南海流花11-1油田二次开发工程方案及关键技术

流花11-1油田区域水深约300~330 m,油田于1996年投产,采用水下设施+半潜式平台+FPSO方式开发,但由于设施老化,面临进入退役状态。考虑该油田还有较大的开发潜力,以经济有效开发为目标,对流花11-1油田二次开发方案开展了详细研究,确定了深水导管架平台+圆筒型FPSO的开发模式;针对南海最深水导管架(“海基二号”)、首次应用的圆筒型FPSO(“海葵一号”)设计建造面临的问题展开了系统研究,形成了深水导管架平台设计、420 MPa级高强钢应用与平台建造安装以及圆筒型FPSO的主尺度确定、舱室设计、系泊方案、外输方案等多项关键技术;为进一步降低投资,对流花4-1油田回接管缆利旧可行性及方案进行了研究。新技术应用推动了流花11-1油田的二次开发,对南海深水油田开发,尤其是边际油田开发具有较强借鉴意义。

滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理方案研究

为了解决滨海地区软土地基不稳定及承载力差的问题,以甬台温高速公路某互通至S218省道连接线工程为案例,深入研究了滨海浅埋深厚软土条件下高等级公路地基处理的有效方案。论文深入探讨了就地固化+预应力混凝土管桩处理方案的设计要点,对就地固化强度和深度、管桩桩长和间距的确定、预应力管桩路堤桩基承载力及沉降和稳定计算、提高处理路段稳定性的措施等方面提出了建议。

OD1422 mm X80管道环焊接头拉伸应变行为研究

基于非线性有限元方法,结合数字化图像相关技术(DIC)、硬度云图以及断裂韧性测试等手段,进行了含缺陷天然气管道环焊接头的变形能力评估。该方法考虑了管道、焊缝以及缺陷尺寸形状特征,利用钢管母材、焊缝、热影响区的实际性能构建分析模型,对比了不同缺陷尺寸下的断裂驱动力与裂纹扩展阻力,获得环焊接头拉伸应变能力,并利用宽板拉伸试验对分析结果进行了验证。结果表明:当拉伸应变为0.5%时,裂纹扩展阻力始终高于断裂驱动力,裂纹不会发生扩展;当拉伸应变为1.3%、裂纹深度为8.2 mm时,裂纹扩展阻力与断裂驱动力相等,裂纹处于临界失稳状态;当拉伸应变为4.3%时,裂纹深度高于5.2 mm,裂纹会发生扩展;宽板拉伸结果中,当裂纹深度低于5 mm时,失效模式均为母材颈缩;裂纹深度为9 mm时,失效模式为裂纹扩展,模型分析与宽板拉伸试验结果一致性较好。

含氢输送管道材料技术发展分析

随着氢能的广泛应用,输氢管道也成为了至关重要的一环。由于氢渗透造成材料的氢腐蚀,使输氢管道材料成为制约。主要介绍了3种国内外含氢输送管道研发方向:一是关于通过冶金和热处理来净化钢材、改变组织成分开发的纯净钢;二是通过在材料表面制备涂镀的阻氢层阻碍氢原子渗入基体;三是通过气体抑制剂来抑制氢原子在管线表面的吸附,可有效减少氢渗透。最后,对这3种技术提出了发展展望。

LNG接收站高压泵及高压管道系统压力等级优化研究

以某LNG(液化天然气)接收站为例,介绍了LNG接收站各运行工况下的物料平衡计算、高压泵扬程计算及高压系统压力等级确定的过程,并对影响高压泵扬程及管道压力等级的关键因素进行了分析。该LNG接收站为分期建设,一期工程建设规模3.0 Mt/a,远期工程建设规模10.0 Mt/a。物料平衡计算采用PORⅡ9.4软件得到各工况下LNG物理性质参数,用作高压泵扬程计算中的输入数据。通过优化高压泵运行工况选取原则,结合泵实际运行性能曲线,实现了高压泵扬程计算及压力等级选择的优化。优化后,一期+远期工程高压泵能耗最高可节约7.4%,并降低了高压泵出口管道及设备的设计压力及阀门磅级。

