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。     

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。     

埋地原油集输管道保温层厚度优化设计

以年总工作费用为优化目标,建立了埋地原油集输管道保温层厚度优化设计数学模型,编制了优化设计软件.对大庆采油五厂的一条埋地输油管道保温层厚度进行了优化设计,并将优化设计结果与运行现状的测试结果进行了对比分析.提出了在确定埋地热油管道保温层厚度时,必须考虑保温年折旧费用、年热力费用及年动力费用.     

基于分布式光纤传感器的埋地管道结构状态监测方法北大核心

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。     

埋地管道传热试验方案

根据相似理论设计埋地管道传热试验,并模拟沙箱底部及顶部环境、热油及沙子含水情况,研究热油管道周围沙体的温度分布,以解决实际生产中所遇到的热油管道稳态输送与停输后的非稳态温降场的问题。该试验装置可以模拟管道在不同状态下的温度分布情况。     

埋地液烃管道泄漏扩散及泄漏量测算研究进展

液烃管道发生泄漏时,泄漏量和泄漏扩散区域的有效预测是停输、封堵方案优化设计的基础,也是实现其安全、环保、经济运行的可靠保证。总结了管道泄漏时管内流动和管外扩散相关研究(水热力瞬变、液柱分离、土壤中的渗流扩散)的现状和局限性。发现泄漏过程中管内流动涉及气体释放、空穴流和液柱分离等气液两相快瞬变过程和准稳态慢瞬变过程,存在流动传热相变耦合以及多种约束条件影响等问题,其过程及机理尚未得到完整有效揭示。同时,泄漏管段外的环境条件对管流和管道破损处出流的影响,以及泄漏液烃在环境中的渗流扩散规律尚未得到完整揭示。评述了液烃管道泄漏过程中流动传热及泄漏量计算的国内外研究成果,并梳理了相关的实验研究。最后指出了考虑液烃相变的气液两相瞬变流动、管道破损处的出流特性、泄漏液烃在复杂环境条件下流动扩散和渗流规律、计算泄漏量、以泄漏量最小为目标优化停输方案是该领域今后研究的关键问题和发展方向。     

埋地管道现场激震试验研究

为了验证我国长输管道抗震设计规范的振动参数，分析软硬地基上的地震应力，进行了现场激震试验和理论分析，详细介绍了利用火箭燃料做能源的地震动激震系统在埋地管道现场模拟地震动来研究埋地管道在地震波作用下所产生的应变，这在地下管道抗振研究中是一种新的尝试，也为今年地下管道现场试验提供了一种新的激震方法，通过实测管道应变与我国规范简化计算应变的对比，验证了我国规范的取值，确定了埋地管道抗震计算的振动参数，经     

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...     

管道泄漏监测系统

<正>中国石油管道科技研究中心研发的管道泄漏监测系统,能够及时发现因打孔盗油等原因造成的管道突发泄漏。其性能指标达到国际先进水平。被认定为中国石油自主创新重要产品。特点:●融合压力波、音波和流量信号,误报率更低●音波传感器实现微弱信号检测●自动报警,准确定位●手动阀室、低功耗解决方案满足长站间距监测●针对管道特点专业定制,系统配置灵活     

埋地管道的温度应力试验与计算问题

文章以大量的试验数据,证实了文献〔1〕中对埋地管道受力状况的基本论断,提出了“约束度”的概念,根据试验结果修正了式(1)。在分析和测试数据基础上,给出了包括地温和“约束度”因素在内的埋地管道温度应力的修正公式。     

分布式光纤传感器监测堤坝隐患试验研究

分布式光纤传感器以温差和应变识别为基础,依靠长距离和连续监测在堤坝形变、渗漏监测上有优势。采用水平方向分层布设的光纤,研究堤坝轴线方向不同深度的变形情况;采用竖直方向的绕曲布设和水平方向的平铺布设方式,从两个方向进行堤坝温度的监测,有效地反映出堤坝内部温度场的分布和异常变化。通过室内局部模拟测试和室外堤坝模型试验表明,分布式光纤传感器用于堤坝隐患监测方面具有良好的效果和应用前景,埋设了分布式光纤传感器的堤坝模型为进一步的堤坝隐患预警判据研究提供了试验平台。     

埋地热油管道变厚度保温层的设计

根据热油管道沿线温降和摩阻损失等特点，在管道运行总费用最小原则的基础上，提出热油管道应采用全线保温层变厚度敷设，高温段的管道应敷设较厚的保温层，随着沿线温度的降低，应逐渐减小保温层的厚度，对于土壤传热系数较大的地段，应适当增加保温层的厚度。     

