液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。     

高压天然气管道泄漏扩散的孔口特征研究

选择天然气管道舱的一部分,在天然气管道的泄漏孔上方建立80×2.1m的关于泄漏扩散的物理模型,通过三大基本方程、组分输运方程和湍流方程建立其数学模型,模拟初始条件为舱室内的天然气浓度为0,以管道上泄漏空的泄漏速率为边界条件的天然气管道在不通风条件下的气体泄漏扩散情况,研究泄漏孔口面积和分布状态对泄漏扩散的影响。结果表明:泄漏孔口面积越大,泄漏速率越快;泄漏面积相等时,泄漏孔口越分散,扩散进行的越慢。     

地下综合管廊天然气管道泄漏分析

结合保山市的地下综合管廊工程,采用数值模拟方法对该工程的燃气泄漏流速、浓度分布以及泄漏量和泄漏持续时间进行研究.结果表明,小孔泄漏的天然气其流速随时间的变化没有显著的变化,且速度随孔径的变化也不显著,但泄漏速度随着压力的增加而明显增加,向上、向下泄漏的流速差别不大,模拟值与理论值相对误差在3.5％以内.当天然气在综合管...     

泄漏油品在雨水作用下渗透范围模拟计算

对埋地管道下部泄漏油品在雨前、雨中和雨后的不同水分分布土壤中油品渗透扩散进行模拟分析,借助CFD软件建立土壤多孔介质中油水两相流动的三维流动传质耦合模型。模拟计算结果表明:油品在地下渗透扩散范围受水分分布影响明显,泄漏油品在下雨前的土壤中地下扩散区域以不倒翁状向四周渗透;雨中泄漏油品受雨水冲带后在地下四处流窜并以极不规则形状区域向四周扩散;雨后泄漏油品以烧瓶状区域向四周扩散。在雨前、雨中和雨后三种工况下,扩散速率稳定后,雨后的泄漏范围及地表扩散面积均是最小;雨中油品泄漏范围最大且增长速率比雨前高约3%;雨前油品地表扩散范围最大且增长速率比雨中高约2%。     

天然气管道泄漏声场特性研究

根据莱特希尔理论可确定天然气管道泄漏处声源为四极子声源,用声强方程和莱特希尔气动力声方程,推导出天然气管道泄漏喷流噪声强度与喷流速度间的关系式。用Matlab软件对天然气管道泄漏声场进行数值模拟,分析了天然气管道泄漏时的声场分布及声压级。结果表明,管道内声波形成驻波且整体声压都很大,管道外为四极子声源所产生的声场,声波的辐射和衰减较快;随着泄漏孔直径D和管内运行压力p0的增大,声场声压p和声压级SPL也增大。该项研究为天然气管道泄漏的进一步研究提供了理论基础。     

输气管道泄漏后截断阀压降速率计算分析

输气管道现存的截断阀压降速率设定值存在着一定的不确定性,在某些大管径管道泄漏时可能无法发挥应有的自关断功能。通过仿真软件建立输气管道泄漏模拟模型,模拟计算出了输气管道5种初始工况在不同管径、不同泄漏孔径下,泄漏点下游阀室截断阀压降速率与持续时间的变化关系以及导致阀门自关断的泄漏孔径数值。对比各种工况结果可知:泄漏孔径越大,截断阀越容易实现自关断功能;当泄漏孔径小于300 mm时,现有的大管径管道截断阀压降速率设定值几乎不会引起截断阀自关断;在高压且高输量情况下发生泄漏时,截断阀更容易实现自关断功能。建议结合输气管道每个管段的物理位置及实际运行参数,设置线路截断阀压降速率值,有针对性地确保管道泄漏后截断阀能够实现自关断。     

基于随机性的输气管道泄漏后果分析方法研究

针对输气管道泄漏分析和后果分析中存在的随机性，以气体温度、起点压力、泄漏孔径、泄漏点距离起点位置、管输流量等作为泄漏分析中的随机参数，以泄漏速率、风速、大气温度、大气湿度等作为后果分析中的随机参数，基于拉丁超立方抽样方法，通过Kendall相关系数分析各参数对泄漏速率和后果的敏感程度，并结合Monte Carlo模拟和喷射火模型计算伤亡半径。结果表明，泄漏速率对泄漏孔径的敏感性最强，其次为管输流量，泄漏速率出现可能性最大的值为3 000 kg/s；当样本数量>1 000时，参数敏感性的排序结果不再发生改变；风速对热辐射强度的影响最大，大气湿度的影响最小；随着远离泄漏点，热辐射强度峰值和伤亡率不断减小，伤亡半径以管道为中心沿两侧对称分布。研究结果可为风险区域划分和事故分析提供实际参考。     

