西南油气田智能管道建设运营方案

西南油气田拥有国内建设时间最长,最复杂,最特殊的“产运销储一体化”天然气管网。公司基于已取得的建设成果,对标国内外智能化管道建设优秀案例,通过系统全面梳理地面工程各业务领域生产及管理需求,探索式的提出了以“效能管理、生产管理、完整性管理、安全管理”等四大业务为基础,以“智能应急辅助决策”、“技术经济一体化决策”为两大辅助系统,兼具“综合技术支持”和“任务一体化协同”的“4+2+1+1智能油气田管道建设运营方案框架”,形成了“总体部署、分步实施”的技术路线,为国内同类油田及天然气管网的智能化建设及运行提供了有效参考。

5G在油气田智慧勘探井场建设中的应用探讨

“智慧油气田”建设的重要一环就是“智慧勘探”,但在4G技术条件下,网络速率、延时、用户量限制等原因在一定程度上限制了油气田智慧勘探的发展。在分析4G技术条件下的数字化井场建设现状和技术瓶颈的基础上,通过对比分析,对基于5G技术的油气田勘探领域信息化发展的应用前景和发展方向做出了预测和分析。结果表明,5G技术具有的“高可靠、低延时、高安全、高数据交互、访问高速率”等优势正是实现“智慧勘探”的先决条件,基于5G技术建设井场物联网、无人机巡检系统、“智慧钻探”作业辅助系统、井场计算机仿真等应用都是“智慧勘探”建设的重要组成部分。

不同高压直流干扰工况下X80管线钢的腐蚀行为

采用自行搭建的装置对X80管线钢进行高压直流干扰腐蚀试验,并通过干扰参数监测和腐蚀形貌观察等方法,考察了在不同高压直流干扰下该钢在四川土壤中的干扰电流密度变化趋势及腐蚀规律。结果表明:电流密度在干扰初期快速增大到峰值,然后快速下降并趋于稳定,稳定值约为峰值的1/10;高压直流干扰时长(持续时间)对腐蚀速率有一定影响,腐蚀速率随着干扰时长的延长而降低;高压直流干扰的间隔时间对腐蚀速率也有明显影响,腐蚀速率随着干扰间隔时间的延长呈增大趋势,干扰间隔时间超过3h后,腐蚀速率明显增大;管道防腐蚀层缺陷面积和土壤含水率对腐蚀速率都有较大影响,当缺陷面积由6.5cm^(2)减小为0.2cm^(2)时,腐蚀速率增大了约3倍,当土壤含水率由17%增加为34.5%时,腐蚀速率增大了数十倍。

配气站浮动式球阀阀芯迎流面冲蚀行为及其后果

为了避免配气站常用浮动式球阀因高运行负荷与气携粉尘持续冲蚀而突发安全事故,选用Ahlert冲蚀速率模型,模拟分析了当30°开度时304不锈钢阀芯迎流面的冲击角变化趋势,科学评估了阀芯迎流面的冲蚀行为与薄弱区域。结果表明,粉尘在阀芯迎流面A~I测点处的冲击角随壁厚损失呈同步增大趋势,迎流面受粉尘持续冲蚀而不断凹陷,致使迎流面上粉尘的流速从7.4 m/s降至5.9 m/s;迎流面冲蚀后表面粉尘流速也呈现减小趋势,从0.010 kg/s降低至0.005 kg/s,且颗粒沉积的区域也在向球体的后方移动;迎流面上各处壁厚减薄速率不一,应有针对性地布置球阀防冲蚀涂层,并采用动态方法核算球阀在节流工况下的使用寿命。研究结论可为配气站用球阀的设计和维护提供参考。

