铭　魏振堃

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原油罐清罐和油品调和时会应用油罐旋转喷射搅拌器，为了研究旋转喷射搅拌器喷嘴结构对搅拌效果的影响，对平喷嘴、拉法尔喷嘴和文丘里喷嘴进行了对比，使用 ANSYS15.0 实现直径 16 m油罐的喷射搅拌全流场数值模拟，并以密度的标准差作为评价搅拌效果好坏的量化参考。在仿真计算的设置中，为了实现对喷嘴旋转的模拟，采用了滑移网格；黏性模型选择湍流的标准k-ε 模型；多相流模型选择混合模型。数值分析结果表明：出入口流速相等的情况下拉法尔喷嘴和文丘里喷嘴中的流速高于平喷嘴中的流速；在油罐旋转喷射搅伴器的搅拌作用下，密度标准差随时间推移逐渐减小；搅伴器配置拉法尔喷嘴和文丘里喷嘴后相比于平喷嘴搅拌效果更好，尤其是在搅拌 20～30 min 内，后者与前两者的差距最为明显。据此使用油罐旋转喷射搅拌器时，推荐配置拉法尔喷嘴或文丘里喷嘴。

W/O 型原油乳状液及其凝胶流变特性研究进展 [1-12]

孙广宇　张劲军

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W/O型原油乳状液是原油开采和集输过程中常见的油水共存状态，其流变性质是多相混输管道流动安全保障的基础资料。阐述了分散相液滴体积分数及粒径对原油乳状液表观黏度的影响，总结了现有的黏度预测模型；分析了乳状液中无固相存在时，以及有蜡晶析出时，液滴自身以及液滴与蜡晶共同作用对乳状液黏弹性的影响；从屈服过程的变化、屈服应力、屈服应变的角度，详尽分析了分散相液滴导致原油乳状液凝胶屈服行为发生的改变；从原油乳状液凝胶的结构裂降和结构恢复行为两个方面，分别探讨了含水率对其触变性的影响。

天然气长输管道并行跨接方案比选 [1-4]

杨小龙

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针对我国天然气长距离管道日益增多，独立管道出现事故频繁、管道停输等问题，调研了国内外天然气长输管道并行跨接规范及管道跨接方案设置技术，在西气东输五线与六线并行管道进行了 4 种跨接方案应用，并进行了管道受损等效对比研究。结果表明：跨接阀数量与年系统降量呈反比，随着跨接阀数量的增加，系统年失效频率增加，年挽回的损失气量相应降低，导致挽回的损失气量与增加投资的比值变小。两座站间设置1 座跨接阀室的跨接方案性价比最高，这说明在设置跨接方案时，存在一个最优的跨接阀数量。建议在西气东输五线与六线站间设置1 座跨接阀室，采用阀前、阀后均设跨接管的设计方案，该方案能提高管道事故应急调配能力，并能保障整个管道系统的供气可靠性，设计方案较为经济合理。

易凝高黏含蜡原油蜡沉积规律及老化现象 [1-4]

全青　王玮　王鹏宇　高歌　韩亚冲　朱铭　宫敬

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分别选取含蜡量为 20.95％、 27.5％、 35.0％的 3 种易凝高黏原油，利用冷指实验装置进行蜡沉积实验，并结合高温气相色谱仪分析沉积物组分的变化，探究了蜡沉积层的老化现象以及温度条件对老化的影响。结果表明，随着时间的延长，沉积速率呈增大趋势，且含蜡量越高的油品增长幅度越大；随着时间的延长，高碳数蜡分子不断向沉积层中扩散，低碳数蜡分子则从沉积层中向油流中反扩散即老化过程，这一过程导致沉积层中的高碳数蜡分子含量不断增加，低碳数蜡分子比例不断减小，且高温度区间时的扩散与反扩散作用更加强烈，相应碳数变化幅度更加明显；温度区间越低，沉积层含蜡量的最大值出现时间越早。

液化石油气球罐法兰面微量泄漏在线监测系统 [1-4]

金光智　李法中　杜帅

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为了弥补液化石油气球罐发生泄漏时常规在线火气监测及应急措施的不足，实时监测和发现球罐法兰面的微量泄漏状况，提出了一种基于法兰面微量泄漏在线监测系统的设计，对设计目的和原理、核心部件密封套筒的制作、密封套筒密封失效的检测方法进行了介绍。根据单个或多个法兰面微量泄漏在线监测系统，能够迅速判断法兰面微量泄漏的准确位置，在液化石油气泄漏发生的最初阶段就能及时地进行监测，便于操作人员进行相应的维护和保养，避免更大泄漏量的发生，将事故风险的隐患降低到最小程度。该设计已经获得国家实用新型专利，专利号为 ZL201220435548.5。

基于向量式有限元方法的长输海底管道不平整度分析 [1-7]

许雷阁　林缅

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海管不平整度分析是悬跨海管设计、施工和运行维护过程中的重要环节。基于向量式有限元方法，提出了一种海管不平整度分析新方法。该方法采用 UWAPIPE 模型模拟管土耦合作用，采用基于区域分解的 MPI 并行技术以提高计算效率。对我国南海一段经过沙波区的海管进行不平整度分析，得到了海管位形、悬跨状态以及管道内弯矩分布，模拟结果与水下机器人（ROV）调查结果吻合良好。在此基础上，基于大量悬跨数据的统计分析，给出了不同工况对悬跨长度和高度的影响。模拟了危险悬跨海管开挖治理后的状态，结果表明开挖治理不仅能够有效消除悬跨，同时能够大大减小管道内弯矩分布。相关方法可用于海底长输管道的安全预警。

基于 OLGA 的深水混输管道及井筒水合物风险分析 [1-7]

魏文倩　孙宝江　王粤　高永海　刘晓兰

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为研究深水油气混输管道的水合物形成问题，结合西非安哥拉海域某油田开发数据，使用OLGA软件对海底长输管道、深水立管和井筒内的水合物生成情况进行了数值模拟。结果表明：在所给出的油流组分和产量变化情况及设定的节点温度压力条件下，该管道与井筒的温度和压力范围不落在水合物生成区内，水合物生成风险极低；随着含水率升高，该油田海管管内压力和管段总压降均升高，管内温度升高，管段温降减小；随着气油比增大，海管管内压力和管段压降降低，管内温度降低，管段温降增大。结合油流组分和工况，分析认为油藏产出水中含盐量很大，油藏流体重烃组分含量较高，抑制了水合物的生成。

基于 HHT 时-频熵的声发射管道泄漏诊断 [1-5]

周颖涛　周绍骑　晁文胜　张少波

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针对油库管道，为诊断管道是否泄漏，利用管道泄漏声发射信号非平稳的特点，提出了基于HHT 时-频熵的声发射管道泄漏诊断方法。该方法采用 Hilbert-Huang 变换分析管壁声发射信号，求得信号的HHT谱，将HHT时-频平面划分为等面积的时-频块，运用信息熵的计算方法，求得时-频块内所包含能量的信息熵，通过对比信息熵的大小判断管道有无泄漏。采用 3 组模拟信号作为仿真对象，求取 HHT 时-频熵，其大小与理论分析相符，验证了该方法的有效性。用模拟管道进行输水实验，分别对距离泄漏孔 2.0 m和 14.8 m 的管壁声发射信号进行分析，判断管道是否泄漏，实验表明该方法可以准确诊断管道有无泄漏。

适用于硬质粘土的淹没射流物理模型 [1-7]

唐立志

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为了明确海底水力喷冲式开沟机的射流破土规律，围绕高压淹没射流的破土效果，开展了相关实验研究。实验中，通过土体配比与测定，得到了不同抗剪切强度的实验用土。高压射流破土效果主要与土体强度、射流压力、喷嘴形式及射流靶距有关，通过清水实验，对比了圆形喷嘴和扇形喷嘴的射流打击力，最终选定圆形喷嘴进行破土实验。根据射流压力、靶距和土体强度的不同，分别测定了各个工况下的射流破土效果，将射流打击后的土体表面进行3 维测扫，绘制了破坏土体的 3 维图像，分析了射流打击土体的深度和宽度，最终给定了在特定要求下破坏土体的射流工况。

油气管网可靠性计算方法评述 [1-6]

薛鲁宁　郑洪龙　周利剑　李明菲　李在蓉　程万洲

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油气管网可靠性研究是提升管网风险评价定量化水平的必然选择，充分吸收可靠性的现有研究成果，对油气管网的可靠性研究具有重要的促进作用。从单元、系统、网络 3个层面总结了目前比较典型的可靠性计算方法，介绍了不同方法的计算思路，结合油气管网的特点，分析了不同方法在油气管网可靠性计算中的应用前景。对于单元的可靠性计算，概率统计法和机理建模法是应用最多、发展最成熟的方法；对于系统的可靠性计算，布尔法和马尔科夫方法在其他行业应用都比较成熟，而马尔可夫方法在处理单元的共因失效和相关失效方面更具优势；对于油气管网网络可靠性的计算，目前的连通可靠度计算方法可以直接应用，而容量可靠度理论尚需根据油气管网的自身运行特点进行发展。

枯竭油气藏型储气库用 CO₂ 作垫层气的研究现状与展望 [1-10]

胡书勇　李勇凯　王梓蔚　彭国奇

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采用 CO₂ 作为天然气地下储气库的垫层气，对于减少建库成本，节约资金，实现碳的有效地质埋存具有重要的战略意义与社会意义。基于文献调研，对 CO₂ 与天然气的物理性质、作垫层气的CO₂与工作气的混气机理、 CO₂作垫层气的储气库的渗流扩散耦合问题及最优运行控制方式的研究现状进行总结，并对其发展前景作了展望，提出了今后研究的重点、难点，包括：①实验研究 CO₂、地层水、储层岩石相互作用机理，混气区变化特征及气-气互驱渗流特征；②建立考虑 CO₂及天然气混合的吸附、扩散、对流三维气-气驱动及气-液流动的综合模型，补充并完善目前国际上流行的商品化数值模拟软件对以 CO2 作垫层气的储气库运行的适应性；③研究多次注采过程中气库的库容变化规律，优化气库运行控制，保证气库安全高效运行。

低密度气凝胶吸油材料及其回收方法 [1-4]

姜法兴　林芬　沈志春　熊风　姚献东　赵科仁

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为提高吸油材料的经济性并减少吸油材料在使用过程中潜在的二次污染问题，以正硅酸乙酯为原料，乙醇和水为溶剂，硫酸和氢氧化钠为催化剂，聚酯纤维毡为基底材料，通过溶胶-凝胶法和二氧化碳超临界干燥工艺，得到了新型的低密度气凝胶复合毡材料。用 FTIR、SEM 等分析手段，对复合毡进行了表征，并对复合毡的吸油率、保油率、吸油速率及回收方法进行了分析。实验结果表明，该复合材料具有较高的吸油速率和吸油率，在油水选择性、受压保油性方面明显优于传统吸油材料，并可通过二氧化碳超临界干燥工艺，回收废油且再生气凝胶复合毡材料。该新型吸油材料与超临界干燥工艺的配合，为废油回收处理开辟了一种高效无污染的新方法。

管道环焊缝检测识别方法 [1-6]

赵晓利　张琳　李睿　李博　张新宇　靳元章　宋乔　张波

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针对管道内检测缺陷点的定位问题，提出了一种基于漏磁原理的管道环焊缝识别方法。在使用内检测结果对缺陷点进行修复时，需要准确定位管道缺陷点位置。内检测器通过搭载里程计来记录检测器前进里程，从而定位管道缺陷点位置。但是由于检测器在管道中的旋转前进方式及里程计的累积误差，导致检测器记录的里程与实际的管道里程存在较大偏差，且该偏差随检测里程增加而增大。为了准确定位管道缺陷及特征点，在检测器上加装焊缝检测器，在内检测数据处理中识别出管道环焊缝，通过环焊缝里程来对缺陷点进行精确定位。牵拉试验证明，该环焊缝识别方法识别率超过 95.24％。

基于管道完整性数据的关联规则挖掘与应用 [1-4]

张新建　费雪松　王梓力　周利剑　贾韶辉

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在油气长输管道完整性管理领域引入数据挖掘中的关联规则技术，发现完整性数据中潜在的关联关系，充分发挥数据价值。通过对管道完整性数据关联规则挖掘流程进行研究，对经典 Apriori算法中频繁项集生成效率进行优化，结合中石油某管道开展完整性管理积累的外检测与内检测数据进行了关联规则挖掘，并对挖掘结果进行了分析和解释。挖掘结果表明，通过关联规则技术可以发现管道本体缺陷与周边环境、本体属性数据之间潜在的关联关系。关联规则挖掘方法应用于管道完整性数据分析能够有效减少无兴趣规则的数量，发现潜在的管理重点，为长输管道完整性管理提供科学、准确的决策依据。

管道内检测器性能规格验证技术 [1-4]

戴联双　张海亮　赵晓明

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管道内检测器性能规格直接决定着管道本体隐患是否能够被系统地识别出来，其也是管道运营企业根据自身管道情况选择合适的检测器的关键因素。通过对管道内检测器的检出率（POD）、识别率（POI）、误报率（POFC）、采样频率、定位精度、检出缺陷类型及其阈值、缺陷尺寸量化精度，以及抗外界干扰能力（如管道内壁清洁度、流速和温度影响）等性能规格关键指标的分析，提出了开挖验证和牵引试验验证管道内检测器性能规格的方法，建立了管道内检测器性能规格关键指标的计算方法，为管道运营商实现基于风险的检测提供了选择检测器类型和性能指标的判定依据。

柔性软管弯曲限制器的设计 [1-4]

安世居　杨强　白海洋　梁威　冯岩

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海洋复合软管应用过程中会发生过度弯曲现象，故设计弯曲限制器，以防止海管的过度弯曲。海洋复合软管弯曲限制器设计需要考虑各种荷载情况，且每一个弯曲限制器均要根据实际情况进行单独设计，以符合不同状态海洋柔性软管在不同环境荷载下的具体要求。为了更好地设计弯曲限制器，针对海洋复合软管弯曲限制器所受功能载荷及环境载荷的特点，结合柔性软管弯曲限制器有关的规范文件，分别对海洋复合软管弯曲限制器系统的材料特点及选择、结构设计、局部和整体计算分析、制造加工工艺及测试方法进行了研究。基于研发软件、计算公式及有限元分析软件进行了弯曲限制器的计算分析。研究成果对国内进行海洋复合软管弯曲限制器的设计及制造具有重要意义。

PR 气体状态方程的显式化 [1-6]

苑伟民

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在对立方状态方程形式及数值算法进行研究的基础上，用数值计算方法中的牛顿法、线性插值法、二次插值法、多重迭代法进行运算，将简化后的方程进行简化和验证，用于立方状态方程的显式化公式推导，提出了显式 PR 气体状态方程。该方程无需迭代，形式简单，既可采用手工计算，也可采用电子表格或任意编程语言计算，明显降低了对化工或油气专业人员计算机编程及数值算法等水平的要求。经过使用上百组数据对计算结果的精确度和计算时间进行验证，结果表明：与迭代方法相比，提出的显式化 PR 气体状态方程计算简单，相对误差控制在 10-5之内，计算时间是迭代算法的1/10。

榆林至济南输气管道调峰方式优选 [1-6]

席海宏　赵玲玉

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天然气长输管道受下游用户用气不稳定影响，一定时间内必然处于进销不平稳状态。如何借助管道现有调峰手段，确定科学、合理、高效的调峰方案是管道运营企业追求的目标。以榆林－济南输气管道（榆济管道）为例，评估了该管道在不同输气量下的末端调峰能力，分析了配套储气库的注采气能力及工作要求，测算了管网下游用气不均衡系数，最终结合管网实际情况，提出了优选调峰方案的措施及步骤。将榆林－济南输气管道调峰优化问题程序化、指标化，提高了制定方案的及时性、
科学性及经济性。以管道 2012－2013 年冬季的调峰问题为例，验证了该优化方法的可行性，得出了日调峰以管存为主，季节性调峰应采用管存及储气库联合调峰，满负荷运行状态下管存尽量不调峰等共识，将有效指导管道的运行管理工作。

澳大利亚管道试压技术标准先进性 [1-5]

马伟平　蔡亮　王禹钦　曹燕

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试压是新建管道工程建设的关键环节，对于保证管道安全运行具有重要意义。评价了国内外管道试压技术水平和研究现状，对美国、加拿大、英国、俄罗斯的试压标准与国内标准的差异进行了研究。提出了借鉴澳大利亚管道技术标准改进国内标准的方法。介绍了澳大利亚管道概况和技术标准体系，以澳大利亚管道试压技术标准 AS 2885.5-2012 为例，深入研究了该标准与国内标准的差异，该标准的先进性表现在液态石油试压技术要求、气体试压安全管理研究、基于管段类型确定强度试验等级、强度试验合格评定准则、压力表量程精度、温度计检定周期，以及基于风险评估和降低试压强度的隔离区准入条件。最后，提出了借鉴澳大利亚管道试压标准改进国内标准的建议。

管道钢级提高对 B31G 标准适用性的影响 [1-5]

冯明洋　肖国清　陈健　王富祥　于红红

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为了研究油气管道钢级普遍提高对 B31G 标准的影响规律，从屈强比、流变应力和缺陷深度比等因素出发，系统地分析了管线钢屈强比变化对流变应力取值的影响，并在对不同版本的 B31G标准进行对比的基础上，详细分析了缺陷深度比变化与管道钢级提高所造成的B31G 标准计算结果保守性和集中性的变化。研究结果表明：随着管道钢级提高， B31G 标准计算结果的保守性逐渐减小，并向冒进发展，计算结果的集中性也明显变差，由此导致了 B31G 标准对高钢级管道适用性越来越差，通过对流变应力取值重新定义能在一定程度上改善 B31G 计算结果的保守性，但难以从根本上解决集中性差导致的适用性问题。

管道内水合物浆流动数值模型 [1-6]

赵鹏飞　王武昌　李玉星　魏丁　张庆东

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考虑水合物浆相间相互作用、粒径分布、固相黏度、最大内相堆积率等基本物性，基于 Euler-Euler 双流体模型，建立描述管道内水合物浆流动的数值模型，并对水合物浆的粒径特性、阻力特性进行分析。结果表明：与 Mulhe粒径模型相比， Camargo 粒径模型考虑了水合物聚结体间的相互作用，粒径模拟值与实验值更为接近；颗粒动力学模型对水合物浆湍流流动时颗粒间剪切作用的刻画较为准确，但在描述水合物浆层流流动时误差较大，而基于 Brinkman 方程、Ostwald 方程的黏度模型因与水合物体积分数、剪切速率间存在耦合关系，对水合物浆湍流、层流流动阻力特性的预测效果较为理想。该研究建立的数值模型可以为水合物浆安全流动研究及工程应用提供支持。

