埋地油气管道并行敷设技术发展现状

国内几个大型管道工程项目相继采用并行敷设技术施工。介绍了中亚天然气管道、西部原油成品油管道、大连新港-大连石化原油管道的工程概况。一些学者基于现有标准和规范,分别从工程、经济、安全、设计等角度探讨了油气管道并行敷设管间距的确定原则;一些学者则借助数值模拟计算方法,分析了成品油管道对与其同沟敷设的加热输送原油管道的热力影响规律;另有工程技术人员针对并行敷设技术在具体实施和运用过程中存在的施工、防腐、维修等难题,对施工工艺进行了有益的探索。而综合考虑多种因素对管间距的影响,输气管道与输油管道、输气管道的同沟敷设,以及同沟敷设管道工艺系统和站场设置的优化,将成为油气管道同沟敷设技术领域的新课题。     

埋地管道同沟敷设非稳态传热数值模拟

采用有限体积法对成品油管道和原油管道同沟敷设非稳态传热规律进行了数值模拟,对比分析了有无同沟敷设两种情况对埋地管道传热规律的影响;计算分析了地表温度波动参数对同沟敷设管道热流密度和土壤温度的影响。研究表明:管道同沟敷设技术能够改善管道周边的土壤温度分布,有效降低原油管道对外界的整体散热量;地表温度波动振幅和波动周期的增大会加剧管壁热流密度的振荡幅值,不利于埋地管道输送的稳定性,应针对其加强保温措施。     

埋地参数对管道同沟敷设传热的影响

针对同沟敷设埋地管道的传热特点,采用有限体积法对成品油管道和原油管道同沟敷设的非稳态传热规律进行了数值模拟,计算分析了成品油管道和原油管道间距、埋深及成品油油温等因素对同沟敷设管道传热规律的影响。结果表明:管道间距的增加能够有效降低原油管道管壁平均散热热流密度,在管道间距增大到一定程度时,原油管道管壁平均热流密度趋于饱和状态;管道埋深的增加,能够降低成品油管道管壁和原油管道管壁的平均散热热流密度,增加成品油的吸热量和管道传热参数对地表温度波动响应的延迟时间;成品油管道油温的升高,能够有效降低原油管道管壁的平均热流密度。     

烯烃输送管道建设与运行的安全环保问题

以扬子石化-扬州化工园区的烯烃输送管道为例,分析了环境污染和安全风险因素,提出了控制废气、废水、固体废物、噪声等污染物的有效方法。工程建设参照油气管道行业的相关标准规范执行,采取提高管道设计系数、选用高质量钢管以及性能优良的防腐层等措施确保管道的本质安全;确定合理的安全间距以减少对沿线人员和设施的影响;两根管道同沟敷设时,在同一管沟内分层布置以减少对当地行政规划的影响;严格控制管道焊接、检验、清管、试压等环节的施工质量;设置RTU截断阀室以减少事故状态下的环境污染和经济损失。同时,总结了管道运营期间的安全要点,提出了防范措施。     

光缆与油气管道同沟敷设应用实践

光缆与油气管道同沟敷设施工方法可以充分发挥并利用油气管道的路由资源和站场资源,将光纤通信引入到管道通信中,从而满足油气管道生产运行的高可靠性和宽带应用的通信需求。描述了光缆在管沟中的位置,设计图纸与施工步骤,硅芯管保护等技术问题;结合鄯善-乌鲁木齐输气管道、西气东输管道、陕京二线输气管道、兰州-郑州-长沙成品油管道、西气东输二线管道等工程的应用实践,对光缆与输油气管道同沟敷设施工方法和改进措施进行了总结,指出了目前存在的施工管理、组织及施工责任方面的问题。     

钢管性能与管道使用环境

随着管道输送业的发展，对管道所用钢管的性能提出了越来越高的要求，通过分析钢材化学成分与金相组织对钢管性能的影响，以及管道所输介质环境和工程环境对钢管性能的不同要求，给出了输气管道韧性值的各种计算方法，指出钢管的性能主要是钢材的化学成分与炼制工艺所决定的。     

油气管道同沟敷设应注意的问题

油气管道同沟敷设应注意管道安全、管道间热力影响、管道间的阴极保护干扰以及管道施工与维抢修等4个方面的问题,介绍了这些问题影响管道安全生产和运行管理的原因,提出了相应的解决措施。     

