Mechanics of a Grip System of Three-Key-Board Hydraulic Tongs Developed for Offshore Oil Pipe Lines

This paper carries out the analysis of mechanics of a grip system of three-key-board hydraulic tongs developed for offshore oil pipe lines which has been successfully used in oil fields in China. The main improvement of this system is that a lever frame structure is used in the structural design, which reduces greatly the stresses of the major components of the oil pipe tongs. Theoretical analysis and numerical calculation based on thirteen basic equations developed Show that the teeth board of the tongs is not easy to slip as frequently happens to other systems and is of higher reliability.

低频导波检测技术在输油场站应用的效果分析

本文主要是对低频导波检测技术原理和应用进行分析,进而选取本次最优开挖验证点,通过MsS长距离超声导波检测仪在姬塬外输总站管网腐蚀检测过程中的应用效果分析,判断其应用效果具有哪些局限性和优缺点,为后续输油场站常规检测工作提供参考依据。

油气集输管道腐蚀与防护技术研究进展

针对油气集输管道存在的腐蚀问题,分析了油气集输管道材质、管外腐蚀和管内腐蚀等因素。总结了管道腐蚀的化学腐蚀机理与电化学腐蚀机理,化学腐蚀的同时往往伴有电化学腐蚀,电化学腐蚀较为常见,危害也较严重。系统地介绍了管道选材、涂层防护、阴极保护和缓蚀剂防护多种防护措施,指出将多种防腐蚀技术组合形成联合防护技术是未来的发展方向。

全球油田用聚烯烃管材专利技术现状与分析

借助智慧芽(Patsnap)专利分析工具,从申请趋势、地区分布、技术构成、申请人、重点专利等角度分析了全球油田用聚烯烃管材技术领域的相关专利文献。分析结果表明,全球油田用聚烯烃管材技术依然处于高速发展阶段,中国企业拥有绝大部分专利权,但核心专利技术集中在美、日的专利商手中;目前研究开发的重点是以RTP管为代表的聚烯烃复合管技术,特别是复合管中的聚烯烃内衬管材料的选择和配料技术。聚烯烃管材核心技术由美、日等国家掌握,而中国企业虽然起步较晚,但申请量巨大,综合实力不容小觑。

中缅原油管道泵出口压力表管线螺纹接头力学特性研究

中缅原油管道泵出口压力表管线存在持续微振、压力高、温差变化大等情况,导致螺纹接头处常出现渗漏油现象,严重威胁管道系统安全。采用有限元软件对1/2NPT规格的现场管螺纹力学特性进行数值计算,发现螺纹面上的振动频率从30 Hz增大到150 Hz过程中,最大Mises应力及最大剪切应力均明显减小,分别减小了14.11%和12.84%;管道内压从4 MPa增大到12 MPa过程中,螺纹面上的最大Mises应力及最大剪切应力明显增大,分别增加了247.2%和242.5%;环境温度对螺纹受力影响很小,当温度从10℃增大到80℃时,最大Mises应力仅增大了0.00019 MPa。振动是导致管螺纹接头失效的最主要原因,且振动频率135 Hz是现场螺纹受力急剧变化的临界点,应采取必要的减振措施来保证连接安全。

