水平管多相段塞流中的流动腐蚀

Ｊｅｐｓｏｎ。Ｗ．Ｐ．等人在内径为１００ｍｍ的油，水，气三相水平管内对轻油，盐水，ＣＯ２三相段塞流中的腐蚀机理及影响因素进行了研究，试验表明，在段塞混合区内形成气泡脉冲冲击管底产生气穴效应，致使局部剪切应力很高，相应地，腐蚀速度也随之增高；腐蚀速度与费劳德数，流体的组成，油的粘度，ＣＯ２分压以及流速等因素有关；在一定条件下，腐蚀速度可用一个模型预测出来。     

海底油气管道多相流动中的若干技术

分析了海底混输管道多相流动中的若干关键技术问题,这些技术问题是,天然气凝析液输送技术、油水(稠油/水)输送、油气水三相流动规律的研究现状及存在问题;海底管道流动保障技术(气体水合物、结蜡等固态物控制)、海洋立管中严重段塞的形成和控制方法、天然气/凝析液清管技术、多相计量和增压设备和技术等。指出了在对多相管流研究的基础上,以流动安全技术作保障,应用先进的多相计量和增压设备,采用高度自动化控制系统,建设长距离、大口径、高压力油气混输管道,可以为我国的海洋油气田向更深水海域发展提供技术支持。     

油田集输管道介质多相流腐蚀数学模型研究

建立了多相流条件下油田集输管道介质腐蚀因素研究的数学模型。结合现场情况,研究了集输管道介质流速、含氧量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压、含水率7个因素对20号管材的腐蚀影响趋势,指出在集输管道中介质的流速、含氧量、细菌变化范围较大,是造成集输管道局部腐蚀的主要原因,低pH值和高矿化度的环境也加速了管道的腐蚀进程。     

西江油田现役海底管道内腐蚀现状评估

借助SEM、EDS、XRD等技术手段对西江油田现役海底管道内腐蚀现状进行综合评估,结果表明:该海管横卧直管段的腐蚀产物比较疏松,未见开裂现象,过渡段、弯管段、直管段的腐蚀产物呈淤泥状,呈现出不同程度的裂纹痕迹;最深腐蚀坑集中在横卧直管段和直管段,过渡段、内弧和外弧腐蚀坑深度较浅,但腐蚀坑横向扩展较大。分析了该海管的内腐蚀机理和耐腐蚀性能,着重讨论了流体流场状态、原油蜡含量、凝析水等因素对海管腐蚀的影响,结果表明:服役期内该海管主要表现为CO2腐蚀,均匀减薄率和局部腐蚀速率在轻度和中度腐蚀范围内,表现了良好的耐腐蚀能力。     

冲蚀与腐蚀运行环境下多相流管道设计准则

现行海上生产平台管道系统两相出油管的设计方法，是将流速按ＡＰＩ ＲＰ １４ Ｅ中建议的一个冲蚀速度极限进行限制。该准则建立在一个经验方程上，它不包括含固体（沙）或腐蚀性气体时的流速限制。叙述了为改进此速度准则所进行的工作，提出了新的冲蚀方程。新的冲蚀与腐蚀运行环境下多相流管道设计准则基于多相流中不同的磨损机理，其基本分类是：清洁环境、冲蚀环境、腐蚀环境、冲蚀和腐蚀环境。     

湿气输送天然气管道腐蚀检测与安全性分析

为预测分析20号碳钢湿气输送天然气管道未来的腐蚀速率,选取了具有代表性的采气管段进行了极端情况下金属的损伤积累速度的腐蚀检测.结果表明,管道输气量和水气比是激化腐蚀的主导因素,指出腐蚀速率会随着输气量和水气比的增大而提高,在输气量和水气比相近的情况下,腐蚀速率随H2S含量增加而升高;在靠近焊缝的母材中H2S容易诱发氢致裂纹和脆化,并且随着天然气中H2S含量增加,氢致裂纹的倾向会加大.此外,受冲刷腐蚀的影响,弯管处的腐蚀速率较高.     