油气管道并行敷设风险分析

针对中国计划并行敷设的某油气管道进行失效概率分析,以欧洲石油公司CONCAWE针对原油管道的失效统计结果和EGIG发布的欧洲天然气管道事故数据为基础失效概率数据,对其进行修正和调整,确定并行敷设的原油与天然气管道的失效概率修正值.根据天然气管道失效引起原油管道失效的事件树及概率,得到原油管道并行敷设时的失效概率为6.66×10-5 km/a,比单独敷设时的失效概率增大不超过0.9％.结合管道失效后果,计算管道并行敷设带来的附加风险,将计算风险与可接受风险进行对比,指出两条管道并行敷设是可行的.     

油气长输管道并行敷设间距设计

对比分析了国内外油气管道设计规范对并行管道敷设间距的相关规定,介绍了中亚天然气管道以及西部原油、成品油管道和西气东输管道关于并行管道的设计间距和施工维修间距的实际情况,从设计角度分析了油气长输管道并行敷设间距的确定原则.     

履带式岩石开沟机在管道建设中的应用

在秘道施工建设中，对石方段的管沟开挖一直采用传统的爆破成沟的施工方法，而履带式岩石开沟机在管道敷设的实际应用中可以发挥重要作用。介绍了岩石开沟机的技术指标、施工方法、适用范围和国内外的使用情况，指出了传统爆破成沟施工所存在的缺陷，并对两种不同成沟方法的优缺点、造价等方面进行了比较。     

管道全尺寸气体爆破试验完整性评估技术

中国石油天然气管道建设飞速发展,但高压力、大口径以及X70钢级以上高强钢管材的长期服役状况和极限状态缺乏历史数据,不能准确评估管道运行风险。针对目前国内试验技术的现状,充分借鉴国外管道全尺寸爆破试验场的使用情况,研究了高钢级大口径高压气体管道爆破试验场的功能,分析了试验场针对管道长期服役失效的应用领域,以及各类试验所需要的测试参数。研究结果表明：建立系统的全尺寸爆破试验完整性评估技术手段,对于管道运行安全可靠性以及全生命周期管理是必要的,系统设计管道爆破试验场的参数和功能,可为我国建立管道爆破试验场提供数据支持,必将有利于管道完整性评估技术的发展,提高管道本质安全。     

普光气田高含硫腐蚀缺陷输气管道安全评价

普光气田是中国特大型高含硫酸性气田,随着气田不断开采,集输工艺管道腐蚀问题日益突出。对普光气田高含硫输气管道所用L360管线钢开展应力-应变参数测试试验,采用Solid186单元对含缺陷腐蚀管道进行建模,基于非线性有限元隐式积分算法与塑性失效准则,分析了腐蚀缺陷参数对高含硫输气管道极限承载能力的影响规律,并通过静水压爆破试验,验证了模型的准确性。结果表明:腐蚀缺陷对高含硫输气管道强度的影响主要表现为局部应力集中;缺陷深度系数对高含硫输气管道极限承载能力影响最大,缺陷长度系数影响次之,缺陷宽度系数影响最小。研究成果为普光气田高含硫输气管道剩余强度评价提供了理论依据。     

重车碾压作用下X65管道力学响应及影响因素

随着中国城市化进程的加快,道路与管道交叉的情况日益增多,使管道运行安全受到威胁.以X65管道为研究对象,通过现场试验开展了空载、半载、满载3种动载荷作用下管道力学响应状态研究.基于试验结果建立考虑管土非线性相互作用的参数化数值计算模型,实现了车辆动载荷的精准模拟,数值计算结果与试验结果误差小于5％.在此基础上,探究了重...     