环空条件下输气软管内的气体渗透机理

输气软管有着非固定管线的优势被大量用于海上天然气的输送,是海上油气高效开发的重要设备之一,但由于天然气中小分子组分在压力作用下溶解到软管高分子内衬层中,会进一步扩散到软管环空层中,在环空条件将影响气体的渗透行为,会导致环空憋压并产生酸性环境威胁软管结构和使用寿命。为此,采用物理模拟与数值模拟结合的方法,研究了温度、压力、金属遮挡和泄压等条件下研究了环空输气管内部气体扩散过程,并分析了对气体渗透的影响。研究结果表明:(1)环空中的金属抗压层与高分子材料贴合,对气体的渗透起到了遮挡作用;(2)理论模型中利用第3类边界条件引入遮挡系数表征其遮挡作用,为理论计算的简化处理起到积极作用;(3)环空中的温度和压力影响水组分的相态变化,当环空中水组分的气体密度达到临界值,会出现液化水,液化水的出现为环空酸性条件提供了物质基础;(4)环空压力是影响渗透速度的另一个主要因素,对于新管,环空中压力上升的变化率随环空压力先增加后降低,对于输气过程中的软管,环空泄压后,其压力上升的变化率初始较大,随环空压力升高而降低。结论认为,实验和模拟过程得出的结论,可为输气软管环空状态计算与预测提供技术参考,也为输气软管的使用和保护提供了理论支撑。

煤层气L型水平井抽油机举升工艺应用研究

煤层气L型水平井主要采用水力管式泵、电潜螺杆泵等无杆举升工艺进行排采,但排采过程中水力管式泵地面设备故障、中心管漏失、卡泵等问题频发,电潜螺杆窜气烧泵问题严重且由于受大狗腿度的影响部分井无法下泵至合理排采井段。针对以上问题,本文进行了煤层气L型水平井抽油机举升工艺的研究应用,通过L型水平井水平井泵的针对性研发、抽油机举升系统设计选型、内衬油管防偏磨工艺及插接式简易气锚防窜气工艺的设计,确保了2口试验井的成功应用,为煤层气L型水平连续稳定排采提供了一种高效的举升工艺方式选择。

埋地钢管中添加稀土元素的耐腐蚀性能研究

随着未来全球可供大规模开采重质原油比例的逐步增加,我国炼油企业近年得以快速扩张。而建成炼油装置需要铺设大量金属管道,其中原料油过滤器、原料油聚结器和加氢反应器等众多重要设备均需配备污油管线,且采用地下铺设的方法。但目前采用的埋地用钢存在抗腐蚀性能差、维护成本高等缺点,为我国炼油装备在不同土壤区域的整体建成带来了许多困难。基于物理冶金学、材料学,通过添加稀土铈研发一种新型埋地用钢,用于提高埋地管道在典型土壤地区的耐腐蚀性能,降低整体维护成本。

H151区块HDPE内衬油管应用效果分析

H151区块随开发年限增长,含水率上升,常常出现偏磨腐蚀、偏磨结垢或偏磨结垢腐蚀共存的现象,严重制约了该区块油井的增产稳产。针对以上问题,结合HDPE内衬油管的技术特点,分析近年来H151区块偏磨井HDPE内衬油管的使用效果,认为HDPE内衬油管不仅机械强度优于普通油管,且具有良好的防偏磨效果。针对HDPE内衬油管容易出现偏磨段上移的情况,提出合理HDPE内衬油管使用长度,配套小直径抽油杆及小直径扶正器。文章提出一系列方法在现场应用效果良好,对实际生产具有重要指导意义。

非稳定流体与U形管路耦合振动特性研究

针对采油用管道内流体引发管道振动问题,研究了U形管路在内流作用下的振动特性,利用非线性耦合方法分析非稳定流体与管道相互耦合规律。流固耦合模态结果与前人计算结果相近,验证了数据的可靠性。模拟结果发现,在周期性脉动流体的作用下,管道最大应力及位移振动呈周期性变化;流体频率与管道基频相近时,管道位移振动频谱既有流体诱发的高频又有较低的管路基频。流体速度增加,管道位移增加,管道最大应力增加,管道基频减小。另外,发现脉动流体频率增加,管路基频增加。

输油管道小泄漏诊断和漏点定位研究

针对国内外对输油管道小泄漏诊断工作存在的不足 ,研究了一种基于改进的负压波诊断模型的泄漏诊断方法。它采用双扭环技术和GPS时钟同步技术实现对传统负压波诊断系统的改进 ,采用假设检验和模糊数学理论对小泄漏故障负压波进行诊断。改进后的系统具备较好的泄漏诊断范围和对微小泄漏量故障的诊断能力 ;利用假设检验和模糊理论结合 ,提高了系统的抗干扰能力 ;系统可对泄漏量大于 0 5 %的泄漏故障进行诊断 ,漏点定位精度达 1 4 4%。

