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。     

不同土壤对输气管道泄漏扩散影响模拟分析

针对埋地输气管道泄漏气体在土壤中的迁移过程,以FLUENT软件为平台,研究了泄漏气体在土壤中的对流扩散规律,得到泄漏后的气体会在管道泄漏口形成椭球形的高浓度区,以浓度差为主要推动力的横向扩散小于以压力差为主要推动力的纵向对流,该结论与全尺度试验结论吻合。以甲烷爆炸下限扩散半径与地面甲烷质量分数的变化为尺度,研究了土壤性质包括土壤孔隙率、土壤含水率、土壤密度对气体对流扩散行为的影响,得出土壤孔隙率才是影响气体对流扩散行为的重要因素。模拟所得结论为埋地管道泄漏风险评估、事故应急疏散、管道设计与施工等提供了参考。     

海底埋地原油管道泄漏扩散数值模拟

现有文献对原油在海水中的泄漏扩散规律研究相对较少。为此,采用计算流体力学方法,建立VOF模型和多孔介质模型,研究了海水流速和油品泄漏速度对海底埋地原油管道泄漏扩散的影响。计算结果表明:随着海水流速增加,原油扩散至海面的横向扩散距离增加,扩散时间延长,海水流速大于1. 5 m/s时对原油在海水中的扩散影响显著,海水流速为0. 35 m/s时原油到达海面的横向扩散距离为12. 688 m;随泄漏速度增大,原油扩散至海面的时间缩短,与泄漏速度为2 m/s时相比,泄漏速度为8 m/s所用时间缩短约;原油在海泥中的扩散范围随着泄漏速度增加而增大,同一泄漏速度下随着泄漏时间延长,原油在海泥横向和纵向的扩散距离在增长到最大值后趋于稳定,原油在海泥中所受的横向阻力小于纵向阻力。研究结果可为准确预测海底埋地原油管道泄漏范围及制定应急抢险方案提供理论支撑。     

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。     

天然气管道泄漏扩散规律CFD研究现状分析

研究天然气管道泄漏扩散规律可以为天然气管道泄漏事故的预防和补救提供有效的解决办法。在泄漏扩散规律的研究中,借助于计算机的CFD(Computional Fluid Dynamics)仿真技术不需要花费太大人力物力,且操作实施灵活方便,但由于CFD软件种类繁多,选取高效、准确的仿真软件显得尤为重要。为选取CFD仿真软件,对不同软件进行了对比分析,优选出了Fluent和CFX仿真软件,并给出了仿真案例。     

天然气管道气体泄漏扩散过程研究

天然气管道发生气体泄漏将造成一定的危险范围。通过对泄漏气体扩散边界的研究，可确定泄漏气体扩散形成的危险域。研究得到，提高风速或气体泄放速度均会加大气体扩散速度，而使沿下风向的扩散浓度减小。将风速和气体泄放速度分别提高20%，风速对气体扩散速度的影响较大，而泄放速度对气体扩散浓度的影响较大。风速加大，泄漏危险域减小；风速减小，气体受浮力作用较明显，泄漏危险域变大。该研究成果可对泄漏气体扩散的危险域进行有效预测，有助于预防泄漏重大事故的发生。     

海底原油管道泄漏检测技术

简要介绍了国内外海底管道的基本状况,对海底管道泄漏检测技术从管道内检测、外检测及新兴起的实时检测技术进行了介绍。     

基于CFD的海底埋地管道原油泄漏扩散规律

海底输油管道的泄漏会造成严重的经济损失和环境污染.为分析泄漏发生后原油的扩散规律,建立了二维海底埋地管道泄漏物理模型,应用CFD方法,结合VOF多相流模型和多孔介质模型,针对海底埋地原油管道发生泄漏后原油在海泥和海水中扩散规律进行了研究,分析了原油密度和海泥孔隙率对油品扩散规律的影响.研究结果表明:原油密度越小,泄漏原...     

埋地输气管道穿孔泄漏扩散浓度的数值模拟

基于有限容积法,建立输气管道泄漏扩散模型。以天然气管道为例分析了管道穿孔泄漏的原因,并进行数值模拟,得出了不同时刻模拟区域内天然气云团的扩散特性,给出了不同时刻爆炸浓度范围。结果表明：埋地天然气管道泄漏后,随着扩散时间的增加,近地面附近区域受气体危险浓度作用时间较长,影响程度较大。该成果为管道安全抢修提供理论指导,也说明应用数值方法模拟埋地燃气管道泄漏扩散规律是可行的。     

