管道泄漏分布式光纤监测时-空大数据分析方法

分布式光纤传感器能够灵敏地感知管道任意位置泄漏导致的局部温度变化,但是海量监测数据却具有显著的时-空非平稳性特征,难以直接根据监测数据进行泄漏诊断。在统计模式识别框架下,提出一种基于滑动窗口离群值分析的时-空大数据分析方法,仅利用分布式温度监测数据的内秉特征即可实现管道泄漏的智能化识别,确定了滑动窗口长度和异常状态诊断窗口长度的取值方法,并且进行了原型保温钢管泄漏监测的物理模拟。结果表明:在管道完好的状态下,该方法不会发生误报警的情况,而管道一旦发生泄漏,该方法能够快速识别管道泄漏事件,并对泄漏位置进行精准定位。该方法是一种无监督的人工智能大数据处理方法,在埋地管道泄漏监测中具有良好的应用前景。     

基于分布式光纤传感器的埋地管道结构状态监测方法

油气管道结构状态退化以及损伤缺陷的发生具有显著的时空分布不确定性。为了实时评估埋地管道的结构状态,提出一种基于分布式光纤传感器的埋地管道监测方案,建立了基于分布式监测数据的埋地管道结构状态的定量评估方法,并以某埋地燃气管道为例加以应用。结果表明:基于分布式光纤传感器的监测方案,可与埋地管道施工工艺无缝衔接,便于实际操作;分布式光纤传感器可以准确获得埋地管道弯曲应变与管体温度的时空演化行为,克服了常用点式传感器无法覆盖管道整体的局限;利用管道弯曲应变、管体温度的分布式监测数据,再辅以管道的材料、几何参数以及内压监测数据,可以实时、定量评估埋地管道的结构状态,从而为埋地管道全寿命周期结构状态的评估提供依据。     

基于光纤传感的管道线路复杂状态监测技术

利用通信光纤感知管道沿线的振动、应变、温度,实现管道沿线威胁事件的监测与定位是国内外研究的热点,但将3种感知数据融合应用仍然处于探索阶段。基于光纤传感原理,提出了管道伴行光缆振动、应变、温度联合监测的方法:利用振动数据进行长度对齐、第三方活动监测,应变数据进行侧向位移监测,温度数据进行泄漏监测等运行异常分析,多维监测数据经过空间长度对准、时间对齐后进行联合分析、交互验证,能够进一步降低误报率。3种感知数据的融合应用能够实现管道复杂环境的线路状态感知,可为管道安全运行提供决策支持。(图9,参22)     

埋地管道防腐保温结构的适应性

论述了在有保温层条件下，埋地热输管道钢管自身的弹性结构与防腐保温结构的适应性。从防腐保温层和保护层强度、层间粘结力及钢管与防腐层之间粘结力着手，选择材料和防腐保温层结构，使管道获得土壤的约束力，确保管道稳定性。从防腐保温层材料的抗拉强度、抗压强度、热胀特性及各层间的粘结力着手，研究热胀冷缩的同步性，使管道在热变形条件下，确保管子与保温层之间不滑脱或防腐保温层不产生开裂。经输送稠油管道现场检测证明：     

埋地长输管道裸露的处理方法

格拉输油管道挂越三岔河大桥后,深埋1.2m,距河岸30m左右,沿水流方向敷设。1981年在一场大雨造成的洪水中,沿河的250m管段受到冲击,使之暴露于地面并局部悬空,其沥青防腐层在烈日曝晒下软化流淌,严重地影响着管道寿命和输油生产的安全。为尽快处理此段管道,经研究、比较,最后     

埋地管道腐蚀评价与维修方法

针对胜利油田河口采油厂埋地管道腐蚀穿孔及改造投资较高的现状,提出了埋地管道腐蚀评价及维修方法.利用管道电流检测评价技术和现场开挖核实等综合手段,确定管道腐蚀程度,掌握埋地管道腐蚀的位置,对破损点进行优化设计.该方法针对性较强,可以提高投资利用效率,但工作量大,操作复杂、施工组织管理困难,完善后具有较好的应用前景.     

