储气库井完整性管理关键要素研究

储气库作为我国天然气调峰及储备的重要设施,在能源战略中具有关键性意义。然而,当前储气库井的完整性管理面临着相关标准繁多、管理要素复杂等难题,限制了储气库井完整性管理的发展。针对上述问题,系统调研梳理了国内外储气库相关法律法规及标准规范,以储气库井完整性为研究目标,构建了储气库井完整性管理技术体系,并挖掘了储气库井完整性管理的关键要素。针对各关键要素,开展了标准规范的对标分析研究,制定了推荐执行标准,为储气库井完整性管理提供了理论和决策支持,从而保障储气库的安全运行。研究成果可为推动储气库井完整性管理的进一步发展提供借鉴与指引。

煤焦油中喹啉不溶物的组成分析

采用自主设计的煤焦油过滤装置提取中温煤焦油中的喹啉不溶物(QI),利用元素分析仪、激光粒度分析仪、SEM、FTIR、XRD和XPS等手段对QI进行表征。表征结果表明,煤焦油中QI的颗粒形状不规则,粒径大小不一,且分布不均匀;QI主要由有机物组成,并含有少量的Si,Ca,Fe等元素,有机物主要是多元芳环类物质高度缩合而成的产物,无机物主要是石英砂、方解石;煤焦油中的QI组分主要以C和O元素为主,碳大部分以碳氢化合物、醚类、酚类的形式存在,总含量达73.2%(x),另有26.8%(x)的碳是以石墨碳形式存在;而氧主要以羰基、碳氧单键和羧基形式存在,总含量达85.6%(x)。

管道焊缝数字图像缺陷自动识别技术

管道焊缝数字图像是管道焊缝可靠性管理的重要依据,但对其进行人工判别的误判率较高。为了提高对管道焊缝数字图像缺陷的识别准确度,采用多项边缘检测、检测通道与阈值分割等方法,对管道焊缝图像中存在的缺陷进行图像处理,构造了焊缝数字图像缺陷特征库,包含灰度差、等效面积、圆形度、熵、相关度等参数,建立了多分类器构造(SVM)模型,实现了对管道焊缝数字图像缺陷的分类评价,最终开发出管道焊缝数字图像缺陷自动识别软件,并进行了现场验证分析。研究结果表明:(1)图像处理后在没有噪声的情况下,Canny等算法都可以得到很好的边缘检测结果,在有噪声的情况下,检测结果出现伪边缘,选用自动选取阈值方法进行图像边缘检测,能够取得合理的阈值;(2)所建立的焊缝数字图像缺陷特征数据库包含形状特征和纹理特征、图像长度像素等14项参数;(3)通过所建立的SVM分类模型,可以分类获取缺陷形状特征,找出裂纹、夹渣、气孔、未焊透、未熔合和条形等缺陷特征。现场应用结果表明:(1)该缺陷自动识别技术适用于对各类管道焊缝缺陷质量的识别判定;(2)其识别准确率超过90%;(3)该技术实现了对管道焊缝数字图像缺陷的自动识别和自动化评价。结论认为,该研究成果有助于确保管道的安全运行。

基于EWM-AHP模糊贝叶斯网络的储罐区风险分析

储罐区作为储库中的重大危险源,风险因素复杂繁多,有效的风险分析对于储罐区的安全运行至关重要。结合储罐区实际情况,用熵权法对层次分析所得各危险因素的风险权重值进行了修正,增加了权重数据的科学性,形成了多层次风险分析指标体系。针对储罐区数据来源少,各风险因素相关性复杂的特性,通过模糊分析进行风险因素先验概率的计算,构建贝叶斯网络实现了事故类型及概率的动态预测。该方法能很好地实现具有数据来源少、事故后果严重等事故特性的储罐区风险分析。

