埋地弯管不同位置泄漏的三维数值模拟

采用有限容积法,建立了埋地管道周围土壤多孔介质三维流固耦合数学模型。借助CFD软件,分别模拟了埋地弯管不同位置泄漏前后大地温度场的变化情况及泄漏油品在土壤中的运移分布规律。模拟计算结果得出:泄漏前,各种情况下大地的温度场基本相同;泄漏后,大地温度场变化明显不同,油品在土壤中的扩散分布迥异。建议采用分布式光纤温度传感技术对管道泄漏进行检测。

椭圆度对埋地弯管抗震性能的影响分析

为分析不同椭圆度对埋地弯管抗震性能的影响,利用软件ANSYS建立含不同椭圆度埋地弯管的有限元模型,研究不同内压荷载以及不同场地条件下椭圆弯管的地震反应,并分析应力与变形规律。研究发现:在内压与地震动联合作用下,弯管中性线处位移最大,随着椭圆度的增加,位移不断增大且最大位置由弯管截面转移到弯管与直管相交处;随着椭圆度的增加,应力最大面由外拱内表面转为内拱内表面,应加强监测与防护;含有相同椭圆度的弯管,在Ⅰ类和Ⅳ类场地上的地震反应要比在Ⅱ类和Ⅲ类场地上大;地震作用下,运行压力越小的管道产生的应力峰值越小,允许椭圆度越大。研究结果对于弯管的抗震设计与检测维护有重要的参考意义。

煤层气采气平台埋地弯管腐蚀行为及应对措施

针对延川南煤层气田采气平台埋地管道弯管因腐蚀穿孔而产生泄漏的现象,对埋地管道的输送介质、土壤环境、腐蚀产物、弯管与直管的金相组织进行分析,并采用电化学手段研究弯管和直管段的腐蚀趋势。结果表明,煤层气井口采出水溢出增加了土壤的含水量和氯离子含量,增大了管道埋设环境的腐蚀性,促使埋地管道防腐层失效。弯管段材料晶粒粗大,电化学反应活性高于直管段,致使弯管区发生严重的局部腐蚀。由此,提出煤层气地面排水管道整改与埋地管道加强防腐层修复及阴极保护相结合的综合腐蚀治理对策,相关成果可为煤层气田采气平台的安全管理提供借鉴。(图7,表4,参30)

基于有限元方法的悬空管道稳定性分析

自然灾害中的土体塌陷严重威胁埋地管道的稳定性。为了研究埋地管道在悬空塌陷区的稳定性,基于有限元方法,研究了壁厚、外径不同的埋地弯管在悬空状态下的位移、应变和应力;采用特征值屈曲理论,研究了一定条件下埋地弯管在土体塌陷时所能承受的极限长度。结果表明,减小管道在土体中的埋深、增大管道外径以及壁厚,可以有效降低管道在土体塌陷过程中的位移,管道的应力和应变均发生在塌陷区的中心和两侧固支端的位置;管道外径、壁厚的提高,可以在一定程度上抑制局部应力过高;埋地弯管在采空区的极限长度约为87 m,并且增大管道外径和壁厚可增强埋地弯管在土体塌陷过程中的抗屈曲能力。