地埋输水管道土建工程的建设

地埋输水管道工程是指在各种类型的微喷灌工程中,为达到保护管道及配件、合理泄水等目的而建造的工程,主要包括管槽、阀门井、泄水井、镇墩等.     

埋地钢质管道新型三层PE防腐层的结构设计

以我国用于埋地长输螺旋焊缝钢质管道三层PE防腐层的结构在原《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》（SY／T4013－95）的基础上进行了新结构设计和耐蚀性研究。提出了FBE层的新结构方案即FBE厚度为120－160μm；粘胶剂层厚度为170－250μm；三层PE防腐层厚度为1.8-2.0mm；焊缝处防腐层厚度不低于1.0mm。在保持防腐性能的前提下，对防腐层结构进行调整，合理减薄聚乙烯层厚度，增加环氧粉末厚度，实现防腐层最佳的性价比，减少成本投资。     

埋地管道交流腐蚀的实验室评价方法

针对长期以来埋地管道交流腐蚀评价只能依赖现场测取的交直流参数且准确性欠佳的问题,提出了一种埋地管道交流干扰腐蚀的实验室评价方法.通过现场测取实际管道的交流干扰信号,在实验室使用取自管道沿线的土样进行大范围交流腐蚀模拟实验,评价埋地管道在现场交流干扰条件下的真实腐蚀风险.研究结果表明:采用对称电路和数字信号处理技术,可以实现在实验室内精确模拟实际管道在交流腐蚀和阴极保护条件下的腐蚀速率;通过覆盖现场测量数据的交流干扰腐蚀失重实验,可以最大程度地在实验室内实现埋地管道交流干扰的腐蚀风险评价与表征.     

滑坡作用下横向折线形埋地输气管道的力学响应北大核心

中卫—贵阳联络线K1224斜坡上的输气管道为典型的横向折线形埋地管道,受坡脚公路开挖和降雨影响,该段斜坡滑动导致管道变形。基于数值模拟和现场监测,通过管土分离的非完全耦合途径分析了不同工况下滑坡变形破坏特征和由此导致的管道力学响应。结果发现:坡脚公路开挖叠加降雨后滑坡活动加剧,管道沿坡体滑动方向水平位移尤其明显,在转折端附近出现位移突增现象;管道转折端附近应力明显大于直管段,受微地形控制的不均匀滑坡位移及其力矩作用造成管道南侧转折端附近应力集中程度最大;管道南侧转折端附近应力已接近管道材料极限应力,是该段管道最危险的部位。     

基于KPCA-GWO-SVM的埋地管道土壤腐蚀速率预测

为提高埋地管道土壤腐蚀速率的预测精度,对土壤腐蚀的影响因素进行了梳理和分析.通过核主成分分析法(Kernel Principle Component Analysis,KPCA)对影响因素进行了数据降维,随后对支持向量机(Support Vector Machine,SVM)关键参数进行了寻优,并将GWO-SVM、GA...     

埋地管道阴极保护参数的遥测

介绍自行研制的“管道参数遥测监控系统”在秦皇岛输油公司首站及铁秦线、秦京线上的遥测站进行管道参数遥测,其特点是直接利用管道和大地进行信息(电位、温度、温度场参数)传输,利用已有泵站为主站。主站向遥测站(监测点)发送指令,接收遥测站的信息,并储存、显示、打印。该“系统”已运行一年以上。文中给出阴极保护电位、温度、温度场参数的现场遥测结果。     

高压输电线与埋地管道相互影响的安全问题

分析了高压输电线与埋地油气管道相互影响和存在的安全问题,提出了应采取的措施及处理办法.根据埋地管道实际存在的危害因素和环境条件及各种相关的技术规定、标准,指出高压输电线与管道平行的安全距离应不低于20 m,当与管道交叉时,管道与铁塔的接地体安全距离也应不低于20 m.     

