在役油气管道数字孪生体的构建及应用

中缅油气管道是中国首条经过数字化恢复构建数字孪生体的在役山地管道。通过基准点测量、管道中线探测、航空摄影测量、三维激光扫描、三维地形构建、倾斜摄影、数字三维建模等技术进行数据收集、校验及对齐,对管道建设期的设计、采办、施工及部分运行期的数据进行恢复,对站场及管道的设备、建筑等构建数字三维模型,形成管道线路数据资产库和站场数据资产库,构建中缅油气管道的数字孪生体。通过多系统融合,深入发掘数据价值,实现管道可视化运行、设备拆解培训、指导维检修作业及应急抢险作业等,为实现管网智慧化运营奠定了数据基础。(图1,表1,参25)     

中美油气管道完整性管理规范发展现状及差异

中国油气管道建设发展迅猛,加快油气管道完整性管理标准规范的体系建设势在必行,而美国油气管道完整性管理法规标准体系较为完备。采用对比分析方法,总结了中美油气管道完整性管理的发展现状,重点分析了中美油气管道法律法规标准有关基线评估、高后果区识别、完整性评价、维修维护等关键技术条款的特点及差异,提出了当前中国油气管道完整性管理在标准体系、监管、技术应用等方面存在的问题和发展方向。研究结果表明:美国已将完整性评价最低要求扩展至中后果区,冲击水压试验和超声导波探伤已列入油气管道完整性评价技术体系;中国提出了在役油气管道压力试验的新要求。今后可借鉴美国油气管道完整性管理的技术体系和先进理念,依托油气管道隐患治理工作,建立适合中国国情的油气管道完整性管理规范体系和政府监管体系。     

中俄东线智能化工艺运行基础与实现的思考

随着数字化、智能化等技术的发展,油气管道运行管理模式将发生根本性转变,形成以智能管道、智慧管网为核心的发展理念。从管道运行工艺角度对中国智能管道建设的基础及实现条件进行了分析:①从智能管道的定义、国内外智能管道的发展现状以及油气管道智能运行的物联网基础与技术准备3个方面论述了智能管道建设的基础及所需实现的功能,指出智能管道在油气生产过程中的应用性是智能管道建设的核心问题;②探讨了天然气管网数据、建模及计算复杂性的根源,明确了智能管道、智慧管网的建设思路;③以中俄东线天然气管道为例,阐述了中俄东线智能运行的目标、基础以及工艺运行智能化组成的设想,其中工艺运行智能化组成包括管道工艺仿真系统建设、基于管道数据的数字孪生体构建以及综合运行调度和可靠性评价。最后,针对智能管道技术发展与应用面临的形势与挑战,给出几点认识及建议。     

中国石油油气管道技术发展展望

叙述了中国石油重组改制以来及"十五"期间在科技管理部门的统一领导和组织下,在油气管道工程技术,包括管道勘察设计、施工技术与装备、高钢级管材及装备国产化、油气储运工艺、腐蚀与防腐、在役管道检测与安全评价、管道运行管理等方面取得的重要成就及形成的核心技术和创新成果。在对"十一五"管道建设发展及技术需求进行分析的基础上,提出了油气输送管道工程技术的发展方向。     

建设期油气输送管道完整性管理的数据采集

阐述了油气管道完整性管理的概念,认为在管道建设阶段开展完整性管理非常必要.针对管道失效的原因进行了分析,确定了油气管道建设阶段必须采集的数据,并对数据填报过程中可能存在的问题,给出了如何保证数据及时、准确及完整的相关措施.     

长输油气管道大数据管理架构及应用

随着我国油气管道规模的不断扩大,管道安全管理评价要求的不断提高,应用大数据技术处理分析管道设计、施工、运营过程中所产生的海量数据成为必然趋势。基于我国管道安全评价的要求,总结了我国管道数据管理存在的问题,介绍了管道大数据管理的初步架构方案:建立合理、准确的管道大数据基准线;建立统一的数据记录、存储形式;实现管道相关数据的全面采集;建立管道大数据的基本准则和管理模式,开发综合数据管理平台;建立基于大数据的分析决策程序。同时,给出了相关数据的处理流程和应用范例,对应用大数据进行长输油气管道安全管理具有一定的指导意义。     

高钢级大口径油气管道在役自动焊工艺

随着长输油气管道建设朝高压力、大口径、高钢级、大壁厚方向发展,油气管道在役焊接涉及的开孔三通、修复套筒等管件的壁厚也随之增大,采用手工电弧焊进行油气管道维修焊接效率低,且焊接质量难以保证,因此亟需实现油气管道在役焊接的机械化施工。从焊接工艺的选择、焊接试验过程、焊接材料选择、保护气体的影响以及焊接工艺评定试验等方面,开展了油气管道在役焊接自动焊工艺研究。通过自动焊技术在中国高钢级、大口径天然气管道B型套筒在役焊接中的现场工程应用,论证了在役焊接自动焊工艺的可行性。最后,提出了在役油气管道自动焊技术推广的建议。(图2,表1,参20)     

国内外油气管道运行管理现状与智能化趋势

根据国家发改委、能源局于2017年发布的《中长期油气管网规划》,油气管网将实现倍增式发展,对管道本质安全和运营效率同时提出了更高要求,推进管道智能化将有助于管道企业把握"保安全"和"求效益"的平衡点。为深化认识在工业4.0背景下管道企业由数字化向智能化升级所面临的挑战,从人均管理里程、管道失效频率、综合能耗率、设备国产化率4个方面对国内外油气管道运行管理现状进行了对比分析,梳理了国内外管道企业在智能化建设方面的先进做法,探讨了中国开展管道智能化建设面临的自动化、信息化、智能化3个方面的挑战,给出了智慧管网/智能管道建设的应对策略:同步推进管道自动化和信息化升级换代,积极开展管道智能化试点、示范工程建设,逐步缩小与国外先进油气管道运行管理的差距。     

数字管道中的工艺与自动化系统设计

数字管道的建设就是各种数据库和图形库的建设,而数字管道建设中的一些技术给管道工艺和自动化设计带来了一定的变化。通过利用数字管道建设的一些成果,设计人员能够使管道设计与未来的管理有机地结合,在设计阶段就对未来油气管道的运行控制和完整性管理奠定坚实的基础。通过数字管道建设要素的分析,阐述了数字管道中对工艺与自动化系统设计的要求,说明了管道工艺和自动化设计应满足数字管道的数据平台及数据模型,达到提高管道建设与运营管理的质量、效率、安全等综合管理水平的目的。     

智慧能源时代的智能化管道系统建设北大核心

建立基于"互联网+"智慧能源的智能化管道系统,是提升油气管道管理水平、促进行业发展的有效手段。阐述了"互联网+"智慧能源的内涵特征,分析了"互联网+"智能化管道系统的现实需求,提出了智能化管道系统架构设计和智能物流平台建设规划,搭建了涵盖数字化管理、完整性管理、运行管理、应急管理、综合管理的智能化管道系统,具备数据挖掘与共享、完整性管理及应急管理等核心功能。实例应用结果表明:智能化管道系统有利于转变管道管理方式,对提升决策管理效率、优化资源配置等具有显著作用;围绕管道核心业务,利用云计算、大数据分析、物联网、移动应用等技术能够实现智能分析预警、快速协作响应及安全高效运行,在提升系统数据质量的基础上构建智能化管道专家系统,为智慧能源时代油气管道的转型升级提供支持。