山区陡坡段大口径管道的施工技术

国内对山区段大口径管道陡坡施工的技术经验相对较少,以川气东送魏家包改线段的陡坡段管道施工为例,从施工技术难点,施工方案的选取、确定及技术特点等方面对山区陡坡段施工进行分析和总结,详细介绍了在山区陡坡段进行管沟开挖施工过程中作业带的平整、管沟的开挖、管沟的清理和安全保护几个方面应注意的事项,有助于研究人员在实践中进一步探索大口径管道陡坡段的可行性施工技术,对类似情况下的施工具有一定的指导作用,同时也可为小口径管道陡坡施工提供借鉴。     

基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析

为了视情排查川气东送管道关键危险源,保障天然气安全平稳输送,对川气东送管道的事故风险开展评估。提出了一种基于故障树与贝叶斯网络相结合的管道事故风险分析方法:将故障树分析清晰的因果建模能力和贝叶斯网络强大的动态更新能力相结合,根据川气东送管道的设计、运行及维护实际情况,建立了川气东送管道事故致因模型;将模型映射至贝叶斯网络,分析得出川气东送管道事故风险为1×10~(-3)等级,其中腐蚀是川气东送管道事故的第一风险因素;通过概率更新分析,得出了5条关键失效致因链。关键风险因素和失效致因链的得出对管道运行现场的危险源排查和风险预防具有指导意义,但仍不够精确,需进一步统计分析基本失效事件的概率数据,以得出更加准确的风险评估结果。     

基于完整性管理的川气东送数字化管道系统

介绍了基于完整性管理的川气东送数字化管道建设的设计框架和具体内容。结合完整性管理的理念,对川气东送管道的生产运行、风险评价、维抢修等环节进行了整合,归纳为管道GIS管理、管道环境与地质灾害风险管理、管道第三方破坏风险管理、管道本体缺陷风险管理、输气站场与设施风险管理及管道完整性评价6个方面。介绍了基于完整性管理的川气东送数字化管道系统方案设计的内容和研究方向。结合川气东送管道的实际应用情况,阐述了完整性管理与数字化管道平台相结合的优势以及今后的发展建议。     

滑管安装技术在山区管道施工中的应用

山区陡坡地段一直是油气管道施工的难点。详细介绍了滑管式管道施工技术的原理和工艺流程,并以图解的形式重点说明了管段与牵引装置的连结方法以及顺直管沟管段下滑就位、水平弯管沟管段下滑就位过程。通过分析总结该技术在西气东输二线工程中的应用表明,该技术能够解决山区陡坡地段管道施工的难点,缩短施工工期,降低施工成本,并取得良好的经济效益和社会效益。     

陡坡隧道大口径管道施工实践

以川气东送管道工程山区段大溪亮隧道陡坡段为例,总结了陡坡隧道大口径管道施工技术难点,提出了具体施工方案和关键技术:总体施工顺序为土建施工在先,管道安装施工在后;基于单管运输的需求和自然条件的限制,管道安装自上而下进行;单管运输采用加装变频器的卷扬机提供动力,专用轨道式运管小车完成运送;卸管和管子组对借助联合倒链架,并利用卷扬机进行动力牵引。上述技术均来源于实践,具有良好的可行性和实用性。     

川气东送管道土壤腐蚀埋片试验

埋地管道的土壤腐蚀对管道的安全经济运营造成不利影响。川气东送管道埋设距离长,土壤和水文地质条件复杂,易遭受土壤腐蚀。通过对管道干线沿线典型土壤的理化性质进行现场测试,并开展现场腐蚀埋片试验,得出川气东送管道沿线土壤的腐蚀类型和腐蚀性强弱。根据试验结果,川气东送管道沿线土壤的腐蚀性较强,处于劣等级的土壤占管道工程全程的1/3以上,应对管道实施有效的腐蚀防护处理。     

西气东输山区管道施工的管理与实践

以西气东输管道工程19标段为例,介绍了山区管道施工的总体计划、不同地段施工方案和各项施工工序的内容及其相互间的组织协调关系.针对山区段管道施工中存在的主要问题,并根据管道施工安全和质量保证体系的要求,提出了平原地段管道实行沟上焊接,山区地段管道全部采用沟下焊接的施工方案.南留沟峡谷和坂河峡谷管道施工的实践表明,轻型轨道运管法比较适宜在山区管道施工中应用.     

