城燃管道街道峡谷泄漏扩散CFD数值模拟

城市燃气管道的安全时常受到市政建设的威胁而破坏,与天然气管线野外泄漏的情况不同的是,市区复杂的建筑环境会对气体的扩散情况造成干扰,严重危害人员财产安全。选择CFD数值模拟法,对城市街道峡谷内燃气管线的扩散泄漏进行了分析。基于二维街道峡谷断面模型,对截断阀关闭前后燃气泄漏扩散的基本规律进行了分析研究。数值模拟结果表明,风对燃气的扩散起主导作用,街道峡谷内形成的独立而稳定的涡旋气流场会使燃气聚集并且难以扩散。

管道燃气爆炸特性实验研究

管道是化工及油气储运系统的重要组成部分,却时常受燃烧爆炸事故的威胁,因此对管道中燃气燃烧爆炸特性与规律的研究就十分必要。以甲烷作为研究对象,采用压力传感器以及火焰传感器等对水平封闭管道内甲烷-空气预混燃烧爆炸进行了实验研究,通过大量实验来研究可燃气体爆炸压力与火焰及其传播变化规律。根据实验结果将超压以及气体燃烧的变化情况,对前驱冲击波与火焰面的相对时间及相对位置关系进行了分析。结果显示,管道中会产生前驱压力波,并超前火焰阵面甲烷气体在管道传播过程中,出现冲击波反压射、波叠加及反冲现象,压力的持续时间较火焰光信号持续时间长。所做的工作为油气受限空间中燃气燃烧爆炸特性与规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术及工艺的实施、系统设计以及关键参数计算提供了理论依据。

城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟

城镇燃气管道的分布区域人口及建筑众多,燃气管道一旦发生泄漏,将有可能造成重大的财产损失甚至人员伤亡。因此,为了量化城镇燃气泄露危害,针对管道不同的破坏情况及气源建立了燃气泄漏各种源模型以及扩散模型,并且建立了燃气管线动态泄漏扩散模型及伤害性危险范围。对第三方破坏所造成的城镇燃气管道泄漏模型进行了模拟,采用CFD技术对管道泄漏燃气的扩散进行模拟研究,获得了泄漏气体的扩散数值模拟结果,为城镇燃气管道安全运行提供了理论依据。

A3、20#和X70钢室内模拟流动海水腐蚀试验

设计并建立了实验室模拟流动海水腐蚀试验装置。对A3、20#、X70钢挂片和20#钢管路在流动人工海水中全浸暴露2、4、8、16、32天的腐蚀行为进行了试验研究。试验结果表明,流动海水中碳钢的腐蚀速率先降后升,然后趋于稳定;在动水试验中,锈层分为两层,底层以Fe3O4为主,表层以Fe2O3为主;在静水试验中,锈层以Fe2O3为主。

基于GM(1,1)模型预测海底管道腐蚀速率软件的开发

针对海底油气管道的腐蚀速率,提出了基于灰色理论的海底管道的腐蚀速率预测方法。在测量数据较少的情况下,利用GM(1,1)可以预测海底管道的腐蚀速率。基于该方法,采用VS2010编制了管线腐蚀速率四数据、五数据及新陈代谢模型的预测软件,为在原始数据较少的条件下确定油气管道腐蚀检测周期提供了不同的检测途径,并通过实验数据进行了检验。结果表明:所建立的GM(1,1)预测软件具有较好的预测精度,可以通过该软件预测腐蚀速率。

滩海油气设施海冰灾害及减灾措施分析

在渤海海域,海冰可能会对滩海油气田冬季生产造成影响。简述了渤海海域的特点、海冰冰情及海冰灾害。在分析海冰对海工结构的危害作用的基础上,借助于ANSYS有限元分析软件对直桩及锥体结构的抗冰性能进行了比较分析,椎体结构能抵抗水平冰力。探讨了导管架平台及人工岛两类抗冰结构的特点和性能,指出应结合近海工程环境参数设计和推广有效的抗冰结构,并根据历史及调查资料建立完善的预警机制及应急预案。

障碍物对管道中预混火焰压力发展的实验研究

研究了管路中甲烷爆炸过程中火焰传播规律和加速机理以及由于障碍物引起的火焰加速而导致的管内压力上升现象。研究结果表明,障碍物的存在对甲烷爆炸过程中火焰传播规律以及管内压力的影响十分巨大,障碍物的存在将使瓦斯爆炸过程中火烙的传播速度迅速提高,导致压力大幅度上升。加速作用的机理主要是由于障碍物诱导的湍流区对燃烧过程的正反馈造成的。

