基于SVM的干线输气管道泄漏压降速率信号识别

为解决压缩机抽吸或截断阀截断形成的压降信号导致截断阀发生误关断,以及小孔泄漏因管道压降不显著导致截断阀不动作的问题,以某输气干线为对象建立仿真模型,获取压缩机抽吸、截断阀紧急截断及管道泄漏3类不同工况下的300组压降信号,根据对点检测法计算出压降信号的压降速率值;以奇异值分解(SVD)法和极差归一化方法提取压降速率信号特征,采用支持向量机(SVM)法识别不同压降速率特征值信号,获取所对应的工况类型;针对SVM模型中的核函数参数与惩罚因子设置不合理,影响算法识别准确性的问题,采用教与学优化算法(TLBO)优化核函数参数与惩罚因子,建立干线输气管道泄漏信号智能识别的TLBO-SVM模型;应用该模型,分类识别该管道在3类工况下的300组模拟压降速率信号。结果表明:该模型对3类不同工况下压降速率信号的识别准确率为92.22%;对泄漏口径为50~125 mm,压降速率范围为0.01~0.07 MPa/min的小孔泄漏,识别准确率为96.67%。针对某干线管道的实际泄漏压降速率信号,TLBO-SVM识别到的准确率为100%。

断层作用下季节性冻土区埋地输气管道安全性分析

季节性冻土区埋地输气管道在断层作用下的安全性受到诸多因素影响,为研究管道内天然气温度、管道埋置深度、管道内压、管道壁厚对埋地输气管道安全性的影响,借助有限元软件ABAQUS建立管土非线性相互接触模型模拟断层错动。分析可得,在研究的数据范围内:埋地输气管道在断层作用下的最大应力出现在断层附近的管道上,虽然断层两侧管道均有应力集中,但是两侧应力集中分布范围与峰值大小并不相同;提高管道内天然气温度可以降低埋地输气管道在断层错动下的应力,降低埋地输气管道破坏的可能性;浅埋管道能够减小断层作用下埋地输气管道应力,降低埋地输气管道被破坏的可能性;埋地输气管道内压越高,管道应力随断层错动增长的越迅速,发生破坏的可能性越大;埋地输气管道壁越厚,管道应力随断层错动增长的越缓慢,发生破坏的可能性越小。

输气管道泄漏过程管内瞬态特性研究

为完善输气管道泄漏时的应急响应策略,基于多相流瞬态模拟软件OLGA建立管道泄漏模型,并分析泄漏孔径、入口流量、泄漏位置因素对泄漏过程的影响,研究截断阀不同响应方式对泄漏量和直接经济损失的影响,探讨不同泄漏孔径的维抢修时间限制。结果表明,输气管道发生泄漏后,泄漏点压力及泄露速率先后经历了快速下降阶段、缓慢下降阶段和稳定运行阶段,其中快速下降阶段的持续时间最短;泄漏速率最大值和稳定值随泄漏孔径、输气量的增大而增大;泄漏点压力稳定值随泄漏孔径的增大而减小,随输气量的增大而增大;泄漏孔径对泄漏速率的敏感性最强,当发生小孔和中孔泄漏时,建议不停产,分别在3 h和1 h之内完成管道修复;当发生大孔及以上泄漏时,建议对管段两端的截断阀进行紧急关断,以便更好的控制泄漏。

急倾斜煤层采空区输气管道变形模拟

为了探究急倾斜煤层开采形成的采空区对其上覆输气管道安全运行的影响,基于快速拉格朗日法对某煤层采空区进行数值模拟,探究了实际煤矿采空区的地质沉降和管道位移特征,研究了不同倾角、不同开采深度的急倾斜煤层对上覆输气管道变形的影响。结果表明:煤矿区5个急倾斜煤层在开采100 m后,在煤层坡面上方形成最大深度1.54 m的塌陷,塌陷区内的土壤和岩石主要向煤层方向水平移动和垂直向下移动;靠近煤层采空区的管道,垂直方向位移大于水平方向位移,而远离煤层采空区管道,则水平位移较大;随着急倾斜煤层倾角减小和开采深度增大,管道向下的沉降量增大,并且发生最大沉降的位置逐渐向煤层方向靠近。

