并行管道安全间距及保护措施研究

中国石油计划在2008～2015年新建油气管道约3．7×10^4km,逐步形成全国性的输气管道、输油管道网络,在很多区域将出现多条管道并行敷设、联合运行的局面。为了搞好油气管带的布局和建设,尽量减少对地方规划和用地的影响,中国石油管道建设项目经理部组织完成了《西气东输二线并行敷设管道关键技术研究》。通过对并行敷设管道的安全间距及保护措施的研究,重点分析了并行敷设管道的安全影响因素,计算给出了并行敷设管道的安全间距及保护措施,对我国并行管道的设计建设提出了有关建议。     

中卫—贵阳输气管道的创新设计研讨

中卫—贵阳输气管道是中国石油正在设计建设的又一骨干管道,管道从北向南将通过秦岭和大娄山区,与西气东输二线、兰成原油管道、兰成渝成品油管道、中缅原油管道并行敷设。中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司在承担初步设计过程中,牢记设计龙头责任,在并行管道敷设、复杂山区输气管道的工艺设计中创新设计思路和优化设计方法,合理处理了不同类型油气管道并行敷设的相关难题;突破传统布站方式的束缚,优化了复杂山区段的压气站布局,方便了大型站场的建设和运行管理。研讨了并行敷设油气管道线路、山区输气管道工艺优化设计的做法,其创新的设计思路和优化方法可为类似工程的设计建设提供借鉴。     

陕京三线输气管道并行敷设技术研究

陕京三线输气管道是将中亚天然气、塔里木气区、长庆气区的天然气资源通过管道输往急需清洁能源的环渤海地区,以满足该地区对天然气能源的迫切需要。针对陕京三线输气管道与在役陕京一线、陕京二线输气管道及在建中石化榆济输气管道在局部地区并行敷设的安全问题,尽量减少对地方规划的影响,通过分析国内外油气管道设计规范在这一问题上的有关规定及相关工程并行敷设实例,探讨输气管道并行敷设的间距,研究从设计施工角度如何确保管道安全。     

基于PHOENICS埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地输油管道非稳态热力研究能为热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题提供基础。通过分析埋地热油管道的几何特性，建立了有限区域内非稳态热油管道土壤数学模型和边界条件，使用PHOENICS软件对数学模型进行了求解。模拟结果与工程现象吻合较好，证明了利用PHOENICS软件完全能够对埋地输油管道土壤温度场变化规律进行研究，提供了研究捷径。     

基于PHOENICS软件埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地输油管道非稳态热力研究能为热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及再启动等问题提供基础。通过分析埋地热油管道的几何特性建立了有限区域内非稳态热油管道土壤数学模型和边界条件。并使用PHOENICS软件对该数学模型进行了求解。模拟结果与工程现象吻合较好。证明了利用PHOENICS软件完全能够对温度场变化规律进行研究。提供了研究捷径。     

山区油气管道废弃处置技术简析

管道废弃是油气管道全生命周期管理的重要组成部分。目前国内管道废弃处置技术主要针对普通的油气管道,对于大落差、地形起伏大的山区油气管道尚未见相关文献报道。在充分调研现有油气管道废弃处置技术的基础上,结合山区油气管道敷设特点,对比分析山区一般管道、陡坡段管道以及并行管道废弃方式的选择,以实例验证山区输油管道清洗、油气管道拆除、注浆、注惰性气体封存等技术要点。结果表明:输油管道清洗的难点在于通过控制清洗列车前后压差避免产生下坡段管道不满流现象,山区油气管道的分段隔离措施应严于普通管道,隔离间距应在相关规定的基础上适当减小;山区油气管道注浆时应严格控制浆液的流动性、填充率、固化时间、结石强度等指标,并配以合适的注浆设备与工艺来确保上、下坡段管道的注浆质量。     

陕京三线输气管道与石楼—顺义成品油管道共用隧道设计

依据《油气管道并行敷设设计规范》、《水域隧道设计技术规定》研究了陕京三线输气管道与石楼—顺义成品油管道共用隧道设计方案,明确了并行管道的隧道断面布置,量化了隧道断面尺寸增大后相关工程量的变化,对共用隧道进行风险分析,提出了日后管道运营管理的建议。     

