外径1422 mm、X80高钢级输气管道的消磁技术

油气管道组对焊接过程中,管端管口处经常存在着剩磁,当剩磁较大时易发生磁偏吹,有可能影响焊接施工进度和焊接质量。中俄东线天然气管道工程首次采用外径1 422 mm大口径、X80高钢级管道,现有的消磁方法和消磁设备对其适用性难以确定。为此,通过分析管道剩磁产生的机理,探讨了不同消磁技术的原理和优缺点,选取直流消磁技术开展现场试验,分析了国内外典型直流消磁设备的消磁能力,进而开展了磁感应强度对焊接影响、经验判断方法和空间分布规律试验。研究结果表明:①现有的直流消磁设备消磁能力差异较大,试验所选用的A型号直流消磁设备针对外径1 422 mm、X80管道最大消磁能力可达490 mT,并且具有电压补偿功能,消磁能力和稳定性较高,而其余设备的消磁能力则相对较弱,难以满足大口径、高钢级输气管道强磁力情况下的现场消磁需求;②直流焊机以及永磁铁等消磁方法的消磁能力较弱,可以作为在施工现场没有专用消磁设备时的一种备选消磁法,仅适用于磁感应强度较低、局部开展消磁的情况;③为了确保焊接质量,实际作业过程中,当管口剩磁小于5 mT时方可进行焊接作业,此时剩磁对焊接影响可忽略;④剩磁在管端轴向和周向上分布不均匀,现场消磁时需局部调整。结论认为,该研究成果可以为大口径、高钢级输气管道消磁及焊接作业提供支撑。

针对中俄东线高钢级大口径输气管道自动焊的设计提升

中俄东线天然气管道首次选用外径1422 mm、输送压力12 MPa、X80钢级的设计参数组合,并且首次全面采用自动焊施工。为了提高自动焊的焊接效率、保证焊接质量,从管道线路选线、管道敷设、材料及焊接等方面对设计方法和技术进行了改进与提升,重点针对管道路由选择、管道转向、管道穿越障碍物、线路用管技术条件、不等壁厚焊接坡口和管道可靠性校核等方面开展了相关技术研究。研究结果表明:①在线路选线原则上尽可能地保持线路走向顺直,坡度控制在12°以下;②在管道转向设计中,在空间允许范围内尽可能地使用大角度弹性敷设代替冷弯管和热煨弯管;③在穿越等级公路时,优先采用了新式盖板涵代替传统套管;④在管材方面,加强钢管不圆度等参数控制;⑤在焊接方面,采用新型不等壁厚内孔锥形焊接坡口;⑥在管道整体安全性方面,进行线路可靠性评价。结论认为,上述设计提升措施有效地提高了自动焊的施工效率和焊缝质量,使管道线路段的可靠性能够满足规范中的目标可靠度要求,在中俄东线的自动焊现场实施过程中取得了显著成效,可以为自动焊在后续工程中的全面应用提供技术支撑。

进口油气管道技术谈判要点透析——基于《中俄东线管道供气购销协议》前期技术谈判经验

2014年5月21日,中国石油天然气集团公司和俄罗斯天然气工业股份公司签署了《中俄东线管道供气购销协议》,标志着跨越近20年的中俄天然气谈判尘埃落定。分析该协议的前期技术谈判要点,包括进口油气管道技术谈判应充分发动集团公司整体力量,打造强有力的谈判阵容,建立高效的沟通机制和快速的响应机制,选择雄辩的首席谈判代表、得力的发起人和具备实战经验的翻译员。谈判准备期间应充分借鉴类似管道谈判经验,并充分调研国外基本情况;谈判策略要抓大放小,既要放眼国际环境又要立足技术细节,必要时可将多项技术条款"捆绑";谈判技巧需灵活应对,既坚持原则又不乏折中变通,争取双赢。总结中俄东线天然气管道前期技术谈判经验,为今后中俄西线及其他进口油气管道前期谈判提供参考和借鉴。

中俄东线大口径输气管道的投产气体运移规律及注氮量优化

中俄东线天然气管道是外径1 422 mm超大口径天然气管道在国内的首次应用,投产采用氮气作隔离、后续天然气置换的方式。为了进一步明确中俄东线天然气管道在投产过程中各气体的运移规律以及确定合理的注氮量,采用计算数值模拟的方法,建立了基于外径1 422 mm管道的组分输运模型,进行了基于投产实测数据的模型可靠性验证,分析了不同管径、不同初始氮气封存管容比、不同置换速度条件下的气体运移规律,得到了理论最优注氮管容比值。研究结果表明:①天然气置换时,重力因素不可忽略,与小口径管道天然气沿着管道中心线"锥进"不同,中俄东线天然气沿着管段的顶部突进;②天然气置换速度是影响气体运移规律的主要因素,置换速度越快,纯氮气管容比值越大,最终将趋于一个极大值,投产时应适当提高天然气置换速度;③在氮气封存压力为0.02 MPa的条件下,5 m/s、7 m/s、9m/s、15 m/s、30 m/s的天然气置换速度对应的理论最优注氮管容比值分别为7.60%、5.00%、4.50%、4.00%、4.00%。结论认为,该研究成果可为大口径天然气管道的安全、经济投产提供借鉴。

