管道内检测器里程轮打滑原因

管道内检测器常采用里程轮定位的方法对管道缺陷进行轴向定位,但实际使用过程中,里程轮存在"打滑"现象,造成里程丢失,导致定位不准。为了提高管道内检测器的定位精度,分析了管道内检测器里程轮打滑的原因,建立了滚轮转动的力矩方程,探讨了各参数对轮体打滑的影响,并利用现有滚动摩擦模型进行了验证。建模分析结果表明:当检测器加速度过快时,滚轮自身加速能力有限而导致里程轮打滑丢失里程数据。通过在检测器上搭载速度控制系统,可调节检测器运行速度区间,避免检测器运行时出现过大的加速度;通过增大弹簧刚度、减小轮体的直径和宽度、轮体外圆滚花和局部热处理等方法,可以提高里程轮自身适应检测器加速度的能力。     

小曲率半径低压输气管道内检测器研制与应用

为满足油田小曲率半径低压天然气集输管道的检测需求，研制了一种适用于此类管道的漏磁内检测器。将漏磁内检测器聚氨酯导向盘更换为钢刷结构，有效减小内检测器在弯头处的启动压差，以降低内检测器运行速度，并对内检测器励磁结构进行优化，以减小永磁体体积。将改造后的内检测器应用于某油田此类输气管道，结果表明：与原有输气管道漏磁内检测器相比，改造后的内检测器在弯头处的启动压差降低约40%，内检测器最大运行速度由11 m/s降至6.8 m/s,95%检测里程控速在5 m/s以下，并可以准确获取管道内外壁缺陷数据。研究成果弥补了小曲率半径低压力输气管道内检测器的技术短板，可有效提升油田集输管道本质安全水平。（图4，表4，参22）     

管道环焊缝检测识别方法

针对管道内检测缺陷点的定位问题,提出了一种基于漏磁原理的管道环焊缝识别方法。在使用内检测结果对缺陷点进行修复时,需要准确定位管道缺陷点位置。内检测器通过搭载里程计来记录检测器前进里程,从而定位管道缺陷点位置。但是检测器在管道中的旋转前进方式及里程计的累积误差,导致检测器记录的里程与实际的管道里程存在较大偏差,且该偏差随检测里程增加而增大。为了准确定位管道缺陷及特征点,通过在检测器上加装焊缝检测器,在内检测数据处理中识别出管道环焊缝,从而借助通过环焊缝里程对缺陷点进行精确定位。牵拉试验证明:该环焊缝识别方法识别率超过95.24%。     

陕京输气管道的安全保证

对陕京输气管道建设的意义和该工程采用的安全保证模式——强度安全保证作了介绍。安全保证模式的内容包括:工程前期充分、全面的工作准备;以强度安全保证做为管道设计的核心;高标准的设备和材料选用;高水平、严要求的管道施工;新体制全方位的管理。介绍和评价了这一安全保证模式应用于陕京输气管道建设中的情况。指出在输气管道建设中实施强度安全保证模式,应在各方面进行全面细致的工作,才能收到相辅相成的效果,管道长期安全平稳运行才能得到保证。     

一种新型投产前管道智能测径检测器

传统的投产前管道测径方法存在检测周期长、人力物力消耗大、可靠性差等问题。为此,研发了一种新型投产前管道智能测径检测器,该设备的机械主体由筒体、皮碗、变形探头臂及里程轮组成,电气主体由记录仪、电池组、标记器及变形传感器组成。投产前管道智能测径检测器主要依靠空压机作为动力源,在不建立背压的管内环境下运行,并需解决不稳定的运行状态造成的检测数据丢失、信号失真等问题。现场实际应用结果表明：该装置能够在较短时间内快速发现、量化和定位站间管道存在的变形,从而大大缩短管道的施工工期,为管道验收提供科学依据。（图3,表1,参8）。     

输气管道完全堵塞对压力与流量影响的数值模拟

输气管道因压力或温度骤变、脱水不达标、清管不及时等因素很可能造成管道完全堵塞,严重影响其正常运行与平稳供气。针对管道堵塞定位问题,现有方法尚处在理论分析与实验阶段,还无法满足现场实际需求。以某输气管道为例,采用SPS仿真软件,模拟分析输气管道堵塞对沿线特别是近端点500 m处的压力与流量的影响,验证现有压力或差压变送器对瞬变参数监测的可行性。结果表明:当输气管道起点与终点压力保持恒定时,一旦某处发生完全堵塞,该处上游的压力因气体压缩而迅速升高,反之,下游的压力因气体膨胀而迅速降低;突变压力波将分别在堵塞点上、下游管段内来回传播,波峰将逐渐衰减,直至两管段沿线各点压力分别达到起、终点压力时,两管段内无气体流动;距堵塞点越近,压力与流量波动越明显,且达到稳态的时间越短。研究结果为基于压力与流量监测的输气管道堵塞定位方法的深入研究奠定了理论基础。     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