大气压变化对蒸发气压缩机处理能力的影响 [1-4]

贾保印　白改玲

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大气压变化对 LNG 接收站蒸发气量（BOG）计算的影响因工程项目自身特点不同而有所差异，结合不同工程项目的储罐压力控制方式，详细分析大气压变化对BOG 产生量的影响，结果表明：对于采用 LNG 储罐表压来控制 BOG压缩机运行负荷的 LNG 接收站，在计算 BOG量时，应将大气压降低这一因素考虑在内，尤其是对于沿海地区大气压波动较频繁的工程项目；对于采用 LNG 储罐绝对压力来控制BOG 压缩机运行负荷的 LNG 接收站，在计算 BOG 量时无需考虑大气压变化这一因素。基于国内外 BOG 计算方法的对比结果，推荐了较为合理的计算方法，可为 LNG 接收站中BOG产生量的计算，以及如何确定 BOG压缩机处理能力提供借鉴。

面向油料装备的产品族聚类划分方法 [1-6]

尤杨　陈军　和倩倩

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为了解决油料装备面临的部队需求多样化、个性化与低成本、短交货期的矛盾，采用产品族设计的方法对油料装备进行产品族规划。综合分析了油料装备产品族及后勤保障的特点，基于产品族的模块性和通用性两大特点，以及油料装备自身特征，最终提出了模块化、通用性、军事用途和油料保障这 4 项影响产品族聚类划分的属性。评价装备集合关于这 4 项属性的关联性，运用层次分析法确定各属性权重后，建立装备综合关联度矩阵。运用改进的层次聚类算法对油料装备产品族进行聚类划分，装备在不同划分粒度下的族类归属用聚类树图表达，实现了在不同相似度阈值的取值下，油料装备的相似聚类，即油料装备产品族划分，最后用实例证明了该划分方法的可行性。

浸没燃烧式 LNG 气化器水浴气化传热计算 [1-6]

康凤立　孙海峰　熊亚选　邓展飞　刘蓉

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为了研究 SCV 液化天然气气化器水浴内复杂的两相流传热规律，简化 SCV 气化器的工程应用计算方法，利用传热学理论，通过忽略烟气对传热过程的影响，简化了传热管束外流体流场、换热管内的温度场和流场，利用理论分析的方法建立了水浴加热-液化天然气气化传热过程的数学模型。将实际运行中的浸没燃烧式液化天然气气化器的工作性能参数带入新建数学模型，计算得到了管外平均对流传热系数、总传热系数、总换热管长、总换热面积，同时根据 SCV 气化器的加热负荷、管外测量水流速度等反算上述数学模型中的 4 个参数值，结果表明：管外平均传热系数的模型计算结果与实际运行参数的偏差为 16.8％，但总传热系数、总换热管长、总换热面积的偏差仅为 6.9％、－7.9％、－7.9％，总体上可满足工程计算的需要，验证了所建数学模型的可靠性。

我国城市燃气发展阶段及其主要特征 [1-9]

王中元　罗东坤　刘璘璘

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城市燃气发展阶段应该在坚持全过程透视、全要素梳理和全方位考察的原则下进行合理划分，而不应简单地以主要气源为依据进行阶段划分。从煤气在中国开始出现到新中国成立前，人工煤气为唯一城市气源，城市煤气与殖民主义密切相关且定向发展；新中国成立后至全国城市煤气工作会议前（1984），国家煤气政策缺位，天然气和液化石油气渐入城市煤气，气源结构发生积极变化；全国城市煤气工作会议后至2002年为行业政策形成阶段，发展城市煤气政策逐步形成，多气源齐头并进发展迅速，以人工煤气为主的供气格局发生重大改变；多元投资主体竞争，集团化发展与形成，确立天然气的主导地位是现阶段城市燃气发展的主要特征。内在需求、政策引导和资源保障是城市燃气发展中的关键性因素。

地下水封洞库立管的振动特性 [1-6]

孙旭　张劲军　杨森

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针对地下水封洞库出油立管振动问题进行分析，对不同支撑方式对立管振动特性的影响规律进行研究。结果表明：①大落差出油立管结构刚度过低、管内流体带动下电潜泵叶轮旋转所对应的扰动频率与立管低阶固有频率重合而引发共振，是导致停泵过程中立管剧烈振动的主要原因；②随着固定支撑数目的增加，立管刚度及各阶固有频率也将增加；③合理设计竖井内固定支架的数量和位置，使立管各低阶固有频率避开正常出油和停泵过程中的电潜泵扰动频率，可以对出油立管振动起到抑制作用。

海底管道泄漏天然气扩散规律数值模拟 [1-6]

李新宏　朱红卫　陈国明　孟祥坤

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为研究浅水区域海底管道泄漏天然气扩散规律，减少重大事故的发生。基于计算流体动力学（CFD）理论，建立海底天然气管道泄漏事故后果预测和评估模型。通过用户自定义函数（UDF）给出海流流速分布情况，结合 VOF 模型和κ-ε 湍流模型，实现对泄漏天然气扩散行为的模拟，研究不同泄漏速率、泄漏孔径及海流流速对天然气在海水中扩散行为的影响。结果表明，海底天然气泄漏扩散大致经历气云团→大气泡→小气泡 3 种形态的变化过程；泄漏速率越大，扩散气体气泡半径越大，与海水掺混比例越小，抵达海面的时间越短；泄漏孔径变化对天然气扩散的影响与泄漏速率变化影响相同，但泄漏孔径变化对天然气扩散形态的影响更为明显；海流流速越大，气体扩散轨迹与海底的夹角越小，沿海流方向的扩散距离越大。

系统结构及流质状态对管道共振激发的比对分析 [1-6]

陆美彤　孙学军　何嘉欢

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为解决大输量站场中压缩机的异常振动问题，以某压缩机站场为例，通过计算气柱固有频率，证明了管路中扰动可激发声学共振的可能性，揭示了振动产生的根本原因。利用 FLUENT 有限元软件分析管内流体流动状态，明确扰动产生的源头；利用 ANSYS 先进行静应力分析判断管系对离心压缩机出口压力脉动的响应，再进行动应力分析判断管系的敏感频率，进而阐述了工程中的结构分析不能完全揭露管道振动产生原因的不足。对管道设计结构进行优化，探究解决声学共振的方法，尽可能避免管道运行中的振动破坏，确保主要动力设备及管道的安全。

压力平衡式旋塞阀阀体结构分析 [1-6]

杨胜龙　张晓松　刘沛鑑　杜华东

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为了使旋塞阀阀体既能满足强度要求，又能满足客户指定射线探伤的要求，对不同结构形式的阀体进行了分析。结合 API 6D、 API 599、ASME B16.34 等阀门设计标准，进行了不同结构形式旋塞阀阀体零件的三维建模，并对各种模型进行具有相同边界条件和约束条件的有限元分析，从中找出满足要求的阀体结构。分析表明：球形结构的旋塞阀阀体在很好地满足阀门使用强度要求的同时，避免了加筋结构旋塞阀阀体不能进行射线探伤操作、探伤结果判定不准确等缺点，对阀体零件的内部质量控制具有极为明显的优势。

国内外输油管道超压保护系统设置标准比对 [1-5]

林宝辉　信鹏　王小强　孙向东　袁琳　潘盼

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超压保护对于管道的安全运行至关重要。泄压阀、仪表保护系统是输油管道常用的超压保护方式，目前国内外关于仪表保护系统是否可替代泄压阀一直处于争论中。基于此，从输油管道超压界限、超压保护方式、泄压系统的设置、泄压系统与仪表保护系统的关系等方面研究了国内外相关的标准和规范，同时对国内外管道进行调研，分析了超压保护技术要求的差异。研究结果表明：各国标准均提出要设置超压保护系统，但在具体描述中又存在较大差异；各标准对于泄压保护和仪表保护是单独使用还是联合使用并没有明确说明；选择仪表保护系统和泄压系统应考虑与管道系统整体安全有关的因素，从多层次、多角度考虑整体的安全风险是否能降到可接受的范围；仪表保护系统和泄压系统的联合使用会大大降低系统整体的故障率。

稠油水包油型乳状液的黏度和稳定性 [1-8]

路宏　赵甲递　陈晶华

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稠油由于黏度大等特点导致其输送困难。对稠油进行乳化降黏输送相比于传统降黏输送有很大优势和发展前景。O/W 乳状液的性质复杂，其静态稳定性和黏度是选择确定输送工艺的重要指标。使用两种稠油和 3 种乳化剂成功地在高温及高矿化度等条件下，制备出 O/W乳状液，确定了乳状液的制备条件，筛选出适合不同条件的乳化剂。通过测量 O/W 乳状液在不同制备条件下的黏度和析水率随时间的变化，分析各因素对乳状液性质的影响规律，得到了 O/W乳状液黏度和稳定性随含水率、搅拌条件、温度、矿化度以及pH值的变化规律，完善了O/W乳状液黏度的预测模型。

封存海管湿气投产水合物形成评价及流动保障 [1-6]

张树德　敬加强　唐敏　康思伟

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针对中国某海域封存海管湿气投产过程中潜在的水合物形成风险，利用 HYSYS 软件，模拟分析其相平衡与水合物形成条件；利用 PIPEPHASE 软件，模拟分析海管沿程湿气的压力和温度分布；采用静态模拟实验方法，测试分析模拟湿气水合物形成速度；对比分析数值模拟与实验模拟结果，评价海管内水合物形成的可能性，提出海管湿气投产的安全保障措施，确保海管湿气投产的顺利实施。结果表明：若海管不采取加注抑制剂或保温等防护措施，在 4～6 MPa 下的湿气投产过程中理论上会形成水合物，凝析油有助于抑制水合物的形成，海管沿线湿气压力随海底起伏而波动，但全线压力损失不大，管内湿气温度很快降至环境温度；模拟实验证实了数值模拟结果的准确性与可靠性，通过采用合理的投产方案、加注乙二醇等措施可确保投产安全。

中国油气管道的可接受风险准则 [1-6]

赵新伟　张华　罗金恒

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风险评估是管道完整性管理的基础和核心技术，而风险可接受判据是风险评估中必须解决的关键技术问题。按照风险的最低合理可行（ALARP）原则，结合中国油气管道实际，基于历史事故数据统计分析，提出了中国油气管道风险可接受准则。推荐个体风险可接受的临界值为 10-6，可容忍的临界值为 10-4；给出了社会风险可接受判据的FN 曲线模型，即死亡人数（N）和超越概率（F）关系曲线。建议加强油气管道失效信息数据库建设，历史失效事故数据积累和统计对做好管道风险评估具有重要意义。

胶凝原油的压缩特性 [1-7]

张国忠　刘刚

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使用自行研制的原油压缩试验装置，研究了大庆原油的压缩特性：胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前，胶凝原油表现出复杂的压缩特性；胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏后，胶凝原油压缩符合弹性压缩特性，可用已有文献公式计算。使用自行研制的管流环道试验装置，研究了苏丹胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前的弹塑性压缩特性：胶凝原油停输后的恒温静止过程，伴随静态胶凝原油蜡晶网络结构恢复，环道内压力连续下降，指出环道内压力下降乃蜡晶网络结构产生体积收缩所致；油温越低，压力下降幅度越大，体积收缩也越大。基于苏丹原油恒温启动研究成果，使用反演仿真计算方法，研究了胶凝原油环道初始启动过程胶凝原油的弹塑性压缩特性：胶凝原油弹塑性压缩系数远大于其对应温度条件下的弹性压缩系数，油温越低，蜡晶网络结构强度越大，弹塑性压缩系数越大。

π 形输流管道受力特性及结构优化 [1-5]

孙旭　张劲军　杨森

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通过理论分析和 ANSYS 数值模拟对管内流体作用下 π 形管道的受力特性进行了研究，并从降低流体载荷出发对其进行了结构优化。研究表明： (1)π形管道结构所受内部流体合力一般较小而可以忽略，但流体合力矩却往往很大，是导致管道出现大变形的直接原因。(2) 对于确定的管径、进口压力和流量， π 形管道所受流体合力矩仅与两竖直管段的长度差有关。两竖直管段长度不一致是导致该类管道流体合力矩不为零的根本原因。（3）将 π 形管道设计成对称结构可以将其所受流体力矩降到最低，避免流体力过大导致的大变形问题。

油气管道激光-电弧复合焊接工艺参数研究 [1-5]

檀朝彬　曾惠林　皮亚东　王馨　杨红伟　张兰

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通过理论分析与试验对比的方法研究了油气管道激光-电弧复合焊接过程中电弧电压、送丝速度、激光能量、激光离焦量、激光入射角度、光丝间距等参数对焊接成型和焊接质量的影响，探讨了各参数设定参考值。研究结果表明激光-电弧复合焊接机理复杂，其众多焊接参数之间相互影响，在进行焊接工艺研究时需有机联系、系统分析，不可孤立开来。较好焊接效果的工艺参数不止一组，通过进一步深入研究激光-电弧复合焊接作用机理，可以得到适合不同情况的多组焊接工艺参数进行工程应用，该研究成果对于管道激光-电弧复合焊接技术工程应用具有参考作用。

西气东输三线国产大口径阀门内漏分析与控制 [1-5]

王博韬

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国产大口径阀门在西气东输三线工程中得到大量应用，但阀门 “跑、冒、滴、漏” 现象时有发生，给管道运行和维检修带来重大安全隐患。油气管道工程建设中，阀门内漏控制是工程质量管理的重点。以阀门解体试验为基础，结合数据统计分析，考虑地理位置和自然环境等因素，从阀门本体结构、质量检验和施工管理等环节入手，查找出阀门内漏的2个通道。针对内漏具体情况和严重程度，制定出堵塞 2 个内漏通道的具体措施，明确了阀门在设计、制造、检验、运输和维护保养各环节的注意事项，有效控制阀门内漏使工程质量得以提升。

机场航煤加油规律分析及加油量预测 [1-6]

郝骞

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为合理规划民用运输机场的新建和扩建，根据机场历史加油基础数据，分析了机场航煤加油量与旅客吞吐量、飞机加油架次等主要影响因素之间的关系。编制了民用运输机场航煤加油量预测软件，采用比例系数法、线性回归法、灰色理论以及神经网络等多种预测方法，对特定机场的加油数据进行了分析，并对未来机场航煤加油量进行了预测。通过与多个机场基础数值相对比，结果表明：提出的机场航煤加油量组合预测模型预测精度较高，预测软件应用方便，可为今后机场设计或建设提供理论依据。

含蜡原油油水两相的降温胶凝过程特性 [1-9]

王志华　刘扬　张宏奇

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含蜡原油的胶凝特性决定了原油-水两相体系在温降过程中依然存在由溶胶体系向凝胶体系转变的行为过程，且对以集输生产为代表的原油储运工艺有着重要影响。通过建立描述含蜡原油油水两相降温胶凝过程特性的方法及原理，对非牛顿含蜡原油油水两相体系的胶凝特征温度及胶凝结构强度进行了流变测量，建立了含蜡原油不同水含量体系在不同温降过程中粘弹性参数的变化规律，实现了对含蜡原油油水两相胶凝特征参数的定量表征，构建了含蜡原油油水两相降温胶凝过程特性的普适性规律，解释了两相体系的降温速率及含水量对其胶凝行为的影响与作用机制，为含蜡原油油水两相节能输送工艺中流动保障技术的应用与优化提供了理论和实验依据。

基于 CFD 方法的国产化调节阀结构优化设计 [1-7]

任小龙　谭东杰　李柏松　高晞光　杨晓　张兴　董学刚　周广玲

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为了指导油气管道调节阀的国产化研发工作，以较低的成本在短期内开发出高质量的产品，采用计算流体动力学（CFD）方法作为辅助手段对调节阀进行优化设计。基于某国产化调节阀的几何结构，建立不同开度下的内部流道，再通过 Fluent 流场分析软件进行计算，分析调节阀的流通能力、流量特性曲线、斜率偏差以及阀门内部压力和速度的分布情况，以此对调节阀的几何结构进行改进和优化。研究表明：通过 CFD 方法的优化设计，调节阀在流通能力、流量特性曲线以及斜率偏差等方面都很好地满足了国产化设计需求，达到了节省研发时间及制造和试验成本的目的。

温度和压力对 CO₂ 置换甲烷水合物的影响 [1-7]

宋光春　李玉星　王武昌

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为了研究温度和压力对置换开采的影响规律，分析了 CO2 置换法开采天然气水合物的实验原理及微观过程。采用对比实验的方法，通过自行设计的水合物生成与置换装置，研究了温度、压力等热力学因素对置换速率及置换效率的影响。实验温度设定为 274.15 K、 276.15 K、 278.15 K，实验压力设定为3.5 MPa、 3.85 MPa、 4.0 MPa。实验结果表明，置换温度与置换压力均对置换效果有重要影响，其中温度对置换结果产生的影响要大于压力对置换结果产生的影响。在一定实验条件下，置换
温度和置换压力越高，置换速率越大、置换效果越好。该实验结果可为水合物藏的商业开采提供技术指导，促进置换法开采的工程应用。

往复式压缩机缓冲罐焊缝开裂事故原因及对策 [1-4]

端木君　朱贵平

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通过对西气东输发生的往复式压缩机缓冲罐接管焊缝开裂事故进行详细的技术分析，对焊缝开裂断口处进行宏观检查和放大观察，以及宏观分析、化学成分分析、金相分析等，确定了故障原因，即缓冲罐接管焊缝处应力水平和周期性循环载荷造成的机械疲劳所致。基于此，提出缓冲罐接管处设置加强圈刚性补强、内件设置、焊缝检测以及热处理等多方面改进措施。

大型 LNG 储罐罐壁隔热层保冷性能 [1-7]

曹学文　彭文山　王萍　徐艳华　张楠

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为了提高大型 LNG 储罐罐壁隔热层的保冷性能，对其隔热层厚度进行优化。采用理论分析与数值计算相结合的方法，在不同隔热层厚度下，从储罐的保冷损失、蒸发率、外罐壁受力及变形情况 3 个方面来评价隔热层保冷性能，并对隔热层的厚度进行优选。结果表明：太阳辐射对储罐温度场影响较大，在进行 LNG 储罐保冷分析及相关设计时不可忽略； LNG 储罐罐壁隔热层（主要指膨胀珍珠岩）厚度与保冷损失率呈反比例关系，当膨胀珍珠岩达到一定厚度后，随厚度增加，保冷损失减小缓慢；随着隔热层厚度的变化，外罐壁的受力和变形较大，因此应该关注不同隔热层厚度对罐壁结构的影响。