进口天然气管道关键技术和气质参数分析

目前我国已经建成中亚ABC三线、中缅天然气管道,在建中俄天然气东线管道,并规划建设中亚D线及中俄西线等多条进口天然气管道。各进口天然气管道建设之前需进行商务和技术谈判工作。针对这一问题,详细阐述了中俄天然气东线管道前期技术谈判所涉及的入境点位置、交气压力、交气温度、设计利用系数等管道关键技术条件,对天然气热值、水露点、烃露点、气质组分及杂质粉尘等气质参数的确定进行了分析,并提出了相关建议。

楚州盐穴储气库建库地质条件分析

楚州盐矿毗邻中俄东线天然气管道。在分析地震解释、资料井及老井钻探资料的基础上,为筛选出储气库建库层段,对该地区构造形态、地层特征、断裂发育、盐层横纵向展布、盖层密封性等地质条件进行了综合分析。该地区构造形态相对简单,浦二段上盐亚段第三岩性组合含盐厚度大,品位高,夹层少,盐层分布稳定,适合建设盐穴地下储气库。张兴区块盐岩含量分布稳定,夹层少,不溶物含量小,是建库有利区。通过分析各个盐群的地质情况,选取Ⅲ-7—Ⅲ-9盐群为建库有利层段进行储气库先期建设;杨槐区块目前只有一口资料井,待其地质资料进一步明确后再确定储气库建设层段。

X80钢级1422mm大口径管道断裂控制技术

在中俄东线天然气管道工程中采用高钢级(X80钢级)、大口径(外径为1 422 mm)的管道进行高压输送(压力为12MPa)可以有效增加天然气输送量,满足我国能源战略的需要。然而随着钢级、输送压力、管径及设计系数的不断提高,管道的延性断裂成为断裂的主要方式,止裂控制便成为研究的重点。为此,对止裂韧性计算的主要方法 Battelle双曲线(BTC)方法以及断裂阻力曲线和减压波曲线进行了深入研究,明确了BTC方法的原理及其适用范围,同时分析了BTC方法应用于高强度、高韧性管线钢时所存在的问题,给出了目前国际上针对BTC计算结果常用的修正方法。回顾了俄罗斯Bovanenkovo-Ukhta外径为1 422 mm X80管道断裂的控制方案,针对中俄东线管道的设计参数,对BTC计算结果进行了修正,进而制订出符合中俄东线天然气管道安全要求的止裂韧性值(245 J)。

外径1422mm的X80钢级管材技术条件研究及产品开发

为了满足中俄东线天然气管道工程380×10~8 m^3/a超大输气量的要求,大口径、厚壁、高钢级钢管便成为了主要选择。为此,结合该管道工程用外径为1 422 mm的X80钢管材技术条件的研究制订过程,对国内外管线钢管技术标准进行了对比分析,同时对外径为1 422 mm X80钢管材技术条件中的化学成分和止裂韧性等关键技术指标及制订过程进行了分析探讨,并对外径为1 422 mm X80钢管的开发过程及产品性能进行了介绍。通过生产试制和产品检测,证明现有技术条件合理有效地解决了化学成分控制、断裂控制、产品焊接稳定性等技术问题,不仅满足了工程要求,而且也适应生产情况,可以保障中俄东线天然气管道的本质安全。该研究成果可为中俄东线建设外径为1 422 mm X80钢天然气管道提供技术支撑,同时对于其他天然气管道工程技术条件的制订也具有指导意义。

中俄天然气东线管道全自动焊接工艺分析

全自动焊接工艺已成为长输油气管道焊接施工优选的焊接方法,对中俄天然气东线工程的X80M管线钢的焊接性进行了分析,介绍了X80M管线钢的母材、焊材及焊接设备,确定1 422 mm管径X80级管道钢全自动焊接工艺中焊接设备、坡口形式及焊接材料的选取,指出焊接工艺参数的选取应主要侧重于焊缝成型和内部质量,并通过预定工艺参数进行大量的焊接试验。

К65管道自动焊工艺研究及应用

介绍中俄东线黑龙江穿越工程项目中应用的天然气管道К65钢材,并分析其焊接性。采用STT半自动根焊+CRC M300C全自动填充盖面的组合焊接工艺焊接试件并开展了接头性能试验。结果表明:К65管线钢具有良好的可焊性,选用的焊接材料、焊接设备和工艺参数可用于该管线钢的现场焊接。通过现场应用效果可知,该自动焊焊接工艺获得了预期工效,且焊接一次合格率高,经济效益明显。

中俄东线黑河—长岭段线路可靠性复核

中俄东线天然气管道黑河—长岭段初步设计阶段的可靠性评价,管材基础数据来自试制钢管,环焊缝数据则参考焊接工艺适应性评价结果及以往工程统计数据。管道投产后,需要校验批量供货钢管相对试制钢管的性能差异及其对管道服役可靠性的影响,以及全自动焊的规模推广对管道可靠性的影响。基于新的基础参数,对比了试制钢管与批量供货钢管的性能参数,分析了全自动焊接环焊缝力学参数及缺欠数据,并采用最新数据复核管道的服役可靠性。结果表明:试制钢管与批量供货钢管的力学性能指标存在差异,但均满足标准要求;全自动焊提高了环焊缝质量,焊缝性能指标均高于标准要求;钢管性能波动直接影响管段的失效概率值,且随着服役年限的增加,外腐蚀引起的管道失效概率将逐步增大,但在30年服役期内,按照目前的设计、材料、施工、运行、维护标准,管道能够满足服役可靠性要求。