中俄东线天然气管道弯曲变形识别与评价

管道在外部载荷的作用下会发生局部位移及弯曲变形,当与管体腐蚀、制造或焊缝等缺陷叠加时,在应力集中点将引起管体失效,严重威胁人员安全、造成环境污染及经济损失。基于惯性测绘的内检测技术是一种准确识别管道弯曲变形及检测弯曲应变的有效方法,在对管道全线实施检测的同时以弯曲应变的形式反映管道在外部载荷作用下的弯曲状态。中俄东线天然气管道境内段途经沼泽、高寒冻融等地质不稳定区域,洪水、地震等自然灾害引起土体移动也会对管体施加外部载荷,在外力作用下管体发生弯曲的可能性较大,易因局部应力集中形成高风险点,通过分析管道弯曲应变数据,结合几何/漏磁内检测发现的管体缺陷,可以更加精确地识别定位对管道安全运行构成潜在威胁的高风险点,有针对性地制定监测、修复计划,为中俄东线天然气管道的安全运行提供有效保障。(图7,参21)     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响北大核心

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

输气管道气电混合动力漏磁检测器研制与应用

【目的】针对传统空压机动力源漏磁检测器在新建及低流量、零输量等长输天然气管道中难以适用的问题,研制一种气电混合动力漏磁检测器,并对其技术优势进行分析与验证。【方法】根据检测器在气体管道中行进的普遍原理,基于传统空压机动力源漏磁检测器实施管道内检测时的运行状态分析,提出气电混合动力内检测器在管道中行进的动力学模型,在漏磁检测器中额外增加电机主动驱动功能,使检测器在鼓风机和自有动力下行进,若遇阻力突变区,电机介入工作,规避了检测器卡堵憋压、发生气爆而高速行进等问题,同时保证其在管道中的通行性。【结果】气电混合动力漏磁检测器在中俄东线天然气管道工程大庆—哈尔滨（大哈）支线实施投产前内检测,在全长52 km的管道中共检测出各类特征6 930处,并对其中1处金属损失进行开挖验证,缺陷里程、类型、地面定位信息、长度、宽度、深度、时钟位置等各项检测数据均符合相关标准要求。【结论】气电混合动力漏磁检测器采用鼓风机和自有动力作为行进动力具有明显优势,在实际工程应用中表现出较好的安全性、动力性及数据稳定性：低压低流鼓风机避免了空压机产生高压气体带来的安全隐患;速度可控使检测器可以匀速前进,保障了采集数据质...     

欧洲天然气管道发展特点及事故原因

根据对欧洲天然气管道事故数据组织EGIG的输气管道事故报告的分析和总结,在汲取国外天然气管道事故教训和学习国外天然气管道建设经验的基础上,对国内天然气管道的发展提出了建议。采用事故统计分析的方法,并结合图表,分析了天然气管道总体和局部范围内的事故变化特点和趋势,总结出5种基本原因导致天然气管道事故的失效频率。认为在通过优化管道建设提高本质安全的同时,还应通过管道泄漏监控技术及时发现管道泄漏情况,通过安全预警技术及时预判可能发生的泄漏事故。此外,针对国内天然气管道建设及安全运行管理等方面提出了5条建议,可为国内天然气管道的发展提供支持。（图4,表3,参8）     

涩宁兰输气管道水合物事故及其预防

涩宁兰输气管道沿线经过我国西北高原寒冷地区,因输送气质含水量较大、管道投运过程干燥不彻底,导致管道中存留液态水,在高压、低温条件下极易发生水合物冻堵。针对2010年冬季涩宁兰输气管道兰州末站发生的水合物堵塞事故,对管道中天然气气质的水露点和运行参数进行分析。将天然气的水露点值换算成含水量值,并将分析得到的含水量值和工艺运行参数范围与水合物生成条件参数进行对比,根据对比结果控制管道的运行参数,以防止水合物的生成。介绍了通过添加抑制剂防止水合物生成的方法及其添加量的计算方法。涩宁兰输气管道水合物事故分析与预防技术实践表明:与添加抑制剂方法相比,采用检测气质参数和监测管道工艺运行参数防止输气管道系统中生成水合物的方法,更能满足生产要求,且经济性与安全性更高。     

输气管道不停输封堵技术在鄯乌线上的应用

为了保证城市工业与民用的燃气供应,提高管道的运行安全性,鄯乌输气管道实施了不停输封堵作业,以提高站场设备的承压能力,平抑管道下游的压力波动.论述了输气管道不停输封堵工艺,介绍了该项目的施工程序和步骤.     

我国输气管道应力腐蚀开裂的调查与研究

对我国中西部3条输气管道进行了应力腐蚀调查,调查的内容主要涉及3个方面,即针对老管道有目的性地开挖了21个探坑,进行了土壤环境、防腐层和阴极保护状况以及管道表面情况等一系列调查,分析了老输气管道上没有发生应力腐蚀的原因;通过慢拉伸试验和其它试验,初步评价了3条输气管道在实地土壤环境溶液和模拟土壤环境溶液中的对应力腐蚀的敏感性;分析了西部输气管道的土壤环境条件和运行条件,指出了产生管道外部应力腐蚀开裂的条件因素.研究成果对预防已运营及新建输气管道的外部应力腐蚀具有一定的借鉴作用.     