天然气管道压气站燃气轮机的性能测定与分析 [1-4]

张巍　张鹏　王华青　姜勇　张鑫　刘国豪　张轩　郭旭

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为了提高中亚管道压气站燃气轮机出力，减少能源消耗，选取中亚天然气管道A 站 4#燃气轮机和 B 站 3#燃气轮机为代表对中亚管道全线不同机型压缩机组进行节能测试，测定不同工况下的压缩机效率，并对比分析了 GE 普通机组与 DLE 机组的能效差异。结果表明： GE 普通机型运行效率高，但燃料的烟气排放量高； DLE 机型由于采用了更复杂、更环保的燃烧工艺，燃料排放量低，但其运行效率也较低，每小时耗气量高，节能减排方面无明显优势。该结果可为中亚管道节能降耗工作的开展提供数据支撑，也可为国内后续选购压缩机机型提供技术支持。

基于耦合分析的管道泄漏诊断方法及应用 [1-7]

康健^1,2　张继信¹　张来斌²　梁伟²

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目前，基于管道与泵机组间耦合状态分析的管道泄漏诊断方法研究较少。在对管道输送设备进行综合监测的基础上，基于负压波原理，提出了一种基于管道与泵机组状态耦合分析的泄漏监测方法，该方法主要包括了基于逻辑推理的管道压力异常捕捉算法、管道相关设备实时状态识别，以及基于耦合状态分析的管道泄漏判别。现场应用结果证明，该方法提高了对管道小泄漏的检测能力，可以有效排除因泵机组状态异常导致的管道泄漏误报警，降低了管道检漏误报警率，提高了监测效率，为保证管道输送系统的稳定性提供了一种新方法和思路。

LNG 接收站 BOG 处理工艺优化及能耗分析 [1-5]

薛倩　刘名瑞　肖文涛　王晓霖　张久久

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为优化 LNG 接收站 BOG 处理工艺，降低整个接收站的功耗，以外输量为 200 t/h、储罐BOG 蒸发量为 3.04 t/h 的某 LNG 接收站为例，对再冷凝工艺和直接压缩工艺两种典型的 BOG 处理工艺进行了功耗分析，得出 BOG 压缩机和 LNG 高压泵的能耗为整个工艺的主要能耗。以降低LNG 接收站工艺功耗为目的，运用 ASPEN-HYSYS 模拟软件对现有工艺流程进行了优化：在现有BOG 处理工艺的基础上，通过对 LNG 进一步加压至高于外输压力，靠气化后膨胀高压外输天然气做功来实现 BOG 的压缩和对 LNG 的加压。优化结果表明： BOG 直接压缩工艺和再冷凝工艺分别节约功耗1 616.27 kW 和1 270.64 kW。

跨国输气管道的节能监测 [1-3]

王华青¹　张鹏¹　刘国豪¹　安振山¹　张鑫²　向亦帆¹　丁昱¹　张立勋¹

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为提升中亚天然气管道的管输效益，提如下节能监测措施：提前筹划和引导，使合作伙伴的管道节能管理理念和原则认识与本国一致；采取 “试点+推广” 的模式，开展节能监测实施工作；针对压缩机效率计算，开展国内外标准对标，以增加外方对中国标准的认同度；多国统一协调配合，开展压缩机组节能测试；研究和应用大功率燃气压缩机组节能测试和评价方法；有效利用节能监测数据，发挥其最大价值。上述举措实施后， 2014 年中亚天然气管道主要耗能设备年度节能监测率超过50%。

IAHP 确定滑坡对油库危险性指标权重及软件开发 [1-5]

黄海亮　焦光伟　王亚超　聂桐

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将改进的层次分析法 (IAHP) 引入滑坡对油库危险性评价指标权重确定中，用三标度法代替传统的九标度法，利用最优传递矩阵对判断矩阵进行处理，从而使权重计算不需进行传统层次分析法的一致性检验，大大提高了收敛速率。利用 Visual Studio C# 2010软件进行了可视化改进的层次分析法软件开发。根据国内外相关研究文献和实地调查，选取滑坡对油库危险性评价较为重要的10 个指标进行权重确定，得到了指标权重排序，并与模糊层次分析法（FAHP）计算结果进行对比分析，结果显示，利用 IAHP 与 FAHP 两种方法计算指标权重所得各指标权重数值不一，但计算所得权重排序一致，证明该方法在滑坡对油库危险性指标权重确定中具有一定意义。

基于 BS7910 的焊缝缺陷剩余寿命分析方法 [1-8]

周道川¹　王艳婷²

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为预测油气管道焊缝的剩余寿命，对非穿透裂纹的扩展机理及焊缝缺陷寿命预测方法开展研究，提出以累加法为指导思想、结合 BS7910-2005 中失效评定图（FAD）判据，且基于非穿透裂纹扩展模型的动态焊缝剩余寿命计算方法，使用 C# 语言编制程序实现了具体算法，并应用该程序计算分析了某管道焊缝缺陷的非几何参数对焊缝寿命的影响规律。对计算结果的分析表明：缺陷的长、短类型，即缺陷的深度与长度之比对缺陷所能承受的循环载荷次数有较大的影响；如果缺陷属于短缺陷，对应不同的缺陷相对深度，缺陷所能承受的循环载荷次数均逐渐减少；如果缺陷为长缺陷，缺陷所能承受的循环载荷次数均呈现先减少后又趋于不变的趋势。

大型天然气管网可靠性评价方法研究进展 [1-10]

苏怀　张劲军　杨楠　张宗杰

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天然气管网是连接资源与市场的纽带，确保天然气管网安全运行与平稳供气是油气储运界的重要课题。当前，对天然气管网运行与供气可靠性的研究尚处于起步阶段，经典可靠性理论不能满足现实需要。论述了经典可靠性理论在天然气管网单元可靠性评价的适用性与在管网系统运行及其供气可靠性评价方面的局限，指出了天然气管网可靠性研究的关键问题，分析了国内外在该领域的研究现状和发展方向，总结了相近领域可供借鉴的研究成果。目前评价天然气管网可靠性需要解决的主要问题包括：构造全方位、多维度的评价指标体系；整合现有理论与方法 , 将工程方法与经典理论相统一，建立完善的单元与系统可靠性评价方法；针对天然气管网的运行特点和用户需求构造基于可靠性的优化模型等。

天然气管道投产充压时间的预测 [1-4]

冯亮

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在天然气管道投产过程中，为了使管道达到运行压力，需对其进行分阶段充压，并保证在每个阶段充压结束后有时间稳压和检漏，因此有必要对管道每个阶段的充压时间进行预测。基于BWRS 方程计算管存量编制了天然气管道投产时充压时间预测软件，可用于不同管径、目标压力和气质组分的天然气管道充压时间预测。将其应用于中缅输气管道（瑞丽－玉溪段）由 1 MPa 充压到3 MPa 的充压时间预测，预测结果与实际充压时间基本吻合，预测充压时间的最大偏差小于 4 h。通过软件对影响充压时间的温度、壁厚、高程等因素的详细分析表明，温度对预测时间的影响较大，选择日平均温度预测充压时间更为接近实测值。

对 AMETEK 便携型冷镜式露点分析仪的改进 [1-3]

杨明　王生龙

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使用半导体制冷器件为核心设计出的制冷模块，替代原本使用的制冷源（液氮或者液态二氧化碳）及其相关设备如钢瓶、杜瓦瓶和蒸发器，作为 AMETEK 公司的便携式冷镜式水露点分析仪的制冷源。通过对制冷模块结构进行合理设计，解决了半导体制冷片的散热传热问题。通过对制冷电路的设计，能够控制制冷速度。设计还充分考虑到模块在天然气输送及化工生产等危险场所应用时所需的防爆性能，提高了设备的本质安全性。改进后分析仪的易用性不仅得到极大地提高，且避免了操作分析人员的冻伤窒息等风险。在转场检测分析时，不必办理危化品运输证，使该分析仪真正成为便携式分析仪。

国产化水击泄压阀动态特性仿真 [1-5]

张兴¹　李柏松¹　谭东杰¹　高晞光²　段峰波³　董学刚¹　任小龙¹

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水击泄压阀是输油管道可靠运行的重要安全保障设备，为提高国产化水击泄压阀的动态性能，对其动态试验进行仿真。借助三维建模软件对泄压阀的主阀内部流道进行三维建模，并采用 CFX软件对内部流场进行仿真，进而在一维仿真软件的基础上，对泄压阀的动态试验进行仿真，求解得到泄压阀在起跳压力为 3.2 MPa 下的动态特性曲线，将仿真值与试验值进行对比，结果表明：该国产化泄压阀的仿真动态性能指标与试验结果吻合较好，满足泄压阀的动态响应时间应小于 100 ms 的要求。

岩层定向钻穿越泥浆携带能力的提高 [1-4]

张力佳　郭君　祝岩青　杨春玲　王经　刘祎　张磊

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水平定向钻施工过程中，卡钻时有发生，既影响了施工进度，又造成经济损失。分析得出泥浆是影响卡钻的主要因素，其中泥浆的携带能力是泥浆的三大作用之一，论述了影响泥浆携带能力的５个主要因素，并确定了其选取范围。通过控制环空返速，提高钻具转速，调整合适的泥浆密度，提高泥浆流变性能及黏度等措施，提高了岩石地层定向钻泥浆的携带能力，降低了卡钻概率，为今后类似工程的设计、施工积累了宝贵经验。通过实验室试验，确定了适用于岩层定向钻穿越的泥浆配方，并应用于生产中，取得了良好的经济技术效益。

油气管道 AUT 检测技术应用现状及存在问题 [1-5]

熊二剑　曹健　宁孝文

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全自动超声波检测（Automated Ultrasonic Testing ， AUT）在国内油气管道上应用多年，国内逐步开展了设备及部件的国产化工作，并制订了相应的技术标准。通过对 AUT 检测技术在检测人员资质认证及培训、设备与校准试块应用以及技术标准等方面的应用现状进行分析，指出其在实际使用过程中面临诸多问题：在检测人员资质认证及培训方面存在培训教材缺失、受训人员技术门槛偏低、高校专业培训不到位等；在设备发展方面存在进口设备后续维修保养费用高，国产 AUT 设备质量、性能等参数还需现场应用检验的问题；在试块加工与验收方面，存在不能对试块的实际加工精度做出最终的判定以及业主的批准认可的实际应用意义不大等。针对上述问题，提出了相应的改进措施。

调速清管器新型电磁测速系统设计及仿真 [1-5]

王思凡¹　黄婧媛²　张仕民³

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为提高调速清管器在高速运行及瞬时速度突然增大情况下的实时调速功能，克服以往里程轮式测速系统因里程轮滑动而导致速度严重失真的缺陷，结合调速清管器的工作原理，提出了基于电磁感应原理的一种新型电磁测速系统，主要包括磁化单元、速度检测单元、退磁单元、支撑轮架、安装筒等结构。通过电磁理论分析，重点对电磁测速系统的磁化单元和速度检测单元进行了仿真设计，详细论述了设计安装时的要点；同时对于电磁测速系统的设计情况，提出了基于速度比值的速度测量与计算方法。经过仿真模拟论证了可行性，该系统能够满足调速清管器在速度突变及高速运行情况下对于速度的实时测量要求。

煤层气田地面集输技术进展 [1-4]

陈仕林　齐建波周军　宫敬

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从井组试验到大规模开发，我国煤层气产量近 10 年来增长迅速，在煤层气集输方面初步形成了适合煤层气特点的集输工艺技术。阐述了国内煤层气发展历程，说明了沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程、沁南煤层气田樊庄区块、鄂东煤层气田韩城区块等国内典型煤层气开发项目的集输管网形式、工艺流程；总结了目前煤层气地面集输存在的问题，包括集输压力问题、气体净化问题、井间压力平衡问题、产出水处理问题，并针对性地提出下一步研究建议。

中缅油气管道怒江悬索跨越设计 [1-4]

胡安鑫　李良均　陈仕清　刘军　李科

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怒江油气双管同桥跨越是中缅油气管道的控制性工程，跨越处河面宽约270 m，主跨长320 m，边跨长 60 m。为解决单跨跨度大、柔性结构、桥身重、跨越国际性河流、油气管道同桥跨越等设计难点，创新性地采用公路桥梁的设计理念和方法，运用三维模型离散处理技术，研究柔性结构的力学特征，得出优化的荷载组合、适合工程实际的边界条件及求解方法。在对模型进行分析时，将塔顶与主索连接处全自由度耦合作为约束条件，在跨越结构的静力模拟和动力模拟分析方面提出了较为合理的设计思路，并在油气管道行业率先采用预应力锚碇设计技术，提高了锚体结构的抗开裂能力和锚固强度。

子洲气田洲 X 站输气管道阴极保护技术改进与应用 [1-5]

韩东兴　刘帮华　解永刚　田喜军　王轩

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子洲气田洲 X 站所在地区气候干旱，土壤电阻率高，管网改扩建频繁，气田水中 Cl^-、矿化度含量高，使得原阴极保护设计不能满足后期管网保护需要。总结了洲 X 站阴保系统运行中存在的问题，并综合采用电位法、PCM 漏电率测量法和接地电阻测量仪法对绝缘接头进行检测，逐项分析判断洲 X 站阴极保护系统失效的原因，并有针对地提出采取使用深井辅助阳极、抬升绝缘接头高度并使用内壁绝缘涂层、接线器连接电缆及智能数据传输等 4 项技术措施，有效地解决了洲 X 站输气管道阴极保护系统辅助阳极电阻大、绝缘接头失效、电缆易损坏以及输出调节滞后等问题，提高了输气管道的抗腐蚀能力。

Quantum 热备系统主备切换扰动问题 [1-5]

彭太翀　王多才　赵廉斌

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为了解决 Modicon Quantum CHS 110 热备系统在主备切换过程中存在的电动调节阀误动作的扰动问题。在站场 PLC 系统程序中增加了测试逻辑，对出现数值变化的变量进行检测，记录变量瞬间变化的数值及对应时间，结合热备系统工作原理，研究导致设备误动作的直接原因和根本原因。研究表明： Quantum热备系统主备切换时，调节阀误动作的直接原因是相关变量数值发生了初始化，根本原因是PLC系统程序设计时的内存分配不合理，造成热备模块间数据传送时间过长，主备切换过程中数据丢失。因此，解决该问题，应该从PLC系统程序内存分配和程序修改着手。

管道内检测数据对比对完整性评价的影响 [1-4]

姜晓红　洪险峰　刘争　张新荣　陈敏娟

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两次或多次管道内检测数据对比，能够充分挖掘管道内检测数据中的有用信息，提高管道内检测数据的使用率，是管道完整性评价的重要补充。结合实际工程应用，介绍了两次内检测数据的匹配方法，数据对比方法及差异，以及如何利用数据对比结果发现并解决完整性评价中存在的问题。结果表明：通过两次或多次内检测数据的对比，可分析各类缺陷产生的原因，明确管道存在的活性腐蚀，科学计算腐蚀生长速率，最大限度地降低管道完整性评价中的不确定性。

油气长输管道腐蚀速率计算方法评述 [1-6]

林现喜　张克政　陈剑健　李银喜　周信　王联伟

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油气长输管道腐蚀缺陷是导致管道发生事故的主要原因，而腐蚀速率是监测管道腐蚀缺陷的重要参数，也是保证管道安全可靠运行的关键依据之一。评述了现有的管道腐蚀速率计算方法，包括：试验法、线性预测法、基于多轮管道内检测计算法、数学预测方法、 NACE 推荐方法。根据各种计算方法的特点，综合考虑其准确性、适用性、易用性和合理性，可以寻获适合不同管道的计算方法。将精确计算的腐蚀速率应用于管道可靠性计算和内检测计划制订，有助于保障油气管道安全、高效运行。

基于完整性数据优化的油气管道维护维修管理 [1-4]

袁泉¹　李保吉²　苗绘³　马纪¹　陈勇¹

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针对传统的油气管道管理处于依靠经验实施治理工作，维修资金处于 “一刀切” 的初级水平，维修不彻底，甚至存在个别高风险点遗漏治理的现象，提出了基于完整性数据优化的油气管道维护维修管理方法：在全面实施管道完整性管理的基础上，依托其收集和整合的油气管道的基本信息、日常运行、管道沿线环境、风险评价等海量数据，通过综合分析制定科学的工程计划，进而对其实施有效的维修维护，依据管道风险的概率及失效后果进行资源分配，确保将有限的资金投入到最需要维修维护的管道上。实例应用结果表明：该方法操作简单，在保证风险削减的前提下，可降低不必要的投资成本。

基于环境风险的输油管道地震安全性评价体系 [1-5]

王泽根　席明军　黄秋爽

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针对输油管道地震安全性评价对管道失效后果考虑不足的问题，在管道设计阶段引入空间信息技术，建立基于环境风险定量分析的地震安全性评价体系：利用 GIS 缓冲区分析、叠置分析等功能，结合风险评价模型，定量分析地震导致输油管道失效所引发的管道周边环境风险，并以环境风险大小衡量对应管道的地震安全性。以某输油管道地震安全性评价为例，阐述了该体系的实施方法、步骤，并验证其可行性。结果表明：管道地震风险受管道周边环境影响较大，在地震安全性评价中，有必要对失效后果加以考虑，对输油管道确定抗震设防等级及开展抗震设计具有参考意义。

大型 LNG 储罐静态日蒸发率的计算方法 [1-5]

金明皇　许克军　程松民　彭斌望

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大型 LNG 储罐通常在微正压低温条件运行，无论静态还是动态工况运行，环境热量漏入均会导致 LNG 闪蒸气化，造成气损，增加生产成本，并有可能造成 LNG 分层而发生翻滚，使罐内压力上升带来安全威胁。根据大型 LNG 储罐的结构特征，给出了其日蒸发率较为简便的计算方法；提出了光照对储罐漏热量的影响，并给出不同条件下储罐表面温度的简便公式。将该计算方法应用于某16×10⁴ m³的 LNG 储罐日蒸发率计算，其计算结果达到大型 LNG 储罐蒸发率的通用要求；运用液位差间接法对储罐实际蒸发量进行了计算，其结果与上述简便公式计算值较为一致。该简便计算方法可为 LNG 储罐保冷设计、施工及生产过程中的绝热性能衡量提供较为准确的分析方法和依据。

