油气集输埋地管线锚固墩的系列设计

1.锚固墩的设计现状为了便于锚固墩的设计,一般是选定一个温差(如60℃)和某些常用的管线规格计算其理论推力,设计成相应的几个管线锚固墩在工程设计中选用。实际上油气集输工程中的温差不是一个定量,而且同一种管径的壁厚也是常变的,热应力的大小与温差和管径成正比,与壁厚也成正比。例如φ159 ×5mm的管     

跨断层埋地输油气管道抗震研究述评

埋地输油气管道地震破坏通常发生在活动断层,因此,有必要对目前国内外埋地管道的断层错动反应进行分析,以避免或减轻跨断层管道在未来地震中的破坏。综述了理论解析法、数值分析法和试验研究法等三种国内外近几年跨断层埋地输油气管道断层错动反应分析方法,比较三种方法的优缺点,指出各方法中存在的问题。从新建管道项目和已建管道两方面着手,分析目前常用的跨断层埋地管道的抗震措施,提出今后跨断层埋地管道的研究趋势。     

低压大口径管道的稳定性设计

催化裂化装置烟气管道及油气管道承受较低内压,特别是烟气轮机及烟气降压孔板后操作压力更低,小于0.01MPa,另外烟气管道采用冷壁设计,内衬隔热耐磨材料相当重,管道的单重远高于管道的金属单重,再加上热应力的影响,致使此类管道的安全评价取决于稳定性控制而非强度控制。文中根据Strum推导的公式和双简支梁公式,导出低压大口径管道的稳定性设计方法,该方法能较好地适用于催化裂化装置烟气管道的设计。     

大口径高温高压蒸汽长距离输送管线保温设计方案研究

某工程项目要求大口径高温高压蒸汽长距离输送管线在设计工况下的温降为3～5℃/km,针对该严苛的保温要求,研究构建了完整的蒸汽管线多层保温散热损失数学模型。通过模型的大量迭代计算,实现了在不同环境条件下对蒸汽管线不同方式热损失的量化模拟。对气凝胶与传统保温材料进行优化组合,设计了满足工程项目要求的6层气凝胶+2层微孔硅酸钙+聚氨酯的大口径长距离输送蒸汽管线保温方案;对工程施工环节中可能影响保温效果的因素进行了分析,提出了针对性的完善措施。     

大口径长距离定向钻穿越黄河的选址和穿越方式浅谈

本文结合某大口径定向钻穿越黄河的工程实例,浅谈黄河穿越的选址设计原则和大口径长距离定向钻的穿越方式,为以后的类似工程提供参考.     

论大口径管道建设的六大关系及设计理念

西气东输管道工程拉开了我国长距离、大口径管道建设的序幕,大口径管道的建设具有其自身的特点和规律,需要处理好管道建设所相应的关系、确定适宜的设计指导思想。通过对西气东输管道线路工程设计、建设的总结,对大口径管道建设特点及相应的“六大关系”进行了论述,提出了大口径管道设计工作中应遵循的理念和指导思想。     

天然气管网建设中部分埋地管线应用PE燃气管的问题探讨

PE管由于其优良的性能，用于埋地燃气管网，在国内得到了广泛的推广，使用量逐年增加。本文针对银川地区的气候、地质等条件，就PE燃气管应用于银川地区，并进行了技术、施工、经济对比等方面的探讨。     

依据计算结果预测天然气管线的泄漏面积

本文将断裂力学方法用于预测天然气输送管线失效点的泄漏面积，其计算结果对管线的改进、安全控制系统设计和在用管线安全风险评价具有指导意义。     

地震载荷作用下长输管线穿越断层应变设计

穿越活动断层的埋地钢质管道在位移载荷作用下易产生较大甚至过量变形,传统的基于应力的设计准则已经不再适用。针对这种情况,基于应变设计方法,利用有限元软件建立了不同穿越断层工况下的管-土耦合模型,研究了地震烈度、断层错距、管径、壁厚、埋深及土壤内摩擦角对穿越管道最大应变值的影响规律,以及各随机变量对管道安全可靠度的影响程度。研究结果表明,地震烈度是地震波作用下穿越断层埋地管道轴向应变最显著的影响因素,埋深和壁厚次之;当地震烈度为Ⅱ度、断层错距为0.7 m时,强震区穿越埋地管道轴向最大拉伸应变值为2.28%,超过了容许拉伸应变。研究成果可为地震载荷作用下穿越活动断层区的长输管道的可靠性设计提供依据。     

