原油管道内检测作业安全分析与清管技术

在原油管道清管过程中,存在第三方破坏管材卷入、管道斜接、阀门未全开、管道凹陷变形、管道清洁度差、三通无档条等6种作业风险因素。某原油管道清管过程中,泡沫、机械器和磁力钢刷清管器在清管过程中以各自的清管标准和判断原则,经清管作业后管道的输送压力和排量显著提高。研究结果表明:泡沫测径清管器测径板变形量大于25%OD (管道外径)和机械测径清管测径板变形量大于20%OD时,应进行多次泡沫测径清管或机械测径清管,对比测径板变形和皮碗的损伤情况,分析造成测径板变形和皮碗损伤的原因,排除清管过程中的风险。磁力钢刷清管器清管杂质小于10 kg或多次清管杂质量相当时,可进行下一步检测作业。原油管道经多次清管后,管道的输送效能可提高20%左右。原油管道定期实施清管作业可以提高管道输送效能,及时发现超限变形,消除管道隐患,为内检测作业提供理论基础。

海底管道中泡沫清管器接触应力有限元分析

为分析清管器在海底管道中的清洁能力,以泡沫清管器为研究对象,基于有限元软件ANSYS建立清管器与管道的3维模型,进行数值模拟,并通过与理论解析解对比以验证模型准确性。在此基础上,从清管器接触应力分布出发,对泡沫密度、管道椭圆度、清管器过盈量、管壁摩擦等影响因素进行研究。结果表明:清管器在无损的均匀直管内接触应力均匀分布、在椭圆管道内则呈“8”字型不均匀分布;接触应力随清管器过盈量的增大而增大,但过盈量对清管器表面接触应力分布形式无影响;管壁摩擦使得清管器表面轴向接触应力分布不均匀,且接触应力随摩擦系数增大而指数增大;清管器密度只影响接触应力大小,对接触应力的分布规律无影响。

猪蹄角粉制备蛋白质类混凝土发泡剂及性能研究

分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱水解催化剂水解废弃猪蹄角粉。对2种碱水解催化剂做了对比,通过正交实验对水解条件进行优化。在100℃、1.5%的Ca(OH)2溶液中反应6 h制得了一种起泡力强、稳定性高的发泡剂。分别加入一定量不同类型的表面活性剂、明胶或阿拉伯树胶粉进行复配,试验结果表明,表面活性剂会降低发泡剂的稳定性,以明胶加入量为0.1%时复配效果最好,发泡体积达510 ml,稳定时间30.33 h。

泡沫清管器过盈量计算及其对清管效果影响

在对管道进行清理的过程中,清管器与管道内壁之间实现过盈配合而产生接触力,因此过盈量的设计对两者之间的接触力及清管效果具有重要影响。针对清管器-管道结构,分别建立平面应变模型、平面应力模型及空间轴对称模型,求解得到相互作用力与过盈量之间的函数关系。考虑实际工程应用,在过盈量确定条件下,采用有限元对管道内壁存在污垢的情况进行模拟,展示3种具有不同过盈量清管器的清洗效果。将3种力学模型所得到的结果与有限元模拟结果进行对比。结果表明平面应力模型、空间轴对称模型和数值模拟得到的结果非常接近,比平面应变模型更加符合工程实际,在此基础上,结合实际工程中所用参数,通过力学平衡方程,可以得到清管器运动所需的推动力与过盈量之间的函数关系;对工程中常用的管材钢和泡沫聚氨酯材料相配合的清管系统进行过盈量求解,发现其过盈量一般在2%~5%,符合工程实际需求。3种具有不同过盈量清管器的清洗效果说明若要得到较佳的除垢效果则需要合理设计过盈量。

一种用于管道检测的低成本智能泡沫测径器

提出了一种新型低成本、低风险、有检测功能的泡沫测径器。该泡沫测径器通过安装在泡沫载体上的传感器采集管道内径变化,通过集成在电路板上的陀螺仪对管道走向进行定位,其检测能力与传统价格昂贵的多功能管道内检测器相近。介绍了该新型泡沫测径器的工作原理及其结构设计,在实验室环境对关键部件的可靠性进行了验证试验。使用专门软件对获得的原始数据进行处理并可视化。最后,在现场测试中,对一条8km管道的两次测试数据进行综合分析,并与传统意义上的"智能清管器"的采集数据做出比较。结果表明,该检测器能够提供更多相关管道结构的信息,具有更好的灵敏度和附加功能。

子洲气田西干线积液量计算及药剂排液工艺技术

中国石油长庆油田子洲气田公司西干线积液导致管输效率低、能耗高、管网节点压力高,目前采取的频繁清管措施,不但影响正常供气,还存在着卡球、憋压等风险,给安全生产带来了极大的隐患。为此,根据实际管线路由以及气液两相流理论,建立了适用于该气田支干线的积液量计算数学模型,利用实际生产数据、清管参数进行模型的拟合和修正,得到西干线积液量与集气量、集气压差的实用关系式。同时根据该气田管线积液高含醇(体积分数为35%)、高含凝析油(体积分数为42%)的特点,研制开发了高抗醇、高抗油管道泡排剂UT-14,并进行了药剂排液试验。结果表明:试验前后管道进出口压差最多降低0.22MPa,排液效率超过33%,证实西干线积液实用公式的正确性和药剂排液在复杂地表下集气管线的适用性,可作为目前清管工艺的替代工艺,以确保集气管线的连续、安全生产。该成果对提高起伏管线集输效率、降低集输能耗和清管风险具有重要意义。