美国和俄罗斯储罐防火堤建设标准的先进性 [1-5]

李鹏　杜学军　赵金赢

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近年来储罐火灾爆炸事故表明，国内储罐在防火堤容积、高度和强度等方面存在设计缺陷，因此深入研究了美国和俄罗斯储罐防火堤建设标准的先进性，主要表现在：采用土质防火堤，重视管道穿越防火堤密封处理以及防火堤防渗设计；基于油品泄漏冲击载荷确定防火堤强度；防火堤有效容积、高度以及防火堤与储罐安全距离要求均高于国内标准；防火堤内雨水和生产污水独立排放；设置排流通道、中间防火堤（隔堤）和次级防火堤实施单个储罐防护等；事故存液池设置原则。最后依据上述先进经验，提出了国内标准的改进建议。

轻质油品罐区油气密闭收集系统的设计及安保措施 [1-6]

张加成　刘艺　胡乃科　刘超　姜豪

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轻质油品储罐的油气蒸发损耗造成对大气环境的污染和油品资源的浪费，对油气密闭收集系统的研究多侧重于油气收集后的回收或消除工艺，而对罐区油气收集系统构成及安全性方面的研究相对较少。基于此，针对毒性轻质油品储罐和非毒性轻质油品储罐分别设计了油气收集系统的分级保护结构，并对各级压力保护设定参数进行了取值说明。对于密闭油气系统安全保障性不足的问题，提出了正负压液封罐工艺：采用立式结构，由上部负压液封腔、下部正压液封腔组成，上下两部分的中间采用水平隔板分隔，隔板中心轴线处设置竖直圆形连通管将上下两个腔体连通。同时，给出了正负压液封罐结构形式及关键设计参数，可为轻质油品储罐密闭收集系统工程设计提供数据参考。

涩宁兰复线湟水河边坡治理方案设计 [1-4]

郭君　于苏杰　张力佳　冯亮　刘佳昌　左艳萍　苏卫锋

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涩宁兰复线 AK184 湟水河河湾边坡为高陡边坡，原治理方案为抛石护岸，由于降雨侵蚀原路由，已不能满足该河湾处的防护要求。从 3 方面分析了原方案的不足，制定了一系列的调整措施：①增设二级浆砌石挡墙；②增加抛石量放缓抛石护岸坡比；③抛石护岸上下游采用石笼护岸，形成小型石笼丁字坝挑流。新方案降低了施工难度，满足了水土保持的要求，且对当地公路起到了保护作用。

油气管道腐蚀的灰色线性回归组合预测模型 [1-5]

经建芳　李康春　邓富康　唐兴中　黄福川

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油气管道腐蚀作用机理复杂，诸多因素存在模糊性与相互关联性，对管道腐蚀速率的有效预测存在一定困难。提出运用具有处理线性和非线性因素能力的灰色线性回归组合模型对油气管道腐蚀进行建模，并引入 BP 人工神经网络模型对组合模型的残差进行了修正，以进一步提高预测精度。将所建模型应用于某油气管道腐蚀速率的预测中，结果表明：所建灰色线性回归组合模型在对油气管道进行腐蚀预测时，既充分考虑到了原始数据的线性因素，又考虑了其非线性因素，预测效果较好，同时适用于解决其他复杂腐蚀体系的预测问题。

基于泰森多边形的油库配送区域优化 [1-5]

杨雯婷　黄坤　张勤勤

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目前油库的二次配送方式以不合理的行政区域配送为主，需要对油库到加油站和机构用户之间的配送即油库配送区域进行优化。为此，在泰森多边形理论的基础上，以某一地区现役油库为例，结合泰森多边形的特点，根据泰森多边形的构建步骤，对该地区现有油库的配送区域进行重新划分，将地区 15 个现役油库划分合理配送区域，同时，地区内每个油库配送区域结果受该地区边界限制，将边界因素加入后，根据地理位置可以划分出几个虚拟片区，便于企业管理和油品配送。对地区油库优化结果表明：在不改变油库配置及配送方式的前提下，配送区域优化后，整体油库总平均配送距离下降10.54％。

温度对甲烷水合物形成过程影响的分子动力学模拟 [1-7]

张庆东　李玉星　王武昌赵鹏飞　隋亚振

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甲烷可以与水形成由大、小孔穴构成的 I 型水合物，该过程受温度的影响。采用分子动力学（MD）模拟方法，在等温等容（NVT）模拟条件下，研究了温度变化对水合物晶体及其中大、小孔穴结构及稳定性的影响。通过分子模拟分析晶体构型、氧原子均方位移、甲烷分子位移和相互作用能，结果表明：水合物晶体的稳定性受温度的影响较大，且其主要由大孔穴的稳定性决定；温度对大孔穴的结构及稳定性的影响较大，随着温度的升高，大孔穴稳定性明显降低，笼形结构变形增大，甚至出现坍塌，导致水合物分解；温度对小孔穴结构及稳定性的影响较小，相同条件下甲烷水合物中小孔穴的稳定性高于大孔穴的稳定性。研究成果可为甲烷水合物形成过程的控制、水合物快速分解、水合物稳定储存等提供理论基础。

基于层次分析法和群决策的集输管道线路评价 [1-5]

董文浩

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针对国内油气集输管道建设时面临的线路选择和评价问题，在对管道线路评价的可行性进行理论分析的基础上，基于层次分析法和群决策法，对四川某采气干线线路方案的影响因素进行归类和分析，建立管道路线选择综合评价体系的目标层次结构模型，并结合数学分析手段，确定了该模型中 9 项基本指标在整个路线评价体系中所占的权重，最后给出了 3 个备选方案的定量评价结果，选出了最优线路方案，论证结果与实际专家意见一致。实例证明，利用层次分析法和群决策法不但可以详细客观地评价候选线路方案，提供定量的评价结果，而且计算简单、经济实用，为我国集输管道线路方案评价和决策提供了可行方法和理论依据。

油气管道试压水排放试验系统 [1-6]

邓涛　肖斌涛　于达　宫敬

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摘要：介绍了自主新建油气管道现场试压排水工艺的原理，设计和建造了国内首套油气管道试压水排放试验系统。该系统可用于模拟新建油气管道水试压后的排水过程，能够选用不同缓冲罐储气压力、流量、试压水含气量、排水管口径进行试验，从而为研究试压排水过程中相关参数对排水压力的影响提供了试验手段。为了确保试验的准确性，对整个试验系统包括试验管道和相关设备进行调试，然后再进行试压排水试验。该试验系统的观测段采用高速摄像记录管内流体的流动状态及清管器的运动情况。试验结果表明：在进行注气推球排水的两相清管试验时，管道末端会出现压力脉冲现象。

城镇燃气管道典型事故案例保护层分析 [1-5]

于红红　王德国　张华兵杨玉锋　冯明洋

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为实现对城镇燃气管道风险因素的定量评价，以美国城镇燃气管网典型管道泄漏火灾、爆炸事故为例，应用保护层分析方法，确定了事故场景，辨识事故场景的起始事件、中间事件和结果事件，建立了独立保护层模型，找到了引发事故的根本原因。以此为基础，利用保护层模型分析后果事件的发生概率，提出了一种完整的城镇燃气管道失效及风险评估的半定量分析方法。研究表明：应用保护层分析方法可以有效地进行事故分析，为事故预防和控制提供指导；基于保护层失效概率的半定量风险评价方法，可为管道风险评价、风险预警、风险决策及制定事故应急预案等提供科学依据和方法指导，具有重要的工程应用价值。

水击泄压阀的应用及失效分析 [1-3]

于京平　冯坤

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介绍了工程中常用泄压阀的种类及特点，详细论述了水击泄压阀的分类特点、结构型式及适用工况。结合工程应用实际情况，分析了应用于长输管道的水击泄压阀常见失效类型、情况及其形成原因，并针对常见失效原因提出了合理有效的设计结构改进措施及维护建议。为长输管道用水击泄压阀的选型、应用及其维护提供了实用、可靠的指导性意见，可以有效地延长水击泄压阀的使用寿命，改善其应用效果，确保输油管道的长期安全稳定运行。

输油泵电机振动故障诊断及处理 [1-4]

董学刚　谭东杰　李柏松　杨晓峥　王瑛　房树松

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为了解决某输油泵电机振动偏大的问题，利用便携式振动分析仪采集电机运行参数，依据国家标准对电机运行状态进行评级。振动烈度评价结果表明：电机振动等级达到国家标准规定 C 级水平，不宜长时间连续运行。而频谱分析和降速分析结果显示：电机存在电气故障的可能性较大。通过对电机底座及支撑的螺栓处进行针对性检查，得出电机故障原因： 6 号测点位置存在软脚，电机外壳存在轻微变形，导致电机定子偏心使电机振动增大。实际检修结果证明了诊断结果的合理性。

通用机场及供油发展现状与展望 [1-7]

杨思坤

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在国家政策大力支持的大背景下，随着低空空域管理的改革，通用航空产业将快速、健康、有序发展，势必成为继干线机场、支线机场之后另一个迅速崛起的朝阳产业。在通用航空市场，我国与国外成熟发达国家相比，无论从通用航空器数量还是从通用航空飞行总量来看，目前仍有较大差距，具有很大的发展潜力。我国通用机场的航油保障存在一系列问题，保障体系需进一步完善，供需矛盾突出，无统一的价格体系，以及运输、储存、加注设备的安全性有待提高等。基于此，提出通用机场供油发展思路：在干线、支线机场成熟的航油保障模式的基础上，依托成熟的运输机场航空航油供应网络保障通用机场航油供应，逐步建立一级、二级配送网络，同时建立通用航空的航油价格体系和行业监管体系。

考虑运输风险的成品油运输方式选择模型 [1-5]

张博　赵慧英

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基于成品油长距离运输方式的分析，考虑成品油易燃易爆的特性，以运输成本和运输风险为目标函数，建立成品油运输方式选择的多目标规划模型，使用粒子群智能优化算法对模型进行求解，并以北京某公司成品油运输为例，应用该模型与算法进行分析计算，结果表明：当运输成本与安全的权重相差较小时，铁路比公路环节耗时长，在里程较短时考虑到时间价值会优先选择公路运输方式；但当里程较长时，由于铁路运输比公路运输风险小，运输方式的选择便会倾向于铁路运输；算例计算结果表明当运营里程在 500 km左右时，适合选取铁路运输方式。

油气管道判废的相关问题 [1-5]

陈振华　刘萍萍　陈新华　赵晋云　孙伶

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管道废弃是管道全生命周期管理不可缺少的环节，是管道运行维护的重要组成部分，基于此，针对如何科学判定老龄管道是否废弃，即管道判废问题，开展了全面的调查研究。通过对国内外相关法律、标准、案例及专家问卷调查结果进行分析，得到了国外管道废弃判定的主要依据，即：资源和市场、运行的经济性、管道的安全状况。当前，国内开展油气管道判废研究，需要重点解决 3 个关键问题：判废启动条件、判废工作流程、判废准则，即基于管道运行风险和管体完整性状况，建立管道技术状态、运行风险的可接受指标，提出管道判废评估方法和准则。

基于多相流模拟的原油输送管道内腐蚀预测 [1-4]

张艳玲　黄贤滨　叶成龙　刘小辉

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近几年来，由于内腐蚀而引发的管道穿孔现象逐渐显现，主要原因是油中携带的溶解了腐蚀性杂质的水在管道低点或流动死区聚焦。由于管输原油含水量低，原油透光性弱，难以通过传统的试验方法确定油水两相流的流动状态，运用流体仿真软件 Star-ccm+，结合输油管道实际工况，对低含水率（含水量体积分数不高于 1％）下原油在管道内的油水两相流进行了模拟计算，结果表明：当前输油条件下，距离三通 2 m 后的盲管段内的流体基本不再流动，管道底部水的体积分数比管道上部高12.2％，水发生明显沉降，据此，对输油站内管道的腐蚀重点部位进行了预测。

中国与独联体石油静态计量标准对比分析 [1-5]

马应奎

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中国新疆阿拉山口口岸通过铁路进口哈萨克斯坦共和国石油及石油产品，但两国铁路轨距不同。为了控制两国贸易结算过程中的换装损失，对中国与独联体国家石油静态计量标准体系在现场检验、品质检测及数量计算等方面进行标准方法和实际检验结果的对比。结果表明中国与独联体国家在石油静态计量标准体系方面的理论和实际操作方法均存在差异：现场检验方面的差异通过批次检验基本可控制在 1‰以内，品质检测方面主要应注意水分检测结果的差异，而数量计算方面则在不同计量温度和不同标准下呈现出不同的规律。在贸易合同质量、数量交接条款洽谈中，应该依据上述差异，规避贸易损失，尽量争取有利于维护本国国家和企业利益的条款。

宝一联轻烃回收系统改造方案比选 [1-5]

王秋岩

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轻烃回收装置运行多年后，常存在液化石油气产品质量低、装置 C3 回收率低等问题。以河南油田宝一联轻烃回收装置为例，结合 HYSYS 流程模拟计算，设计了 2 套系统改造方案：方案一在原有系统中增加膨胀制冷工艺，方案二在原有系统中增加 DHX 工艺和膨胀制冷工艺。以 C3 回收率、液化石油气产量、财务净现值、内部收益率、投资回收期等为主要评价指标，对2套方案进行评价比选，结果表明：采用方案二的 DHX 工艺和膨胀制冷工艺更具有优越性，其轻烃回收装置 C3 回收率可以提高至 96.24％，液化气产品收入可以增加 415.8×104元/年，能够取得更好的改造效果。

西气东输压缩机组维检修中的孔探检测技术 [1-4]

禹浩　王银娜　李京伟　陈佳伟　陈林

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随着西气东输管道运行时间的增加，其压缩机组故障率大幅增加，孔探检测在压缩机组的维检修中发挥了重要作用。孔探检测是一种简单、有效的无损检测技术，利用工业内窥镜对压缩机组内部结构进行检测，及时发现设备缺陷，评估设备的整体性能，为压缩机组的维检修提供依据。孔探技术在西气东输管道主要应用于压缩机组燃气轮机叶片、燃烧室、进气短节检查中，通过对压气站典型故障案例的分析，总结了孔探作业中可能存在的风险，提出了孔探作业过程中应注意的问题，并探讨了孔探技术未来发展方向。

美国阀门质量认证标准体系的先进性 [1-5]

王宏华　马兆颖　胡炎兴　聂永臣　苏继祖

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基于我国管道的快速发展和阀门国产化的积极推进，评价了国内阀门设计和试验标准现状，指出阀门内漏问题的根源在于国内缺少专门的阀门质量认证标准，阀门制造质量不能完全保证。介绍了美国阀门质量认证标准体系，其先进性主要表现在：严格限定阀门二级供应商资质，确定了第三方阀门质量认证机构，阀门外观状态检查和阀门材料机械性能试验更为严格细致，开展了阀门闭合能力试验、阀杆与闭合部件连接强度试验和阀门手轮性能试验等特殊检验，建立了阀门及部件应满足的最低要求准则等。最后，提出了建立涵盖阀门制造工艺、材料、检测、试验和检修的质量标准体系的建议。

沙漠地区管道 RTU 阀室被动式冷却系统的设计 [1-5]

史玉峰　赵立前　郭小强　赵艳艳　李洪涛

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如何保证沙漠地区 RTU 阀室电气设备间的适宜温度，是长输管道工程的设计难题。首次将被动式冷却技术引入阀室温度设计中，以伊拉克工程为例，从被动式冷却的工作原理入手，设计出被动式冷却系统：由放置在室内的蓄热水箱、换热器以及放置在屋顶的室外换热器 3 个部分组成，并通过管道连接组成室内和室外闭式循环系统。对该系统重要的设计参数如何取值进行分析，并在此基础上与太阳能能量管理系统（EMS）相结合，补充了具有辅助作用的主动式冷却设备，形成了更加实用的混合式冷却系统。新型冷却系统有效解决了 RTU 阀室电气设备间的温度问题，可为中东、非洲、东南亚等沙漠或热带雨林地区的管道工程设计提供参考。

战略石油储备体系构建：国际经验及中国策略 [1-7]

鞠可一　李银涯

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为完善中国战略石油储备体系，保障能源安全，围绕战略石油储备补仓与释放策略、最优储备规模、选址问题开展文献调研，选取石油储备体系比较健全的 IEA 成员国之一美国及石油依靠大量进口的亚太地区国家日本和新加坡进行案例分析，总结其成功经验。基于此，探讨中国战略石油储备体系存在的问题，跟踪国际战略石油储备体系的构建路径，进而提出适合中国国情的解决途径：健全战略石油储备体系法律法规，合理安排战略石油储备基地布局，明确战略石油储备吸放储策略，打造多元化战略石油储备存储方式，寻求稳定而多样化的石油供应伙伴国，为构建战略石油储备体系提供参考。

大型全包容式 LNG 储罐冷却投用技术 [1-6]

张震　佟奕凡　章妍　丁超　谢军

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大型全包容式 LNG 储罐是目前国内 LNG 接收站广泛采用的一种罐型，此类储罐为内外两层，内罐采用 Ni9 钢，外罐采用钢筋混凝土，中间填充保冷材料其投用技术比较复杂，而储罐冷却技术是其投用调试过程中风险最大、最难控制的一个环节。结合大连 LNG 接收站 3#储罐冷却的整个流程，对大型全包容式 LNG 储罐进行了详细的描述，并结合数据进行分析讨论。总结了大型 LNG储罐的冷却投用经验，为进一步完善优化 LNG 储罐冷却投用技术给出了指导性建议。

成品油管网批次计划编制方法 [1-5]

周雪静

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为了研究成品油管网顺序输送批次计划的制定方法，并利用此方法得到批次计划的一个可行解，针对由西部成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成渝成品油管道组成的管网进行了批次计划的研究。基于单条成品油管道的批次调度算法，分析了成品油管网批次计划的模型假设、约束条件和编制原则，结合管道连接处油库的库存、炼厂的产量及下游管道的油品需求，按照 “先满先输” 的原则，提出了制定批次计划的算法，得到了成品油管网的输入计划和分输计划。根据模型及算法，采用 C 语言编制出整个管网的批次计划报表。利用该程序，可以得到每个分输站的分输开始时间、结束时间、分输体积等信息，极大地提高了编制批次计划的工作效率，并为管网的调度工作提供依据。

兰成管道石亭江穿越管段水毁事故原因 [1-4]