高钢级山地管道设计及安全性评估的再认识

永久性地面变形(permanent ground deformation,PGD)是造成山地管道屈曲断裂泄露并导致重大生命、财产损失的主要原因之一。现有PGD区山地管道“基于应变”的设计及安全性评估方法和技术标准对在役高钢级管道安全性评估偏于危险,亟待对其进行进一步的研究。针对山地复杂PDG工况下的“许用应变”及“计算应变”,从山地管道的主要失效模式着手,对山地管道管–土相互作用的应变计算方法(解析法、数值分析法及试验法)及安全性评估方法的技术现状及存在问题进行了分析,并结合我国山地管道未来的发展趋势及生产需要,提出了考虑在役管道的实际工况,进行基于管–土相互作用规律的设计及安全性评估方法的研究路径和内容。

高钢级管道钢DWTT试验的异常断口发生规律研究

针对高钢级管道钢在进行落锤撕裂试验(DWTT)时经常出现异常断口的现象,通过统计分析X65、X70和X80管材系列温度的DWTT试验结果,探讨了异常断口发生规律。研究表明,异常断口概率随管材厚度增加而增加,异常断口出现温度区间与FATT85密切相关,且随着管材厚度的增加有增大的趋势。

高钢级钻杆韧性指标的研究

随着超深井、定向井等先进钻井技术的应用,高钢级钻杆G105和S135大量使用,钻杆疲劳失效事故频频发生。高钢级钻杆在失效过程中疲劳裂纹稳定扩展长度为60～80 mm。推导出钻杆发生'先刺后断'失效模式的材料韧性指标——冲击功的计算公式,并首次提出应力强度比系数的表示方法。计算结果表明:钻杆材料的冲击功要求值随钻杆临界裂纹长度、应力强度比系数平方和钻杆钢级的增加而增加;为了保证高钢级钻杆发生'先刺后断'的失效模式,冲击功要求值应不低于80 J,抗硫钻杆的冲击功要求值应不低于110 J。

高钢级管线钢二次加热后韧性指标变化规律及其与组织关系探讨

弯管是长输管线建设必不可少的焊接结构件之一,在管线服役过程中,由于弯管结构独特,受力要较干线管复杂得多,是管道系统中的一个薄弱环节。在西气东输一线工程中,对弯管的韧性指标有明确规定,即要求夏比韧性指标为:120J,85%。由于该韧性指标自洽性较差,所以本文对高钢级管线钢二次加热后的韧性指标变化规律进行了研究,并和母材对比,并对其与组织的变化关系进行了探讨;EBSD研究同时证明,有效晶粒是反映CVN变化的合理参量。该研究结果对西气东输二线工程有重要的现实意义和重大的经济价值。

二次加热对高钢级管线钢韧性及其组织的影响

通过对大量二次加热高钢级管线钢试样韧性指标和剪切面积之间统计规律的分析,研究了高钢级管线钢二次加热后的韧性变化规律,并和母材对比;同时对其与组织的变化关系进行探讨。研究表明,高钢级管线钢在(800～1300℃)二次加热后,剪切面积和Charpy冲击功呈线性关系;背散射电子显微分析(EBSD)研究同时证明,有效晶粒是反映冲击韧性变化的合理参量。

当前国际油气管道工业的发展动向

通过统计和分析第三次国际管道会议发表的论文,对当前国际管道工业的发展问题进行了探讨,这些问题主要包括高压输送和高钢级管材的开发与应用、富气输送和管材的断裂控制、管道的缺陷监测、评估方法、管道完整性管理和管道风险管理等。目前我国在这些方面的研究与国际水平相比,还存在相当大的差距,应进一步加强在这些方面的科学研究。

大口径三通支管拉拔成形数值模拟与试验研究

通过有限元数值模拟与试验,对高钢级φ508 mm和φ1219 mm等径三通热挤压成形工艺过程中支管拉拔工序的工艺参数进行研究。首先通过数值模拟对拉拔道次的确定和成形载荷给出了合理定性的分析,最后通过φ508 mm等径三通拉拔成形试验对数值模拟的结果进行验证。其研究结果对实际生产有一定的指导作用。