大口径全焊接球阀双向密封性能研究

运输有毒或可燃性气体的管道泄漏易导致起火、爆炸等灾难性后果。大口径球阀常用于矿山通风或天然气集输管道,球阀的密封性能是设备安全稳定运行的关键指标。文章在高压密封和低压密封工况下对40英寸全焊接球阀的密封结构组件正、反向密封时的密封性能展开研究。结果表明:正、反向密封时,高应力区出现在阀座支撑圈上,最大等效应力小于屈服强度;阀座密封圈的高应力和最大变形均出现在与阀座支撑圈接触的2个尖角位置。高压密封时,阀座与球体接触区域的接触压力均大于介质压力,满足密封要求。相比于高压密封工况,低压密封时阀座与球体的接触区域明显减小,需确保介质工作压力大于设计压力,防止过低的介质压力降低其密封性能。该研究可为大口径球阀密封压力范围的确定提供参考,为大口径球阀双向密封性能分析提供研究方法。

HF公司JZ镇燃气输配管网适应性分析

通过对HF天然气公司崇州分公司在役城镇燃气管网进行数据收集、建模、管网水利计算,对燃气管网的运行能力进行评价,并提出管网优化方案,提高管网输送能力。结合规划期数据,提出规划期管网的合理布局方案,指导HF公司在今后的管网建设。

川南某页岩气井N80油管腐蚀穿孔的失效分析

为探究四川某盆地页岩气井N80油管发生腐蚀穿孔失效的原因,通过宏观观察、理化性能检测、组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等方法,并结合现场服役工况,系统分析了某N80油管发生腐蚀穿孔的原因。结果表明:油管理化性能及材质符合要求,油管表面有大量疏松多孔的腐蚀产物,以FeCO_(3)、FeS和CaCO_(3)等形式存在且可以看到SRB细菌的聚合体,EDS结果表明腐蚀产物中含有较多的S元素。该油管的腐蚀穿孔主要是由微生物腐蚀导致,CO_(2)和油基钻井液中的高Cl^(-)的耦合作用加速了局部腐蚀穿孔,添加杀菌剂可以抑制微生物对油管的腐蚀。

基于大数据驱动的恒电位仪故障诊断模型

针对目前恒电位仪故障诊断存在的技术难点,融合技术人员在长期阴极保护研究中积累的经验,借助大数据处理和神经网络技术,利用阴保系统信息监测点数据的时序特点,提出利用图卷积神经网络和Transformer模型相结合的故障智能诊断模型,并以恒电位仪无输出的故障为案例,讨论该模型的适应情况.研究结果显示,该模型的诊断精度达97%以上,满足恒电位仪故障诊断要求.

致密气地面建设标准化设计

为有力支撑致密气加速上产和规模效益开发,根据西南油气田沙溪庙组致密气井生产现状,持续探索致密气生产规律,总结排采期、稳产期、递减期特点,以技术与经济相结合为基本原则,坚持“模块化、一体化、橇装化”设计理念,采用“中高压集气+带液计量+气液混输+集中增压+集中处理”集输工艺,创建了一套适用于川渝地区沙溪庙组致密气高效开发建设的标准化设计文件,包括钻前地面一体化、平台、集气站、集气脱水站、配套工程等一系列标准化工艺及模块的设计。实践证明,标准化设计的应用可提升地面建设水平,满足致密油气田“快速、规模、效益”开发的目标,可缩短地面工程建设周期10%,缩减总体地面工程投资7%~10%,同时在平台地面节流的基础上,补充了井下节流工艺,形成“不加热、不注醇、不节流”工艺模式,在总图、工艺、供电、自控等方面简化后,可减少单井综合投资约220万元,减少月度运行费用约3万元。

地铁干扰下管道极化电位测试方法及应用

地铁干扰下管道阴极保护电位呈现频繁波动的特点,无法通过传统的断电法获得管道的真实保护电位。从需要断开所有外部电源的角度出发,提出采用试片断电法进行干扰下管道极化电位的测试,并通过现场试验研究,确定了影响管道极化电位准确测试的主要因素及其影响规律,建立了地铁干扰下管道极化电位有效测试的参数设置方法:试片极化达到稳定的时间不少于2.25 h;试片的埋设深度不低于0.30 m;试片与参比的水平间距宜为0.05~0.10 m。