张力佳　王鸿　郭君　铁明亮　张磊　董芃羽　刘艳东

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兰成管道石亭江穿越管段遭遇四川西北地区突降百年一遇暴雨，被冲出并断管，造成水毁事故。为了找出水毁事故原因，对设计阶段的合理性进行了评断，并从断管的直接原因和根本原因两方面进行分析，结果表明：人民渠大坝的不断加固，造成河床的不断切削，使兰成管道石亭江穿越管段逐渐暴露而受到损毁。水上构筑物对油气管道影响非常大，在设计、运行阶段都应引起重视，由此提出了对于管道修复的建议及要求：在设计可研阶段，必须对管道穿越地区做详尽的地质考察；注重穿越河流自身的特点，重视河势分析，充分考虑各种风险因素，加强对穿越断面的比选；重视采砂、采石、采矿等人为活动对河道的影响。

西气东输二线站场收发球筒位移原因及解决方案 [1-5]

倪姗姗　黄冬　胡开胜　崔祥

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由于温度、土壤压实系数的差异以及管道基础沉降等所产生的各种外力作用，高压力、大口径天然气管道中间压气站的收发球筒和进出站截断阀在日常运行中容易出现位移。通过应力分析模型，选取应力分析参数，进行应力核算，并结合沿线各站场气象条件和地质情况，分析得出收发球筒和进出站截断阀发生位移的原因是：设计阶段应力分析计算选取的环境温度、土壤压实系数与施工过程中实际情况偏差较大，同时部分站场厂区埋地管道存在沉降现象也加大了管道的弯矩和所承受的应力。基于此，提出了有针对性的解决方案：采取支架与管道焊接和环氧砂浆灌浆料浇筑加固的治理措施，通过实施整改，取得了较好的效果，西气东输二线现场位移风险得到了控制。

管道悬索桥空缆下的索夹放样 [1-6]

铁明亮¹　张勤²

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悬索桥主缆的空缆线形和成桥线形差距较大，为确保悬索桥施工后的成桥线形最大限度地符合图纸设计线形，吊杆点位的准确性显得至关重要，而决定吊杆点位准确性的索夹在主缆空缆线形上的放样工作则是重中之重。采用悬链线无应力长度精确求解公式，详细分析了索夹点位在空缆状态与成桥状态之间的函数对应关系，并提出了索夹以坐标平距进行施工放样的迭代计算方法。以某管道悬索桥为实例，分析了索夹坐标平距放样数据，温度、跨度及放样过程等因素对索夹点位放样精度的敏感性和影响，其结果有利地指导了索夹放样施工工作。索夹实际施工放样结果表明，放样精度可控制在 1 cm 内，完全满足施工误差要求。通过工程实例，论证了所述索夹坐标平距迭代求解公式、索夹平距放样方法、温度跨度修正方法等在悬索桥空缆下的索夹施工放样中的实用性。

含点蚀缺陷输油管道修复前后的抗震性能 [1-5]

管友海　王亚洲　贾娟娟　苏宁

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针对工程中常见的架空输油管道因存在局部腐蚀，而在地震作用下极易破坏的问题，采用ADINA 有限元软件，建立含腐蚀缺陷及腐蚀缺陷修复后的输油管道与内部液体的流固耦合模型 ,并以管道应力最大处单元的位移、轴向应力及环向应力为指标，研究修复前后管道的抗震性能。结果表明：由于腐蚀缺陷的存在，在管道缺陷处应力集中现象非常明显，从而导致管道的抗震性能降低；修复后腐蚀区段管道的环向应力有所降低，挠度及轴向应力有所增加，但仍在规范允许的范围内，因此所选的工程实际中常用的 B 型套筒修复技术对提高腐蚀区段管道的抗震性能有效。研究结论可为今后腐蚀管道的修复提供理论指导。

海底输气管道维修进度优化 [1-4]

景海泳　贾旭　黄俊

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为了实现海底输气管道维修的顺利、便捷、高效和经济作业，基于海上输气管道维修作业复杂性和特殊性的特点，以及输气管道维修中各个工序和关键路径，通过分析影响维修作业的各种因素，利用甘特图法对海底输气管道维修进度计划进行优化调整，建立了一套系统化的海上输气管道维修作业流程，并针对海底输气管道维修过程中的制约因素，提出了合理性的改进意见和实施措施。在一定条件下，该流程能够减少海底管道维修作业工期滞后的问题，降低海上维修作业带来的经济损失。

基于 OPC 与 MODBUS 技术的原油罐区库存监控系统 [1-5]

薛夫振¹　张亚男¹　林金泉²

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针对大型原油罐区数据采集监控系统（SCADA）数据统计能力差以及因运算容易产生宕机的问题，提出了一种融合 OPC 技术标准和 Modbus 工业总线的新型原油库区库存监控系统。SCADA系统通过 Modbus 总线采集现场储罐重要数据并直接显示，不进行数据统计运算；计量软件 TankMaster 同步采集原油储罐所有运行数据，进行复杂的后台数据运算后，将运算结果以 OPC 的方式发送到 SCADA。该监控系统充分利用了数据采集控制系统 SCADA 和计量软件 TankMaster 的各自优势，实现了数据通信、数据处理、数据显示的多重冗余，同时大幅减少了 SCADA的运算量，提高了数据采集的可靠性和稳定性，为提高 SCADA 的数据运算能力提供了一种新途径。

地下储气库信息数据管理平台开发及应用 [1-5]

张刚雄¹　郑得文^1,2　张春江³　田静^1,2　魏欢¹

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储气库业务涵盖地质、钻井、地面工程及经济评价多个领域，其数据信息量大、资料数据众多，建立储气库信息数据管理平台十分重要。基于中国石油储气库业务生产需求，运用 Oracle 数据库和 .Net 技术设计研发了中国石油地下储气库信息数据管理平台。该平台主要包括数据采集、数据处理、数据审核、数据查询、报表查询、曲线查询、系统管理等 7 个功能模块，可实现对已投运储气库（群）静、动态数据采集、存储、计算、统计及分析等，保证储气库业务信息管理的规范性、系统性及科学性，同时可为储气库的设计、评价和运营管理提供有效的技术支持。

静电喷涂制备 SiO2/EP 耐磨复合涂层的性能试验 [1-6]

杨帆¹　冯拉俊¹　李光照¹　罗宏²　翟哲¹

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为了改善天然气长输管道纯环氧树脂防腐涂层的耐磨性，通过在未表干的环氧树脂涂层表面喷覆 SiO2 粉末的方法，制备了 SiO2/EP 耐磨复合涂层。利用分级法、维氏/显微硬度计、冲蚀磨损试验机和 SEM 等，研究了 SiO2 含量、固化温度、保温固化时间对复合涂层结合强度、硬度以及耐磨性的影响。结果表明：用静电喷涂法制备的 SiO2/EP 复合涂层结合强度与纯环氧涂层相当；当 SiO2 颗粒含量 30％、加热固化温度 60 ℃、加热固化时间 30 min 时，复合涂层的综合性能达到最佳，复合涂层的硬度是纯环氧涂层的5 倍，耐冲蚀磨损性能提高了 4 倍。

管道悬索跨越大型主塔液压自爬模技术的工艺创新 [1-6]

陈晓晖¹　王荣玖²　许峻岭²　李锋涛²　樊明峰¹

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通过对液压自爬模技术进行技术改造，对管道跨越悬索桥大型主塔进行工法创新，总结了液压自爬模系统安装、主塔浇注成型的工艺流程，明确了主要操作要点及质量保证措施。基于充分保证施工安全的考虑，提供了爬模受力构件安全校核的理论公式和经验公式。结果表明：改造后的液压自爬模施工技术完全能够适应大型管道悬索跨越主塔施工，也可应用于其他管道跨越高耸混凝土主塔施工中。工程实际应用结果表明，该技术可以提高施工工效，同时能够使混凝土主塔具有良好的外观和强度，可以为管道跨越混凝土施工提供可借鉴的技术思路。

气田井口锥形孔板气液两相流量计的研制 [1-5]

张春涛^{1 ，2}　程世东^{1 ，2}　黄天虎^{1 ，2}　樊晨^{1 ，2}　邱奇^{1 ，2}

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为解决苏里格气田井间串接、井口带液计量模式下无法计量单井产液量的问题，在孔板差压噪音测量气液两相流理论的基础上，建立了计量模型中经验常数关系数据库，结合锥形孔板及整流器的应用情况，研制了锥形孔板气液两相流量计。流量计由锥形孔板、整流器、一体化仪表、温度传感器、计量直管段等组成，通过测量 50 次/s 差压波动信号的相对方差，利用差压噪音测量模型及经验常数关系数据库，得出气液两相流量。石油工业计量测试研究所实流测试与气田现场比对试验结果表明：该流量计气相计量误差小于 5％，液相计量误差小于 20％，计量精度满足现场生产需求，已在长庆气田应用 150余套。

沁水煤层气集输管网三维地理信息系统的设计 [1-5]

梅永贵　郭简　王景悦　薛占新　王仙之　杜晓冬　赵磊　屈丽彬

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煤层气集输管网复杂，包含了大量数据和多种学科领域的交叉。针对煤层气集输管网地域广、地形复杂、系统要素多、管理难度大的特点，以沁水煤层气集输管网为研究对象，将三维 GIS 技术与集输管网相关情况相结合，建立具有编辑、查询、分析、可视化等功能的集输管网地理信息系统数据库。通过三维 GIS 与仿真模拟软件相对接，实现了煤层气集输系统的模拟与优化，为煤层气集输管网的规划设计、操作控制及调度管理提供指导意见。

管道内检测器里程轮打滑原因分析 [1-5]

臧延旭¹　邱城²　胡铁华²　杨寒¹

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管道内检测器常采用里程轮定位的方法对管道缺陷进行轴向定位，但实际使用过程中，里程轮存在 “打滑” 现象，造成里程丢失，导致定位不准。为了提高管道内检测器的定位精度，分析了管道内检测器里程轮打滑的原因，建立了滚轮转动的力矩方程，探讨了各参数对轮体打滑的影响，并利用现有滚动摩擦模型进行了验证。建模分析结果表明：当检测器加速度过快时，滚轮自身加速能力有限而导致里程轮打滑丢失里程数据。通过在检测器上搭载速度控制系统，可调节检测器运行速度区间，避免检测器运行时出现过大的加速度；通过增大弹簧刚度、减小轮体的直径和宽度、轮体外圆滚花和局部热处理等方法，可以提高里程轮自身适应检测器加速度的能力。

西三线长江盾构断层带分析与风险应对措施 [1-4]

苏卫锋　王贵涛　张磊

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受地质因素影响，盾构施工过程中存在一定的风险。西三线中段长江盾构穿越断层 56 处，最宽断层为14 m，其他断层宽度为1~10 m 不等，断层带中多分布宽度小于30 cm 的石英结晶体。断层带部位因地质软硬不均、含水量大，容易出现地层超挖导致地面沉降风险；石英脉结晶体具有体积小、强度高的特性，与周围的围岩强度差距大，不易被钻孔发现，施工中容易产生刀盘卡阻、刀具严重磨损、周边围岩不稳等风险。针对长江盾构地质复杂的特点，结合以往工程施工经验及对盾构设备的研究，提出了针对性的施工措施，并首次提出了盾构机、刀盘和刀具整体选型要求。研究成果可为国内岩石地层盾构机选型及施工提供参考。

加气站内 CNG 储气井与储气瓶的选用 [1-5]

朱贇¹　张文胜¹　张新芬²　巫雪²

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针对广东某地区加油站扩建 L-CNG 加气功能的案例，从工作原理、结构组成、建造组装流程等方面介绍了加油加气站内 CNG 储气的两种形式：储气井和储气瓶组。从安全性、占地面积、检验检测、使用寿命、施工难度、建造成本、可移动性等方面对比分析了两种储气形式的优缺点：储气井安全性高、占地面积小；储气瓶组施工难度小，建设周期短，便于移动。因而，在加油站内扩建L-CNG功能推荐选用储气井储气，同时指出了应用储气井储气的几点注意事项。

海外油气管道社会风险评估方法 [1-4]

朱春靖¹　潘红丽²

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基于海外各项目的社会安全风险现状，引入脆弱性理论，提出海外油气管道脆弱性评价方法，进而完善油气管道社会安全风险评估体系。从资产评估、威胁方评估、目标吸引力评估及脆弱度评估4个方面建立油气管道脆弱性评估模型，资产评估、威胁方评估、目标吸引力评估通过历史数据及现状定性评估，脆弱度评估通过事故树及专家咨询得出管道脆弱度因素。以此建立 3 级指标体系，并查阅标准确定各指标等级集，利用 matlab 软件编程计算权重，运用模糊综合评价法定量计算。以海外某管道为例，进行安全现状脆弱性分析，所得结果证明该方法可行。

站场工艺设备维护维修优化 [1-4]

张旭东¹　冯春艳²　焦健¹　刘达¹　岳丹²　张志¹

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为了提高站场工艺设备管理的科学性，将工艺设备按照重要程度的不同进行分类管理。确定站场工艺设备重要评价因素，主要为安全环保和生产运行两类因素及多项子因素，采用改进后的层次分析法，计算各层级指标因素权重系数及分值，制定工艺设备重要度评价准则。按照制定的评价准则对试点输气站工艺设备进行评价打分，按照二八原则确定高、中、低风险设备，设备风险等级分类结果比较符合实际情况，这表明：制定的工艺设备重要度评价准则合理、可行。对优化工艺设备维护维修管理提出了建议：对于高风险设备重点管理，采取状态监测和定期维护相结合的管理方式；对于低风险设备采取事后维修或定期维护保养的管理方式；对于中风险设备的管理方式介于二者之间；优化ERP设备故障词典。

大庆油田轻烃管网调度优化 [1-6]

梁永图¹　张浩然¹　周江宏²　姜夏雪³　冯浩¹　张黛¹

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为解决目前大庆轻烃管网间歇输送模式下频繁启停泵等问题，考虑站场外输模式、水力、站内罐容与节点分输流量等约束条件，基于定时步法，建立了在研究时间段内以输烃站场启泵次数最少为目标函数的轻烃管网调度优化模型。考虑到模型约束条件具有非连续性且模型规模庞大，引入相对罐容、连续参数、外输优先级等过渡变量，采用优先级算法对模型进行求解，并且通过改变连续参数来调整外输操作的连续性和紧迫性对外输优先级影响的比重，选择最优方案。同时，为了避免重复计算，预先求出满足约束条件的所有可能的启泵方案，整理成启泵方案列表，供模型求解时进行查找，提高了求解速度。所得方案与传统调度方式相比，启泵次数减少近 45％，可以为现场优化输送调度提供指导。

基于大数据的管道系统数据分析模型及应用 [1-6]

董绍华　安宇

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以往管道企业数据分析侧重于因果关系，而在大数据时代，管道系统一系列的信息集成、管理程序、检测记录以及日常运维记录等都将通过物联网、云计算等数据网络串联起来，其数据分析方向逐渐由因果关系向非因果（关联性）关系转变。通过对大数据分析模型进行研究，得出大数据分析将是管道企业未来发展的重要趋势之一，建立了适合于未来发展的管道系统大数据管理架构模型，提出了基于大数据的管道数据算法模型，进一步完善了内检测数据管理模型，并在管道泄漏和预警、管道地质灾害、管道腐蚀管理、管道内检测数据分析等方面实践应用，获得了能耗控制、灾害管理、风险控制等综合性、全局性的分析结论，对于管道大数据领域在管道行业的发展和应用具有重要意义。

国内石化仓储物流发展趋势与中化仓储物流解决方案 [1-3]

金勇　张卓伟　李彩霞

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在全球石化产业产能过剩，市场萎靡不振的大环境下，石化仓储物流的调节作用显得尤为突出。国内石化仓储行业的发展呈现两大特点：危化品仓储业态发生变化；仓储现代化进程速度加快。专业第三方石化仓储物流行业迎来大发展时期，而中化集团早已走在行业的前沿，现已形成覆盖长三角、珠三角和环渤海三大经济圈的石化仓储物流网络，是国内最大的第三方石化仓储物流服务商。以中化天津港石化仓储的物流解决方案为例，介绍了专业第三方仓储的运营特点，包括完备的基础设施和专业的经营管理，以及以满足客户需求为核心的个性化服务。

全球油气管道建设现状及发展趋势 [1-5]

祝悫智　段沛夏　王红菊　李秋扬　占传熙　施宁　张延萍

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全球油气资源产量继续保持稳定增长，海上油气田、页岩气和油砂等非常规油气资源产量迅速增长，各地区油气资源产消形势不断变化，促进油气输送通道与区域配送管网的快速发展。通过分析全球油气资源产消和贸易情况，总结全球在役油气管道现状和新建管道建设情况，分析油气管道建设发展趋势。未来油气管道建设将继续向拓展能源进出口通道、完善油气资源配送管网、优化输送网络的方向发展，天然气管网建设、海底管道和跨国管道将会是未来全球油气管道建设的重点方向。

非金属管在酸性环境应用存在的问题 [1-4]

齐国权　戚东涛　魏斌　李厚补　丁楠　蔡雪华　张冬娜

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随着大规模高含硫化氢天然气田的开发，用于酸性油气田的非金属管材备受关注。非金属管在应用过程中存在诸多问题：缺乏适用性评价技术及选材规范，接头连接易失效，非金属管压力等级评定不合理，气体渗透机理与规律不明确等。对上述问题进行了描述和原因分析，进而提出了非金属管在酸性环境中应用的建议：提高抗硫非金属管的管体与接头制备技术水平，制定酸性气田用非金属管的相关标准规范，完善非金属管材在酸性环境中的长期服役评价技术，开展抗硫非金属管的现场应用及其配套技术研究。

稠油降黏减阻及其流变学性质 [1-6]

陈小平　张健　许晶禹

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针对稠油的管道输送问题，从降黏减阻的角度开展研究工作。采用管流实验和流变仪测试相结合的方法，探讨了升温、充气和掺混稀油对稠油降黏减阻的作用。结果表明：对于具有牛顿流体本构关系的稠油，升温和掺混稀油均具有明显的降黏减阻作用，其减阻效果呈指数关系衰减；充气减阻仅在大流量、低温度的条件下发生，且黏度的降低幅度不高。针对掺稀油减阻，提出了一个指数关系式对混合黏度进行预测，该公式是稠油黏度、稀油黏度及稀油体积含率的函数，通过与实验数据进行对比，证明了其预测精度较高。

长输管道超大型防风棚技术及应用 [1-5]