X80高钢级管线用无缝钢管的开发

主要总结了X80高钢级管线用无缝钢管开发过程中的成分设计思路、热处理后样管性能。通过研制,表明选用C、Mn钢种,进行V+B或Mo+V或单独添加B元素微合金化,能够生产出低碳当量、良好冲击性能、满足标准要求强度的管线用无缝钢管。

高钢级管线管试样形状对拉伸试验结果的影响

对不同规格的高钢级大壁厚管线管在不同方向上的条形试样和圆棒试样的拉伸性能进行了试验分析研究,结果表明试样形状对拉伸试验结果有很大影响。对产生差异的原因做了进一步的探讨。最后在试验结果和分析讨论的基础上,对制定管线钢管产品标准(拉伸性能部分)时需要注意的几个方面做了说明,包括试样的形状和尺寸、试样的取样位置、试样的方向和标准中拉伸性能的规定等;建议对高钢级大壁厚管线管采用圆棒拉伸试样,同时对屈强比和延伸率进行适当调整。

高频焊接石油管的生产工艺探索

高频焊接石油管,主要应用在油田石油钻井,受力复杂,其化学成分、机械性能必须符合API5标准规定.针对J55、N80级钢,Φ73×5.5mm、Φ139.7×7.5mm高频焊接石油管的生产工艺进行了探索,制订了技术参数以及解决了实际生产中的技术难点.产品最终达到API5CT标准并满足了油田的使用.

PCC桩在高等级公路拓宽工程中的应用

以南京市绕城公路拓宽工程软基加固为例,探讨现浇薄壁管(PCC)桩的应用,并对地基加固效果进行初步分析与评价.选取桩号为K4+120,K6+920,K6+986的3个典型的观测断面进行沉降、沉降速率、水平位移观测成果分析.结果表明,PCC桩复合地基可有效地控制加宽路基自身的沉降、与老路基间的差异沉降和路基的稳定性,可以满足施工控制标准,具有沉降收敛快,工后沉降小的特点,荷载-沉降曲线呈缓变形特点,与文献得到的结论一致.

高钢级厚壁直缝埋弧焊管JCO成型下压量的有限元模拟及理论计算

采用有限元方法研究分析了φ1 219 mm×33 mm规格X80高钢级厚壁直缝埋弧焊管JCO成型过程中的应力和应变分布。结果表明:在该过程中,应力和应变均以钢板与上模具下压点为中心呈左右对称分布,最大等效应变和最大等效应力均位于弯曲处内外表面;随着位移载荷绝对值的增加,最大等效应变和最大等效应力也随之增加,当位移载荷h=18 mm时,模型最大等效应变达到屈服状态。采用理论计算方法得到该规格钢管的理论成型下压量h=17.8 mm,与有限元模拟计算结果非常接近。

高钢级螺旋埋弧焊管补焊工艺研究

为了分析L555M钢级Φ1 219 mm×16 mm螺旋埋弧焊管补焊焊缝的性能,采用夏比冲击试验、显微硬度分析、焊缝全壁厚弯曲和拉伸试验对补焊焊缝的性能进行了对比研究。结果表明,J557低合金钢焊条和开发的补焊工艺完全适合于L555M钢级螺旋埋弧焊管焊缝缺陷的手工修补,且补焊焊缝各项性能均达到标准要求。补焊焊缝表层熔敷金属微观组织为先共析铁素体(PEF)+针状铁素体(AF)+少量珠光体(P),随着熔深的增加,组织转变为粗大PF+少量P。

高钢级管线钢TEM显微组织分析

对X70到X100钢级管线钢的透射组织进行了微观分析和研究,并对其组织和力学性能的对应关系进行了研究.结果表明,随着钢级的提高,微观组织中针状铁素体增加,MA岛数量增加,位错密度增加.该结果和管线钢的力学性能变化相对应,和其所对应的TMCP工艺相吻合.

海底输油管道用(Q345B级钢)无缝钢管试制

总结了采用Q345B级低合金高强度结构钢 ,试制海底输油管线用的无缝钢管的生产工艺 ,分析了化学成份的控制及轧制工艺对钢管性能的影响 ,提出了采用Q345B低合金高强度结构钢 ,可以满足用户对该产品的要求 。