泡沫清管器在海底管道中的清洁能力分析

椭圆化后的海底管道可能会减小与清管器的接触面积而影响密封效果,进而影响清洁效果。为分析泡沫清管器在海底管道中的清洁能力,以泡沫清管器清洁海底管道为研究对象,从接触应力和接触面积角度衡量清洁能力,利用ANSYS软件分析管道椭圆度、清管器过盈量及管壁摩擦等因素对清洁能力的影响。分析结果表明:同一清管器在清洁不同海底管道时,接触应力会随管道椭圆度的增大而减小,并且椭圆度较大的管道可能会与小过盈量的清管器接触不完全而影响清洁效果;摩擦使接触应力分布不均匀,且摩擦越严重,应力分布越不均匀;接触应力随清管器过盈量增大呈线性增大,接触面积也会随过盈量增大而增大并趋于稳定。所得结论可为泡沫清管器的现场应用提供参考。

泡沫型清管器在子洲气田的应用效果评价

天然气管道在长时间运行后会出现杂质、液体附着或沉积在管道内壁的问题,不仅会增加管输能量损耗,降低输送能力,还会造成管道腐蚀,安全风险增加。因此,为保证管道高效、安全平稳运行,定期对管道进行清洁尤为重要。本文通过对传统式皮碗型清管器和泡沫型清管器进行性能分析及现场应用研究,确定了泡沫型清管器更适合应用于子洲气田,且试验效果良好,解决了传统式皮碗型清管器在应用过程中存在的安全风险高、效率低、资源浪费等难题。

渤西油气田海底输气管道清管技术

针对渤西油气田海底输气管道清管作业中存在的不利因素,改进了泡沫清管球清管技术,克服了管道变形、单密封面球阀不利于通球的技术难题,并成功地实施了该输气管道的清管作业,取得了明显的清管效果。渤西油气田海底输气管道清管技术的研究与实践,在一定程度上使存在局部变形或缺陷的输气管道也能进行清管作业,拓宽了清管技术的应用范围。

压力波法跟踪泡沫清管器

泡沫清管器通过结蜡原油管道内的蜡层突起时产生压力波,传递至上、下游采压点形成时间差,据此对泡沫清管器在管道内的实际位置进行跟踪。结合非洲乍得原油管道的实际清管过程,将计算模型与实际结果比较,满足要求。采用压力波法跟踪泡沫清管器解决不带跟踪器的泡沫清管器进行跟踪的问题,有助于管线安全清管作业及制定合理的清管输油方案,适用于结蜡较多的具有压力采集系统的原油管道,随着压力采集点的增多,跟踪准确度越高。

兰州石化-中川机场航煤管道工程几何变形检测实施方法

文中介绍了兰州石化-中川机场航煤管道工程的基本情况,介绍了泡沫清管器、皮碗清管器和几何检测器的发送过程,对发送数据进行了分析,对实施过程中出现的问题采取了解决措施,对几何变形检测的结果进行了评估。从几何检测的必要性、清管器的发送顺序、驱动力的选择要求、末端背压的建立和统一检测要求等方面对新建管道的几何变形检测实施方法提出了建议,为新建管道几何变形检测的实施提供了参考,有利于管道的全寿命周期完整性管理。

管道清管器用聚氨酯泡沫塑料的制备

以水作为绿色环保发泡剂,BDO为扩链剂,TMP为交联剂,A-11/A-30/T-9为催化剂,采用预聚体法合成了一种聚酯多元醇(POL-56T)、聚醚多元醇(EP330N)与甲苯二异氰酸酯(TDI-80)体系的管道清管器用聚氨酯泡沫塑料。研究了物料温度、模具温度对发泡的影响以及多元醇并用、泡沫稳定剂用量对聚氨酯泡沫制品的影响。结果表明:当物料温度和模具温度分别控制在50~55℃、45~50℃时,整体发泡较好;POL-56T/EP330N配合体系整体较POL-56T/EP303N体系好,当控制POL-56T/EP330N的配比在80/20时,泡沫制品密度、拉伸强度以及泡沫回弹性都较好;当泡沫稳定剂用量控制在1.5~2 pbw时,泡沫制品的泡孔结构好、开孔率高,利于泡沫制品的整体性能。

一种新型泡沫测径清管器的设计及仿真模拟

针对泡沫清管器在清管过程中不能准确判断管道变形,无法清除顽固残余物质,导致后期投放的检测仪器结果不准确,甚至堵塞管道等问题,设计了一种新型、低成本泡沫测径清管器,利用漏磁检测原理在泡沫清管器聚氨酯层中放置磁块,由霍尔元件测量管径变形时的磁场变化,即可得出残余物质的高度、外形等特征来进行预先测径。实现了在管道复杂工况中对管内结垢及变形情况的准确检测,避免了卡堵。以运行过程中的泡沫测径清管器为研究对象,通过ABAQUS软件仿真模拟其遇到残余物质时的变形情况,结果表明:当发生一定变形时,泡沫测径清管器外层泡沫体密度越大,厚度越薄;内层泡沫体密度越小,厚度越厚,测量得到的位移变化量结果越准确。(图2,表4,参20)