同沟敷设原油、成品油管道稳态温度场解析公式

常温成品油管道会影响同沟敷设的加热原油管道的土壤温度场。应用保角变换方法,推导了同沟敷设管道稳态土壤温度场的解析计算公式。以国内某同沟敷设管道为例,分别采用解析公式和数值模拟方法计算稳态土壤温度场,结果表明:在与管道水平距离小于2.5m的范围内,数值模拟结果大于解析公式计算结果;在与管道水平距离大于2.5m的范围内,数值模拟结果小于解析公式计算结果;两者的相对误差最大为5%,因此验证了解析公式的正确性。误差产生原因:一是两种方法的计算区域不同,解析法认为管道截面水平方向无穷远处的土壤自然温度场不受管道影响,而数值模拟法认为管道截面水平方向的计算区域存在边界;二是在公式推导过程中,为简化计算,对一些参数取平均值。     

西气东输工程

通过分析西气东输管道最低经济输量或经济运距与运价的关系,提出降低运价的两种方法。介绍了国外油气管道其壁厚、直径钢级及输送压力的设计应用情况,产敢东输管道工程钢级的选择提出建议,对天然气管道重要组成部分的储气库,建议在工程设计初期应加以考虑。另钙,就管道内涂层及外防腐层的选择、焊管类型的选择,闪光焊技术的应用、活动断层对管道的影响等诸多问题进行了阐述,并提出了建议。     

可变径管道检测器皮碗结构设计及密封性能

可变径油气管道检测器是一种可以同时对一个发、收球站间距内的不同口径管道进行在役检测的管道检测设备,其优点是通过能力强、适用范围广、经济性好。通过对实现变径检测的可变径皮碗的结构设计及密封性能进行研究,提出一套适用于油气介质的40~48 in(1 in=25.4 mm)可变径皮碗结构。利用有限元仿真分析、可变径管道检测器牵拉、气体密封驱动测试方法,验证了可变径皮碗结构方案的合理性和可行性。通过现场工业应用,证明可变径皮碗结构设计及密封性能均满足设计指标和现场应用要求。打破了国外长期对可变径清管与检测技术的垄断,为中国自主研发可变径清管及检测装备早日实现系列化工业现场应用奠定了坚实的技术基础。     

计算埋地管道经济保温厚度的一个新模型

以保温工程投资、动力消耗和热力消耗等三项费用的终值费用之和为目标函数,建立了计算埋地热油输送管道经济保温厚度的一个新的数学模型。该模型比较全面地考虑了油品性质、管道埋深、进站温度和资金的时间价值等影响因素。实例计算表明,管道埋地深度对经济保温厚度有着明显的影响,在进行保温设计时,必须考虑管道埋深的影响。对于小口径、长距离、大输量的管道,应该考虑动力损耗对经济保温厚度的影响。     

未来十年我国管道工业的发展态势

对未来十年我国的天然气、原油和成品油管道的建设发展趋势进行了分析和预测,认为随着我国能源结构的调整,天然气管道的建设和利用将得到迅速发展.对高等级管道钢的应用进行了重点研究与分析,认为经过优化设计,高等级管道钢可以应用于输气管道.在输油气管道的管理、老管道的维护和参与国际市场竞争等方面,提出了改进管理体制、采取有效维护手段和掌握国际竞争技巧的意见.     

腐蚀缺陷管道剩余强度评价方法选择及应用

基于可靠性的设计与评价方法是天然气管道评价技术的发展方向,对管道剩余强度评价方法进行适用性分析具有重要意义。介绍了ASME B31G准则、修正的ASME B31G/RSTRENG 0.85Ld法、C-Fer法、DNV-RP-F101规范、美国Battle实验室开发的PCORRC法等腐蚀缺陷管道剩余强度评价方法,并利用收集的管道试验数据对5种方法进行适应性分析。基于Monte Carlo模拟方法,计算得出多个参数的影响规律,并利用实际检测数据对在役腐蚀缺陷集输管道进行可靠性评价和剩余寿命的预测。研究表明:在评价对象一致的情况下,5种方法均具有一定的保守性,但在对中低级钢缺陷管道的剩余强度评价中,使用DNV-RP-F101规范更为准确,其操作方便、可靠性高,具有较高的工程应用价值。     

热油管道非稳态流动传热数值模拟研究进展

随着计算机技术和计算方法的发展,求解热油管道非稳态流动传热问题的数值方法得到了更广泛的使用。从管道防腐层大修过程非稳态流动传热的数值模拟、冷热油交替顺序输送管道非稳态流动传热的数值模拟和双管同沟敷设管道非稳态流动传热的数值模拟三个方面介绍了近三年来热油管道非稳态流动传热数值模拟研究的进展和发展趋势。