管道内检测器低频跟踪定位方法

为明确管道内检测器在油气管道中的运行位置,采用低频跟踪定位系统对管道内检测器进行实时监测。以电磁对偶原理为基础,利用偶极子模型研究了低频跟踪定位系统发射线圈的工作机理,低频跟踪定位系统发射线圈在近区场内不向外辐射能量,发射机和接收机通过发射线圈产生的磁场建立联系;利用ANSYS Maxwell仿真软件对发射线圈磁场分布特点进行建模仿真,发射线圈磁场在轴向和径向的磁场分布具有对称特性。试验结果表明:接收线圈输出信号特点与发射线圈磁场分布仿真结果具有很好的一致性;基于低频发射线圈磁场分布特性的低频跟踪定位系统的定位精度可达±5 cm,满足实际工程需求。     

基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法

基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。     

新型深水水下清管器发射装置

为解决传统深水海底管道的清管问题,结合海底管道的清管原理,设计了一种新型的水下清管器发射装置,从而有效地避免了平台发射清管器所带来的清管器回收和管道停输等问题。对水下清管器发射装置进行了详细的结构设计,主要包括连接器、保护框架、发射主体结构、上部开合机构和阀门控制系统;介绍了水下发射清管的作业流程,论述了该装置相对于传统清管器发射装置具有的诸多优势;最后对发射装置的储球筒和卡爪连接法兰这两个关键部件进行了数值分析,其结果显示满足设计要求。该装置为深水清管作业提供了一种新的行之有效的方法。（图8,参10）     

水下清管器发射技术进展

通过对比分析水下发射清管、平台发射清管和回路发射清管3种清管技术,指出水下发射清管更适用于水下边际油田的开发.水下清管器发射装置用于储存清管器和控制清管器的发射次序,主要由连接装置、清管器存储仓和控制系统组成.调研了国内外清管器发射装置的研究发展现状,总结了立式与水平式水下清管器发射装置的适用条件、关键技术及存在的问题,提出解决对策,如简化水下清管器发射装置的结构,优化控制方法,减少ROV在水下的操作步骤等.     

大落差管道清管冲击的有限元分析

中缅天然气管道云南段沿线地形复杂,多处形成了大落差起伏,给清管作业带来极大的安全隐患。针对大落差管道受清管器剧烈冲击而引起应力集中及变形的问题进行研究,基于有限元法建立清管冲击模型,分析管道受冲击时的动力学特性及在不同内压、清管器速度、土壤性质影响下的受力规律。结果表明:大落差管道受清管器冲击时,冲击力随时间变化曲线呈脉冲型波动;管道内压对清管冲击载荷影响显著,管道最大应力随内压增大而增大;清管器速度对冲击载荷影响较小;土壤类型为软塑性时,管道最大应力及变形会显著增大,并出现管-土分离状况。研究结果可为解决起伏地势下大落差管道安全清管问题提供理论依据。     

基于CFD清管器结构的管内流场模拟及优化设计

为了研究清管器结构尺寸对清管作业时管道流场特性的影响,以便寻求较为适合的清管器结构尺寸,以可调速直板清管器为例,利用FLUENT前处理软件Gambit建立了3个不同长径比的可调速清管器工作模型,并对其进行网格划分,然后利用FLUENT流体分析软件对不同长径比的清管器工作时的流场进行数值模拟,得到了不同长径比情况下清管器工作时的流场压力、速度和湍流动能的分布图。以清管器长度尺寸作为优化对象,对数值模拟结果进行对比分析后发现,清管器附近流场波动较剧烈,湍流动能及强度急剧增大,其在清管器内部流场中达到最大;清管器下游流场的湍流强度虽有所下降,但仍然是高湍流强度流动,长径比为1时各指标波动较小,说明长径比为1时对下游的流场影响较小,模拟结果与工程实际经验相符合。研究结果可为清管器的优化设计提供理论依据。     

起伏地形对宝汉天然气管道生产运行的影响

为了研究天然气管道在地形起伏地区的生产运行状态,以陕西省宝鸡-汉中天然气管道为例,结合实际生产情况,分析了起伏地形对天然气管道输量,以及积水静压阻力和段塞流对清管作业的影响;简化了积水静压阻力的计算公式,建立了分段积水柱长度和高程差与积水静压阻力的函数关系式。研究表明:起伏地形对天然气管道输气能力影响明显,未考虑高程差的输量普遍大于考虑高程差因素计算出的输量;起伏地形引发的天然气管道积水静压阻力和段塞流,影响清管器的运行速度和对清管器通过声音的监听;积水静压阻力足够大时,甚至可以击破清管器;通过积水静压阻力计算公式,可以精确确定清管器前后压差,为宝汉天然气管道清管作业提供理论指导。     

