球罐缺陷的衍射时差法超声检测分析及判别

对某中厚板球罐焊接接头进行衍射时差法超声检测(TOFD)中发现大量密集显示点状缺陷,排除焊接原因后,通过取样进行低倍检测、金相组织检验分析,确认TOFD图谱显示与母材中存在的条状MnS夹杂物,聚集态的含Nb、Ti的氮化物夹杂物有关,二者大量存在对接头焊接质量产生直接影响。通过调整扫查方式对缺陷位置进行确认,为TOFD检出缺陷的识别与判定提供借鉴。

储气库注采管柱屈曲后表面半椭圆裂纹力学分析

采用有限元方法,研究了注采管柱屈曲后表面半椭圆裂纹的应力强度因子K_(Ι)和J积分。首先,由于储气库注采管柱是长直圆管结构,通过建立含外表面裂纹直管的有限元模型,对其进行有限元验证。然后,基于子模型法,建立了管柱屈曲后裂纹力学计算模型,计算了屈曲后不同裂纹形状参数、裂纹相对深度和轴线夹角下的应力强度因子K_(Ι)和J积分,分析了管柱不同螺距数对K_(Ι)和J积分的影响规律。结果表明,有限元法在计算应力强度因子时精度较高,造成有限元法误差明显的主要因素是网格尺寸和裂纹前缘网格划分份数;管柱螺旋屈曲后,K_(Ι)和J积分随裂纹形状参数的增加而减小,随裂纹相对深度的增加而增大;随着注采管柱屈曲螺距数以及轴线夹角的增加,K_(Ι)和J积分均呈增长趋势,且裂纹为周向裂纹时的增长速率最大。

盐穴储气库溶腔促溶工具设计及流场优化分析

目前在盐穴储气库腔体的建造中,促溶工具缺乏参数优化过程,没有关于其技术参数与所形成腔体大小、形状之关系的阐释。为此,设计了延伸式快速溶腔促溶工具,利用Fluent软件对此工具的外流场进行仿真,研究喷嘴角度、入口排量和工具旋转速度对盐穴储气库前期的建槽大小、形状的影响。分析结果表明:该工具能实现工作状态可控、延伸自适应,且喷嘴可更换;45°喷嘴角度为建槽期的最佳建槽角度;入口排量越大,高速喷射流的喷射距离和喷射范围越大,但是当入口排量超过一定值时,其对喷射距离的增长幅值会快速减小;建议工具在工作时采用较低的转速,以减少单个高速喷射流的动能损耗。所得结论可为延伸式快速溶腔促溶工具的现场应用提供理论指导。

立式储罐罐底设计与施工工艺探讨

针对立式储罐罐底设计问题,对比了不同标准(GB 50341—2014、API 650—2020、JIS B 8051—2013和BS EN 14015—2004)之间对环形边缘板的设置、厚度以及宽度的确定依据。结果表明:不同标准之间针对环形边缘板的设置、厚度以及宽度的确定均有所差异,其中GB 50341以及API 650对环形边缘板厚度的规定较为详尽,不同标准对边缘板宽度的计算基本一致。文章通过对比分析,还可得出如下结论:合理的焊缝位置、数量、长度以及装配工艺可有效降低焊接变形,有利于保证储罐的安全运行;合理调整边缘板厚度可以优化底圈罐壁及边缘板的变形协调,并提高储罐的抗震能力,但边缘板太厚会增加底圈罐壁板与边缘板间连接区域及附近区域的应力水平。因此需综合考虑变形量、储罐抗震以及应力水平等因素最终确定边缘板厚度。

加油站SF双层油罐内层钢罐易见质量缺陷的分析与控制

针对加油站广泛选用的SF双层油罐内层钢罐易见的质量缺陷,在设计缺陷、材料缺陷和制造缺陷类型划分与油罐失稳、油罐渗漏影响评估的基础上,分析出缺陷产生的原因主要为:制造商的设计能力缺乏,标准执行不力;员工技能不足,制造工艺落后;质量意识淡薄,质量管理失控。同时,建设方技术人员或专业能力缺乏、合同技术标准不具体、检验验收流于形式也是造成质量缺陷的部分原因。文章基于相关规范、标准规定,结合工程管理实践,分别提出了制造商和建设方的质量控制措施。该研究结果可为加油站SF双层油罐内层钢罐易见质量缺陷控制提供一定的技术指导和经验借鉴。