国内外天然气管道绝对当量粗糙度的设计取值

天然气管道的绝对当量粗糙度是工艺计算和评价管道涂敷内涂层经济效益的一个重要参数,目前,国内外输气管道绝对当量粗糙度的设计取值差异较大,介绍了管道工业发达国家输气管道绝对当量粗糙度的取值范围及有关绝对当量粗糙度的一些最新研究成果。针对我国的具体情况,以陕京和中原两条输气管道为例,进行实算反推运行管道的绝对当量粗糙度值,对长输大口径天然气管道绝对当量粗糙度的设计取值提出了建设性的意见。     

基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型

针对高流速天然气管道内常规检测设备无法使用的问题,提出了开泄流孔主动调控设备运行速度的方法,建立了基于泄流孔调速的模型,并推导出泄流公式。但公式中泄流孔局部阻力因数的取值较困难,导致应用不便。根据检测设备泄流孔的特点和流体力学孔口出流方面的理论,建立了基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型,推导出薄壁孔口出流公式,在介质输送满足雷诺数不低于105的条件下,且泄流孔尺寸较小时,泄流孔局部阻力因数为0.06。根据新建泄流模型对固定泄流面积的检测器和速度控制清管器的运行速度进行了预测,其计算结果与现场运行情况一致,新建泄流模型参数较少、结构简单,方便工程现场计算。     

基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型北大核心

针对高流速天然气管道内常规检测设备无法使用的问题,提出了开泄流孔主动调控设备运行速度的方法,建立了基于泄流孔调速的模型,并推导出泄流公式。但公式中泄流孔局部阻力因数的取值较困难,导致应用不便。根据检测设备泄流孔的特点和流体力学孔口出流方面的理论,建立了基于薄壁孔口出流的管道检测设备泄流模型,推导出薄壁孔口出流公式,在介质输送满足雷诺数不低于105的条件下,且泄流孔尺寸较小时,泄流孔局部阻力因数为0.06。根据新建泄流模型对固定泄流面积的检测器和速度控制清管器的运行速度进行了预测,其计算结果与现场运行情况一致,新建泄流模型参数较少、结构简单,方便工程现场计算。     

直径1422 mm管道投产前自动力内检测器研制与应用

针对传统皮碗式管道投产前检测器应用于大口径管道存在的动力不足、速度冲击、耗能较大等问题,研制了一种适用于大口径管道的自动力内检测器,其能够在管道中自主运行并检测管道几何变形、拍摄管道内部视频等,可用于管道投产前或停输检修期的检测。介绍了检测器的总体结构及本体设计,分析了运行姿态对驱动力的影响,系统阐述了检测单元的设计原理与功能,通过现场应用试验验证了检测器的运动特性与检测性能。将其应用于中俄东线在建管道工程,结果表明:检测器续航里程达50 km以上,实现了管道几何变形、管壁内表面缺陷、管道内部水膜等异物的同步直观检测,在实际工程中具有较好的可用性与先进性。(图9,参26)     

超声波管道腐蚀检测器现场检测

介绍了从德国引进的φ７２０型超声波管道腐蚀检测器和φ７２０型管道通径检测器的技术性能，及共在鲁宁输油管道首次现场检测的过程和结果，这两种检测器都是在不中断输油生产的条件下进行在线性测的设备，检测时先运行通径检测器，检测管道通径变化量，看其是否满足管道腐慢检测器通过的要求，然后进行一系列的清管工作，刮除管道内壁的结蜡层，以减少超声波信号的衰减，最后才运行管道腐蚀检测器，两种检测器在管道中随油流推动运     

油气管道波动压力的雨流计数与分析

压力波动严重威胁管道的安全运行,因此,采用雨流计数法对国内5条油气管道的运行压力波动历程进行循环统计。通过压力循环数量和波动幅值等参数的描述和分析,讨论了不同类型管道的压力波动特征及其产生原因,提出了针对性解决方案和运行措施。研究表明:在输送介质、服役年限及外部运行工况等因素的影响下,不同管道的压力循环在数量、压力比和波动幅值等方面存在差异:新建管道压力波动循环次数相对较多,幅度较大;输油管道和输气管道平稳运行期间的压力波动差异较大,输气管道的小幅波动明显多于输油管道,表现为应力腐蚀风险相对较大。数据的采集方式对管道压力波动分析的准确性有明显影响,因此给出了3条原则用于指导管道压力数据采集方法的选取。建议采用雨流计数法定期对管道经历的压力进行统计描述,针对其工作状态和压力波动的产生原因,采取相应措施,避免或减少管道的损伤破坏。