复杂工况下煤矿采空沉陷区管道变形特性研究

根据油气管道在采空沉陷区的受力变形特性,对不同径厚比、管道内压以及管道埋深下的管道变形进行了模拟分析。结果表明,管道参数和围土参数对管道的变形有重要影响,随着管道径厚比的增加,完全变形和轴向应变逐渐增大,管道内压对弯曲变形影响较小,但随着内压增大,管道轴向变形呈先减小后增大的变化特点,随着管道埋深的增大,管道弯曲变形和轴向应变逐渐减小;根据分析结果,构建采空沉陷区埋地管道的最大应变预测模型,该模型计算结果与模拟结果基本一致。在最大应变模型基础上,提出了复杂工况下采空区埋管地面的极限沉降变形量,该模型可实现对不同工况下管道是否处于失效状态进行判断。

基于超声回波的煤层气管线防腐蚀涂层缺陷检测

针对煤层气集输管线防腐内涂层缺陷检测要求,提出一种基于超声回波幅值的检测方法。该方法利用超声在不同界面传播时的不同特性,得到超声回波的幅值,然后通过幅值差和波高差来判断涂层的破损程度和破损面积大小。结果表明,管道壁面-内涂层界面、管道壁面-天然气界面超声波都随着反射次数的增加而不断衰减,且在第5次时回波幅值差最大,由此可通过第5次的回波幅值判断煤层气集输管道内涂层的腐蚀程度和腐蚀面积大小。同时试验也探讨了不同破损直径下内涂层的腐蚀程度检测。

氮气解堵在恢复煤层气井产能中的应用

文章主要分析了潘庄区块部分水平井存在产气量和产水量骤降、作业后无法恢复原生产能力及生产能力大大低于临井或同等地质条件井的原因,并针对此部分井在恢复产能方面实施氮气解堵技术,通过将氮气以大于向储层滤失的速度向井内注入(同时伴随少量的泡沫液),使氮气突破堵塞点进入水平井眼各分支,注入过程完成后,快速放喷氮气、储层水和泡沫液的混合液,从而将井眼中堵塞部位的煤粉携带至地面,实现了解堵和对井眼的清洗。潘庄区块自2013年开始实施氮气解堵技术,截止2016年年底共实施59井次的作业,成功率达94%,有效率达88%,通过实际应用证实该技术在恢复单井生产能力、提高单井产量、提高采收率和获取更高收益上取得了明显效果,同时,氮气解堵增产技术运用于煤层气水平井思路的提出、工艺技术的完善及后续的跟进分析等,也为今后开发煤层气和解决开发过程中遇到的问题提供了思路和信心。

天然气凝析液起伏集输管道动压问题模拟研究

采用流体力学有限元仿真分析法,结合现场实测验证法,研究了通过耐高温有机涂料处理200~250℃的高温原油天然气集输管道内壁的影响。试验结果表明,经耐高温有机涂料处理后,可大幅降低天然气集输管道内壁粗糙度及管道内部阻尼,进一步控制管道内部乱流,降低管道整体阻力,显著降低了管道内动压,实现更高的管道传输效率。该研究对其他天然气集输管道降低管道阻力提供了较好的借鉴。

地面煤层气FRTP柔性管道工程性能试验研究

为解决煤层气管道运输中传统运输管道长期服役性能较差且经济成本较高等问题,本文研发了一种新型的聚酯纤维增强热塑性塑料(FRTP)柔性管,并基于室内整管承压性能试验、内层拉伸试验以及邵氏硬度和维卡软化温度试验,深入研究了FRTP管的综合工程性能以及性能劣化机理。试验结果表明:服役2年后的FRTP管保压性能及抗拉性能变化幅度较小,但水压爆破压力值下降了12.39%,即承内压性能劣化速率较快;服役2年后的FRTP内层材料屈服强度、邵氏硬度和维卡软化温度分别下降了21.43%、27.82%和5.98%,即内层材料的抗变形能力劣化速率较快;FRTP管的主要承压载体为聚酯纤维强化层,其失效模式主要分为强化层断裂失效及内层腐蚀失效两种。上述研究成果对FRTP在地面煤层气的长期安全运行及重点检测方向具有重要意义。