外浮顶储油罐静储过程VOCs排放影响因素研究

为解决原油罐储过程中VOCs排放问题,从理论计算油田现场储罐进VOCs损耗量出发,定性分析大气温度、太阳辐射以及风速对储罐排放VOCs的影响,并基于不同影响因素对VOCs排放的影响方式给出解决办法。在原油外浮顶储罐静储过程VOCs排放的主要影响因素定性分析过程中,发现随着太阳辐射强度的增大、大气温度的升高和风速的增快,储罐VOCs损耗量也随之增加。考虑到太阳辐射、大气温度对储罐VOCs排放的影响,建议采用隔热涂层和加装反光条措施进行减排;在应对风速影响方面,采取消除液面上的气体空间和设置呼吸阀挡板进行减排。

油库建设工程质量缺陷及运行风险的防控

以某新建油库为例,分析了油库建设工程中质量缺陷形成的运行风险,指出质量缺陷存在于施工图设计、设备选型、安装施工和竣工资料交付等多个阶段,运行风险则表现为工艺安全、油品质量、环境污染、资料丢失等几种类型,总结了质量缺陷形成的原因是设计能力或设计经验不足、图纸会审和技术交底不细、施工及监理质量控制不严、质量信息反馈意识不强、有关管理规定解读过度等,提出了质量缺陷运行风险的防控措施,为油库建设工程的全面质量管理提供了借鉴。

球形储罐整体热处理质量控制措施及要点分析

球形储罐施工主要程序包括组装、焊接、整体热处理、水压试验、泄露性试验等步骤,球形储挂罐整体热处理为球罐施工关键工序,为保证整体热处理效果,同时减少球罐外壁焊接对球罐安装质量的影响,采用温度远传监控,热电偶利用球罐外壁垫板安装布置,高温胶热电偶布置,可移动式保温被等措施提高了施工质量。

浮式LNG接收站3万m^(3)全容储罐冷却技术研究

储罐冷却是LNG储罐调试工作中最关键和最危险的环节之一。针对国内首个浮式LNG接收站3万m^(3)LNG储罐的冷却,进行冷却方案比选,提出预冷用LNG量的计算方法,介绍了冷却条件及冷却过程。针对冷却过程中出现的常规问题及非常规问题进行了分析,并给出相应的解决方案。研究成果对其他浮式或常规LNG接收站中LNG储罐的冷却具有参考意义。

基于U型盐穴储气库的新型CCUS方法

我国江苏、广东等东部地区碳排放量高、碳减排压力大,且缺少适用于大型碳减排的油气藏地质构造,但存在丰富的盐矿资源,以及多年采盐形成大量盐穴老腔。在双碳目标严峻形势下,如何将这些盐腔利用起来实现碳减排具有重要的研究意义。文章基于U型盐穴储气库的特点提出了一种新型CCUS方法,并进行了碳封存量和垫底气替代量计算。结果表明,1对井组可封存二氧化碳8.2万t,天然气垫底气可降低3766×10^(4)m^(3),具有较好的经济效益和社会效益。

温度-应力耦合作用下深部盐岩蠕变损伤模型

随着我国盐岩储库工程的兴建,浅部适宜矿床逐渐利用殆尽,盐岩储库向深部发展成为必然趋势。为了研究深部盐岩储库实际运营过程中,围岩在三向地应力和温度耦合作用下的蠕变损伤特征,进行了不同温度和应力耦合作用下深部盐岩的三轴蠕变试验。考虑温度和应力对深部盐岩蠕变损伤的影响,认为温度损伤伴随蠕变全过程,所处应力状态达到屈服极限时应力损伤开始发挥作用,且温度和应力与损伤变量之间分别满足Weibull分布和负指数函数的关系。引入分数阶Abel黏壶改进西原正夫模型,建立了一种新的考虑温度-应力耦合效应的黏弹塑性蠕变损伤模型。该模型不仅形式简单,且每个参数都有明确的物理意义,方便模型在数值计算和工程实践中的应用。结果表明:深部盐岩的稳态蠕变率是偏应力和温度的函数,拟合出稳态蠕变应变率本构方程中材料参数A=32.39 MPa-4.83/h、激活自由能Q=7.84×10^(4) kJ/mol、蠕变应力指数n=4.83;不同温度和应力下的黏弹塑性蠕变损伤模型的理论解析解与对应试验数据有良好的吻合度,验证了模型的正确性和精确度。通过蠕变损伤模型各力学元件拟合参数结果验证了温度和应力对岩石蠕变性能的影响规律,证明了所建模型的合理性。所建模型不仅可以精确表征岩石的衰减和稳态蠕变阶段,也能较好地描述加速蠕变阶段的变形特性。