国外天然气管道内腐蚀直接评价案例分析

介绍了管道内腐蚀直接评价(ICDA)的重要意义和实施步骤,分析了国外几条干气管道实施ICDA的典型案例,对其评价过程、评价结论以及评价过程中的不确定性因素进行了探讨,可为国内开展长输天然气管道的内腐蚀直接评价提供技术参考。     

利用模糊数学综合评价天然气管道的内腐蚀

通过对管道内腐蚀程度进行定量评价,了解管道的内腐蚀情况,是管道剩余强度评价、剩余寿命预测以及可靠性分析的基础.提出了利用模糊数学综合评价方法对天然气管道内腐蚀程度进行综合评价的具体方法,并通过应用实例验证了该评价方法的可行性.     

天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

天然气管道内腐蚀直接评价是一种重要的管道内腐蚀评估手段,为了提高内腐蚀直接评价方法的适用性与准确性,采用电化学测试与数值模拟方法研究CO2电化学腐蚀及管内颗粒冲蚀对管道内腐蚀的影响,并分析管道倾角与持液率对电化学腐蚀的影响.结果表明:天然气管道中电化学腐蚀对管道内腐蚀的影响远大于颗粒冲蚀的影响,颗粒冲刷作用可加速电化学...     

微含硫天然气管道内腐蚀分析与控制

天然气中含有少量H2S气体,若脱水不彻底,则会在管道内形成湿H2S环境,导致管体发生电化学腐蚀。以两东管道和柴北缘管道为例,利用内检测数据分析、焊接工艺评定及腐蚀机理分析等手段,对微含硫天然气管道内腐蚀机理进行分析,并提出腐蚀控制建议。不考虑内检测误差,两东管道和柴北缘管道内部管壁局部腐蚀点平均腐蚀速率分别为0.126 0 mm/a和0.008 6 mm/a,实验室腐蚀模拟试验测得工况条件下管体均匀腐蚀速率分别为0.006 9 mm/a和0.007 0 mm/a。焊接工艺分析表明金相和硬度满足相关标准要求,当前焊接工艺满足要求。相对较高的H2S含量和较湿润的环境是两东管道比柴北缘管道内局部腐蚀严重的主要原因。此类管道应该严格控制输送的天然气水露点低于环境温度5℃以下,同时定期清管排除管内积液,并设置腐蚀监控点,定期进行壁厚测试。     

磨溪气田气体流速对腐蚀的影响

气体流速大小对气田的腐蚀有重要影响。采用雷诺准数Ｒｅ判断了磨溪气田的气体流动类型，分析了气体临界流速，它是表征流体携带腐蚀产物能力大小的参数，磨溪气田的集输设备内气体流速都小于１．５ｍ／ｓ，因此导致部腐蚀严重。当气体中有液体存在时，只有能使流体在管道设备内呈雾状流动的流速才对管道设备的防腐最有利。同时雾状加注缓蚀剂能使缓蚀剂扩散均匀，提高缓蚀效率。     

混输管道与多相泵的组合特性

多相泵与混输管道有其各自的性能曲线，针对使用MPC208－76型双螺杆2多杆泵在10km的管道上对油气混合流体进行了增压输送的情况，研究并分析了不同管径，不同含气率以及不同流体粘度条件下，混输管道性能曲线与多相泵性能的组合特性，研究结果表明，管径，含气度率及流体粘度对管泵系统的流量影响不大，而对压力降则有显著影响。     

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考

通过定期对油气管道实施内外检测,及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷,采取相应的维修、更换措施,可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀等问题,阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状,介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用,总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题,从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面,提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍;在技术提升方面,建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究,启动微生物腐蚀机理和检测技术研究,开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究,研发组合式内外检测工具。(图4,参27)     

海底管道立管局部冲刷数值模拟

基于κ-ε湍流模型,建立了海底管道立管与海洋平台桩腿相连接、海流流经海洋平台桩腿发生绕流现象的三维流场模型,模拟了冲刷过程中不同条件下立管附近流场及压力的变化,研究了海底管道立管局部冲刷机理.模拟结果表明:随着与立管连接的横管悬空量增大,立轴漩涡越来越密集,海底管道局部冲刷速度加快;在一定范围内,随着桩腿与立管间距的增大,冲刷速度加快,但是当该间距增大到一定程度时,冲刷速度逐渐减慢;增大桩腿的直径,可以减少海流携带泥沙量,冲刷作用得以减缓.     