Stress analysis on large-diameter buried gas pipelines under catastrophic landslides

This paper presents a method for analysis of stress and strain of gas pipelines under the effect of horizontal catastrophic landslides. A soil spring model was used to analyze the nonlinear characteristics concerning the mutual effects between the pipeline and the soil. The Ramberg–Osgood model was used to describe the constitutive relations of pipeline materials. This paper also constructed a finite element analysis model using ABAQUS finite element software and studied the distribution of the maximum stress and strain of the pipeline and the axial stress and strain along the pipeline by referencing some typical accident cases. The calculation results indicated that the maximum stress and strain increased gradually with the displacement of landslide.The limit values of pipeline axial stress strain appeared at the junction of the landslide area and non-landslide area. The stress failure criterion was relatively more conservative than the strain failure criterion. The research results of this paper may be used as a technical reference concerning the design and safety management of large-diameter gas pipelines under the effects of catastrophic landslides.     

Strain-based design for buried pipelines subjected to landslides

Landslides are one of the key problems for stability analysis of pipelines in the western region of China where the geological conditions are extremely complicated.In order to offer a theoretical basis...     

人工爆破地震作用下输气管道动力响应分析

为了保障人工爆破施工环境下天然气管道的安全运行,以管道典型第三方作用爆破施工为对象,通过分析天然地震波传播特性、波形和频谱特性,以峰值加速度指标作为地震主要动参数,采用期望反应谱作为目标谱,基于SIMQKE_GR程序模拟了人工地震加速度波形图,建立了基于有限单元法地基梁-土弹簧模型的爆破地震作用下管道地震响应有限元模型,得到了管道在爆破地震作用下的位移、应力和管道应变随时间的变化特性：若管道长度大于200 m,边界条件对所取管段中间部位的反应影响很小,管道中部的响应就可以代表整个管道中大多数位置的响应程度,将管道中间点的位移变量与土壤质点的位移变量相减得到相对位移变量,就可以反映出爆破地震中管道与土壤的相对位移。最后将ANSYS模拟结果与管道抗震设计规范进行了对比分析,结果表明：ANSYS模拟结果的轴向应变最大值为0.001 1,与采用抗震规范法计算出的最大轴向应变0.001 3极为接近。该模型的模拟计算较为准确,为管道爆破施工安全控制提供了理论基础。     

基于风险检测的埋地燃气管道失效可能性分析

国内部分城市埋地燃气管道服役时间较长,存在着老化、腐蚀、事故频发等问题,一旦发生泄漏将会影响到公众的财产和人身安全,因而急需进行埋地管道风险的检测评价工作。而在管道风险检测中对管道失效可能性的分析显得尤为重要。为此,介绍了基于风险检测（RBI）的定性、半定量、定量失效可能性分析方法,并结合某城市埋地燃气管道的实例,详细说明了RBI半定量方法在埋地燃气管道失效可能性分析中的应用。根据风险分析结果能制订经济适用的检验策略,使失效可能性分析更加合理、实用。     

天然气管道连头程序的探讨

文章基于西气东输某分输站站外管道改线连头中进行的一级动火连头作业工程实例,介绍了在天然气站场管道改造施工作业中的动火连头的主要施工工序,针对一级动火的危险性和重要性,制定了一整套安全可靠的动火头方案,为石油天然气工业的动火连头作业提供了技术参考。     

埋地钢管沟下涂层更换的高效流水作业

以往埋地钢管沟下涂层更换大修工程多采用手工操作完成,存在工效低,操作条件恶劣,新涂层质量不稳定和材料单耗高等缺陷。为此,近年来开发设计出机械施工机具系统,主要有去除原涂层的高压喷水机、处理钢管表面的摆动喷丸机、施工新涂层的缠绕机或喷涂机和支撑钢管的快速开合式支架。介绍了这些机具的原理、施工程序和组织。现场使用表明,采用机具系统施工比手工操作可提高工效10倍以上,磨料消耗降低45%;若短管清理机具与长管清理机具配套使用,可实现涂层更换的高效流水作业。     