长输天然气埋地并行管道泄漏爆炸的安全间距

针对长输天然气埋地并行管道泄漏爆炸造成临近管道破坏的问题,采用光滑粒子流体动力学方法与有限元方法耦合模型对爆炸冲击波作用下并行管道结构响应及其安全间距进行研究。结果表明:爆炸对并行管道破坏形式为直接地冲击波超压破坏和土壤塑性挤压破坏,后者是主要作用。并行管道迎爆面正对爆心处受爆炸影响最大,最易发生失效破坏。X80钢材,外径为1 219 mm,压力为12 MPa,壁厚为22 mm的长输天然气埋地管道安全并行间距为10 m;其他条件相同,壁厚为26.4 mm、27.5 mm的长输天然气埋地管道安全并行间距为9 m。从安全生产的角度来讲,长输天然气埋地管道并行敷设时,应该优先考虑增大并行间距,其次为增加管道壁厚。     

埋地管道应力分析方法

油气输送管道大部分为埋地管道,其应力分析与工艺管道不同,关键在于准确模拟管道与土壤的相互作用。结合国际上广泛运用的CAESARII和AUTOPIPE软件设计思路,阐述了埋地管道应力分析模型中对埋地管道离散化的理论基础和方法,模拟土壤与管道相互作用的原理以及相关数据的计算方法;对比分析了ASMEB31.4、ASMEB31.8及国内相关油气输送管道设计规范对管道应力的校核要求;结合工程实例深化了埋地管道应力分析方法,对于开展管道应力分析工作具有积极作用,有利于增进对于管道应力分析及管道应力安全问题的认识。     

成品油管道泄漏监测难点与对策

国内外长输管道泄漏监测技术主要有流量平衡法、实时模型法、统计分析法及负压波法。针对成品油管道的运行特点,分析了负压波泄漏监测技术难点,对顺序输送工况下的信号波速进行了定量计算,对多分输、调控频繁等工况下的信号变化进行了定性描述,介绍了成品油管道泄漏监测系统应具备的主要性能。将音波-负压波联合监测方法作为成品油管道泄漏监测的解决方案,并给出泄漏判定准则及泄漏监测流程。兰成渝成品油管道的模拟测试及现场应用结果表明,该解决方案效果良好,且各项指标均符合相关要求。     

滩海埋地管道变形相似试验与抗漂浮数值计算

研究滩海天然气管道的变形规律和抗漂浮问题,可为该方面设计和计算提供参考依据,对保障管道安全运行有着重要意义。设计了滩海埋地天然气管道变形相似试验,模拟了在预定工况下滩海管道的变形过程,并采用有限元软件ANSYS计算了相同工况下的管道与土体的受力变形结果,与试验结果进行了对比,从而提出了一套关于滩海管道抗漂浮计算的有限元计算方法。采用ANSYS对实际工程管道的抗漂浮计算结果表明：在管道模型两端约束区,局部应力集中现象比较严重;远离约束区的管道各截面变形趋于一致,属于平面应变问题;随着管道埋深的减小,受浮力作用段管道的y向位移加速增大。（图13,表3,参12）     

埋地输油管道泄漏油品扩散模拟

建立了埋地输油管道二维泄漏渗流物理模型和数学模型,采用CFD仿真软件对管道在不同位置发生泄漏时油品的扩散情况进行模拟。结果表明:泄漏初期,管道不同位置发生泄漏,油品在土壤中的渗流面均比较规则;一段时间后,对于管道正上方发生泄漏的情况,油品在土壤中的渗流面近圆形,对于管道正下方和侧面泄漏两种情况,渗流面呈发散状;相对于其他两个泄漏位置,管道正上方发生泄漏,油品在土壤中的渗流范围更广,但3种情况在地面的溢流长度基本相等。该研究结果可为电缆检漏技术用于检测、定位埋地输油管道的泄漏情况和泄漏位置提供理论依据。     

煤矿长壁开采过程中埋地管道的变形破坏分析

近年来煤矿开采引起的地面塌陷已影响了油气管道的安全运营,我国煤矿采空区上方埋地管道的安全性评判标准及稳定性量化标准尚不成熟,对长壁开采过程中不同开采阶段引起的管道变形破坏特征尚未研究。利用安全系数的概念反映管道不同部位的应力情况,基于第四强度理论,应用有限差分软件FLAC3D中的FISH语言输出管道的安全系数,判断管道的稳定性,进而分析了长壁开采过程中不同开采阶段管道的下沉和安全系数的变化规律。研究结果为沉陷区埋地管道的监测和防护提供了理论依据。     

埋地管道运行整体性评估

在对影响管道运行可靠性和整体性原因分析的基础上,重点提出了由腐蚀原因造成管道事故的评价方法,指出应用Ｂ３１Ｇ及其修正系数可较准确地确定腐蚀管段的允许安全强度,采用电化学腐蚀理论可成功解决预测泄漏时间,腐蚀速率和剩余使用寿命的问题。