海底输油管道腐蚀剩余寿命评估

以受腐蚀海底输油管道中的应力超过屈服应力极限为失效形式,基于第4强度理论进行管道中相当应力的计算,在此基础上提出一种管道腐蚀剩余寿命的预测方法,并用于海底受腐蚀管道的检测修复;此外,提出一种考虑腐蚀裕度的管道腐蚀剩余强度预测方法.     

含有单个腐蚀缺陷的海底管道剩余强度评估

在恶劣的海洋环境条件下,海底管道不可避免会发生腐蚀损伤,严重时将引起管道断裂,造成原油泄漏,进而导致严重的环境污染和巨大的经济损失,因此,有必要对管道剩余强度进行评估以保证其安全运营。文章介绍DNV-RP-F101规范中关于含有单个腐蚀缺陷的海底管道剩余强度的评估方法,然后利用该规范中的评估方法对某一运行了37年的在役海底管道进行剩余强度评估,发现许用应力法得到的结果比安全系数法的更保守。     

基于智能内检测的腐蚀海底管道剩余寿命评估

腐蚀是海底管道最常见的失效形式。本文以渤海某海底管道为例,介绍了基于多次智能内检测的腐蚀海底管道剩余强度和剩余寿命评估,对管道腐蚀原因进行了分析,对生产运行和检测提出了切实可行的建议,可有效指导油田生产。     

基于灰色系统理论模型预测海底管道腐蚀剩余寿命

海底管道所处环境复杂,管道的腐蚀有许多不确定的因素,检测难度大,采用传统的统计学方法进行预测样本需求量大,检测成本高,预测效果并不理想。灰色系统理论模型能够使用较少样本,对系统进行灰色预测,并得到较为精确的预测结果。通过利用灰色系统理论模型对海底管道腐蚀剩余寿命的预测,可以基本掌握海底管道腐蚀剩余寿命,减少对海底管道的检测次数,降低检测成本,为管道的维护提供参考,保证管道的安全运营。     

腐蚀管道的可靠性评价

油气管道随着服役时间的增加,由腐蚀引起的管道穿孔和断裂等事故隐患加大,因此,对腐蚀管道进行可靠性评价具有重要作用。腐蚀管道的可靠性评价主要涉及对管道剩余强度的评估和剩余寿命的预测。文章介绍了现在常用的腐蚀管道剩余强度的评估方法和剩余寿命的预测方法,运用可靠性理论建立最大安全压力和工作压力的干涉模型以及临界腐蚀深度和实际腐蚀深度的干涉模型。这种基于可靠性理论的评价模型具有一定的合理性,能够最大限度地降低管道工程建设的投资成本,为管道的维修和安全管理提供科学依据,并提出了做好管道基础数据统计工作、加强工程技术人员可靠性理论培训和尽快建立一套完整的评价模型的建议。     

弥散型腐蚀损伤管道剩余寿命预测方法

基于损伤理论,将管壁点腐蚀损伤层材料视作孔洞型均匀损伤材料,通过模拟多孔材料拉伸实验,研究了孔洞型损伤管线钢表观弹性模量和屈服强度退化规律.根据稀溶液理论,导出了腐蚀损伤沿壁厚方向的分布模型.通过腐蚀实验,研究了腐蚀损伤管线钢力学性能随时间的变化规律.根据腐蚀损伤规律,并结合相应的管道应力和强度分析,提出了一种新的点腐蚀弥散损伤管道剩余寿命的预测方法.     

基于Tresca屈服准则的均匀腐蚀管道剩余强度计算

目前关于腐蚀管道剩余强度的计算方法很少考虑处于复杂应力状态的情况,由于油气管道受力复杂、结构高韧性,所以必须充分考虑管道的弹塑性行为进行弹塑性断裂力学分析。在总结常用计算方法的基础上,根据弹塑性断裂力学中的Tresca屈服准则,讨论了在内压及轴向力共同作用下的均匀腐蚀管道剩余强度计算问题,给出了在给定缺陷尺寸下的缺陷可接受性和该缺陷下的最大允许工作压力以及腐蚀管道剩余强度的计算公式。     

B31.G腐蚀管道剩余强度评价比较分析

油气长输管道的腐蚀剩余强度评价一直是管道完整性管理的重要内容,国外在腐蚀管道的剩余强度评价方面已取得很大成就。详细说明了ASME B31.G管道腐蚀剩余强度评价方法及其各种改进方法,对其优缺点和保守性进行了分析,通过选取不同的腐蚀面积计算公式、膨胀系数计算公式,不同的流变应力进行计算,结果表明,膨胀系数M的选择对失效压力的影响很小;腐蚀面积计算方法的选择对失效压力的影响很大;不同的流动应力定义会得到不同的评价结果,相对于不同的膨胀系数M和不同的面积计算方法而言,不同的流动应力选择对评价结果的影响更大。     