输油管道池火灾事故后果不确定性分析

输油管道发生池火灾事故存在突发性和随机性,为此,以液池直径、燃烧速率和风速3个对池火热辐射通量影响较大的因素为不确定性参数,建立了输油管道池火灾事故不确定性分析模型,结合工程实例确定各不确定性参数的取值范围并采用拉丁超立方抽样法获取30000个随机组合样本,再利用蒙特卡洛法分析池火热辐射通量分布特征,得到与事故点不同距离处池火灾致死率统计规律。结果表明,热辐射通量均值和致死率随事故点距离的增大而减小。根据致死区域的分布情况可为管道周边风险等级划分提供依据。

输气站场过滤分离器压降与除尘效率变化特性

为通过压降来评价不同工况下过滤分离器的除尘效率和工作状况,指导现场过滤分离器滤芯的操作和更换,本文以输气站场典型卧式过滤分离器为研究对象,采用粉尘在线检测和计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,分析不同运行时间、运行压力下过滤分离器压降和除尘效率的静态与动态特性,并通过现场实际验证。结果表明:在相同标况流量下,操作压力越低,过滤分离器初始压降越高;随着过滤分离器的运行时间增长,其压降检测值将偏离拟合的最优二次曲线,其除尘效率也将呈下降趋势,特别是在运行压力较低时下降更快,其根源在于低压下气流速度快,可携带更多已聚结的颗粒流出,致使下游粉尘浓度上升;CFD方法预测与在线检测的除尘效率误差均低于20%,现场实际除尘量证实两种方法均有较高的准确性与可靠性,且适合过滤分离器压降与除尘效率变化的预测。

基于MATLAB GUI对燃气调压阀数值计算方法

调压阀的选型通常有流量表选型法和数值计算法。流量表选型法只针对具体规格和型号的调压阀。为解决不同压力和任意流量的调压阀选型,通过MATLAB GUI编制程序的方法对调压阀的类型和大小进行初选,可以快速选择不同种类和结构的调压阀,并明确阀门开度和可调比,为最终选择合适的调压阀提供数值依据。通过数值计算法和流量表选型法的数据对比,可以进一步验证数值计算法的合理性。

特高压直流入地电流对埋地钢管阴极保护的干扰影响

选取了川渝地区某管道和共乐特高压直流接地极为研究对象,采用阴极保护测试技术连续监测接地极放电过程中管道阴极保护参数,分析了特高压直流入地电流对管道的干扰范围及影响程度。结果表明:当该接地极以2900 A阴极放电时,管道全线共有11处极化电位超标;管道电位最负为-3347 mV,最正为+189 mV,管道电位正向偏移量超过100 mV的管道长度约28 km,特高压直流接地极放电影响范围较广;接地极放电过程中,恒电位仪、锌带等腐蚀防护措施对缓解和抑制杂散电流干扰起到了积极作用,但部分管段破损点位置依旧存在腐蚀风险。最后,结合管道阴极保护情况及测试结果提出了相应的建议。

从检查片的腐蚀谈燃气管道的阴极保护作用

除涂敷优良的外防腐层外,在长输天然气管道中应用较广的阴极保护方法也是保障燃气管道安整性和安全运行的重要手段。通过检查片的现场腐蚀试验,对检测结果进行分析发现,施加阴极保护对减缓腐蚀,保障管道的安全运行可起到极其重要的作用。

探究长输天然气管道腐蚀的形成与防腐保护策略

长输天然气管道发生腐蚀的情况较为常见,不仅能够导致经济损失,也能够严重威胁人民群众的生活安全,所以必须提出有效的解决措施,以避免长输天然气管道发生腐蚀,所以在本文中,将主要针对长输天然气管道腐蚀的形成原因进行分析,并提出合理的防腐保护措施。