关井阶段CO_(2)作储气库垫层气的动态影响规律

目的为应对地下储气库中的垫层气损失,采用经济气体CO_(2)作为垫层气,目前,CO_(2)作垫层气在实际应用中存在各种条件限制,且对其在关井阶段的应用研究较少,有必要对在关井阶段CO_(2)作垫层气对天然气储气库的运行影响因素进行研究。方法利用有限元模拟CO_(2)作储气库垫层气时,研究关井阶段储气库动态参数(注气压力、注气速率和CO_(2)垫层气比例)对混气带的影响规律。结果注气压力对混气带的影响不大,将其控制在12 MPa左右最为合理,此时混气带占储气面积的比例为23.7315%;混气带面积占比随注气速率的增大而减小,但是在注气口附近会出现混合区域,导致回采天然气时出现大量的混合气体,所以注气速率控制在0.7×10^(8) m^(3)/d时最为合理,这时混气带面积占比为18.3246%;CO_(2)作垫层气的比例对天然气-CO_(2)之间的混合影响明显,当CO_(2)垫层气比例为20%时,混气带面积占比为7.2365%。结论根据实验结果设计针对混气带的控制措施,当注气压力控制为12 MPa时,注气速率为0.7×10^(8) m^(3)/d,当CO_(2)垫层气比例为20%时,能让储气库的运作更为经济,实验结果可为实际储气库的建设提供参考。

大型LNG储罐预冷模型构建和预冷参数计算

预冷作业是大型液化天然气(Liquified Natural Gas, LNG)储罐投用前最关键的环节。预冷介质用量、预冷时间以及储罐各部分构件降温速率的控制是大型LNG储罐预冷作业得以顺利进行的重要保证。依托某大型LNG接收站项目,旨在较精确地计算预冷介质用量。选取最复杂的大型LNG储罐为研究主体,综合考虑保冷材料比热容变化、储罐日常蒸发、预冷介质输送管道漏热等因素,搭建有限元模型进行数值模拟计算,并利用上述结果计算预冷模型中的参数。预冷模型计算结果表明:大型LNG储罐预冷工作实施过程中,提高预冷降温速率可减少预冷介质用量和预冷时间,同时降低大型LNG储罐漏热所消耗的预冷介质占比,但需要注意储罐内元件的温差;考虑输送管线和机械结构漏热,预冷介质用量增多,与现场实际数据更吻合,相对误差不超过5%。研究结果对指导大型LNG储罐预冷操作具有参考价值。

储气库多周期运行井控参数预测模型

储气库是保障国家能源安全的重要手段,储气库多周期运行井控参数预测对储气库高效运行具有重要意义。为解决文23储气库目前注采运行动态规律认识不清,难以制定有效的储气库优化调整方案的问题,使用产量不稳定分析法为主的方法,建立储气库多周期运行井控参数预测模型,剖析井控参数随储气库开发的变化规律。首先,对文23储气库气井生产动态数据进行预处理,与储层参数一起输入至RTA软件中完成基础的数据整理及加载,并建立注采气组分相态模型,计算天然气高压物性参数;然后,根据气井压力恢复试井资料分析储气库地层渗流特征,建立及筛选最优井筒管流模型,用于计算气井井底压力;最后,使用Blasingame图版分析方法拟合井控参数建立基础模型,并通过拟合储气库气井生产数据,调整基础模型从而获得储气库多周期运行井控参数预测模型。使用所建井控参数预测模型对文23储气库气井多周期运行后井控参数进行预测,结果显示:可根据气井生产动态及井控特征将文23储气库气井分为3类,3类气井占比分别为39%、34%、27%;根据所建模型进行多周期井控参数变化分析,随着多周期注采运行,储气库多周期井控半径整体表现为初期增幅大,后期增幅减缓的趋势,储气库平均井控体积不断增加,3个类型的气井所控制储层的有效渗透率均呈先增加后稳定的趋势。

盐岩储气库稳定性评估模型与应用研究

为了解决盐岩储气库稳定性评估的模糊性和不确定性问题,降低事故发生的概率,提高判断准确度,将功效系数法引入盐岩储气库系统的评估与控制中,提出一种基于集成赋权-功效系数法的盐岩储气库稳定性评估模型。在所建评估体系下,运用反熵权法(AEW)、决策试验和评价试验法(DEMATEL)、改进组合数的有序加权平均C-OWA算子计算指标权重,三者优势互补,削弱了单一赋权方法的不足,并利用乘法合成原理获得综合权重。通过计算盐岩储气库的总功效系数值,评估整个系统的风险等级,最后利用实例,验证了模型的适用性与有效性。验证结果表明:该模型赋权方法可靠,计算结果贴近实际情况,能有效评估盐岩储气库的状态。