具有上凸初始弯曲的埋地管道纵向稳定性

基于土的物理非线性、管梁的几何非线性和纵横弯曲问题,导出了具有上凸初始弯曲的埋地管道纵向稳定性计算的一系列公式,其中的一些公式稍加简化后就是CECS 15∶90《埋地输油输气钢管道结构设计规范》所推荐的公式,对这些公式的实用性进行了讨论。由于土的物理非线性是建立在实验基础上,数学力学演绎是严谨的,假设简化是合理的,所以文中所列公式是符合实际的,而且一般偏于安全,这已为实验和工程实践所证实。埋地管道纵向稳定性研究属大位移非线性力学范畴,一般很难得到解析解,因而导出的系列解析解是简单实用的。     

埋地管道坚曲线的精确计算与布设

长输埋地管道随地形的起伏,形成了管道的立面转角。为保证管道的安全运营,转角处需布设竖曲线进行连接。以往管道竖曲线的布设、设计所采用的“圆形竖曲线测设表”及“输气干线设计手册”中推荐的方法,其计算值与实际值存在误差,不能保证所要求的精度。现根据切线支矩的理论,导出了布设竖曲线的精确计算公式。此式精度较高,可按要求取之,并适合各种竖曲线类型的计算。文中对以往所用方法存在误差的原因进行了分析,并介绍了精确公式的推导过程、计算方法及具体要求。可供长输管道线路设计、施工人员参考选用。     

基于RBF模型的埋地管道外腐蚀速率预测

为克服埋地管道土壤腐蚀因素之间具有模糊性、随机性、交互性及传统方法预测精度较低等缺陷,以某现场埋地管道腐蚀埋片数据为基础,选择10个影响因素为输入参数,以外腐蚀速率为输出参数,采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,对数据样本进行训练、验证、测试,建立外腐蚀速率预测模型,并通过Sobol敏感度分析确定影响腐蚀的关键参数。结果表明:10-35-1型RBF神经网络模型迭代至2273步时,均方误差为0.00099,训练、验证、测试阶段的相关系数分别为0.9707、0.9813、0.9901;与BP、MLR、SVM等模型相比,RBF神经网络模型的平均相对误差为2.07%,说明其在预测埋地管道外腐蚀速率方面具有一定优越性;土壤电阻率对外腐蚀速率的影响最大,且土壤电阻率、pH值、Cl^-含量与其他因素之间的交互作用显著,应重点关注。所建模型可广泛应用于管道外腐蚀速率预测,其结果可为管道完整性管理提供理论依据与参考。     

不同断层对埋地管道受力性能的影响

为了研究埋地管道在不同形式断层作用下的受力性能,自制了土箱试验装置,借此装置模拟断层的错动,测量得到埋地管道在断层错动作用下的应变分布和整体变形特点,分析了管道轴向应变和竖向位移随断层错动量变化的特征,探究了断层错动量、管道埋深、管径、断层倾角等参数对埋地管道力学性能的影响规律,采用FEM有限元方法进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比。结果表明:在该试验的参数范围内,随着断层错动量和管道埋深的增加,管道轴向应变增大;管径较大的管道,抵抗变形的能力较强;当断层倾角小于90°时,管道轴向峰值拉应变大于峰值压应变,此时管道以受拉为主;当断层倾角大于90°时,管道轴向峰值拉应变小于峰值压应变,此时管道以受压为主;对于走滑断层,管道轴向应变近似呈中心对称分布,两侧变形趋于一致。逆断层对于管道应变的影响最大,正断层其次,走滑断层对于管道应变的影响最小。(图17,表3,参21)     

地震裂缝错位作用时埋地管道的有限元分析

地震作用可引起地层沉陷、土壤液化、地层裂缝错位,对埋地管道有很大的破坏作用,为保障管道安全运行,必须开展管道抗震研究,使埋地管道能抵御一定烈度的地震力。分析地震裂缝错位对埋地管道的作用,根据最小势能原理,推导出在地震裂缝错位作用下埋地管道的有限元方程,利用该方程可计算埋地管道在地震裂缝错位作用下的位移、内力及应力,并提供了计算实例。     

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。     

基于分布式光纤传感技术的管道破坏联合检测方法

现有的油气管道第三方破坏检测方法的检测效率低、易受环境磁场等外界干扰,导致误报率较高.为了提高检测率,提出一种基于分布式光纤传感技术的油气管道破坏信号检测方法:先计算检测时段内每帧信号的短时能量与修正过零率,再计算所有帧信号的短时平均能量与修正过零率标准差,然后将两者联合起来,通过对破坏信号的有、无进行判定,可以实现有...