基于动态规划法与改进遗传算法的管网稳态运行优化

为了降低天然气输送管网的运行费用,更好地实现节能降耗,应用输气理论与最优化方法,建立了以输气管网运行能耗费用最低为目标的稳态优化模型。利用动态规划与改进遗传算法对川气东送管道运行方案进行优化,并将算法优化结果与商业优化软件Syner GEE-Gas的优化方案进行对比。结果表明:在川气东送管道一期设计输量下,优化方案可实现全线运行能耗减少2.92 MW,降幅为4.4%,从而指导天然气管网安全、经济、可靠运行。     

川气东送管道站场ESD系统误触发原因及对策

紧急关断系统（ESD）是输气站场自动化系统的重要组成部分，其可靠性与设备自身、外部供电情况等因素有关。以近几年川气东送输气管道沿线站场ESD误触发事故为例，对川气东送管道沿线各输气站场ESD系统误触发事件进行整理、分析，得出ESD外部供电系统异常是ESD误触发的主要原因；从ESD系统上级供电、同级负载及下级负载等方面，对导致ESD系统误触发的设备因素、人为因素、设计因素进行分析，提出防范措施。将防范措施推广应用于川气东送各站场，验证了其能够明显提高ESD系统在应用过程中的可靠性。     

输油气管道智能化事故应急体系建设

针对国内输油气管道事故应急体系存在缺少次生灾害预警、指挥协调不方便、应急制度文件难于兼顾针对性和适应性等问题,开展了管道智能化事故应急体系研究,该体系由事故响应、次生灾害预警、抢修规程智能化和事故应急调度组成。以"川气东送"管道为背景,将"川气东送"管道《抢险方案》(百案百例)拆分重组编成几十个单项作业规程,通过现场对规程进行推演、讨论和演练,开发了应急抢修规程体系智能化查询系统,系统可自动生成针对特定管道事故的应急抢修处置规程,避免了歧义。以信息技术为基础的管道智能化事故应急体系具有人力不及的突出优势,是提高管道事故应急处置能力的最佳措施。     

川气东送管道放空参数的计算

利用SPS软件建立了川气东送管道放空计算模型,模拟计算了不同条件下的放空时间和放空过程中的压力变化,进行了放空阀出口管径的比选。模拟结果可为合理组织天然气管道事故抢险提供技术支持。     

山区地段长输管道线路设计要点

以兰成渝管道建设为例，介绍了山区地段管道选定线设计中的各种敷设方式。针对山区地段的特殊地形，地貌，提出了管道变壁厚设计，防腐层的选用，管道上下涵敷设方式，转角处理方式以及水工保护工程的实施步骤等要点，并特别强调了山区地段管道水工保护的重要性。     

提升低压输气管道操作压力的方法

为适应气田开发和川气东输调配需求,改善威五输气管道长期低于设计压力运行的现状,根据美国ASME B31.8-1997标准和现场实际,确定了在役管道提升操作压力的施工工序,并结合其具体施工步骤,指出了在提升管道压力施工中应采取的安全技术措施和注意事项.     

一体式焊接截止阀的带压堵漏

川气东送管道站场、阀室大量采用一体式焊接截止阀作为压力或气体取样的根部接口阀,自投产以来,多次发生阀杆微漏,若处理不及时,持续泄漏会造成爆炸、火灾等安全事故。根据川气东送管道站场的泄漏状况,在投产初期采用更换阀门方法不可取的情况下,采取不停输带压堵漏技术。通过对现场泄漏状况的勘查,进行专用夹具的设计、制造,并在实验室内模拟现场压力表根阀泄漏后的带压堵漏治理,取得了良好效果。经现场实际应用,成功解决了困扰输气生产过程中一体式焊接截止阀阀杆泄漏的难题。     