孙亮

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长输管道在野外施工中，经常受风、雨、雪和低温等天气因素的影响而中断，进而影响产量和施工进度。目前施工中采用的传统型防风棚，以保护单一焊口为目的，抵御天气影响的能力较弱。为了改变这种现状，增强防风棚抵御天气影响的能力，实现全天候管道施工作业，借鉴成熟的充气帐篷技术，加以研究和改造，制造出了适合管道施工的组合式超大型防风棚，目前已经应用于长输管道施工中。现场应用结果表明：超大型防风棚颠覆了传统防风棚的设计理念，营造了全天候管道施工的微环境，在防风、防雨的效果上，完全优于传统型防风棚，且其制造和使用成本低，经济效益显著。

小口径海底管道水力清管工艺 [1-4]

刘文涛　陈晓明　孙金涛　柳宇　高磊　杨盛

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管径小于 102 mm 的海底小口径管道的清管施工是一项难度较高的工程作业，对于此类小口径管道，采用传统通球清管作业时，清管球卡堵的风险与大口径管道相比要高出很多。在实际施工中，经过对内径 40.6 mm 钢管与软管组合连接的小口径管道内杂质类型以及粒径进行分析并研究其在管道内启动的情况，通过计算选取合适的清管液流动速度并进行现场实际验证，采用 3 倍以上管道内杂质沉降速度的清管液流速带动管道内杂质的水力清管方式能够将小口径管道内的杂质进行有效清理。因此，在不采用清管球的条件下采用合适流速的清管液进行管道内杂质清理的方式，可以应用于单一材质小口径管道和不同材质管道连接的小口径管道中，从而规避通球清管作业的卡球

风险，并且在清理效果相同的情况下提高作业效率，降低施工成本。

饱和黄土地基修建 15×10⁴ m³超大型油罐现场充水试验

[1-6]

张文新¹ 王旭² 蒋鹏程²

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为检验工程设计的合理性和保证运行的安全性，针对饱和黄土地区首次修建的 15×10⁴ m³超大型非锚固油罐进行现场充水试验，通过在油罐罐壁和环墙基础钢筋表面粘贴应变计和油罐地基埋设沉降计，测试充水过程中的罐壁应力、环墙应力和基础沉降，分析罐壁应力、环墙应力和基础沉降变形的发展规律。研究表明：充水到最高水位 22.2 m 时，距离罐底以上 3.34 m 处罐壁环向应力达到 284.9 MPa，罐壁的环向应力随充水水位的增加基本呈线性关系。环墙内侧上部受到油罐传递的压应力，内壁整体受到环墙内垫层传递的压应力，环墙内侧 1.0 m 处环墙应力最大值为 1 091 kPa。油罐基础的沉降变形大部分为塑性变形，在充水试验结束后能较快趋于稳定，整个底板的沉降呈现碟形分布。研究结果可为超大型储罐在黄土地基的设计和建造中提供技术依据和设计参数验证。

CO₂ 海洋管道运输的技术经济分析 [1-6]

魏宁¹　王倩¹　李小春¹　赵少才²

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中国东南部和沿海多个地区只能采用海底 CO₂ 地质封存实现大规模的 CO₂ 地质封存减排，有必要对海底 CO₂ 管道运输成本进行分析，获取中国背景下的成本分布范围。基于现有 CO₂海底管道的技术特征和成本分析方法，建立了海底 CO₂ 管道的技术经济模型，并利用该模型和中国价格参数对某 CO₂ 海洋封存示范项目的运输部分进行了初步技术设计和成本分析，结果显示：对于给定的 100 km 管道，当设定输量范围为 3～20 Mt/a 时，总建设投资范围为 7.8×108～13.9×108元人民币平准化成本为0.10～0.41 元人民币。通过分析中国某海上CCS 示范工程海底CO₂ 管道运输的技术特征和成本范围，为中国 CO₂ 海底管道的建设提供了参考。

管道悬索桥主索架设基于 PPWS 技术的改进与应用 [1-5]

陈晓晖¹　王荣玖²　铁明亮¹　李锋涛²　樊明峰¹

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针对管道跨越悬索桥主索架设工艺复杂、质量要求高以及可用技术、设备等相对单一的现状，基于预制平行钢丝束索股技术（Precast Parallel Wire Strand Method，PPWS 法），借鉴公路、铁路等悬索桥主索架设技术，并根据管道跨越悬索桥的结构特点，结合实际经验，对主索架设工艺进行了创新，明确了PPWS技术应用于管道跨越悬索桥主索架设的工艺流程以及相关设备、设施的设计原则，并重点介绍了各步骤的技术要点。结果表明：通过对 PPWS 技术进行改进和应用，该技术适用于管道跨越悬索桥主索架设，可在一定程度上提高架设的效率和质量，也可将其推广应用至其他单跨、多跨等多种形式的悬索桥主索架设。

国内外长输油气管道顶管工程标准对比分析 [1-6]

张宝强　焦如义　江勇　张倩

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长输油气管道河流顶管的特点是地质结构复杂，地层岩性变化大，地下水压高，对设备要求高，施工难度大，因此长输油气管道顶管工程的勘察、设计与施工标准至关重要。结合国内顶管工程特点，从地质勘察的深入程度、岩土物理力学指标、顶管设备选型、设备配置最低要求、风险分析等方面，对比分析了我国顶管工程标准与德国DWA-A 125E 《顶管及相关技术》、美国 ASCE 36-01 《微型隧道铺管标准施工指南》及日本メカニカルブラインド-2003 《封闭式机械推进施工法》等标准的差异，并对我国相关标准提出修订建议：根据地质的复杂程度与难易程度，对顶管工程进行分级；岩土试验项目应根据岩土性质确定，并增加磨蚀系数这一重要参数；在设计时需要明确给出顶管设备配置的最低要求，增加风险分析方面的内容。同时，指出我国与国外油气管道顶管工程标准在理念上的不同是：国外顶管标准注重工程风险分析与评价，国内注重顶管实施细节。

PID 控制对输油管道运行的影响及防控措施 [1-5]

魏亮

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PID 控制技术应用在输油管道站场，能够保持管道压力平稳，提高输油管道调控运行的自动化程度，但 PID 控制效果易受多方面因素的影响，且投用 PID 的输油管道可能掩盖部分异常事件的迹象，应用不当会给管道运行带来不安全因素。通过对输油管道 PID 控制系统组成及 PID 的工作原理进行分析，结合 PID 特性对调节阀压力响应的影响， PID 选择性控制对管道运行的影响， PID控制对油品泄漏判断的影响，以及 PID 检测环节对管道运行的影响等方面，对投用 PID 的输油管道进行风险辨识，阐明 PID 控制对输油管道风险控制的影响，并提出加强投产运行后的PID 参数修正，加强重要设备的巡检与调试，确保设备可靠，以及及时进行 PID 控制及手动控制的切换等解决

措施。

输气管道球阀结构特点及密封失效原因 [1-5]

张福坤　艾勇　王晔

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从球阀的基本结构、阀座结构以及不同阀座的适用条件介绍入手，对双活塞效应阀座和单活塞效应阀座进行了受力分析和公式推导，进而阐明了球阀密封的原理；同时，对容易疏于管理的注脂系统进行了详细介绍，分析了其对阀门维护保养和确保阀门密封性能的重要性，并给出了检验其是否失效的有效方法；在对球阀结构和密封原理深入分析的基础上，结合球阀工程实际应用情况，全面分析了球阀从生产制造、现场施工到运行管理过程中可能导致球阀密封失效的原因，提出了切实可行的密封失效检验和处理手段，提出了相应的管理建议。

随机振动载荷作用下 RMG530 减压阀的动态响应 [1-8]

李玉坤¹　尤泽广²　吴中林³　陈建兴³

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为了掌握分输减压阀动力学特性的变化规律，现场测试以获得减压阀随机振动数据，在减压阀振动机理分析的基础上，利用有限元分析软件 Workbench，建立了 RMG530 减压阀阀体有限元模型，计算减压阀结构的固有频率，依据某天然气分输站运行参数，考虑阀体材料杨氏模量随温度的变化规律，分析了热-流-固耦合对计算结果的影响；最后，在减压阀模态分析的基础上，利用模态叠加法对减压阀结构进行了动态响应计算，在时域和频域上对减压阀的动态响应特性进行分析。结果表明：减压阀结构设计较保守，天然气分输过程中阀体应力、位移响应幅值不大，不会引起共振。

LNG 储罐地震响应分析方法的对比 [1-6]

毕晓星　彭延建　张超　陈团海　李牧

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液化天然气储罐抗震设计是整个 LNG 工程的重点。LNG 储罐地震分析方法包括规范推荐公式、流体单元法、附加质量法， 3 种方法理论基础基本一致，但计算方法和效果有所区别：液化天然气储罐的地震分析反应谱一般采用EN 1998-1-2004 定义的设计反应谱， EN 1998-1 规范公式是对 Haroun-Housner理论的简化推导；流体单元法通过有限元软件中的流体单元，模拟储罐真实地震反应，用于耦合液体-储罐-场地土系统分析；附加质量法是将液体冲击作用部分的质量和晃动部分的质量放置到其对应的等效作用高度上，是流体单元法和规范公式的结合。从计算精度、安全余量、计算效率等方面综合考虑，在 LNG 工程设计中，建议采用附加质量法作为获取LNG 储罐地震响应的主要方法。

输油管道与稳态高压交流输电线路并行规律 [1-6]

王世伟张连来何煦杜艳霞

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为研究输油管道与不同电压等级交流输电线路并行时，稳定的负载电流对管道产生的腐蚀影响，利用输电线路导线类型、输电线路稳态运行电流、管道参数等管道沿线的输电线路及管道相关参数建立 CDEGS 模型，对输油管道在不同电压等级、并行距离、土壤电阻率、并行间距及管径下受到的交流干扰的腐蚀进行模拟计算，结果表明：管道所受交流干扰随着干扰源电压等级、并行长度和土壤电阻率的增大而增大，随着并行间距和管径的增大而降低。为了更直观地分析交流干扰下管道的交流腐蚀情况，对管道交流腐蚀风险及腐蚀速率进行了预测和评估，并使用腐蚀减薄厚度表征腐蚀严重程度。以上得到的高压输电线路对管道的影响规律，可为合理进行长输管道选线及防腐设计提供参考。

中亚天然气管道首站进出站 ESD 截断阀异常关断分析与技术改造

[1-4]

高斌　李国斌

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中亚天然气管道首站曾发生进出站 ESD 截断阀异常关断事件，在现场检查时发现 SHAFER气液联动执行机构的消声器不停向外喷射液压油，另外在对站场 ESD 进行复位时发现进出站 ESD截断阀异常自动打开问题。通过全面排查，发现远程 ESD 机柜受高温天气影响而使机柜内控制模块工作温度超限，导致 ESD 阀异常关断，而 ESD 控制逻辑缺陷和 SHAFER 执行机构 ESD 开关触点接触不良是 ESD 复位时进出站 ESD 阀自动打开和 SHFAER 执行机构消声器喷油的根本原因。通过相应的技术改造和缺陷整改，彻底消除了首站异常关断的风险隐患，保障了中亚天然气管道的安全平稳运行。

基于完整性管理的应急决策支持系统 [1-4]

周永涛　董绍华　董秦龙　王东营

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为了深化管道资产完整性管理，提升完整性管理在应急决策过程中的支持作用，研发了基于完整性管理的应急决策支持系统，搭建了管道地理信息基础数据库、管道运维动态数据库，为高效开展完整性管理、应急管理、管道管理提供业务支持。该系统利用分布式架构，充分利用保密处理技术、专网分离技术，在管道数据安全受控的基础上完成了基础地理信息、应急管理信息、管道隐患管控、水工保护管理、在线数据维护等子系统的功能开发，通过应急管理智能化、风险管控动态化等理念的实现，提升了系统功能与管理需求的契合度，以及管道的应急决策支持水平。

环道内胶凝原油启动屈服应力计算 [1-4]

翟克平张国忠刘刚李晨曦

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为了准确计算管内胶凝原油启动屈服应力，进而预测管内凝油启动过程所需压力，以管流环道试验为基础，分析控制流量启动过程环道沿线压力变化，重新定义环道内胶凝原油启动屈服应力，并提出相应的计算方法。将环道内胶凝原油启动屈服应力定义为：在某一特定启动流量下，试验环道全线初始启动时刻，环道末端凝油所受的管壁剪切应力。同时，利用多项式拟合获得初始启动时刻沿线压力表达式，对表达式在环道末端极限位置求导计算环道内凝油启动屈服应力，物理意义明确。

清管器密封皮碗力学特性的有限元分析 [1-6]

张行　王焱　张仕民　张康

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清管器在油气管道内运移过程是复杂的动力学问题，其密封皮碗与管壁的耦合作用是引起清管器动力学行为的主要原因。为了了解直板清管器密封皮碗与管壁作用的力学特性，采用有限元法，建立了单皮碗的二维轴对称有限元模型，计算并分析了用于 DN200 管道直板清管器的密封皮碗过盈量、夹持皮碗半径及密封皮碗厚度对密封皮碗接触应力、弯曲应力及弯曲角度的影响。研究结果表明：当夹持半径、厚度相同，皮碗与管壁的接触应力随着过盈量的增大先增后减，弯曲应力随着过盈量的增大而增大；当厚度、过盈量相同，皮碗与管壁的接触应力随着夹持半径的增大先增后减，弯曲应力随着夹持半径的增大而增大；当夹持半径、过盈量相同时，皮碗与管壁的接触应力及弯曲应力随着厚度的增大而增大。

我国海洋油气 ROV 作业能力现状与展望 [1-4]

庞维新　李清平　李迅科

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为了满足我国海洋油气工业发展的需要，概述了国外 ROV 技术发展现状及其在海洋油气开发工程中的应用情况，总结了海洋油气管道和电缆等工程设施施工和检测过程中ROV 的应用技术体系，并对我国现有的 ROV 检测工具的基本功能和主要参数进行了详细介绍，同时结合我国海洋环境条件特点和深水油气开发的需要，提出了未来 ROV 深水检测作业需要具备的关键技术及其发展趋势，对于我国海洋油气设施施工和检测装备的研究开发具有一定的指导意义。

长输管道冬季水压试验风险分析及控制措施 [1-5]

安治国

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为解决长输管道冬季低温水压试验易发生冰冻堵管、胀管破裂等高危风险问题，保证冬季施工进度及投产后的运行安全，结合热工原理进行建模计算，根据施工区域环境温度、地质情况、管材参数、保温结构等因素对冻结时间进行计算预测，对风险程度进行分析，从而为科学地选取保温防护控制措施提供理论依据。结合北京某长输管道工程实例，应用热工计算模型，对拟试验管道冻结时间进行了较为准确的计算，结果表明：根据预测冻结时间，针对埋地管道、架空裸露管道等不同施工区段，采取地温监测、地面保温、裸管加热等技术措施，保证了管道试压的安全和质量。

输气管道内颗粒物检测及分离器性能 [1-5]

刘震姬忠礼吴小林许乔奇

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将高压管道颗粒物检测装置应用于天然气输气站场，监测了不同工况下管道内颗粒物的浓度水平，评价了多管旋风分离器的性能。研究发现：日常工况下管道内颗粒物浓度一般低于0.1 mg/Nm3，清管过程中浓度有明显增加，清管器到达时颗粒物浓度达到峰值，约 60 mg/Nm3，并在清管结束后的一段时间内保持较高浓度，根据颗粒物浓度的变化规律将清管过程分为 4 个阶段。通过分析多管旋风分离器进口和出口的颗粒物浓度和粒径分布，得到多管旋风分离器对 5 μm 及以上颗粒的分离效率大于 80％，可有效除去 10 μm 以上的颗粒，多管旋风分离器在清管过程中起到保护下游管道安全运行的关键作用。

螺杆泵输送掺稀稠油性能的现场测试 [1-5]

刘霞薛润斌陈曦邓道明李洪福韩龙学张雷

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螺杆泵经过多年的使用，零件出现不同程度的磨损。为了探究螺杆泵特性曲线发生的变化，有必要对泵性能曲线进行测试校核。根据相关规范，对某原油管道泵站的螺杆泵开展了现场试验，获得了该螺杆泵输送掺稀稠油时的流量-压差和效率-压差特性曲线。基于螺杆泵出厂时的不同运动黏度下的流量-压差、功率-压差性能曲线和现场试验结果，利用线性插值方法得到试验油品对应运动黏度下螺杆泵的出厂性能曲线。螺杆泵的实测性能曲线与出厂性能曲线对比结果表明，使用多年的螺杆泵，效率出现不同程度的降低，下降幅度在 1.1％~14.0％之间；在相同压差下，螺杆泵流量也有所损失，下降幅度在 3.7％~15.6％之间，且随着压差增大，流量下降幅度增大。现场测试得到的螺杆泵性能曲线可为今后该原油管道输送掺稀稠油的工艺计算和能耗分析提供依据。

水流环境下海底管道溢油轨迹数值模拟 [1-7]

陈家悦　王永学

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为了研究横流作用下海底管道微孔溢油运动轨迹及其影响因素，采用雷诺时均 Navier-Stokes方程，结合标准k-ε 两方程模型和多相流 VOF 方法，在 Fluent 平台上建立二维数值模型。模拟结果与前人实验值对比，吻合较好。讨论了不同溢油初始速率与水流速率比值R0、溢油口密度弗劳德数Fr 0 （油品密度ρ o）对溢油水下漂移轨迹的影响，数值模拟结果反映出速率比值R0 较小和油品密度ρ o 较大时，由于溢油上浮慢，使污染范围增大，海面初现油膜的位置离溢油口水平距离较远，增加了溢油事故的发现和清理工作的难度。研究成果在海底管道溢油事故应急预报方面具有实际意义。

输气管道阀室杂散电流防护改造 [1-4]

董红军苏建峰毕武喜张建军薛致远

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针对国内输气管道阀室频繁遭受杂散电流和雷击威胁的问题，对输气管道阀室进行技术改造，具体包括 3 项内容：利用放空管接地网排流的阀室杂散电流排流改造、 Shafer 电子控制箱内电磙阀执行机构 “气电分离” 改造和 Shafer 阀执行机构干线截断阀 3 个室内放空（排污）管统一进行室外排放的改造。针对在阀室改造过程中容易出现的电绝缘问题，介绍了干线管道对阀室接地网绝缘性的检测方法，并给出了相关建议。

中缅油气管道境外段水土流失治理 [1-3]