长输管道沿河流滩地敷设建议方案

随着我国经济的发展，城市化进程加快，城镇面积不断扩大，使向城镇和大型企业供油气的输送管道的路由选择变得越来越困难。以某大型石化联合企业的原输油管道改建为例，介绍了新建输油管道路由被迫选择河滩地，以及借鉴海洋管道采用3层PE外防腐层，加设混凝土配重层敷设的方式，在河滩地敷设新管的设计方案。该设计方案可适用于沿海滩涂、南方水网密集区域、西部游荡河流以及可以采用大开拓穿越而需要采取稳管措施的河流的油气管道敷设设计。     

河西走廊多条油气管道并行敷设的探讨

介绍了河西走廊管道敷设概况,对河西走廊在役运行油气管道及规划建设的油气管道,参考国内外已建管道的经验,从运行管理、现场施工、防腐蚀设计等方面对多条油气管道并行敷设间距问题进行了研究论证,提出多条管道并行敷设的可能,提出了有关管道并行敷设的建议。     

热油管道停输再启动过程模拟分析

热油管道运行过程中不可避免地会遇到停输再启动问题。文章在水力、热力分析的基础上,采用数值模拟的方法,利用CFD软件建立计算模型,以大庆-哈尔滨（庆-哈）埋地输油管道为例,分析停输后管内原油温降规律;分析再启动过程,给出启动时间的计算方法及启动过程热油顶管压力变化情况,为庆-哈输油管道的停输再启动过程提供了一种安全评价手段,对于保障管道安全生产运行具有重要意义。     

成品油管道与热原油管道同沟敷设技术研究

同沟敷设管道中成品油管道和原油管道间的传热对原油管道的运行有一定的影响。采用非结构化有限容积法,对成品油和原油管道内复杂的流动和传热问题进行了数值模拟。为了确定同沟敷设成品油管道对原油管道的影响,对相同条件下单独敷设的原油管道进行了水力和热力计算,并与同沟敷设管道的计算结果进行了对比。结果表明,两条管道的间距取1.2m时,原油管道沿线温度受成品油管道的影响较小。     

海底单层管道铺管端部受力数值分析

针对海底单层管道在铺管过程中张紧器附近出现混凝土配重层开裂,以及钢管、 钢筋与混凝土界面滑移过大造成的管道失效问题,采用ANSYS软件对海底单层管道结构进行了非线性有限元数值模拟.基于有限单元的粘结锚固方程、 混凝土开裂表征模型以及Houde粘结滑移公式对海底管道配重层混泥土开裂、 钢筋滑移和接触应力等进行了数值计算....     

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。     

定向穿越管道的挤毁失效及其防护装置的设计

定向穿越敷管技术由于其特殊优势,被越来越多地应用于油气管道敷设,但复杂的地质条件又极易导致穿越管道挤毁失效,对油气输送安全造成严重威胁。为此,针对复杂地层中穿越管道的挤毁失效行为,分析了其失效原因,主要是由孔壁失稳、地层沉降和地下水渗流等所导致的。进而基于管材非线性及管土耦合作用,建立了无缺陷和凹陷穿越管道的挤毁数值计算模型,并对其挤毁行为进行了研究。结果表明:①无缺陷管道与凹陷管道的挤毁失效模式不同,完整穿越管道的挤毁过程可分为6个阶段,管道横截面经历了椭圆形、"新月"形、"葫芦"形及"8"字形变化过程;②而凹陷管道的挤毁过程可分为5个阶段,管道横截面经历了"心"形、"新月"形、"葫芦"形及"8"字形变化过程;③围土压力越大,管道的挤毁失效后果越严重。最后,设计了一种结构简单、易于操作且具有自主知识产权的定向穿越管道用防护装置,可以有效降低管道发生凹陷、挤毁等失效的概率,延长管道使用寿命,可用于穿越危险地层的油气管道防护。     