埋地油气管道腐蚀机理研究及防护

埋地油气管道的腐蚀一直是油气储运及集输工程的一个重要问题。分析了埋地油气输送管道腐蚀的各种形式及主要腐蚀机理。针对输油管道的腐蚀问题,从土壤微生物、理化性质以及交流电对管道的腐蚀影响等方面进行了分析。介绍了埋地油气混输管道腐蚀防护的方法:加缓蚀剂、外涂层、内涂层和衬里保护、阴极保护法、杂散电流排流保护等。提出要提高油气输送管道的使用寿命,就应在合理选择防腐护方法的同时,加强防腐管道的维护和保养,这些是管道防腐工作的的重中之重。

X80级管线钢的发展及腐蚀实验研究概况

分析了我国的石油天然气消费利用及油气管道建设现状,对国内外X80管线钢的研制和应用情况进行了介绍,同时介绍了国内X80管线钢的腐蚀研究情况。介绍了不同pH值对X80管线钢土壤腐蚀行为的影响以及腐蚀产物钝化膜对钢表面的腐蚀行为与过程的影响。X80级管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和氢致开裂(HIC)行为的结果表明,受其组织不均匀、晶粒粗大、硬度大的影响热影响区(HAZ)对应力腐蚀开裂最为敏感。薄壁管材较厚壁管材有更好的H2S环境应力腐蚀抗力。氢致附加应力能协助外应力促进塑性变形,导致材料的韧性损失,使得材料断裂。

沙特阿美陆上油气管道安全设计理念及启示

管道安全是各国管道工程标准的重要组成部分,也是石油天然气工业长期关注的问题,完善的管道安全设计标准对于确保管道建设、运行安全具有重要作用。沙特阿美油气管道安全设计规范的相关最低强制性安全要求涉及到油气管道设计过程中关于管道壁厚计算、安全间距、管廊化设计理念等诸多基本问题,提出了明确的定量设计要求,具有较强的可执行性。结合沙特阿美规范和国内规范在工程实践中遇到的问题,从编制安全设计专篇规范、安全间距要求、加强管道保护及征地赔偿立法的协调、管道路由及管廊化设计等方面提出建议。借鉴沙特阿美相关规范有助于提高标准规范和法律在设计层面的执行性,可对管道安全运行提供进一步保障。

油气集输站场带压热开孔技术应用

随着油气田不断开发和增产,老旧站场面临着维修改造及改扩建的问题,为避免影响生产作业,需要用到带压开孔技术。结合带压热开孔工艺的技术要点及安全分析,介绍了带压热开孔常用的单开孔、单封堵和封堵不停输3种工艺在非洲某油田站场改扩建工程中的应用场景。根据站场内不同的情况对3种热开孔技术的组合使用,可以实现复杂情况下站内管线不停产改造的目的。

海外高地下水位地段油气管道抗漂计算

为了保证管道的稳定和安全,管道穿越水域及通过高地下水位地段时常需要进行抗漂校核及设计。针对海外项目普遍进行管道抗漂计算的需要以及ASME B31.4和ASME B31.8两个规范的要求,结合阿布扎比国家石油公司相关项目的设计经验,从未回填状态下管道浮力校核、回填状态下管道浮力校核(土壤饱和水)、试压条件下管道沉降校核及采取的抗漂措施四个方面,对管道抗漂进行计算,并对四种管径的管道进行了实例分析。阿布扎比国家石油公司相关项目的详细抗漂计算步骤及实例分析,对于执行海外同类情况的项目具有一定借鉴意义。

基于Excel的GM(1,1)模型在预测油气管道腐蚀速率中的应用

采用灰色系统理论和最小二乘原理,通过Excel具有的矩阵运算和规划求解功能建立了基于Excel软件的GM(1,1)灰色数列预测模型。实例应用结果表明,通过Excel软件所建立的GM(1,1)油气管道腐蚀速率预测模型,具有较好的可靠性和预测精度,可以采用该模型对油气管道进行腐蚀速率预测。

Saudi Aramco及ADNOC埋地管道壁厚计算设计实践及探讨

管道壁厚计算报告是海外油气管道工程设计中最重要的管道专业设计文件,主要涉及管道壁厚确定及壁厚应力校核确认两大部分,它是管道设计及管材采购的基础。以Saudi Aramco及ADNOC石油标准及项目常用设计要求为例,介绍了海外油气管道项目管道壁厚计算报告中所需要的计算及校核内容,对于管道壁厚计算报告中的管道壁厚确认计算,管道计算壁厚下的轴向应力、组合(等效)应力的校核,管道弹性敷设弯曲应力校核及曲率半径计算,弯管母材减薄率计算等理论及注意事项进行了探讨分析,并给出了Saudi Aramco及ADNOC对于管道壁厚最低要求及一些校核参数采用的要求,希望对海外油气田设计项目起到一定借鉴和参考意义。