胥琴　徐若语　李广波　李绍文

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中缅油气管道境外段在建设期间经历大量开挖和回填，地表植被和原土层被破坏殆尽，难以在短期内自然恢复，加之气候因素，造成管道上方大量水土流失，严重威胁管道安全。基于此，木姐管理处依据中缅油气管道（境外段）水土流失成因，在水工保护工程建设的基础上，采用多种植被恢复措施，因地制宜开展水土治理工作。结合具体案例，分析了水土流失的危害性及水土流失治理方法，最终形成了一种相对而言成本低、效果好的植被恢复措施。

储罐锚栓座结构设计方法 [1-3]

张志强　彭常飞　赵振兴　付丽　赵树炳

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当储罐不能满足自锚固条件时，设置锚栓结构是最常采用的一种稳定措施。该结构通过埋设在基础环梁中的锚固螺栓和焊接在罐壁上的锚栓座结构，对储罐自身过大的倾覆力矩和提升力产生有效的抵抗作用。基于多年的国外储罐项目建设经验和标准规范使用经验，对已经列入美国石油学会 API650 储罐设计标准的美国钢结构协会锚栓座设计标准进行解读，并补充实用性建议和注意事项。

外渗隔热储罐及其绝热性能 [1-5]

严清　王劲柏

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低温储罐作为储存和运输低温液体的设备，必须具有良好的绝热保温性能，否则经济性和安全性均无法保证。根据外渗隔热原理，提出一种新型的低温储罐结构——外渗隔热储罐，该结构利用储罐内产生的蒸发气外渗通过储罐侧壁的渗透材料，提高低温储罐侧壁的绝热性能。建立了储罐的传热模型，利用该模型，分别对储罐的罐顶、侧壁和罐底进行了漏热量计算。结果表明：与传统储罐相比，外渗隔热储罐侧壁漏热量减少 60.7％，储罐的总漏热量和日蒸发损失减少 22.2％，储罐绝热性能大大提高。

基于接触单元的埋地弯头工作荷载下的强度分析 [1-4]

刘啸奔张宏夏梦莹许葵陈严飞张杰董彩虹徐寅平

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埋地弯头是长输管道常见的结构形式，易在外载作用下发生失效。基于非线性有限元方法，使用壳单元模拟管道，实体单元模拟土壤，接触单元模拟管土相互作用，建立了工作荷载作用下弯头受力分析的数值计算模型。对比计算了管径、壁厚、弯头曲率半径、弯头夹角、管土摩擦因数、土壤弹性模量不同特性参数下的管道应力，给出了管道峰值应力的变化规律：管径越大，弯头应力越大。结构上可以通过增加壁厚，增加弯头曲率半径与弯头夹角等方法减小弯头应力，而夯实弯头处的土壤也能够起到降低弯头应力的作用。

长输管道全自动焊技术应用工程经济分析 [1-4]

黄锋

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长输管道全自动焊技术具有高效率、高质量和稳定性好的特点，被业内视为可胜任高强度钢、大口径、宽壁厚、高压力条件下长输管道建设发展的主流技术，但在我国长输管道建设的应用过程中，全自动焊接技术并未实现预期的效益。立足于长输管道建设基本单元——施工机组，对全自动焊接机组的管理现状进行分析；依据投入产出原理，提出全自动焊机组施工的经济焊接工程量；探讨了全自动焊检测的及时反馈对工程施工的影响。从工程经济学的角度对全自动焊接技术在长输管道建设中的应用前景予以展望。

营业税改增值税对油气管道工程项目经济评价的影响 [1-5]

牛国富,温文,宋博,于恩禄

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2013 年 8 月营改增之后管道运输行业由征收营业税改征增值税，直接影响到新建项目经济评价的测算。基于此，以油气管道工程项目为例，分析营改增对项目经济评价的影响。简要介绍了营业税与增值税的区别，结合油气管道建设项目经济评价的特点，逐个分析了固定资产、营业收入、营业税金及附加、利润、现金流等科目营改增前后计算的差异，总结了项目投资现金流量表、总成本费用估算表等表格的数据取值与关联计算的注意事项。

快速高吸油树脂的制备 [1-4]

程磊　杨法杰　李国平　郭海峰　张志恒　常维纯　代晓东

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随着在役输油管道里程的不断增加，受客观自然现象和人为操作因素的影响，溢油事故发生的概率逐渐升高，有必要研发快速高吸油树脂产品，以减少漏油损失和危害。采用悬浮聚合法，以多种丙烯酸长链酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体，共聚得到快速高吸油树脂，研究了单体种类、配比和交联剂用量对树脂饱和吸油倍率和吸油速率的影响。研究表明：丙烯酸癸酯为较合适的长链酯单体，丙烯酸癸酯、丙烯酸丁酯和苯乙烯的最佳摩尔比为 2:5:0.9，交联剂二乙烯苯的最佳用量为 1％，所得树脂呈海绵状，对原油有良好的吸附性，对俄油饱和吸油倍率可达 9.0， 10～20 min 内达饱和吸附，而且产品的保油率在 90％左右，水面浮油回收性能好。

油罐车卸油前静置时间试验 [1-3]

李义鹏，刘全桢，孙立富，孟鹤

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为避免油罐车卸油过程中的静电风险，国家标准规定油罐车卸油前的静置时间为15 min。通过模拟试验，研究现有条件下，从静电安全角度出发，油罐车卸油前的静置时间。油罐车从油库驶出前，在汽车油罐内安装一个油面电位测量浮子，将油面电位测量装置置于油罐车驾驶室内，在油罐车行驶中及在加油站停车后，实时检测油罐内油品的油面电位，同时检测的参数还包括油品电导率和油罐车的对地电阻。检测结果表明油罐车在行驶过程中以及在加油站的静置阶段，油罐车内油品不能产生较高的油面电位，检测最高值是 260 V；油罐车的对地电阻皆小于 106 Ω。现场试验选择了我国南北方的多个城市，其测试季节皆为秋冬季，很具代表性。根据试验结果及油罐车的现有特点，认为当油罐车的对地电阻小于 106 Ω，且油罐车罐体安装了金属隔板、隔板间油品的体积小于18 925 L时，油罐车在加油站停稳卸油前的静置时间可以缩短至 5 min。

鄂东气田保德区块产能建设工程线路勘察 [1-4]

刘牧

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鄂东气田保德区块产能建设工程已建成输气管道 397 km，沿线地形、地质情况复杂，且管道材质轻、管径小，使其沿线的勘察工作具有特殊性和复杂性，成为管道线路勘察的一个全新领域。从勘察目的、技术要求、勘察手段、勘察要点等多方面入手，并着重分析了对管道设计、施工影响较大的工程地质问题，从而对黄土地区煤层气管道线路工程的勘察进行全面的技术总结，以期为以后同类线路勘察工作提供依据和借鉴。

含蜡原油管道停输再启动压力计算新方法 [1-4]

张静楠，兰浩，崔博，刁洪涛

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为了提高含蜡原油管道停输再启动压力计算的准确度，在传统启动压力计算模型的基础上，建立了一种新的含蜡原油管道停输再启动压力计算方法。以刘天佑启动模型为基础，将再启动压力模型分为高程引起压降、惯性压降和摩阻压降3 个部分，考虑管道沿线高程差引起的压降，并对管道进行区域离散化来求解摩阻压降。摩阻压降中由于触变性因素造成的压降，采用更适合于表达含蜡原油触变性的 Houska 触变模型。利用新建计算模型编制了相应的计算程序，代入秦京输油管道历年数据进行模拟计算，计算结果与实际情况相吻合，表明改进模型更具准确性和广泛适用性。

输油气管道智能化事故应急体系建设 [1-4]

于达　熊毅　朱婷婷　司伟平

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针对国内输油气管道事故应急体系存在缺少次生灾害预警、指挥协调不方便、应急制度文件难于兼顾针对性和适应性等问题，开展了管道智能化事故应急体系研究，该体系由事故响应、次生灾害预警、抢修规程智能化和事故应急调度组成。以 “川气东送” 管道为背景，将 “川气东送” 管道《抢险方案》（百案百例）拆分重组编成几十个单项作业规程，通过现场对规程进行推演、讨论和演练，开发了应急抢修规程体系智能化查询系统，系统可自动生成针对特定管道事故的应急抢修处置规程，避免了歧义。以信息技术为基础的管道智能化事故应急体系具有人力不及的突出优势，是提高管道事故应急处置能力的最佳措施。

含蜡原油蜡晶颗粒分布特征的定量分析 [1-5]

李鸿英　毛荣　李慧

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借助数字化图像处理技术，已有研究成功实现了对蜡晶形态和尺寸的定量描述，但鲜有研究关注蜡晶颗粒粒径的分布特性。借鉴材料学中有关定量描述颗粒群粒度分布特性的方法和参数，实现了对原油中蜡晶颗粒分布特性的定量描述。使用颗粒粒径分布宽度系数定量表征了蜡晶颗粒粒径分布的宽窄，并结合蜡晶颗粒的粒径分布直方图直观地描述了蜡晶粒径在各个区间内的分布频率，通过计算蜡晶颗粒粒径分布的分形维数定量表征了颗粒粒径分布的不规则性。对含蜡原油加剂前后的蜡晶显微图像的分析结果表明，加剂后蜡晶颗粒的粒径增大，粒径分布宽度系数增大，粒径分布变宽，颗粒分布的分形维数增大。

乌鄯支干线乌首站泵管匹配操作谱图 [1-4]

韩善鹏，陆争光，马晨波，谢萍，林小飞

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西部原油管道乌鄯支干线采用 “一泵到底” 的输油方式，输送北疆油与哈国油两种物性差异较大的原油，对乌首站输油泵组合与管道的匹配状况造成挑战。为此，利用仿真模拟软件 SPS，对乌鄯支干线管输北疆油、哈国油进行了稳态水力、热力计算。基于泵管匹配结果，绘制了乌鄯支干线输送北疆油、哈国油的压力操作谱图、温度操作谱图，给出了乌鄯支干线管输不同种类原油、不同流量下的泵组合方式、泵站调节方案，为工程实际操作提供了参考。

清管器跟踪定位技术发展现状与趋势 [1-5]

邱红辉　王海明　孙巍　赵晓利　李博　陈崇

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阐述了清管器跟踪定位技术的发展现状，分析了放射性同位素法、机械法、声学法、压力法和磁学法 5种传统技术的优缺点，指出电磁脉冲法和压力法是其中最佳、最稳定和最成熟的两种方法，并提出基于这两种方法的远程跟踪定位技术的实现方法和方案，用智能判断替代人工判断，但是，该方法并未实现实时在线跟踪。由此，提出一种基于光纤震动原理的在线跟踪定位法，其可以对清管器位置进行全过程监控，实现实时在线跟踪，且不依赖除光纤以外的任何条件，是未来清管器跟踪定位技术的重要发展方向。

中国石油油气管道设备国产化现状和展望 [1-6]

谭东杰，李柏松，杨晓峥，王世君，杜华东，张兴，任小龙，董学刚

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中国石油开展油气管道设备国产化意义重大：符合国家相关政策要求，保障国家能源安全，提高管道行业效益，促进民族工业发展。提出了中国石油采用 “政产学研用” 1+N 模式的国产化工作思路，总结了中国石油在高强度管线钢管、天然气用燃驱和电驱压缩机、大口径球阀等设备国产化方面的重大成果，阐述了中国石油在输油泵、关键阀门及执行机构、流量计等 5 大类 16 种油气管道设备国产化方面的重要进展，最后对中国石油油气管道设备国产化的前景进行了展望。

基于 GIS 技术的油气管道外业选定线方法 [1-4]

孙锐，董恒，高晓蕾，马彬，杨嗣鼐

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传统油气管道外业选定线方法存在依赖设备和纸板资料较多、野外操作极不便等弊端，融合了GIS、 RS、 GPS等技术手段，利用 Android系统平板电脑的便携性和灵活操作性，开发了基于GIS技术的油气管道外业选定线方法：野外工作只需携带存有基础数据资料的平板电脑，因而极大地优化了管道外业选定线流程。GIS 工作模式的应用将引导外业选定线由 “纸版地形图、人工笔记” 向高度集成的智能终端的工作模式转变，优化管道外业选定线流程，提高现场调研数据的准确性、完整性和利用率。

浙江 LNG 接收站外输计量控制要点 [1-4]

牛斌　吕俊

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外输计量直接影响 LNG 贸易交接的顺利进行，浙江 LNG 接收站选用超声流量计组成的计量橇座系统，配置取样分析监控设备，能够保证计量系统整体精度，满足能量交接需要。介绍了浙江LNG 接收站计量系统的组成及流量计算过程，详细阐述计量系统在设计及运营阶段控制要点。结果表明：通过周期性开展流量计使用中检定及声速核查，及时判定计量系统 “健康” 状况，既方便操作人员及时采取防御性维护，又可提高检定周期内计量仪表的精确度，减少贸易纠纷。同时，给出了超声流量计常见问题及对策，对今后投产的接收站计量站场建设及运营维护有一定指导意义。

天然气长输管道清管作业收球工艺优化 [1-4]

张科

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清管器运行速度的控制是清管作业的难点，常给收球操作埋下隐患。为避免高球速对收球筒及其附属设施的损坏，以提高收球作业的安全性和可靠性，从工艺角度出发，在直接收球工艺的基础上提出间接收球工艺：利用进站三通处支线管道与收球筒上的引球管道，将清管器前后连通，平衡推球压差，降低其进入收球筒的速度，再次调节进站支线阀门开度，重新建立压差，使清管器缓慢滑入收球筒内。通过对新工艺进行 HAZOP 分析，提出将其接入管道 SCADA 系统中进行实时监测，在重要节点加强监听，增加气体泄漏检测设备及检测频次等建议，确保新工艺顺利实施。实际工程应用表明，新工艺能够有效控制清管器进入收球筒的速度，避免收球伤害，具有较理想的收球缓冲效果。

油气管道斜拉索跨越设计 [1-6]

左雷彬　马红昕　铁明亮　杨威　张志广

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油气管道斜拉索跨越常用于峡谷地区的河流穿跨越工程中，为了解决中缅油气管道北盘江斜拉索跨越工程风振稳定、清管振动、索力平衡以及桥塔刚度等问题，开展了斜拉索全桥和节段模型风洞试验，并进行了有限元数值模拟分析。通过分步迭代获取了不等跨斜拉索结构的合理成桥索力，并采取边跨配重和拉压支座结合的方式平衡索力；通过全桥模型和节段模型风洞试验，获得了结构抗风需要的风振参数，并对跨越结构抗风稳定性进行了验证，同时基于走道板对抗风安全的影响，选取了透风率高的走道板型号；通过综合比选，桥塔结构形式采用了钢管混凝土桥塔， 3根管道采取了上下布置方案。由此，有效保证了结构抗风安全，并解决了不同工况下结构振动和索力平衡问题。

西部原油管道节能减排的实践 [1-5]

孙法峰，吴海辰，于瑶，田旭东，张丙辰

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为了降低管道运行能耗和环境污染，对西部原油管道的运行进行优化，并采取了相关改进或改造措施，包括：按无节流阶梯输量下优化配泵方案计划油品外输；对干线分输方式进行优化改造，采取输油主泵前生产库分输方式；冬季运行时，首站加热炉燃油改天然气；在首站原有加热系统基础上，增加一套油油换热器；控制冬季油品外输热处理温度，加热炉优化配炉等，从而有效地降低了全线耗电量和加热炉耗油气量，降低了压能和热能损失，减少了管道运行开支，缓解了管道运行压力，降低了管道运行风险。

涩宁兰天然气管道生产单耗的影响因素 [1-7]

张鹏，刘思曼，孙岩，姜勇

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为达到节能降耗的目的，指明节能挖潜的方向，并为合理分析长输天然气管道能耗提供依据，以涩宁兰天然气管道为例，从输量、温度、压缩机效率 3 个方面分析长输天然气管道能耗随不同影响因素的变化规律，利用回归分析法对比分析不同影响因素对长输天然气管道能耗的影响规律，研究各影响因素间的相互联系，找出对能耗影响程度较大的主要因素。分析结果表明：管道输量、压气站出站压力和压缩机的效率对长输天然气管道生产能耗影响较大；地温和压气站的出站温度对长输天然气管道的生产单耗影响较小；生产单耗随着管存的减小而呈上升趋势，且管存越小，生产能耗上升的幅度越大。

海底管道临时管跨允许最大跨长的计算 [1-4]

闫宏生，王铿，李怀亮，李健楠

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海底管道悬跨管段在波流联合作用下极易发生共振破坏和局部屈曲破坏，而悬跨管段跨长是其重要影响因素之一。针对海底管道临时管跨的极限强度问题，分别从管道屈曲强度、屈服强度及共振强度等方面，给出计算允许最大跨长的方法和流程，采用 VBA 语言开发了海底管道悬跨许用跨长计算分析软件，并进行实例计算，得到不同阶段海底管道允许最大跨长。相关方法和软件可以为现场工程人员解决临时管跨评估问题提供有效的支持，从而加快总体工程进度。

西气东输三线电驱站冷却水系统设计与优化 [1-5]

李洪涛，史玉峰，郝庆，李德权

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针对大功率变频电驱压缩机的冷却问题，考虑风沙、水质、温度因素，对冷却水关键设备进行选型。针对冷却塔区工艺管网流程，考虑极端温度下冷却塔运行情况，提出管道串并联方法。改进西二线中冷却水泵房设备布置，为控制与辅助设备预留足够空间。总图布置方面，结合站场生产区内各单体位置，简化管路，优化冷却水功能区。水质方面，首次在西气东输工程采用软水器对冷却塔喷淋水进行去离子操作，避免盘管腐蚀结垢。针对冷却水系统外部管网，改进阀井排污、防冻、检修、降噪措施。针对工艺流程，提出电机与变频器流量分配优化方法。进行冷却水系统水力分析，模拟流体动态循环，计算水泵扬程、压力损失与最低点压力，保证水泵安全运行。

基于 IAHP 法覆土储油罐区滑坡综合性风险评估 [1-6]

黄海亮焦光伟甄翔王亚超聂桐

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通过分析滑坡灾害危险性和覆土储油罐区灾害引发的事故，选取地形地貌地质条件、罐区防护能力、灾害诱发条件、灾害历史条件 4 类 14 个滑坡灾害对覆土储油罐区影响较大的因素作为风险评价指标，利用传统层次分析法建立了指标体系。介绍了综合可拓方法原理和计算流程，提出了基于改进层次分析法覆土储油罐区滑坡综合性风险评估模型。利用 Visual C# 2010 Express 进行了适用于改进层次分析法确定权重的程序设计，简化了计算。以某油库覆土储油罐区为例进行验证，将滑坡对该覆土储油罐区风险等级划分为安全性好、较好、差、极差 4 级，参照相关文献，定量划分了14 个风险指标危险性区间，利用提出的模型计算得出，虽然该储油罐区在降雨等方面面临威胁较大，但整体安全性较好，与实际调查结果较为吻合。