海底腐蚀管道剩余强度评估方法对比

为了准确评估海底腐蚀油气管道的剩余强度,对目前常用的5种海底管道腐蚀强度评估方法,即ASME-B31G 标准、管道腐蚀准则方法（PCORRC）、DNV-RP-F101标准、API 579准则和有限元分析方法的评估原理、适用范围以及相互之间的异同点进行了对比,从而优选出更合理准确的剩余强度评估方法。分析结果表明,有限元分析方法不但考虑到了管道内缺陷之间的相互作用对评估结果的影响,还考虑到了缺陷形状和尺寸对评估结果的影响以及管道外界载荷的影响,且评估过程不需要近似公式,评估环境与实际环境类似,所以评估结果的准确性较高,未来应加强有限元分析方法的使用。     

气田集输管线腐蚀预测方法研究

针对气田集输管道腐蚀因素的复杂性和不确定性以及管道腐蚀剩余寿命预测的困难性。比较分析了适用于集输管道腐蚀预测的两种评价方法,即概率统计方法和人工神经网络方法。研究表明,这两种方法能较好地预测集输管线腐蚀变化趋势,为管道剩余寿命预测提供可靠依据。并对腐蚀评价方法的发展趋势进行了分析。     

含缺陷管道剩余强度评价方法

针对不同的缺陷类型,介绍了国内外含各种缺陷管道的剩余强度评价方法及其进展,阐述了剩余强度评价的技术思路。提出了目前剩余强度评价方法及理论中需要完善和改进的若干方面。     

腐蚀管道剩余强度评价方法的对比研

综述了ASME B31G-1984、ASME B31G-1991、DNV RP-F101以及PCORRC等4种腐蚀管道剩余强度的评价方法，从安全准则、适用缺陷类型、适用管材强度等级等几个方面进行了分析、比较。基于全尺寸爆破试验结果验证，指出修改后的ASME B31G的保守性有所降低，但仍然存在较大的安全裕量。PCORRC和DNV采用了基于爆破强度的安全准则，因此更适应中、高强度等级管道的缺陷评定。计算并分析了流变应力的选取、腐蚀面积的简化计算、Folias鼓胀因子等因素对腐蚀管道剩余强度评价结果的影响程度。旨在便于评定人员选取合适的评价方法，进而提升管道安全运营管理水平。     

定面射孔套管结构动态响应分析及应用

定面射孔技术采用特殊的布弹方式,能在垂直于套管轴向同一横截面上形成多个射孔孔眼,改变井筒内同一横截面的井周地应力分布,制造射孔孔眼应力集中。它在造成地层应力集中和控制裂缝走向的同时也造成了套管局部应力集中,降低了套管的剩余强度。以解决定面射孔套管剩余强度评价和保障后续作业安全为目的,采用静力学分析、动力学响应仿真和试验测试相结合的方法,对定面射孔套管剩余强度综合分析研究,提出了以最大危险区域应力分布为依据的套管静力学剩余强度表达方法和以套管塑性应变区域体积与分布的套管结构剩余强度动力学响应表达方法,得到了不同参数下定面射孔的套管剩余强度。该技术的试验和应用为保障套管及井筒安全、大规模推广应用定面射孔技术奠定了坚实基础。     

采油管道的失效概率和剩余寿命预测模型研究

随油气田开发时间的不断延长,油气田内油气采集管道发生失效的可能性也在不断的增加。文章基 于油气采集管道失效概率模型和剩余强度模型,建立了基于腐蚀的采油管道剩余寿命和失效概率计算模型,分析 了工作压力、腐蚀速率、屈服强度等因素对采油管道的腐蚀失效概率和剩余寿命的影响规律。结果表明,文章所建 立的基于腐蚀的采油管道失效概率和安全使用寿命的计算方法的计算结果较为准确,对采油管道的运行管理有一 定的理论指导意义。当采油管道的工作压力从 4.85 MPa增加6.55 MPa时,采油管道剩余寿命从28年减少至16 年;当坑深腐蚀速率和坑长腐蚀速率分别由0.05 ｍｍ/ａ和 2.5 ｍｍ/ａ上升至0.2 ｍｍ/ａ和10 ｍｍ/ａ时,采油管道安 全使用寿命下降21-42 年;当采油管道规格由DN600增加至DN900时,采油管道的使用寿命增加10年。失效事 件的关联性与采油管道的屈服强度对采油管道的失效概率影响作用较小,属于次要影响因素。     