20钢输气管道穿孔原因

某油田现场输气管道发生穿孔现象。采用宏观观察、壁厚测量、化学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜及能谱分析等方法研究了管道穿孔的原因。结果表明:焊缝穿孔泄漏的原因是天然气夹带的固体颗粒沉积后与未焊透焊缝内表面构成缝隙,在含水酸性介质的作用下,管道发生缝隙腐蚀,焊缝阳极溶解,最终导致管道发生腐蚀穿孔。

基于EM-FR-C5.0DT耦合模型的输气管道地质灾害风险预测模型

延安气田地处陕北山区,输气管道沿线发生地质灾害的风险较高,管道生产运行存在一定安全隐患,通过加强风险预测研究,可快速准确甄别沿线高后果区,对管道防灾减灾具有重要意义。为此,选取延安气田内部临镇-子长输气干线作为研究对象。首先,通过相关性分析筛选出高程等11个影响因子,依次开展灾点空间分布规律研究;其次,采用加权频率比法将灾点属性值转换为可体现灾害风险贡献率的EM-FR(加权频率值),划分出低、极低风险区,在此范围内选取非灾点,以此构建EM-FR-C5.0DT(加权频率比-C5.0决策树)、EM-FR-BP(加权频率比-BP神经网络)等2种耦合模型,并预测研究区域的风险性;最后,在研究区域内随机选取非灾点,构建单一C5.0DT、BP模型,并与上述2种耦合模型开展精度对比分析。结果显示:耦合模型预测性能优于单一模型,其中EM-FR-C5.0DT模型效果最优。研究成果表明,在低、极低风险区内,选取非灾点构建数据集得到的耦合模型,可明显提升模型预测精度,更适合小样本地质灾害风险性建模,可为延安气田输气管道风险性研究提供一定借鉴。

高后果区管廊带输气管道泄漏后果仿真及分析

某些输气管廊带设置在人口密集的建筑群,一旦出现泄漏并发生燃爆,易造成人员伤亡和财产损失,因而对管廊带输气管道泄漏后果进行模拟分析十分必要。基于CFD方法,建立天然气泄漏扩散和燃爆模型,利用Fluent软件,研究不同内部和外部因素对泄漏天然气扩散行为的影响;根据模拟结果分析燃爆产生的超压、高温、热辐射,评价对人员和建筑物的影响程度及范围。研究结果表明,CH_(4)和H_(2)S的危险区域的浓度和范围与管道输送压力、泄漏孔径正相关,与风速大小负相关;建筑物的存在会造成气体在建筑物迎风侧积聚,但建筑物低于某高度时,天然气会在建筑物背风侧形成危险区域;泄漏天然气燃爆后,高温和热辐射的影响程度和范围较小,超压的影响程度和范围较大。

煤层采空区对埋地输气管道影响研究

为研究采空区引起的地质沉降对埋地输气管线安全运行的影响,以补连塔煤矿及上覆管道为研究对象,采用实体单元构建三维数值模型,分析管道在不同开采深度、煤层厚度以及开采长度下的应力、应变和位移变化。结果表明,采空后坍塌区域的土体以水平和垂直2种方式向采空区移动,且垂直方向位移远大于水平方向位移;开采深度越浅、开采量越大时,管道所受应力越大,位移量越大。通过对实际双煤层采空区模拟计算,得到此时管道最大等效应力小于管材屈服强度,管道仍处于安全状态。

输气管道压气站节能运行优化研究

为实现输气管道压气站运行能耗的优化,首先对压缩机的性能曲线进行了修正,以避免相似换算和机组劣化对功率、压比等参数的影响;再以总能耗成本最低为目标函数,以压缩机开关状态和出站压力为优化变量,在诸多等式约束和不等式约束的限定下,对优化方案进行求解,并对比了优化前后的节能效果。结果表明,即使压缩机为同一型号、同一厂家,不同压缩机之间仍存在性能差异;修正后的功率和压力与现场实测值相比,整体误差较小,满足现场工程精度的要求;优化后,压缩机总功率从134.932 MW降低至112.129 MW,降幅为16.90%,电驱压缩机组平均机组效率提高至47.77%,燃驱压缩机组平均机组效率提高至37.42%,总能耗成本降幅为16.94%。达到输气管道节能降耗的目的。

