石油用管壁厚全覆盖监测方法的研究

石油用管一般由铁磁性材料轧制形成。管道壁厚受到油、气、水的腐蚀作用会发生壁厚变薄,严重的会受压破裂泄漏,造成安全事故。国际上常用射线测厚和超声测厚两大常规方法,不能满足对管道全面覆盖监测。本文研究一种对石油用管全覆盖的壁厚监测方法。该方法利用管道的磁屏蔽效益,对石油用管外施稳恒磁场充分磁化,由于壁厚损失区对壁内磁场的排斥作用,将一部分磁场排挤到管道外表面,利用大量磁敏元件覆盖管道圆周,拾取被排挤到管道外表面的壁厚损失磁场,转化为壁厚的损失图形,达到全覆盖监测石油用管壁厚的目的。

某平台天然气管内腐蚀评估与剩余寿命预测

评估天然气长输管道内的腐蚀情况,通过对管道基本情况、多相流模拟及剩余寿命预测等展开分析,得出发生的腐蚀主要为二氧化碳腐蚀。管道的整体腐蚀风险较低,后立管的腐蚀风险高于其他位置。综合预测5年后,如果以目前最大的内腐蚀速率发展,剩余最大壁厚仍不会超过管道的设计腐蚀裕量,管道暂且能够安全运行。

渤海某海底管道内部腐蚀状态评估

渤海某海底油水混输管道不具备内检测条件,为了解该管道内部腐蚀状况,需要识别出管道内部腐蚀风险因素,进一步预测管道的内部腐蚀程度。通过腐蚀风险因素筛选,管道内部腐蚀风险主要为CO_(2)腐蚀,Cl^(-)的存在对腐蚀具有一定的促进作用。通过腐蚀速率预测,自投产日起至今管道最大壁厚损失为1.64mm,腐蚀深度为12.9%。考虑维持现有状态运行,3年后和5年后的最大壁厚损失均未超过设计腐蚀裕量(3 mm),管道暂时能安全运行。预测管道入口端腐蚀风险高于出口端。

基于反射的L(0,1)导波的分段式管道腐蚀定量监测方法研究

腐蚀导致管道壁厚减薄,进而降低管道的强度和完整性,威胁管道的运行安全.提出了一种基于反射的L(0,1)导波的分段式管道腐蚀定量监测方法.通过分析不同壁厚下管道中L(0,1)导波的变化规律,提出使用反射的L(0,1)导波走时变化作为壁厚损失敏感特征,建立了反射波走时变化与壁厚损失的理论关系,根据实测的反射波走时变化和该理论关系量化管道壁厚损失.开展了实验研究,在管道上激发L(0,1)导波,使用实测的反射波走时变化评价管道壁厚损失,并结合理论关系得到对应的壁厚损失.结果表明:通过反射波走时变化可以灵敏识别和准确量化管道壁厚损失,由反射波走时变化评估的壁厚损失与超声测试值较为一致.与已有的导波方法相比,所提方法提高了对管道壁厚损失的分辨率和量化精度.而且,该方法克服了超声测试只能逐点扫描,检测精度受多种因素影响,无法远程实时在线定量监测管道壁厚损失的不足.

黄土塬区原油集输管道腐蚀检测及剩余寿命预测

为了识别壁厚减薄原因,掌握管道运行状态,以XFZ转油站至WTL联合站埋地集输管道为研究对象,绘制腐蚀开挖检测专题图,开展腐蚀产物特性、边缘腐蚀状态试验研究,预测管道剩余寿命。结果表明:目标管道以内腐蚀为主,腐蚀点沿内壁随机分布,腐蚀速度级别为"重",腐蚀程度级别为"严重";腐蚀类型为Cl+O_2+CO_2+H_2O环境下的垢下腐蚀,以溶解氧、CO_2腐蚀为主,Cl^-腐蚀为辅;腐蚀原因为介质含水率较高,流速偏低,水中含有溶解氧和CO_2,且Cl^-含量过高;目标管道最大剩余寿命为3.52年,平均剩余寿命为2~3年,F管段已达到剩余寿命极限需立即更换。

大型压裂施工中超级13Cr油管冲蚀规律研究

大规模压裂施工过程中,油管受到高速携砂压裂液冲蚀而导致壁厚变薄,增加了后续施工和生产安全风险。为研究大规模压裂施工对超级13Cr油管的冲蚀影响,利用喷射式冲蚀实验装置模拟压裂施工过程中冲蚀环境,研究了超级13Cr油管冲蚀速率与压裂液冲击角度、喷射流速、含砂量之间的关系。研究结果表明超级13Cr油管冲蚀速率随冲击角度增加先增大后减小,在30°时冲蚀速率最大,材料损伤在冲击角度较低时以微切削为主,在冲击角度较高时以挤压锻打脱落为主。冲蚀速率随着压裂液流速和含砂量增加而增大,冲蚀速率与喷射流速之间呈幂函数关系。依据实验数据建立了冲蚀速率计算模型,能够预测在不同施工排量、注入量条件下超级13Cr油管压裂冲蚀后油管壁厚损失,可为压裂施工参数设计和后期管柱安全评价提供重要参考。

输气站场轴流式流量控制阀的冲蚀特性

为了明确输气站场轴流式流量控制阀的冲蚀风险部位与冲蚀速率,以典型轴流式控制阀为研究对象,基于CFD方法分析了控制阀流体域的流速和冲蚀特性,明确了控制阀出现冲蚀风险的工况和部位。在此基础上,建立了常见工况下流量控制阀壁厚损失计算方法,并且通过壁厚测量实验进行了验证。研究结果表明:①阀芯处流速高于阀前变径管处,是磨损最严重的区域;②在6年的运行过程中,开度为30%的运行时间占总运行时间的70%,对应阶段阀前变径管的壁厚损失约占总壁厚损失的17%,阀芯的壁厚损失约占总壁厚损失的14%;开度为70%的运行时间占总运行时间的20%,对应阶段阀前变径管的壁厚损失约占总壁厚损失的33%,阀芯的壁厚损失约占总壁厚损失的35%;开度为100%的运行时间占总运行时间的10%,对应阶段阀前变径管的壁厚损失约占总壁厚损失的50%,阀芯的壁厚损失约占总壁厚损失的51%;③随开度增加阀芯处冲蚀速率呈减小的趋势,变径管处冲蚀速率呈增大的趋势;④建立的控制阀冲蚀速率计算模型,修正了原模型中冲击角度函数f(a)一项,修正后f(a)中参数X为0.54、Y为-0.91、Z为0.79、M为0.1、N为0.64。结论认为,修正后的冲蚀速率模型预测精度较高,适应性较好,可以用于输气站场轴流式流量控制阀的冲蚀速率仿真模拟。