天然气管道内涂层磨损研究

为了有效分析各种工况对天然气管道内涂层的影响，提高涂层的使用寿命，通过模拟实际工况条件，利用天然气管道内涂层全尺寸设备，进行了粉尘磨损、热风循环和清管器拖拉实验，分别得到天然气中携带粉尘、温度变化和清管器运行对涂层影响的实验数据。分析结果表明：天然气粉尘和清管器运行对管道内壁减阻涂层的磨损影响较大，温度变化产生的热应力对涂层的影响相对较小。因此，降低天然气中粉尘的含量，减小清管器皮碗与内涂层之间的摩擦因数，减少清管器过盈量和使用轻型清管器，均可以减轻天然气管道内涂层的损伤，从而延长其使用寿命。     

长输管道直流消磁法及其ANSYS数值模拟

焊接具有磁性的管道焊口时,焊口剩磁产生的磁场和焊接电弧产生的磁场组成复合磁场,若复合磁场的洛伦兹力大于电磁场的收缩力,焊接电弧带电粒子的运动角度将发生偏转,在宏观上表现为电弧偏吹,即磁偏吹。若电弧的偏转角度大于45°,在焊接过程中将出现严重的磁偏吹现象;反之,磁偏吹现象不明显。利用有限元软件ANSYS对管道、消磁线圈以及外部空气进行实体建模,通过对模型简化和求解,得到消磁磁场的分布情况：磁场以通电螺线管的轴线为对称轴呈对称分布,且线圈中心的磁场强度最弱,距离线圈无限远处的磁场强度为0;沿径向两端管壁的磁场强度最大,无限远处的磁场强度为0,中间区域分布较均匀。最后,对长输管道直流消磁方法进行优化,并介绍了直流消磁方法的两种基本形式。     

清管器密封皮碗力学特性的有限元分析

清管器在油气管道内的运移过程是复杂的动力学问题,其密封皮碗与管壁的耦合作用是引起清管器动力学行为的主要原因。为了了解直板清管器密封皮碗与管壁作用的力学特性,采用有限元法,建立了单皮碗的二维轴对称有限元模型,计算并分析了用于DN200管道直板清管器的密封皮碗过盈量、夹持皮碗半径及密封皮碗厚度对密封皮碗接触应力、弯曲应力及弯曲角度的影响。研究结果表明:当夹持半径、厚度相同,皮碗与管壁的接触应力随着过盈量的增大先增后减,弯曲应力随着过盈量的增大而增大;当厚度、过盈量相同,皮碗与管壁的接触应力随着夹持半径的增大先增后减,弯曲应力随着夹持半径的增大而增大;当夹持半径、过盈量相同时,皮碗与管壁的接触应力及弯曲应力随着厚度的增大而增大。     

油气管道废弃处置中的注浆技术

随着废弃管道处置工作的深入开展,对于特殊地段不能拆除的废弃管道,在管道清洗后需要通过填充注浆材料防止地面沉降。废弃管道的注浆技术,主要是利用水泥、煤粉灰等注浆材料填充废弃管段,增加管体强度,防止管段受到外力压迫而发生变形或破裂,避免引起地上物的位置移动或地面塌陷。以兰郑长管道改线段为试验对象,根据管道注浆的基本原理,自主调配了注浆材料,基于填充要求进行了注浆现场试验。结果表明:注浆技术能够实现废弃管道填充处置的要求,对特殊地段的防塌陷起到关键作用,是废弃管道处置过程中的重要保障技术。注浆技术在兰郑长管道改线段废弃管道处置工程中的实际效果,为该技术推广应用奠定了基础。     

站场ESD系统触发回路可靠性及提升措施

天然气输气站场ESD系统是SIS保护层的重要环节,专注作用于工艺过程失控时的风险降低。西气东输管道公司站场使用的ESD系统,存在ESD按钮回路故障、系统接地等隐患,可能导致工艺过程失控,影响系统安全性及可用性。通过分析西气东输管道公司过去10年中所有ESD误触发事件,比较不同类型的ESD按钮回路及配套数字量输入卡件特点,选择最合理的提升措施,提出有效建议,使设备达到最佳的安全性和可用性,降低ESD误触发频率,可为输气站场ESD系统运行维护、升级改造、更新换代提供借鉴指导。     

基于机器视觉的管道通径内检测技术

管道通径内检测可以提前发现管道安全隐患,在确保管道安全运行方面发挥着重要作用。在机器视觉技术的基础上,将视觉测量技术中的Radon变换应用于激光光源投射成像方法中,提出了基于视觉的管道通径测量计算方法。该方法利用激光发生仪投射与管道内部形状完全吻合的激光环,由相机采集管壁上的光环图像,并将其进行边缘检测和细化处理,最终获得管道的截面轮廓曲线。通过Radon变换得到两条反映管道内径信息的光带,经细化处理提取光带中心线,进而根据中心线之间的距离计算得到管道在所有方向角上的内径数据。研究结果表明:该测量计算方法高效快捷,能够一次性获取管道截面在所有方向角上的内径信息,具有很高的实际应用价值。     