盐穴储气库老井封堵界面胶结强度试验研究

现阶段进行的水泥塞封堵界面胶结强度测试研究未考虑高温高压对其测试的影响,且大多数开展的是常温常压下水泥塞的剪切胶结强度测试。为此,设计了盐穴储气库老井封堵水泥塞综合胶结强度原位测试装置,并在80℃、15 MPa的模拟条件下,开展了不同界面、不同水泥塞长度和直径及水泥浆体系条件下的水泥塞胶结强度测试试验,明确了不同因素对胶结强度的影响规律。试验结果表明:水泥塞-岩石/套管界面的胶结强度受水泥浆体系影响较大,盐层水泥浆体系下的界面胶结强度大于盖层水泥浆体系下的界面胶结强度;水泥塞-岩石界面胶结强度略大于水泥塞-套管界面胶结强度;水泥塞-岩石/套管界面的拉伸胶结强度低于剪切胶结强度,且两者之比为0.41~0.45。研究成果可为盐穴储气库老井封堵界面密封失效的预测提供重要的理论支撑。

核电厂卧式储油罐抗震性能分析与评定

卧式储油罐是核电厂中为应急柴油发电机组提供燃料的重要存储设备。在进行抗震计算分析时,需要考虑储罐内液体晃动效应对设备的影响。依据Housner理论对液体晃动的动液压力进行了分析和计算,应用有限元软件ABAQUS对卧式储油罐进行了建模和抗震分析,介绍了设备的载荷和使用限制及液体晃动的动液压力的计算方法,采用反应谱法计算得到了卧式储油罐在地震载荷下的应力响应,按照相关标准规范对设备在不同载荷作用下的应力进行了校核和评定。计算结果表明,卧式储油罐的结构强度满足相关抗震规范要求,能够保证在地震工况下的结构完整性和可靠性。为卧式储油罐的优化设计和抗震评估提供了参考,为进一步掌握卧式储油罐的抗震分析方法积累了经验,对保证核电厂设备的可靠运行具有重要意义。

火灾中大型LNG储罐内爆失效特性及其碎片飞散研究

建立大型LNG储罐的三维模型,采用有限元相容拉格朗日-欧拉(CLE)方法和流固耦合相互作用(FSI)原理,讨论储罐暴露在800℃环境中罐内不同位置发生内爆的破裂失效情况,分析其碎片的飞散特性,得到顶部爆炸的初速是罐中爆炸初速的1.57倍,质量均值相差约52%;根据碎片的飞散轨迹可以得到碎片的飞散落地距离在50 m内,研究结果可为大型LNG储罐的安全防护设计与罐区的安全距离提供一定参考依据。

半地下坐地式LNG储罐电伴热系统的设计

相较于传统架高式液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)储罐,坐地式或半地下坐地式LNG储罐因采用低承台结构,本体的一部分会与周围土壤直接接触,且无空气流通空间,储罐内部的低温将通过储罐本体传导至罐外,影响储罐周围土壤温度;当土壤温度≤0℃时,土壤冻胀隆起,导致储罐受力不均。针对这一问题,首先分析了LNG储罐保冷结构,研究了不同保冷材料的导热系数,计算出储罐不同位置处的漏热量,并根据计算结果选择电伴热系统设计方案,最后采用软件建模仿真分析,进一步验证电伴热系统设计的合理性。电伴热系统可消除低温对储罐周围土壤造成的影响,且能保证储罐本体温度的一致性和连续性,有效避免罐内LNG沸腾。研究成果可为半地下坐地式LNG储罐在进行电伴热系统设计时提供借鉴。

加油站地下油罐清洗存在的问题与对策

在简要介绍了目前加油站地下常用油罐的特点和油罐清洗的基本要求、作业方式和流程的前提下,针对当前加油站地下双层油罐清洗存在的清洗安全性与质量、清洗与危废处理、清洗安全与油气排放监管、油罐清洗标准规范不清晰、管理职责不明确以及清洗安全风险防范不足的问题,提出了相应对策:一是作好清罐工作的建章立制;二是选用适宜的清罐方式;三是加强清罐作业的安全风险识别与防护。