海底高压输油管道泄漏事故后果研究

为探究海底高压输油管道油品泄漏后在水体中的扩散规律,对水深为20 m的管道,建立二维泄漏扩散模型,采用流体体积法,模拟不同运行工况下的海底输油管道泄漏扩散过程。对比分析运行压力、水流速度以及泄漏孔位置对油品扩散范围的影响,结果表明:运行压力<3 MPa的输油管道正上方发生小孔泄漏时,溢油到达水体表面的时间随管道运行压力的上升而缩短;如果管道运行压力>3 MPa,随着管道运行压力的上升,油品到达水体表面所需的时间基本不再变化;不同管道运行压力下的输油管道侧方发生小孔泄漏时,泄漏油品到达水体表面所需时间相近,均为30~34 s,且泄漏后的相同时间内管道运行压力越大,油品向下游的迁移距离越远。本研究对海底高压管道泄漏的应急抢险具有一定指导意义。     

生产管柱泄漏气井油套环空起压模式对比

生产管柱泄漏是诱发气井油套环空(以下简称环空)带压的主要原因之一.为了弄清典型环空起压模式的特征和风险,文中建立了基于气体PVT性质和体积相容性原则的环空压力计算模型.研究结果表明:因浅层生产管柱泄漏,气井环空压力呈现出上升速度快、上升周期长和压力高的特点;泄漏点孔径的增加将导致泄漏速率和压力上升速度大幅增加,大孔浅层泄漏具有压力高、速度快、气体体积大的特点,风险最高,而小孔深层泄漏风险最低;同一深度泄漏点,无因次环空压力上升周期与无因次泄漏点孔径呈幂函数关系,可用于快速判断泄漏程度;根据最大允许环空压力、关井状态下的生产管柱内及环空压力分布,可确定泄漏深度阈值,防止在该深度以浅发生泄漏,从而避免环空压力超过最大允许值.     

天然气管道孔口泄漏危险域的研

天然气管道的泄漏严重威胁到泄漏点附近的生命财产安全，管道泄漏造成的最大危险是火焰热辐射和气体爆炸。为此，通过建立泄漏率模型、气体喷射扩散模型和火焰热辐射数学模型，研究了非等温天然气管道孔口泄漏的危险范围。根据气体的着火下限和目标的热毁伤阈值得到了气体喷射和火焰喷射的危险距离，分析了输气压力、管径、泄漏率和泄漏点位置对危险距离的影响，为管道的安全建设提供了理论依据。     

海底输气管道泄漏扩散模拟及正交试验分析

为研究海底输气管道泄漏扩散的规律,对泄漏事故后果预测提供参考,采用正交试验法对影响海底泄漏天然气扩散规律的气体泄漏速度、洋流速度和泄漏孔径尺寸3个主要因素进行分析。选取L₉(3⁴)正交表设计试验方案,利用计算流体力学(CFD)软件对泄漏天然气在海水中的扩散进行模拟试验,使用综合比较法与方差分析法确定了影响气体扩散范围和到达海面时间的影响因素的主次关系与显著情况。结果表明,上述因素对气团形态、气体与海水混合程度,气体到达海面时间及扩散范围等均有影响。泄漏速度与泄漏孔径尺寸为影响泄漏气体到达海面时间的显著因素; 洋流速度与泄漏孔径尺寸影响泄漏气体扩散范围,但二者都为非显著因素。综合考察泄漏扩散的试验指标,泄漏孔径尺寸与洋流速度为影响结果的显著因素,泄漏速度为非显著因素。     

应用微波技术检测天然气管道泄漏

传统的输油管道泄漏诊断方法对于可压缩性强的天然气管道泄漏诊断难以适用。为此，提出了基于微波技术与导波理论的天然气管道泄漏检测方法：把天然气管道当作圆形波导管，在管道两端分别安装微波信号发射和接收装置，利用微扰天线进行发射和接收微波信号；根据电磁波理论，在满足一定条件的前提下，微波可以顺利地在管道中进行传输。当管道出现裂纹、破损时，微波特性将会发生改变，通过分析接收信号的变化情况可以判定管道是否发生泄漏，并进行定位计算。实验证明，该方法是可行的，从而为天然气输送管道泄漏检测提供了新的方法。     

高压、含酸性介质气井油套环空泄漏速率计算

气井完整性失效最根本的原因就是管柱发生泄漏,从而导致气井环空异常带压,威胁气井安全生产。环空泄漏速率是判断气井完整性是否失效最核心的参数。目前,有国外石油公司通过设备现场测量环空泄漏速率,国内还未有可靠的方法确定环空泄漏速率。提出了两种环空泄漏速率的计算方法:一是安全阀法,借鉴井下安全阀泄漏速率的判别方法;二是微分法,建立气体在环空泄漏的理论模型,并通过输气管道小孔泄漏模型确定边界条件。由于现场泄压数据的影响,井下安全阀法不适用于现场,可采用微分法进行环空泄漏速率计算。应用微分法对塔里木油田DN2气田进行了实例验证,与现场实际吻合较好,表明该环空泄漏速率计算方法较为可靠,对现场生产有一定参考价值。     