试论含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性

正常工艺生产的输油管（不含穿透性缺陷）具有足够的断裂韧性值，但在水压试验时，却全部发生了爆裂．分析表明破坏过程是管中非穿透缺陷由于周围材料流变而变成穿透裂纹，使管子失效，所以失效抗力仅取决于管材及焊缝强度．当穿透裂纹撕裂到临界尺寸时，管子爆裂才发生．仅在这时，断裂韧性和强度才对爆裂应力有影响．因为用在输送线上管子的初始缺陷是非穿透性的，所以提高材料强度减少焊缝缺陷是增加失效应力的有效措施．

水合物法天然气管道输送的实验研究

随着海洋油气开发向深海进军,海底油气混输管线受困于天然气水合物堵塞问题。天然气水合物浆液管道输送技术是保障深水油气田开发的新工艺,而研究天然气水合物浆液的流动特性则是实现上述管输新技术大规模工业应用的重要基础。为此,自行设计了一套模拟海底油气管道天然气水合物生成及其浆体流动的实验装置,分析了模拟海底管道工况下天然气水合物的生成特点,推断出海底管道中天然气水合物生成大致经历乳状物→粒状物→团状物→云状物4个过程;测定了不同工况下天然气水合物生成的诱导时间和生成时间,发现随着反应压力增大,天然气水合物的诱导、生成时间逐渐缩短;比较了温度对天然气水合物生成的影响,发现随着温度升高,天然气水合物的诱导、生成时间均变长;研究了不同工况下的耗气量;初步探讨了海底管道中流动体系下天然气水合物的生成机理。该成果为海底管道以水合物法输送天然气提供了技术依据。

含缺陷石油管道极限承载能力分析

含缺陷的长输管线运行不安全 ,甚至可能导致管线失效。为此 ,研究了缺陷种类和尺寸对焊管极限承载能力的影响 ,并采用实物水压爆破试验进行了部分验证。由MPC -Prefis软件计算了X52ERW钢管在不同外表面裂纹尺寸下极限承载压力的变化规律 ,采用B31G公式计算含体积型缺陷钢管的极限承载能力。最后指出 ,对含表面裂纹缺陷的钢管 ,采用改进的B31G公式计算结果与实测值较接近 ,但在工程使用时偏于危险 ;采用API 579方法及Newton -Raphson公式计算结果偏于保守 ,且当裂纹尺寸达某一临界值后无法使用 ,对于含腐蚀性缺陷钢管 。

海底油气管道检测数据采集系统研究

提出压力差驱动爬行器携带漏磁传感器、超声波传感器、里程轮和磁力角传感器对海底油气管道状况及损伤位置数据进行采集的系统方案,采用漏磁和超声波两种信息融合技术,可以确保检测的准确程度。里程计数器和磁力角传感器记录数据可以给出损伤点的位置,对指导现场修复意义重大,并采用ARM嵌入式处理器完成数据的预处理和降噪与压缩存储,运算速度高,功耗低,可以实现远距离海底油气管道的状况检测。

环保型油田管道内壁纳米环氧防腐涂料的研究

油田管道腐蚀和结垢造成了巨大的损失,防腐、防结垢比较困难,而且涂料在热镀锌管上难以附着,为此进行了大量的研究工作,首先,通过合成固化剂,解决了涂料在热镀锌管上附着力差的问题;其次,合理选用颜填料以及纳米S iO2和纳米TiO2,同时选用有效降低表面张力的助剂,使表面结垢得到了比较好的控制。另外,通过控制混合溶剂的挥发速率,使产品能较好地适应长管道、小直径的特殊施工工艺及设备,并使产品施工固体分高,施工产生的漆雾少,具有很好的环保性能。