川气东送管道首站压缩机启用影响模拟

对天然气管道首站单台压缩机故障停机时上游集输管网系统压力与流量的波动情况进行研究,有利于保障集输管网的安全运行。基于川气东送管网系统上下游集输管网概况,采用SPS软件模拟了首站单台压缩机故障停机对上游系统产生的影响。根据模拟结果,当首站一台在用压缩机紧急故障停机时,将影响净化厂及集输管网的压力和流量,并引起另一台压缩机流量增大、压力降低,从而影响整个川气东送管网的正常运行;同时,可能引起净化厂的净化装置系统压力波动,造成整个气田关断停车。据此,提出在首站增加放空设施,通过安全联锁泄放的方法保证管网压力平衡,降低对另一台压缩机的影响,从而保障整个川气东送上下游管网安全运行。     

川气东送管道安庆长江隧道穿越的施工监测

从接收井和始发井的围护结构、地质剖面及水文地质条件等方面介绍了安庆长江穿越隧道的工程概况,分析了盾构法隧道的掘进原理以及水文地质条件对施工、地表、堤坝沉降等方面的影响.结合工程实际,提出了盾构法隧道施工监测的原则、内容、方法、技术要点、监测精度要求以及地层沉降控制方法.施工实践表明,采用盾构法隧道施工监测技术,使川气东送管道安庆长江穿越隧道工程达到了有效控制地层变形的目的.     

川气东送川维支线应急投产技术

在川气东送管道一期投产过程中,为了确保新清溪1井正常生产,应急投产川维支线。在燕子窝-天生段和天生-金山段封存氮气隔离段,采用"气推气"置换工艺,对站场工艺管道与长输管道进行同步置换。利用阀室内的调流阀进行流量调节,控制置换速度,缓解气井油层的套管压力。采取干支线联通反输工艺流程,利用管存气确保普光净化厂的顺利投产。通过对注氮、置换、升压、流速控制等作业参数的具体分析,阐述了管道投产置换中的关键控制点及技术措施。(表2,图2,参10)     

川气东送管道江西支线的投产置换

针对川气东送管道江西支线与干线不同期投产的情况,介绍了江西支线首站扩建部分与干线站场的天然气管道、放空管道、排污管道等的连头方案和安全措施。阐述了江西支线投产前的氮气封存方案,即分为黄梅站江西支线分输部分和支线管道两部分进行氮气封存。介绍了江西支线投产过程中的阀门调流、管道置换和升压过程,通过合理调整江西支线首站的输气流程,利用二级调流方法,完成江西支线气推气置换和天然气升压过程,取得了良好的控制效果。投产置换过程的检测数据表明:氮气置换天然气的效果良好,置换方案是可行的。     

山区管道抢修设备缆索运输技术

针对山区地段传统管道抢修设备运输方式效率较低的问题,借鉴架空索道技术,通过对架空索道线路原理、运输工艺以及设备组成等进行分析,提出将缆索运输作为大型抢修设备短距离快速运输的一种方式。依托某成品油管道山区陡坡地段的维抢修作业,研究了一种快拆装模块化缆索运输技术,基于相关技术指标,通过对不同方案进行技术比选和适应性研究,确定以单索往复滑轮张紧方案(PRT-I型)作为缆索运输系统选用方案,同时通过对不同支架锚固方案进行比选,确定以卧式地垄方案为基础进行锚固方案的设计和优化,并建议在特别复杂的地段准备固定基础或为锚固方案作前期准备。     

接地导致埋地管道阴极保护失效的应对措施

为了查明川气东送天然气长输管道诸多阀室及邻近管段强制电流阴极保护失效、常年处于欠保护状态的原因,以其某RTU阀室为例,建立了阀室局部阴极保护的简单物理模型,通过模型推导与现场测试验证相结合的方法,得出管道与接地网导通诱发绝缘失效是导致管道欠保护的直接原因。在查找管道绝缘失效原因并进行定位的过程中,发现了长输管道阴极保护和防雷接地系统在设计、建造、运行维护期间的诸多问题,提出管道绝缘失效整改及保护电位恢复应采取电路隔离、牺牲阳极接地极改造、区域牺牲阳极热点保护、区域强制电流阴极保护等应对措施。(图4,表4,参20)