油气管道多凹痕缺陷相互作用有限元分析

文章系统分析了同类凹痕缺陷同轴分布情况下,缺陷深度与油气管道壁厚之比从20%变化至80%条件下最大凹痕作用间距问题。结合现场机械损伤的具体情况,利用有限元分析软件ANSYS100,同时以现场试验数据为基础,分析了相邻凹痕在不同间距下的相互作用情况及对油气管道应力分布的影响规律。突破了传统油气管道安全可靠性评价中,缺乏考虑缺陷深度、缺陷长度和操作压力等多因素影响下多缺陷间相互作用的情况。     

Design and control of pig operations through pipelines

To provide an efficient tool to assist in the control and design of pig operations through pipelines, a numerical code has been developed, based on a finite difference scheme. It allows the simulation of two-fluid transient flow, i.e. liquid–liquid, gas–gas or liquid–gas products in the pipeline. Modules to automatically control process variables were included to employ different strategies to reach an efficient operation. Different test cases were investigated to confirm the robustness of the method. The results obtained with the code were compared with a real oil displacement operation of a section of the OSPAR pipeline, with 762 mm diameter and 60 km length, owned by Petrobras; there was good agreement between the two, thereby validating the method.     

长输管道改迁连头“五位一体处置”工艺探索应用

针对近年来长庆油田靖咸输油管道局部频繁迁建所带来的愈发突出的新建管道安全碰口问题与废弃局部管道妥善处置问题,提出了长输管道改迁连头"五位一体处置"工艺。通过带压封堵、密闭收油、投球清管、氮气封存及连头投运五项工艺技术的组合应用,进行了新建局部管道投产与废弃迁建管道处置一体化实施。现场应用结果表明:"带压封堵"保证了碰口处能量有效隔离,动火作业安全性大大提高;"密闭收油"实现了作业管段内留存原油的全密闭回收,达到了环保要求;"投球清管"对迁建废弃管道内残留物进行了有效清理;"氮气封存"对迁建废弃管道内可燃气体进行了有效置换;"连头投运"实现了新建局部管道的高效投产。该应用成果为新建管道的安全连头、废弃管道安全环保隐患的消除提供了新的解决方案,为新建局部管道投产工程提供了新的指导思路。     

基于阵列涡流技术的管道变形检测数值分析

及时发现管道变形缺陷并排除安全隐患,对保证油气资源正常运输有重大意义.鉴于此,针对阵列涡流管道变形检测技术进行了电磁理论分析,从磁畴的微观水平上解释了涡流信号的变化机理,提出管道内检测器上阵列探头的3种布置方案,利用Maxwell有限元分析软件对阵列涡流管道变形缺陷检测的三维模型进行数值模拟,以磁感应强度峰值为特征量对...     

高钢级输气管道裂纹延性扩展及止裂模拟技术研究

为了有助于我国高钢级管道止裂设计研究,使我国天然气管道运行更加安全,综合分析了气体载荷模拟方法和断裂处理方法,以及金属裂纹延性扩展与止裂预测之间的关系。以X90管线钢管为研究对象,基于ABAQUS软件,从天然气状态方程建立入手,研究建立全耦合的管道裂纹动态扩展及止裂数值模拟技术。将金属断裂准则应用于有限元计算中,通过流体、固体、断裂全耦合计算得到输气管道裂纹扩展时的裂纹扩展速度和气体减压波速度,对比两种速度判断裂纹是否可以止裂。     

大埋深油气管道防腐层破损检测技术研究

为了解决大埋深油气管道由于表面的腐蚀和破损对管道安全、高效、持续的运输造成的不利影响,针对大埋深管道进行防腐层破损检测研究。利用电磁波衰减的理论研究,对大埋深管道检测防腐层破损处的变化规律进行了分析;采用Comsol软件建立了相应的三维埋地管道仿真模型,模拟管道防腐层破损检测研究;通过对仿真模型的分析,得出了在不同埋深情况下、不同防腐层破损面积、不同频率的对应结果;研究确定了埋地管道防腐层更容易出现破损的位置。 