煤矿开采过程中采空区沉降对输气管道的影响

地下煤矿的开采过程中,土地沉降使上方已建成的输气管道承受额外的载荷,产生一系列安全隐患。为了研究采空区沉降对输气管道的影响规律,文中使用有限元分析软件模拟了沿着管道轴线开采和垂直于管道轴线开采2种开采方式,分析管道变形以及应力变化情况。结果发现,沿管道轴线方向开采时,管道受到等效应力变化更加稳定。垂直于管道轴线方向开采,能使管道承受最大形变的位置保持不变,便于后期维护。在垂直管道轴线开采时,随着开采宽度增加,管道中间区会从整条管道中的最小受力区域变为最大受力区域。

基于多尺度一维卷积自编码器的输气管道泄漏判别

针对声发射输气管道不同泄漏信号难以判别的问题,提出了一种基于多尺度一维卷积自编码器的输气管道泄漏判别方法。利用多尺度一维卷积自编码器对信号特征进行无监督学习训练,提取数据特征信息,通过多尺度的卷积层和池化层对数据特征信息进行学习,最后,输出管道泄漏判别结果。实验结果表明:该自编码器能够精确判断不同类型的管道泄漏,准确率达到97.13%。通过与其他自编码器进行对比验证了该自编码器在泄漏判别方面的准确性。

基于PHAST软件的输气管道事故后果模拟分析

为保证输气管道的安全平稳运行,基于大孔泄漏模型,利用PHAST软件模拟了不同压力下干气管道、湿气管道的扩散特性、热辐射特性和超压特性,并对危害区域的范围进行分析和探讨。结果表明,随着管输压力的上升,干气管道和湿气管道的扩散范围逐渐增大,压力分别对干气高危区和湿气液池区的影响较大;湿气条件下,不仅发生喷射火,还存在晚期池火事故;虽然湿气条件下的扩散范围较小,但液池积聚的能量较大,造成的热辐射和超压影响超过了干气条件,对地面管道、设备及建筑物的影响更大。研究结果可为应急救援水平的提升提供技术支撑。

低压输气管道水驱漏磁内检测可行性研究

本文以解决低压输气管道漏磁内检测时检测器速度过快为目的,提出了以气驱改为水驱的方式进行漏磁内检测的方法,本文首先阐述了漏磁内检测原理及局限、低压输气管道漏磁内检测难点及策略,然后从前期准备、漏磁检测及流程恢复三方面展开阐述了低压输气管道气驱改为水驱漏磁内检测的关键环节,并通过实际工程案例验证了低压输气管道水驱漏磁内检测流程的可靠性,为低压输气管道漏磁内检测提供了一种新思路。

地质灾害条件下输气管道应力分析

天然气管道穿越地质不良地区,管道遇到如地震、坍塌等地质灾害时,输气管道的应力很可能超过允许值,导致管道破裂,造成输送中断。因此有必要对输气管道进行应力分析,本文确定了应力集中的极限阈值,确定了管道力学模型的约束和边界条件,对管道进行了数值模拟。将仿真结果与现有数据进行了比较,验证了输气管道的可靠性,分析了影响管道应力集中的因素,包括内压、覆土压实系数、埋深和径厚比等。利用RealPipe等流体仿真软件对某输气管道的管内流体(即输送天然气)进行仿真模拟,得到了管道内天然气压力、流量的分布状态。用管道应力分析软件对某支线进行整体管线的静态分析,得到了全线静态应力分布状态。通过实验,对管线应力进行了研究,获得对输气管道进行应力监测的方法。