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。     

海底管道蜡沉积在线检测技术新进展

调研了国际上最新的海底管道蜡沉积在线检测技术。压力波传播技术可以准确检测管道蜡沉积的堵塞位置,但对堵塞长度和严重程度的检测可靠性较低;放射性同位素技术可以在线检测管道蜡沉积的位置和厚度,能够提供实时在线检测结果,可靠性较高;热脉冲蜡沉积检测技术可以对管道蜡沉积进行连续测量,可靠性也较高。现有海底管道蜡沉积在线检测技术基本限于在小型模拟环道中试验应用,极少部分试用于实际海底管道。因海底管道距离海上平台较远,故远程测试技术发展前景广阔。（图7,参13）     

基于概率的单点腐蚀管道极限内压分析

为了研究单点腐蚀海底管道的极限内压,评估管道的剩余强度,保证管道安全运行,基于前人的研究成果,提出了简化的无限长腐蚀管道极限内压计算公式,并验证了公式的准确性。同时,通过修正将简化的无限长腐蚀管道极限内压公式扩展应用到单点矩形腐蚀管道,并利用以往试验数据对扩展公式进行了验证。结合概率方法,在工程常用的95％保证率下对单点矩形腐蚀管道极限内压进行分析,提出上下边界值。结果表明：所提出的简化公式可以很好地对无限长腐蚀管道极限内压进行预测,同时扩展公式对试验结果的拟合较好,而基于概率得到的上下边界值可以作为单点腐蚀管道极限内压控制的阈值。研究成果具有重要的工程参考价值。（图5,表1,参18）     

某海底混输管道局部腐蚀原因

为了分析某海底混输管道外壁严重腐蚀的原因,采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、能谱分析及X射线衍射等手段对切割的2.2 km外壁严重腐蚀管段进行深入研究。结果表明:海底管道外壁呈现不均匀局部腐蚀形态,腐蚀方式以点蚀为主,局部伴有较深蚀坑;海底管道局部腐蚀原因是防水帽失效,使海水进入保温层,海水沿防腐层破损处渗入后与钢管表面直接接触,而钢基体中的硫化物夹杂为点蚀诱发源,由海水中的Cl-诱发并加速点蚀,部分点蚀向钢基体内部及周围扩展形成较深的蚀坑;海底管道局部腐蚀发生与发展的机理为自催化效应和氧浓差腐蚀电池,防水帽内侧盐分的浓缩进一步加剧了腐蚀进程,而防水帽对阴极保护电流有屏蔽作用,形成了封闭的腐蚀环境,使局部腐蚀难以控制。研究结果对于加强海底管道运行管理,保障海上油气田安全生产及提高开发效率具有重要意义。     

基于CFD模拟的输气管道阀门流噪声仿真

将输气管道中的气体流经阀门时的流场在CFD (Computational Fluid Dynamics)软件中进行三维仿真模拟,建立了输气管道阀门流噪声的产生模型.对气体流经阀门的流场进行稳态模拟和瞬态模拟,结果表明:湍流中的流体脉动(如压力、速度脉动)是流体流噪声产生的根本原因.将模拟仿真得到的阀门流场分布通过Lighthill波动方程转换得到偶极子声源,从而对阀门管段进行流体噪声分析,得到阀门流噪声产生、传播、衰减规律.通过试验对仿真模拟得到的阀门声场进行验证,表明了利用Fluent软件对气体流经阀门的流场和声场进行模拟仿真的可行性.研究成果可为输气管道音波法泄漏检测提供技术支持,为输气管道阀门噪声控制方法的制定提供理论依据.