油田注水腐蚀问题研究

报道了注水对管线的腐蚀因素分析和研究 ,探讨了溶解氧、p H、细菌、共存阴离子及注水压力变化对腐蚀率的影响和作用 .研究表明 :在 p H=7～ 9范围内 ,腐蚀速率相对较小 ,而当 p H≤ 7或p H≥ 9时 ,腐蚀现象突出 ;O2 在阴离子 C1 -,SO2 -4 ,CO2 -3 等的存在下发生协同腐蚀作用 ,当 O2 的质量浓度由 1× 1 0 -3mg/L提高到 5× 1 0 -2 mg/L,腐蚀速率就由 1 mm/a提高到 3mm/a;细菌使水质变差 ,粘度增大 ;在 40～ 60℃下 ,随注水压力升高 ,催化作用使其中所含的有机化合物降解 ,导致水体色度和粘度增大 ,加速对管线和地层的腐蚀 .

阿拉斯加管道(待续)

简要叙述了阿拉斯加管道的概况,强调指出在管道建设初期,把环境保护、保护野生动植物以及保持生态平衡等问题放到极为重要的位置是有远见的;详细分析了阿拉斯加管道的制管方式、管材化学成分要求、管子机械强度规定以及为该管道编制的专用规范,并与API 5L标准及我国长输管道规范对比,从中分析阿拉斯加管道的独到之处;介绍了阿拉斯加管道穿过高寒地区四种不同类型永冻层的特点,以及由此而为管道敷设提出的设计原则、施工方法、典型支撑架VSM结构型式、特殊地下埋设的结构图。

油气管道投资的灰色预测与计算

用过去或现在的管道投资费规划设计未来的管道建设，可能导致建设期投资费不足，需先预测投资费再作规划设计；不同直径、壁厚的油气管道，其投资费亦不相同，需用回归方法来拟合其离散数据。因此，采用灰色预测和二元线性回归方法相结合，建立油气管道投资费的预测数学模型。算例用１４年的价格指数组成时间序列，采用新陈代谢ＧＭ（１，１）动态预测方法预测价格指数；将管道基期投资费按四组小范围的管径规格进行划分，再分别建立二元线性回归模型，并与管径规格不分组的回归模型进行比较，用分组的回归模型计算的基期管道投资费精度高、误差小。计算机运行结果表明预测、回归结果令人满意。经计算、分析、综合后，获得四组不同管径范围的管道投资费预测数学模型，预测出第１５年的管道投资费。由此可预测和计算第１６、１７、１８年的管道投资费。同时，还强调预测与计算中需注意的三个问题。

油气管道环焊缝缺陷适用性评价现状与展望

油气管道的环焊缝质量好坏与管道能否安全运行密切相关,近年来管道环焊缝问题日益突显,因此准确评价管道环焊缝缺陷的适用性对于保障管道安全运行具有重要的意义。为了给环焊缝缺陷安全评定提供参考,系统总结了现行的环焊缝缺陷适用性评价方法并归纳为6种类型,剖析了各类方法的原理、特点及适用性,从焊接缺陷、内外部载荷及材料性能等3个方面分析了目前环焊缝缺陷适用性评价过程中遇到的瓶颈问题,并针对高钢级管道环焊缝所暴露出的新问题,提出了环焊缝缺陷适用性评价的未来展望。研究结果表明:(1)环焊缝缺陷可分为体积型缺陷和平面型缺陷两大类;(2)对于体积型缺陷,主要考虑塑性失效模式,推荐采用修正的Miller方法;(3)对平面型缺陷,应同时考虑塑性失效和断裂失效模式,推荐采用BS 7910:2015标准中基于失效评估图(FAD)的方法,并根据可用材料参数及保守性选用通用失效评估曲线(FAC)或特定FAC。结论认为,该研究成果有助于保障管道的安全运行。