基于AHP_DEMATEL的原油储罐火灾爆炸事故分析

为解决层次分析法研究原油储罐火灾爆炸事故时主观性太强,忽略各个致因因素之间相互影响的问题,运用AHP_DEMATEL对原油储罐火灾爆炸事故进行分析,引入综合权重的概念,使得分析结果更加准确。即先建立原油储罐火灾爆炸事故指标体系,确立该事故的16个致因因素;然后利用层次分析法(AHP)判断两两致因因素之间的相对权重,结合决策实验室分析法(DEMATEL)分析各致因因素之间的相互影响,进而得出各致因因素的综合权重。研究结果表明:不正确穿戴防护用品、罐体破坏、防爆设备故障、防静电装置失效、定期检查不到位是引起原油储罐火灾爆炸事故的主要致因因素,分析结果符合实际,可为减少原油储罐火灾爆炸事故发生提供理论支撑。

基于等效体积法的含缺陷海底管道完整性失效判据研究

海底管道的缺陷是威胁海底管道安全运行的重要因素。为了改善现有失效准则的局限性,更准确地研究管道损伤对X60海管的影响,建立有限元模型,并利用真实爆破压力对模型进行验证,分析70组含不同缺陷管道失效时云图中各应力区域的等效体积,总结出缺陷参数对管道失效模式的影响规律;并引入抗拉强度和垮塌载荷,得到一种基于等效体积法的含缺陷海底管道完整性失效判据,在该判据的基础上拟合出失效压力计算模型。研究表明:采用塑性垮塌失效模型是最适用于该管道的现有失效判定方法;缺陷的长度、深度对管道的失效模式影响较大;对比现有准则,基于等效体积法的失效判据可以定量描述含缺陷管道的失效条件;失效压力模型可用于X60管道失效压力的预测,进而验证了失效判据的适用性。

基于有限元的管道弯曲大变形安全评价研究

油气管道输送是我国运输的五大运输体系之一,其具有易燃易爆的特点,一旦发生断裂事故,后果严重。本文基于有限元数值分析方法,针对陕京管道洪水灾害的实际失效案例,分析了输入和情景参数,建立了ABAQUS有限元分析模型,计算了管体大变形位移的力学表征,提出了管道在洪水冲击作用下,洪水冲击速度、水流与管道的交叉角度、管体埋深位置等与管体应力的关系,针对管道安全性进行了模拟和分析,做出了管道是否安全性的判断,对于在役管道的完整性管理和安全运行具有重要意义。

油管倒角机的设计与制造关键技术研究

作为石油开采的重要设备之一,油管起着关键性的作用,对于不连续油管,接箍重要性不言而喻,但是对于接箍倒角始终存在着加工周期长、工作效率低,且在加工过程中容易出现安全事故。本文针对双面倒角机的设计突出点和加工时各项参数进行技术论证,介绍了双面倒角机在设计制造及调试应用情况。该双面倒角设备的使用可以有效缩短油套管倒角的加工时间,提高工作效率的同时节省了生产成本,为社会带来了可观的效益。

压气站压缩机出口管道振动测试与安全评定

【目的】服役工况下管道振动的安全监测已逐步纳入行业标准化管理体系,压缩机是天然气管道系统的关键设备之一,其出口管道一旦发生明显振动,将会增加整个管道系统的运维风险。【方法】以西气东输管道某压气站压缩机的出口管道为例,通过对出口管道进行振动测试,探究了管道振动发生的规律,深入分析了管道振动的空间轨迹、振动周期以及振动位移等,进而建立了管道振动应力分析有限元模型。【结果】将有限元模型计算结果与压气站现场应力检测结果进行对比,得到计算结果的最大误差为17.5%,验证了新建模型的准确性,并分析了误差产生的原因;基于所建有限元模型,对管道振动引起的x、y、z方向附加应力与分布情况进行了研究,发现y方向振动幅值较大、z方向承受较大的应力,并对振动状态下的管道进行了安全评定。基于管道振动应力分析与安全评定结果,依据管材的许用应力进一步计算了管道在y、z方向的临界振动位移分别为4.4 mm、6.6 mm,并给出了定期开展管道振动在线监测的建议。【结论】采用现场测试与有限元模拟相结合的方法对天然气管道压气站压缩机振动进行分析,厘清了管道振动的规律,并得出了需重点关注风险相对较高的y、z方向的临界振动位移,为天然气管道的风险控制与安全运行提供了参考。