中国输气管道标准在蒙古国的适用性研究

本文基于俄罗斯过境蒙古国向中国输送天然气管道项目需要,选择中蒙两国管道相关标准,对标准体系、时效及部分参数进行对比分析,得出中国标准体系简洁、结构清晰,具有广泛的涵盖面和较强的时效性。蒙古国计划使用标准以俄罗斯国家标准和企业标准为主,但涉及领域不够完善,我国标准有转化空间。建议中方企业参与两国合作项目时应尽早成立三方工作组,在蒙古国境内以中方标准、经验为参考,遵循蒙方标准使用环境,并积极推动应用国际先进标准,这对中国企业掌握蒙古国油气管道建设施工技术标准情况,提升管理和施工能力具有重要意义。

输气管道工程热煨弯管标准编制和设计制造技术分析

回顾感应加热弯管标准编制的发展历程并介绍标准的重要内容,分析感应加热弯管外弧侧壁厚减薄率C计算公式的符号含义;分析感应加热弯管和钢板加热压制组焊弯管成形前后壁厚与应力变化,指出当前油气输送管道设计规范关于热煨弯管壁厚设计计算存在的分歧,提出变壁厚弯管和等壁厚弯管概念及其应力分布和壁厚计算方法;以ASME B31.3—2010《工艺管道》关于弯管壁厚计算公式的规定和感应加热弯管水压爆破试验启裂口位置实例予以佐证。建议相关设计规范对热煨弯管壁厚计算公式予以修改和完善。以热煨弯管应力分布状态和弯管强度条件下的危险位置为依据,提出双壁厚弯管概念和结构。

智慧管网下输气管道分输控制技术发展的认识与思考

天然气分输控制技术是保证油气管道安全、平稳、高效运行的关键技术。介绍了自动分输控制技术的研究现状,以及智慧管网的概念,结合陕京输气管道阐述了分输控制技术的原理及主要方法。针对陕京输气管道自动分输控制技术存在的不足,围绕感知层、控制层、维护层提出了由“自动分输”向“智慧分输”转变的总体架构,为完善智慧油气管网建设、自动分输技术发展提供了可行的方案。

基于气体浓度的输气管道泄漏检测专利现状

随着工业化的快速发展,管道输送已经成为气体最常见的输送方式之一,其具有输送高效、成本低、经济环保、实用性强等优势。然而,采用管道进行气体输送面临的最大问题,就是输气管道的泄漏。输气管道的泄漏造成的直接后果不仅是经济上的损失,输送气体若为有毒有害易燃易爆类型,当气体浓度达到爆炸极限,遇点火源将发生大规模连环爆炸,对公众的生命安全以及周围环境将造成严重威胁。

石油输气管道建设成本的风险管理与优化策略

石油输气管道建设作为关键的能源基础设施项目,其成本管理和风险管理对于确保项目的成功和可持续性至关重要。本文旨在探讨石油输气管道建设成本的风险管理和优化策略,以提供更有效的项目管理方法。提出了项目规划与设计的优化、材料采购与供应链优化、施工管理与工程进度的优化以及资源利用与环境可持续性优化的策略,以最大限度地降低项目风险并提高成本效益。

渝西某输气管道工程水土流失控制对策

管道输送以其平稳连续、质量易保证、安全性高、输送量大和费用低等优点成为现在主要的油气输送手段,但管道工程施工扰动范围大、开挖土石方量多及水土保持措施缺失等,增加了水土流失风险。以渝西某输气管道工程为例,基于项目区地理地质条件、水土流失现状等,分析了项目扰动范围、土石挖方量及产生的水土流失量,结果表明:项目总扰动面积64.07 hm^(2),其中管道作业带扰动面积49.54 hm^(2),占总扰动面积的77.32%;项目总土石挖方量69.33万m^(3),其中管道作业带土石挖方量52.71万m^(3),占总土石挖方量的76.03%;项目新增水土流失量3173 t,其中管道作业带新增水土流失量为2828 t,占新增总量的89.13%;管道作业带为项目水土流失重点防治区。从管道工程扰动范围控制、土石方量控制、施工管理控制及水土保持措施体系配置等方面,提出了水土流失控制对策。