小口径长输管道高地下水位段单侧沉管施工技术

为了解决高地下水位段由于地表承载力差,采用传统的沟上组焊吊装下沟的施工方法难度较大的问题。笔者结合沙漠段沉管下沟的方法在工程中的应用,在高地下水位段采用单侧沉管下沟的施工工艺。工程实践结果表明,该工艺成功解决了高地下水位段小口径长输管道施工面临的困难,极大地提高工程进度的同时保证了施工安全且减少了项目成本,可为同类地区的管道施工提供借鉴。

成品油长输管道泄漏事故树风险分析

分析了某在建成品油长输管道投运后可能导致泄漏事故的诸因素,建立了泄漏事故树模型。通过泄漏事故树的最小径集以及基本事件的结构重要度对泄漏事件做了定性分析,识别引起管道泄漏的主要因素,提出了安全防范措施,为更好地实施长输管道安全管理提供重要依据。

沙特阿美油气管道地区等级划分及阀室设置探讨

针对油气管道安全设计中需要关注的问题,结合沙特阿美油气管道安全设计规范SAES-B-064-2017《陆上及近海管道安全》的最低强制性安全要求,对比国内GB 50251-2015《输气管道工程设计规范》等规范,探讨了油气管道设计过程中关于地区等级划分、阀室设置等问题。沙特阿美油气管道安全设计规范对主要安全问题提出了明确的定量设计要求,具有较强的可执行性。结合沙特阿美规范的规定和国内规范在工程实践中遇到的问题,分析了国内外规范在地区等级划分、阀室设置等规定的差异和优缺点,并对国内规范相关规定提出了修改完善的建议,有助于提高规范设计层面的执行性并对管道完整性管理提供进一步保障。

AR技术在油气田地面工程设计中的应用及前景

基于AR技术的可穿戴设备可以将计算机生成的图像叠加到现实世界,用户可以看到覆盖有数字数据的真实世界。近10年来,AR技术已从研究实验室转到了广泛的可商用技术,逐步应用于医疗、制造、工业设计、娱乐、市场营销和军事等方面。概述了AR可穿戴设备在近5年内的里程碑发展应用案例,回顾了近5年内在石油和天然气行业中AR技术的一些成功应用案例及影响。针对AR技术在油气田地面工程设计工作中的应用前景,,从站场设计、线路设计及配合施工等方面进行了探讨。由于AR技术能够提供实时信息,其在油气田地面工程中从设计至运维的全寿命周期中将具有不可忽视的应用前景并将会在石油天然气行业数字化转型道路中占有一席之地。

ADNOC陆上管道设计项目实践及探讨

能源合作是中国与阿联酋合作的重要基石及“一带一路”倡议的重要组成部分,中国石油近十年来在“做大中东”战略的推动下,在阿联酋市场相继承揽了多个油气工程项目并获得了4项海陆油田开发项目的权益。以阿布扎比国家石油公司陆上公司(ADNOC Onshore)的BAB油田设计经验为主,结合之前中国石油工程建设公司(CPECC)在阿联酋其他油田建设及设计工程实践,对ADNOC Onshore关于陆上管道的设计施工主要要求,从路由选择、管道力学计算、管道安装施工、管道穿越、管道封存和基线检测等方面进行了归纳总结,希望对未来阿联酋其他油田及中东同类油气田设计项目起到一定借鉴意义。

海外陆上集输管道隆起屈曲理论探讨及应用

隆起屈曲是覆土管道在热膨胀的轴向压力作用下产生的弹塑性形变现象,表现为管道发生弯曲和拱出地面。管道隆起屈曲现象不仅发生在海底管道,在陆上油气田生产领域也经常发生。裸露的管道会在油气田中构成重大的安全和环境危害,因此隆起屈曲现象引起了石油工业技术人员的持续关注。结合同海外油气田外方业主及著名工程设计公司的项目合作经验,介绍海外油气田工程建设中常用的OTC6335理论、Shell DEP理论、K Peters理论中的管道隆起屈曲实用计算方法并加以实例说明,以期对海外陆上油气田工程设计及施工起到一定的借鉴指导作用。