天然气管道清管过程动态预测软件开发及应用

【目的】中国骨干天然气管网包含多条大口径、长距离天然气管道,对于天然气长输管道开展周期性清管作业是保障其安全、平稳、高效运行的重要手段。目前,清管作业仍是利用设立监听点和依靠操作人员经验方法来开展,无法提前模拟清管方案,并预测清管器运行速度、运行位置、到达时间以及管内压力变化等参数。【方法】为此,根据实际天然气清管作业特点,构建清管过程动态预测数学模型并求解,开发了天然气管道清管过程动态预测软件,并将其应用于某管道A—B、B—C、D—E输气管段的实际清管作业进行清管时间、清管速度预测。【结果】(1)基于改进的两相流瞬态清管模型和动态预测软件,能够准确预测清管过程中清管器运行速度、所处位置及到达各站时间等关键参数;(2)利用52次现场实际清管作业监测数据,验证了所用天然气管道清管过程动态预测软件的可靠性;(3)软件预测的清管时间、清管速度较实测数据的平均相对误差分别为5.94%、6.56%。【结论】应用该天然气管道清管过程动态预测软件,能够实现清管作业方案编制的高效性,降低清管人工负荷,保障清管过程的安全性,提升管道管理的智能化程度。(图3,表6,参28)

高钢级管道安全评价指标体系构建

大口径高钢级天然气管道一旦发生事故,将会造成重大人员伤亡和经济损失,对其进行安全评价至关重要。通过对国内外高钢级管道失效事件进行分析,将高钢级管道主要的失效影响因素归为材料、载荷及缺陷3大类,并基于出现频率最高的10个影响因素,构建了高钢级天然气管道安全评价指标体系。利用层次分析法获得了各指标的判断矩阵,确定了各个指标的权重,计算得到高钢级管道的安全评分。将该方法应用于某高钢级管道的安全评价中,掌握了管道的实时状态,并明确了薄弱环节和高后果区,可为高钢级管道的设计、建设及安全运行提供参考。

天然气储气库往复式压缩机异常磨损分析和控制

“十四五”期间全国天然气管网已形成了互联互通,但管输气质更加复杂,一定量的粉尘广泛存在于天然气管道中,导致储气库往复式压缩机压缩缸发生异常磨损。基于切向撞击能量模型,结合现场测量和计算流体力学动网格方法,明确了压缩缸磨损特性。结果表明,压缩缸内润滑油与粉尘混合后形成研磨膏,随着粉尘质量浓度从0.01%增至3.00%,研磨膏黏度从4.51×10^(5)mPa·s增加至1.27×10^(6)mPa·s,密度从890 kg/m^(3)增至980 kg/m^(3);压缩缸磨损多发生在其12点和6点钟方向,当活塞在行程的两侧时,压缩缸内剪切应力和磨损速率最小,当活塞位于行程中点时,压缩缸内剪切应力和磨损速率最大;发现对于每1000 h运行不需修复压缩缸(磨损量小于0.13 mm),粉尘质量浓度宜控制在0.60%以下,每5000 h和每10000 h运行不需更换压缩缸(磨损量小于1.16 mm),粉尘质量浓度应分别控制在1.30%和0.40%以下;当粉尘质量浓度为0.01%时,磨损速率随润滑油黏度降低而降低,当粉尘质量浓度为0.51%和1.00%时,当润滑油黏度在2.59×10^(5),2.21×10^(5),1.97×10^(5)mPa·s时,计算磨损速率随黏度降低陡然增大。

浅谈高压燃气管道风险与管控措施

高压燃气管道作为城市燃气管网中的重要组成部分,其安全管理的重要性不言而喻,本文将对国内高压燃气管网安全管理现状进行梳理,结合某高压燃气管道风险排查及评估案例,分析高压燃气管道存在的主要风险,阐述其对应的安全管控措施,从而提高管道完整性管理水平。