国内天然气管道强度设计系数的评估研究

采用管道单一强度设计系数方法无法科学地反映管材性能、管道施工和管道运行维护水平。为了克服上述方法的不足并评估和改进现行《输气管道工程设计规范》(GB 50251—2015)中规定的天然气管道强度设计系数,采用基于可靠性的天然气管道设计方法,针对国内近4×10~4 km已建天然气管道,根据管道压力、管径、管材钢级等划分了258种计算工况;在满足天然气管道目标可靠度的前提下,应用国内的管材、焊接情况、腐蚀情况和运行维护情况等统计数据,经过大量迭代计算得到了天然气管道的临界壁厚,并反推得到了不同工况下的天然气管道等效设计系数。研究结果表明:①从一级地区到四级地区,由可靠性方法反推得到的天然气管道强度设计系数均随管道管径的增大而逐渐增大;②小管径工况的天然气管道强度设计系数一般小于国家标准规定值;③大管径工况的天然气管道强度设计系数则大于国家标准规定值。进而分别对不同地区等级的小管径管道(管径不大于508 mm)、中等管径管道(管径介于508~711 mm)和大管径管道(管径介于711~1 219 mm)的强度设计系数进行了细化和调整,增强了其合理性。     

基于应变设计的跨斜滑断层埋地管道地震反应分析

中亚天然气管道D线工程穿越大量活动斜滑断层,埋地管道受断层错动影响极大,在断层错动作用下管道极易发生大变形,管道内部因产生较大应变而失效破坏。目前国内对基于应变的管道设计研究较少,并主要对拉应变进行分析,缺乏对压应变的研究,同时现有的解析方法对跨斜滑断层管道应变问题无法求解。因此研究跨斜滑断层埋地管道的设计应变意义重大。为此,采用非线性有限元分析方法,建立了ABAQUS数值模型,基于应变设计对跨斜滑断层埋地管道反应进行了研究,分析了埋深、管道直径、壁厚、管道内压和土体压缩模量这5项参数对管道拉应变、压应变的影响。通过对中亚天然气管道D线工程实际工况的分析,利用MATLAB软件拟合获得了管道最大拉应变、压应变的回归公式。研究结果表明:(1)管道拉、压应变分布规律不同,管道拉应变随断层位移增大而增大,管道压应变随位移先增大而后减小;(2)工程中采用浅埋软土、小直径厚壁管道及低管压等措施均有利于管道对断层错动的抗震设防;(3)回归公式能为跨斜滑断层埋地管道工程的设计与安全评价提供参考。     

液化天然气接收站低温管道材料设计

根据国内近期典型LNG接收站的工程建设实例,阐述了LNG接收站低温管道材料设计选型需要重点关注的基本要素,并结合管子、管件、阀门等低温管道元件的配套标准化生产制造要求,推荐参照相对成熟的美国标准体系及有关国际标准的相关规定,同时对管道元件的选材、选型、生产制造、使用维护提出全面合理的技术要求,并在采购、施工、检验、使用等环节严格执行,从源头上保证LNG接收站低温管道的长周期安全运行。     

榆林-济南天然气管道缺陷复合材料修复设计

目前国内尚无完善的设计规范和标准来指导对缺陷管道进行复合材料补强设计。国外较常见的设计方法是依托管道剩余强度评价,使用等效强度方法进行补强。为此,根据碳纤维复合材料管道修复补强技术原理和设计方法,提出了模拟管道壁厚完全损失的保守设计方法。应用该方法对榆林-济南天然气管道进行了碳纤维复合材料缠绕补强修复和防腐作业,采用绝缘材料进行垫底处理,彻底杜绝了电偶腐蚀的可能性,修复后管道恢复正常运行压力,补强效果良好,确保了补强设计的安全有效性。