大容量径向偏差测量机器人装置的研制与应用 [1-7]

刘瑛　陈贤雷　郝华东　郑国祥　施浩磊　许玉亮

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针对大容量计量光学垂准线法存在的人工劳动强度大、危险系数高、准确度低等缺陷，结合爬壁机器人的研究现状，从机械结构、控制机构与软件设计 3 方面开展了大容量径向偏差测量机器人装置的研究。在机械结构方面着重开展了吸附机构、驱动机构、传动机构、跨越机构、传感机构的设计研究。研制出的大容量径向偏差测量机器人装置样机已应用于立式金属罐容量的计量工作，测量结果表明：该装置在保证测量准确度的同时，提高了工作的安全性，降低了人工劳动强度。

大型江河定向钻玻璃钢防护层技术应用 [1-4]

唐勇，梁桂海，张晓鹏，吴永峰，温国志，齐涛，于迁，冒乃兵

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在大型江河定向钻穿越工程中，如何做好穿越管道的防腐层保护，避免管道穿越过程中防腐层的机械损伤，确保工程质量和后期运行安全，同时降低回拖阻力，提高穿越工程的施工效率，是目前设计和施工中需要解决的重要难题。以江都-如东天然气管道项目长江定向钻穿越工程为例，其是国内同管径中最长的大型江河定向钻穿越，工程投资大，质量要求高，为防范回拖过程中砾石层对穿越管道 3PE 防腐层磨损、划伤及补口套滑脱、撕裂两类主要风险并降低回拖阻力，引用环氧玻璃钢外防护层技术为穿越管道防腐层提供机械性能保护，现场人员结合设计开展环氧玻璃钢防护层涂覆工艺研究，并在该穿越工程大规模实际应用中取得了良好效果，可为今后同类型江河定向钻穿越工程的设计和施工提供借鉴与参考。

地下水封储油库围岩间距的 FLAC3D 数值分析 [1-5]

胡谋鹏，陈雪见，梁久正，詹胜文

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为了使储油库设计洞距能够确保围岩稳定、施工运营安全以及经济上的合理，采用 Hoek 和Brown 提出的地质强度指标（GSI）法，应用 Hoek-Brown 经验公式确定岩体力学参数。以辽宁某地下水封储油库工程储油洞室为研究对象，借助 FLAC3D 软件对围岩间距进行数值分析，利用位移判据对数值分析结果进行解释，进而判断洞室间距的合理性。最后指出： 60 m 间距方案可以满足工程整体稳定安全的要求，对工程实践具有一定的指导意义。

集气站外输压力调整对单井进站压力影响的计算模型 [1-3]

郭小哲，孙宝龙，刘学锋

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针对集气站内工艺流程，建立压降计算模型，将总压降分为气嘴节流后至外输阀压降、气嘴节流压降、加热炉压升3 个部分，其中气嘴节流后至外输阀压降采用统计方法求得，气嘴节流压降采用节流理论与统计相结合的方法求得，加热炉压升计算则采用定容气体状态方程求得。通过实例计算及误差对比，证明了模型的实用性和可靠性，可求得单井进站压力随外输压力变化的关系，从而预测不同外输压力下的单井产量变化。

基于大数据和神经网络的管道完整性预测方法 [1-5]

韩小明苗绘

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为了全面、客观地评价油气管道完整状态，预测管道潜在威胁，提高油气管道安全管理水平，通过采用人工神经网络机器学习理论，建立了对管道潜在威胁和管道状态进行学习和预测的框架与方法。该方法根据管道潜在威胁类型和管道状态定义，充分利用管道建造、施工、操作、运行、失效、检测等各类数据，作为潜在影响因素，以模拟人脑思维和学习的方式，对管道威胁和管道状态进行客观、有效的学习，给出潜在影响因素的重要度排序，利用获取的知识，对管道潜在威胁和管道状态进行客观预测，并将预测结果用于评价管道风险和制定管道检测周期。该方法避免了以往分析方法依赖专家意见、主观性强的缺点，全面利用各类管道数据集，客观地对管道完整性进行预测，对提高管道安全水平和决策效率有重要作用。

体积管水标过程中存在的问题 [1-3]

靳小苹　李力民

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在原油贸易交接计量时，体积管是现场检定流量计的标准装置，体积管水标是确定体积管标准容积值及其重复性、复现性的重要方法。为保证体积管水标成功率和体积管标准容积值的准确与可靠，从水标所涉及的诸多环节出发，充分考虑各环节可能存在的细小问题，结合多年的工作经验，筛选出具有代表意义的关键点，从原因、造成的影响及改进措施或建议等方面展开阐述。实际水标工作中，人员、环境、设备等任何一方面的因素均可能会影响检定工作的顺利进行，而很多容易被忽视的细小问题，如滴漏控制、离心泵气密性与发热程度等，往往会使检定过程陷入困境，不仅浪费大量的时间、人力和物力，而且可能导致错误的检定结果。

国内外输气管廊带的建设运行 [1-5]

张监　王勋　李哲　李斌

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输气管廊带的建设已成为城市可持续发展的重要因素，我国西气东输一线、二线、三线已基本建成投产，后续四线、五线、六线、七线应借鉴已建管道建设的技术与经验，并学习与借鉴国外管廊带的建设理念，特别是俄罗斯输气管廊带建设技术、输送工艺技术、施工设备、施工方案、风险评估技术等方面经验；结合欧洲输气管廊并行管道的成熟建设理念，以及美国阀室跨接技术，洲际管廊深海管道建设技术、扩建扩容方式和合建站场模块化设计等理念，在我国已有的技术水平基础上，完善下一阶段长输气管廊优化研究工作，同时健全相关管廊管道维修条例，保障我国西气东输管廊带建设顺利进行，以及管道日常安全运行。

泄漏油品在地下水中的迁移转化规律及模型 [1-10]

侯军，杨永健，王德云

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石油管道泄漏可能污染地下水，为有效控制和修复油污对地下水的污染，许多学者针对油污在地下水中的迁移转化规律及模型开展了研究。国外起步较早，已取得丰硕成果，而国内起步较晚，与国外存在一定差距，尤其在软件模型的开发方面。油污进入地下水后会发生对流弥散、吸附、降解、挥发等过程，即迁移转化作用，这种作用不仅仅受油品自身特性的影响，还受污染场地的水文、地质条件影响。建议基于已有研究成果，深入开展相关研究，借鉴国外先进技术，提出适合国内实际情况的方法和模型。

雾化加注天然气减阻剂减阻效果的数值评价 [1-7]

赵珂珂　郝天宇　李传宪

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为了优化天然气减阻剂加注工艺，若因试验条件所限，无法通过室内环道对模拟管段的工艺流程进行试验验证，则可以利用软件模拟方法对减阻剂的减阻效果进行评价，同时分析减阻剂减阻效果对各影响参数的敏感性。模拟结果表明：减阻剂雾滴沉积浓度对喷雾压差的变化最为敏感；喷射角度和管径对沉积浓度的影响具有一定的相关性，当喷射角度较大时，沉积浓度对管径的变化更为敏感，而当管径较大时，沉积浓度对喷射角度的变化也更为敏感。模拟结果可为天然气减阻剂的工程实际应用提供一定的理论指导。

油品汽车装卸作业中管路的水力计算 [1-4]

尚兴彬，张建宾，茆天琪，高东

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针对石油石化企业油品装卸作业，为了指导合理设计管径和选择泵型，对油品装卸作业管路水力计算方法进行了总结分析。通过理论分析，阐述了 3 种计算方法，即简化计算法、精确计算法、软件模拟计算法的理论基础、计算思路与步骤，以及计算结果的误差来源；通过典型的实例计算，对比总结得到 3 种计算方法的适用工况，以及使用过程中的注意事项。经分析发现： 3 种方法的理论基础基本一致，而计算结果的不同，主要源于计算过程中集油管不同管段的油品流量取值的不同；对于一般的油品装卸作业工况， 3 种方法均适用，而当管路长度、复杂性及泵必需汽蚀余量计算准确度要求较高时，建议选用模拟计算方法进行水力计算。

加气站 LNG 低温储罐液位计比选及优化方案 [1-6]

何才宁

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加气站 LNG 低温储罐液位多采用差压式液位计进行计量，无法准确测量储罐液位，从而无法对 LNG 的真实库存和损耗情况做出科学和准确判断，更不能真正实现 LNG 的库存和损耗管理。为了解决 LNG 低温储罐使用环境下出现的压力波动、液体饱和状态变化等因素而导致计量偏差较大的问题，介绍了多种适应 LNG 低温介质的液位计的测量原理及组成，探讨了常见的探头类型、仪表安装方式和注意事项，比较其性能优缺点。最后，提出采用 LNG 储罐安装改进后的伺服液位计的工艺方案，可以实现 LNG 储罐的精准计量、安全操作，解决了天然气加气站行业中低温储罐计量难题。

CFRP 用于钢质管道管体缺陷修复的适用性评价 [1-5]

周祥，李勇，郑晓春，蒋永，陈墨

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近年来，一些油气管道修复技术领域的新材料、新工艺在国内生产现场大规模应用，其使用的安全性和适应性成为不可忽视的重要问题。通过大量的室内和现场应用试验，研究了CFRP材料的耐久性，以及 CFRP 用于钢质管道管体缺陷修复的电偶腐蚀风险、修复的匹配性和可靠性，结果表明： CFRP 材料具有优异的耐酸碱老化、耐湿热老化及耐候性能，具有传统维修方法无法比拟的各种优点，为工程应用的设计、选材、成型、维护、检验检测提供了参考。然而CFRP与钢管的电偶腐蚀会严重影响修复质量，造成严重的安全隐患，必须采取措施进行防护。

大型储罐底圈罐壁轴向应力的计算 [1-4]

吴龙平，王成，杜亮坡，明斐卿，梁奋飞，李凯楠

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为了便于钢制焊接储罐设计人员合理地选取设计规范进行储罐罐壁抗震计算，简要介绍了储罐设计规范 GB 50341-2003、 API 650-2013 中底圈罐壁最大轴向应力和底圈罐壁许用临界应力的计算方法，分别对 15×10⁴ m³、 10×10⁴ m³双盘式浮顶油罐进行了底圈罐壁最大轴向应力、底圈罐壁许用临界应力的计算，结果表明：在计算底圈罐壁最大轴向应力时， GB 50341-2003 与 API 650-2013 的计算结果相同； GB 50341-2003 与 API 650-2013 在计算底圈罐壁许用临界应力方面都是安全的，但 GB 50341-2003 在确定罐壁许用临界应力方面相对保守。GB 50341-2003与 API 650-2013 中罐壁许用临界应力的计算公式可用一个公式来代替，当底圈罐壁最大轴向应力不大于底圈

罐壁许用临界应力时，储罐底圈罐壁在地震作用下是安全的。

油气管道典型地质灾害危险性评价 [1-5]

钟威，高剑锋

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为了准确、快速地评价典型地质灾害对油气管道的危险性大小，基于典型地质灾害对油气管道的危害形式的分析，对崩塌、滑坡、泥石流 3 种地质灾害危险性影响因素进行辨识、分类整理，计算各影响因素的相对权重，以此建立了油气管道典型地质灾害危险性评价指标体系。详细论述了各因素的影响程度分级标准、评分标准以及危险性评价标准，综合考虑地质灾害的易发性、管道易损性，选取简单、易于操作的指标体系法进行危险性评价，最后将评价方法成功应用于某管道工程的地灾案例中，结果表明：油气管道典型地质灾害危险性评价技术具有较强的操作实用性。该研究成果在指导地质灾害发育点的管道施工风险控制方面有非常重要的参考价值。

压气站区域性阴极保护技术 [1-5]

郭生华，郭超，秦丰高

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压气站等油气站场的地下管网、电气仪表接地、设备基础等地下设施结构复杂，阴极保护参数随土壤特性、气候特性、阳极布置位置和汇流点位置等的不同而有较大变化，在不同地区，甚至同一地区的不同站场都会表现出很大的差异性。通过对乌兹别克斯坦已建多个压气站出现的区域阴保问题进行综合原因分析、电位分布测量、设备性能优化、阳极增补、汇流点和参比电极位置调整，使其各项指标达到标准，取得了满意的效果。并在此基础上提出了压气站阴极保护系统阳极类型的合理选择，恒电位仪台数及参数的合理确定，参比电极的合理布置及严格施工过程质量管理的建议。

基于复合作业量的天然气管输定价模型试验研究——以西气东输二线为例

[1-6]

李志学，魏莎莎

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针对我国天然气管输定价问题，从传统管输费计算模型入手，通过对西气东输二线工程的实际调研和数据分析，总结出传统管输定价方法以管输距离为单一变量的缺陷与不足，并提出天然气管输费用制定的关键在于天然气管输作业量的计算。为此，以西气东输二线复杂管网为例，建立合理的复合作业量计算模型，并在此基础上测算出管网内各站点的平均输送距离，按照运价运距比公式得到整个管网系统各站点的天然气管输价格。通过实例计算，得出采用复合作业量计算模型计算管输费用的方法较为符合天然气目前的管输市场价格。该成果可为我国联网天然气管输费的测算提供参考，有助于完善我国天然气管输定价机制，保证我国天然气产业健康有序发展。

盐穴储气库单腔长期注采运行分析及注采压力区间优化——以金坛盐穴储气库西 2 井腔体为例

[1-6]

杨海军，郭凯，李建君

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西气东输金坛盐穴储气库建设于地质条件复杂的层状盐层中，耗资巨大且有一定的使用期限，因此，确保腔体在安全稳定运行的前提下，尽量增加其工作气量，意义重大。以西气东输金坛盐穴储气库的盐矿老井西 2 井腔体为例，通过声纳数据对比分析，发现在目前的注采运行方式下存在一定程度的效益浪费，因而利用数值模拟方法校核了盐岩的蠕变参数，并利用修正后的参数对注采最小气压和最大气压进行了优化，增加了单腔工作气量，提高了经济效益。

油气集输分布式能源系统的构成及节能效果 [1-5]

蔡广星，许康，马猛

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为了使油气集输系统能量利用更加科学有效，将分布式能源系统的供能、用能理念应用于油气集输系统设计中。按照 “以热定电” 的原则设计了油气集输分布式能源系统：将燃气轮机和余热锅炉应用于油气集输系统，燃气轮机发电为集输系统提供电能，利用余热锅炉回收发电后的尾气余热为集输系统提供热能，系统盈余的电力上网。实例计算结果表明：与常规集输站相比，分布式能源系统集输站能量利用率提高 7.01％，效率提高 16.5％；同时，油气集输分布式能源系统年节省费用开支 498.29×104元。可见，将分布式能源系统应用于油气集输，既可以提高系统的节能性，又具有很好的经济性，值得推广应用。

基于 Android 的管道建设录入终端开发与实现 [1-4]

魏瑄，张世伟，陈元，孙伟

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管道信息数据库是数字化管道的核心，其中管道建设数据库是重要内容之一，在建设过程中采集一系列数据、图像、视频等资料作为构建数据库的基础，同时可以提高现场施工人员的手工录入效率。在深入分析 Android的系统架构及其应用程序组成的基础上，设计了基于 Android的管道建设应用便携式录入终端，其功能模块主要包括：登陆界面模块，现场资料录入模块，技术、质量、安全管理模块，地理地貌信息录入模块以及账户管理模块等。在中缅管道的实例应用结果表明：该录入终端既减轻了现场施工人员的劳动强度，又能准确、及时、方便地录入各种数据和图像视频，为构建管道建设数据库提供了技术支持。

压缩机进气滤芯反吹除霜方法的优化 [1-4]

张轩，陈子鑫，刘国豪，张鑫，李荣光，冯少广，吴海辰，许铁

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针对长输管道压气站压缩机组进气滤芯冬季结霜导致进气压损变大的问题，结合站场现有的除霜措施，优化原有反吹系统的除霜方案，提出了一种改进的进气滤芯反吹系统开关控制逻辑算法：通过采集环境温度、环境湿度以及进气滤芯壁温信号，计算得出环境露点温度，并与采集的进气滤芯壁温进行比较，判断是否存在结霜可能性，以此作为反吹系统开关的控制条件，达到抑制进气滤芯结霜的目的。研究结果表明：新的控制系统能够提前对结霜可能做出响应，动态控制反吹除霜系统的启停，保证进气滤芯附近环境参数维持在一个不宜结霜的条件下，为解决压缩机组进气滤芯结霜问题提供了一种可行方案。（图 4，参 10）

基于 HPPP 法的 Pigsar 天然气流量计检定站工艺 [1-5]

王勇，王晓霖，张松伟

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天然气计量是天然气贸易中至关重要的环节，介绍了国内外主要天然气流量计检定站的现状，对比分析不同原级标准的优缺点，阐述了基于 HPPP 法的德国 Pigsar 天然气流量计检定站的工艺流程、量值传递方式及 HPPP 装置的工作原理。以 HPPP 法为原级标准的检定站具有流量稳定、准确度高等特点，但受技术限制在我国应用并不广泛。分析了我国应用 HPPP 法的可行性，武汉分站应用实践结果表明： HPPP 装置可解决我国大口径、高压力天然气流量计检定能力不足的问题，但减

少管容积对检定精度有一定影响。（图 6，表 1，参8）

含 CO₂ 油水混输管道内腐蚀仿真研究 [1-5]

崔铭伟，俞天军，封子艳，曹学文

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CO₂ 驱油、注水采油以及油水混输技术的应用，虽然节省了投资成本，但增加了油水混输管道 CO₂ 腐蚀失效的安全隐患。应用全瞬态多相流软件 OLGA，将油水多相流模拟与 CO₂ 腐蚀预测数值仿真相结合，研究了立管角度、立管高度、入口温度、处理量、Cl^- 浓度、 HCO₃^- 浓度以及缓蚀剂 MEG 浓度对含 CO₂ 油水混输管道内腐蚀的影响。结果表明：在某些极端开发条件下，立管底部是腐蚀失效高风险点，需要提高立管底部腐蚀裕量； Cl^-、缓蚀剂 MEG 浓度对油水混输管道内腐蚀速率的影响趋势相似，均存在浓度临界值，一旦超过该值，其对腐蚀速率的影响趋势显著变化。（图11，表3，参 12）