全球漏磁管道检测技术发明专利发展趋势

漏磁管道检测技术是一种应用较为广泛的无损检测技术。为了帮助中国企业了解更多的行业竞争态势,合理制定企业知识产权布局,对近年来漏磁检测技术相关专利信息进行了系统梳理。通过检索全球漏磁管道检测技术领域的专利信息,分析了漏磁管道检测技术在全球的专利布局情况和主要国家、主要申请人的专利布局策略。研究结果表明:近年来中国在漏磁管道检测技术方面的专利申请量和公开量增长迅猛,国外申请量保持平稳态势;国外主要申请人全部为企业,而中国主要申请人为高校、科研院所等,说明中国有大量研究成果尚停留在实验室阶段,有待实现产业应用。     

天然气管道相互依赖性风险分析方法

为了分析天然气管网与其他基础设施在空间、功能上的复杂相互作用关系,以及其中隐含的安全风险,研究引入了相互依赖性的概念,并结合天然气管网风险管理的实际需求,在地理位置、功能及后果三个方面对其内涵进行了分析。提出一种基于相互依赖性的风险分析方法,其半定量模块为事故发生的概率和后果划分了等级,而定量模块可以估计事故风险可能性。通过算例演示了该方法的计算过程,并根据研究结果提出了降低天然气管道与其他基础设施的相互依赖性及其风险的建议。     

基于3Ds Max和ArcGIS的油气站场三维可视化信息系统开发

伴随着越来越复杂的工艺流程和管网分布,输油气站场的故障问题逐渐趋于多元化,为提高站场故障诊断、安全管理和信息管理能力,以站场等比例、高精度的3Ds Max 软件模型为载体集成现有数据,在大数据分析技术和ArcGIS 开发技术的基础上将数据存储、数据分析及网页前端交互技术有机结合,形成能够动态实时掌控站场设备安全状态的系统平台,进一步提升安全生产的宏观监控、精准监管水平,从而推动信息化背景下“智慧站场”的建设,促进站场向数字信息化、管理可视化、目标智能化方向发展。     

输气站场轴流式调压阀的冲蚀特性

为探究输气站场轴流式调压阀在气-固两相流中的冲蚀特性,以典型轴流式调压阀为研究对象,采用壁厚测量实验和CFD 数值模拟的方法,分析了阀体在不同开度下高流速的分布特点及其对关键部分冲蚀速率的贡献,并基于Tulsa 模型建立了调压阀冲蚀速率计算模型。计算结果表明:入口变径管和阀芯笼套处流速高于阀体内流速,属于磨损严重区域;在运行的5 年中,开度30%时对冲蚀速率的贡献为1.7%,开度70%时为42.1%,开度100%时为56.1%;随着开度的增加,阀内各处冲蚀速率呈增大趋势;建立了调压阀冲蚀速率计算模型,修正了原模型中冲击角度函数f(a ),发现了预测精度较高且具有较好适应性的模型参数,对于输气站场轴流式调压阀的运行维护具有很好的借鉴意义。     

INTRODUCTION北大核心

Since its commencement in 1977,the exclusive Oil&Gas Storage and Transportation(OGST)Journal is dedicated to disseminating the latest scientific and technological accomplishments and advancements in oil and gas storage and transportation field.OGST is sponsored by PetroChina Pipeline Company.The main columns include forward-looking     

基于信息生态学理论的管道完整性管理系统

对于大型管道运营企业,借助现有的管理理念与技术手段实现完整性管理真正落地,推动其和谐、持续发展日显重要。结合企业信息生态系统的研究理论,以中国石油管道完整性管理系统（PIS）建设与推广应用为依托,以中国石油管道完整性管理业务应用为主线,效仿自然生态系统的物质循环方式,利用生态学的观点和方法,遵循开放、有序、合作、共赢的原则,以技术和管理手段将不同标准、数据、业务、工具、外部系统和用户通过信息流建立各条“生态链”,逐步构建了企业管道完整性管理信息生态系统模型,为中国石油管道完整性管理信息化的可持续发展提供了理论基础与实践指南。     

长输管道水击泄压阀的应用

在长距离输油管道的运行中,防止水击发生,是管道安全平稳运行的重要保证.介绍了长输管道使用水击泄压阀的情况,通过对不同泄压阀性能的比较,探索了引进产品经改造后,在国内管道上的应用效果,提出了进一步的改进措施.