海底输气管道系统定量环境风险分析探讨

对海底输气管道系统天然气泄漏的环境风险进行了初步的定量分析,计算了不同破损情况下天然气的泄漏速率、发生泄漏后天然气在海面的浓度分布、天然气燃烧热辐射危害阈值12.5kW/m2对应的危害半径和天然气爆炸冲击波危害阈值0.010MPa对应的危害半径,可为制定天然气泄漏应急预案提供参考。     

海底多相流混输管道压降计算主要影响因素分析

以我国海洋油气开发工程为例,以黑油物理模型为基础,利用PIPERFLO软件,分析了不同压降计算模型、起输温度、气体流量及总传热系数(K)对海底多相流混输管道压降计算的影响。用不同压降计算模型得到的混输管道的压降结果相差很大,在设计混输管道时,应根据实际情况选择合适的模型。设计高粘原油混输管道时,应根据油品物性将起输温度控制在适当的范围;设计低粘原油混输管道时,在满足管道终端温度要求条件下,应尽量降低起输温度。海底油气混输管道存在一个最小压降气液比,按此气液比确定高粘原油混输管道的气体输量,可降低管输原油粘度,从而减小管道压降。对海底多相流混输管道应进行一定的敏感性变量分析和结果预测,以保证管道具有一定的抗波动能力。     

BZ19-4海底混输管网优化算法探讨

以海洋油气开发工程为实例,利用HYSYS和PIPEFLOW软件,分析了影响海底混输管网计算的若干因素,指出了HYSYS和PIPEFLOW的适用条件,最终确立了海底混输管网优化算法,提高计算效率。     

海底混输管道清管过程的数值模拟研究

以锦州202和番禺惠州海底混输管道为例,利用目前国际上先进的OLGA2000多相流瞬态流动模拟软件,对海底混输管道清管过程中流体瞬态流动规律进行了研究;重点研究了清管球在不同管段的运动速度及其相互间的关系,清管前后管道中总持液量的变化规律,清管过程中管道沿线各点压力、终端流型及终端液体流量的变化规律等,以期为今后海底混输管道清管过程的理论和试验模拟研究以及现场清管操作提供指导。     

海管旁路式内腐蚀监测系统设计与应用

为了实时监测海底管道内腐蚀情况,设计了海管旁路式内腐蚀监测系统,并在南海A海管得到了应用.在海管入口及出口处安装旁路式内腐蚀监测系统,可以获得海管在油、气、水三相混输状态下的内腐蚀、结垢信息,该监测系统维护、管理简单,成本低,并且所有作业不影响油田正常生产,具有推广应用价值.     

长输油气管道泄漏检测方法研究进展

介绍了管道泄漏检测技术的主要方法,对各种不同泄漏检测方法的性能及优缺点进行了比较,并对国内外近年来管道泄漏检测技术,尤其是对基于分布式光纤传感器的长输油气管道泄漏检测技术的最新研究成果进行了总结。指出这一领域的研究热点和发展方向,认为分布式光纤传感技术在长输油气管道安全检测中有着良好的应用前景。     

水下结构油气泄漏检测新需求及多技术融合应用设想

对常用的几种水下结构油气泄漏检测方法及技术特点进行了分析,并针对水下油气生产设施深浅水海底安装方式和智能化管理的发展趋势,从水下结构泄漏检测能力提升、装备智能化和降低安装及运营成本等角度,总结了当前水下结构油气泄漏检测的新需求,提出了水下结构油气泄漏检测多技术融合应用设想.目前水下结构油气泄漏检测须柔性构建多技术融合的...     

海底管道封堵器直线送进机构的设计

在干式舱内进行海底管道维修时,舱内必须充入一定压力的气体以排除舱内海水。为防止气体进入管道内,在干式舱就位前必须对管道进行有效封堵。新设计的海底管道封堵器直线送进机构可将直径大于待封堵管道内直径的封堵器从管道的切口(完全切开)直线送进管道内。该送进机构主要由支撑臂、双作用伸缩式液压缸、筒体和卡瓦组成。卡瓦用于将整个机构卡装在管道上,封堵器装在筒体内,双作用伸缩式液压缸完成将封堵器送进待封堵管道的动作。最后对送进推力等关键参数进行了设计计算。     

海底管道泄漏的事件树和故障树相结合分析

海底管道一旦发生泄漏,危害很大,为了分析其引起的不同后果,建立了海底管道系统泄漏事件树模型.根据事件树和故障树各自不同的特点,提出了将两者结合运用的方法.将故障树分析应用到已构建好的事件树中,通过故障树的定量分析求出事件树中初因事件和后续事件的发生概率,最终实现事件树的定量分析,得出各后果事件的发生概率.从而得到一个完整的海底管道泄漏危害分析的方法.