MBR出水管线腐蚀穿孔失效分析

某公司炼油污水经过MBR膜生物反应器处理后,通过普通碳钢管线输送到下游用户回用。两年后回用管线出现腐蚀穿孔现象,至2011年发现漏点100余处。2012年对一段MBR回用水线进行了测厚,实测172个点,测厚数据显示管线平均腐蚀速率为0.398 mm/a,局部腐蚀速率达到了0.757 mm/a。通过水样分析、垢样分析及扫描电镜(SEM)分析等手段对MBR回用管线腐蚀穿孔原因进行了分析,结果表明MBR出水管线腐蚀穿孔主要是由溶液中的溶解氧和溶解盐引起的。     

高压天然气储运管道泄漏定量风险评估研究

为了评估某在役天然气管道与某房地产新建项目邻近段发生天然气管道泄漏的风险,该研究利用中国科学研究院CASST-QRA定量风险模拟软件,进行了管道泄漏定量风险评估,开展了个人风险、社会风险和事故后果模拟等研究工作.结果表明:该项目管道个人风险水平高于容许下限(1×10-6 a-1),影响间距94.5 m,拟建1#～4#建...     

天然气泄漏燃烧对管道钢管性能影响研究

天然气集输站场小间距并行管道如果发生泄漏,可燃气体扩散受管道布局影响,在管道附近积聚,点燃后产生的喷射火焰将严重影响周边管道和设备的运行安全。针对集输站场并行管道小间距架空敷设的特点,建立泄漏扩散模型,模拟分析并行管道的喷射火焰高温覆盖范围,以此研究钢管理化性能的变化规律。研究结果表明,在天然气向平面喷射的情况下被点燃后,当管道间距不超过2 m时,泄漏点周围30 m的空间可产生1000 K以上的高温,从而使该高温范围内的钢管发生软化、组织相变,并出现附加内应力及裂纹等。建议集输站场内并行天然气管道的间距应大于2 m,并采用埋地铺设管道,以利用土壤进行火灾爆炸防护。     

天然气输送管道环焊缝泄漏失效分析

通过断口形貌、金相分析以及力学性能检测等方法对某X80天然气输送管道环焊缝泄漏产生的原因进行了失效分析。分析结果表明,环焊缝焊接接头的拉伸性能符合Q/SY GJX 0110—2007《西气东输二线管道工程线路焊接技术规范》要求,但焊缝和热影响区的冲击性能均未达到焊接技术规范的要求,管道环焊缝泄漏裂纹位于环焊缝6点位置根焊区域,此位置根焊进行过内补焊作业,补焊焊缝焊趾处存在的焊接缺陷是环焊缝开裂泄漏的主要原因。     

方矩管直接成方原理及成型工艺

结合生产实践,将直接成方工艺作为一个完整的技术工程,介绍了直接成方的基本原理,论述了产品、工艺、装备在其技术系统中各自的作用,以及它们之间互为依存,相互作用的内在规律.提出的直接成方成型原理、方法和工艺原则,对于正在生产大型方矩管的企业,特别是将要投资大型方矩管成型机组装备的企业,有着普遍而现实的意义.     

输气管道泄漏音波传声特性及泄漏识别

介绍了音波泄漏检测与定位的基本原理,研究了管道泄漏音波的传声特性,利用输气管道泄漏检测平台进行了不同输气压力下不同泄漏孔径的泄漏检测试验,分析了不同条件下的声谱特征。根据管道泄漏音波不同信号特征量建立不同条件下的隐马尔可夫模型,对管道泄漏进行了分类识别。试验分析结果表明,该方法有较好的识别率,隐马尔可夫模型应用于输气管道泄漏识别是可行的,且比支持向量机具有更高的识别准确率。该方法为天然气管道泄漏的进一步研究提供了理论基础。     

中小城镇天然气配气管网的压力级别选择

中小城镇是我国当前天然气利用快速发展的区域,工程设计中其天然气管网多采用中压A级配气管网,而忽略了中压B级管网具有的特性。为此,比较了中压B级和中压A级管道的爆破能量比和泄漏质量流量比,分析了压能转移利用的贡献,对中压A级管道所需的最小街道宽度进行了定量分析,论证了中压B级管道的适用性。进而用虚拟环网覆盖中小城镇供气区域,推导出等流速工况下中压天然气配气管网管径表达式,计算了相同管网构成时不同供气规模、不同最大管路长度时,中压B级管网与中压A级管网的管材耗量比。结果表明:中小城镇天然气配气管网采用中压B级比采用中压A级投资增加20%以上,经济性相对较差;但中压B级在压力安全和敷设条件方面却具有明显的优势。因此对于老城古镇等区域较窄的街道,要考虑各种方案并综合决策。结论认为:中压B级配气管网在中小城镇的应用具有广阔的前景。