射孔套管抗挤强度综合因素有限元分析

射孔完井是国内外使用最广泛的完井方法,但是大量的现场实践表明,射孔对套管强度有较严重的影响,所以确定套管射孔后的抗挤强度的变化趋势是合理选择套管的重要依据。利用非线性弹塑性有限元法建立了螺旋布孔的射孔套管强度分析的空间有限元力学模型,该模型可以通过任意改变射孔孔径、孔密、相位角、壁厚、套管尺寸以及不同钢级套管的材料力学特性参数等,对射孔套管抗挤强度进行各种综合因素的有限元力学分析。经分析认为:高钢级或高强度套管能有效提高射孔套管抗挤强度;随着孔径、孔密的增加,套管的抗挤强度降低;相位角在180°时,套管的抗挤强度最低。研究结果为合理地选择套管、延长其使用寿命提供了一定的理论依据。     

Predicting corrosion remaining life of underground pipelines with a mechanically-based probabilistic model

A methodology is presented for predicting corrosion remaining life of underground pipelines with a mechanically-based probabilistic model by taking effect of randomness into account in pipeline corrosion. Monte Carlo simulation technique is employed to calculate the remaining life and its cumulative distribution function (CDF). The sensitivity analysis is performed to identify the most important parameters that affect pipeline failure. The results show that the corrosion defect depth and radial corrosion rate are the key factors influencing pipeline failure probability and remaining life. The pipeline remaining life can be prolonged greatly by reducing mean value of corrosion defect depth and radial corrosion rate. CDF is more appropriate to characterize the pipeline failure probability compared to probability density function (PDF) and reliability index.     

新版ASME B31G-2009管道剩余强度评价标准先进性分析

近年来我国油气管道腐蚀现象日趋严重,对腐蚀管道进行剩余强度评价可以有效地避免和预防管道泄漏事故的发生。1984年美国机械工程师协会颁布的ASME B31G-1984标准是研究腐蚀管道剩余强度评价方面使用最广泛、最基本的评价标准之一,之后又推出了ASME B31G-1991修改版及改进的RSTRENG方法。为此,重点介绍了最新版ASME B31G-2009标准的分级评价方法以及较之前两版ASME B31G的先进性。根据收集到的67组管道全尺寸爆破试验数据,分别利用新旧ASME B31G标准和RSTRENG方法计算得出预测失效压力,并与实际爆破压力进行了比较。通过实例验证和对比分析可知：新版ASME B31G-2009采用4个等级进行腐蚀管道的剩余强度评价,更便于评价人员根据现场操作难易程度、资料详细程度以及评价精度等要求选择不同的评价等级进行操作;其保守性明显降低,预测结果更加接近真实值,具有较强的实用性;但与RSTRENG相比,它仍存在一定的保守性。另外,新版ASME B31G-2009仍不适于评价大口径、高强度的管道,在评价范围方面有待进一步提高。     

基于逆高斯过程的腐蚀油气管道维修策略

对腐蚀油气管道系统的剩余寿命进行预测可以为优化维修决策方案提供依据。考虑到油气管道不同状态下的腐蚀,将逆高斯随机过程理论引入油气管道腐蚀评估领域,提出逆高斯-状态空间油气管道腐蚀退化过程模型和维修决策优化模型。首先根据其腐蚀机理建立逆高斯-状态空间退化过程模型,运用经验最大化算法与粒子滤波算法相结合的参数估计方法对模型中的参数进行求解,得出腐蚀油气管道的剩余寿命分布函数和概率密度函数;进而建立腐蚀油气管道的维修决策优化模型,计算出模型最优的维修更换时间和最小费用,制定出较合理的维修方案;最后用腐蚀油气管道的实验数据对模型进行验证。应用实例表明,优化模型用于油气管道腐蚀评估和维修优化是可行的。     

用岩心磨片荧光分析研究聚合物驱后剩余油微观分布--以大庆油田葡Ⅰ组为例

将聚合物驱后微观剩余油作为研究对象,开展天然岩心水驱油和聚合物驱油实验,应用岩心磨片荧光分析技术,摄取两组对等岩心水驱后和聚合物驱后相同位置剖面的剩余油饱和度微观分布荧光图片,利用面积法计算每个图片上不同类型微观剩余油饱和度值,定量地测定水驱时存在簇状、膜状、盲端和角隅四种类型微观剩余油在聚合物驱后剩余的比例,得出不同类型微观剩余油在聚合物驱后降低幅度不同的结论;并总结了高、中、低不同驱替强度部位的微观剩余油分布规律。     

含裂纹管道剩余强度的评价方法

含裂纹管道剩余强度的评价方法主要有极限载荷法和断裂力学法,常用的评定规程有英国中央电力局（CEGB）的R6方法、美国电力研究院的EPRI方法和美国机械工程师协会的ASMEIWB-3650方法。在分析目前存在的问题和未来研究的发展趋势后指出,今后应继续完善各种管道及裂纹形状和尺寸的断裂力学参数;完善各种油气管道材料的断裂韧性和J阻力扩展曲线数据库;开展弯管、三通管及复合型裂纹等的研究;发展和完善我国自己的油气管道专用评定规程,进一步研究更科学、经济、合理的管道剩余强度评价方法。