黄土地区穿河管道失效风险

黄土地区河流形成洪水的密度大,流速快,冲击力强,容易导致河床冲刷造成管道悬空。为了评价该地区洪水对油气管道穿河悬空段的影响,针对穿河管道悬空段的受力特点,建立了管道力学模型。在此基础上,根据信息熵理论建立了管道失效风险的计算与评价方法,并以马慧宁输油管道悬跨段为例,探讨了洪水作用下管道外径、壁厚、内压、悬跨长度及埋深5个参数的变化对管道失效风险的影响。分析结果表明:管道应变能熵随洪水流速的变化曲线能够反映管道稳定性的变化规律;管道失效风险系数对管道悬跨长度的变化最敏感,而管道内压及埋深对管道失效风险影响相对较小。基于此,建议在管道风险控制过程中降低管道的悬跨长度,从而有效降低管道的失效风险。     

河流穿越管道冲刷裸露段安全评估方法

河流定向钻穿越管道受到洪水冲刷,可导致管道穿越段裸露于河床之上,甚至悬空,引起管道失效.研究管道在水动力作用下从开始裸露到发生疲劳破坏整个过程的破坏机理,从侧向稳定性、强度失效及悬跨疲劳分析3个层面,提出受冲刷裸露管道安全评估方法.利用该方法对两条实际管道进行安全评估,并提出了有针对性的解决方案,结果表明:实例1中受冲...     

采空区悬空天然气管道应力与应变模拟

采空区有可能造成地表沉降变形、碎裂甚至塌陷等次生地质灾害,易造成埋地管道的大范围变形甚至悬空。基于理想弹塑性模型,以某X70管道为例,考虑管道与土体的非线性、管道的几何非线性、土壤的物理非线性等因素,利用有限元软件ABAQUS建立采空区悬空天然气管道的有限元仿真计算模型。在内压、轴向力、外部载荷等共同作用下,分析X70悬空管道在不同悬空长度、不同内压、不同埋深条件下的应力应变变化,并采用双失效判别准则对其进行安全评估。结果表明:在充分考虑应力应变的变化趋势和变化速率基础上,通过双失效判据确定不同悬空长度管道所处的风险等级,可为采空区管道的完整性管理提供依据;内压对管道失效影响较大,当存在采空区塌陷时,需要临时降低管道内压以提高管道安全性能。     

油气管道失效控制技术

基于对油气管道失效模式、失效原因及失效后果的分析,提出了失效控制的思路和方法:建立油气管道失效信息数据库,确定油气管道的主要失效模式,分析研究各种主要失效模式发生的原因、机理和影响因素,进而研究并提出失效控制措施和方法。讨论了油气管道失效控制与完整性管理的关系,它们各具特色又相互联系,在保障油气管道安全方面具有同等重要的意义。在功能定位上,失效控制侧重于管道的设计与建设阶段,完整性管理则侧重于管道的运行过程,但目前正逐步向设计和建设阶段延伸。将失效控制和完整性管理有机地结合起来,有利于全方位保障油气管道的安全运行,最大限度地杜绝恶性事故的发生。     

地质灾害作用下油气管道环焊缝适用性实时评价方法

高钢级油气管道环焊缝断裂失效是目前中国油气管道工业最为关心的问题。分析近年来管道环焊缝断裂失效事故发现,导致环焊缝断裂的最主要原因是地质灾害引起的作用在管道上的土壤位移载荷。为保证管道安全,需要对土壤位移作用下含缺陷管道环焊缝进行完整性评价。在此,集成中国石油大学（北京）油气储运设施安全团队近十年来在地质灾害段管土相互作用、环焊缝失效机理与适用性评价方面的研究成果,介绍土壤位移与管道环焊缝裂纹断裂关联关系的建立及对含缺陷管道环焊缝进行适用性实时评价的系统方法,并就其中相关的具体环节所涉及的理论和方法进行讨论。（图7,参26）     

气液两相流管道内腐蚀失效概率计算方法

气液两相流管道广泛存在于油气开采和集输过程中,确保其安全可靠运行具有重要的理论和工程意义。在所有失效类型中,内腐蚀缺陷是造成气液两相流管道结构失效的主要原因之一。将管道内腐蚀速率预测模型与结构可靠性评价方法相结合,对气液两相流管道进行内腐蚀失效概率计算:针对气液两相流的流动特征,采用流体相平衡模型、气液两相流模型及腐蚀速率预测模型,计算气液两相流管道在不同流型下的内腐蚀速率;基于ASME B31G-1991《腐蚀管道剩余强度评价方法》中推荐的腐蚀缺陷极限状态方程,考虑管道运行和制造中存在的不确定性,并结合腐蚀速率计算结果,采用蒙特卡洛方法计算管道发生小孔泄漏和爆裂的失效概率。将提出的内腐蚀失效概率计算方法应用于某气液两相流管道,结果表明当缺乏有效的内检测数据或实际管输工艺发生变化时,该方法能够有效预测失效概率,保障油气管道输送安全。     

中国石油油气管道失效数据管理问题及对策

中国石油对于重大事故的分析与经验分享较为重视,但缺乏对于较轻微事故或事件的分析、发布和共享,不利于发现事故／事件规律,难以保障油气管道等生产设施的本质安全。通过分析国内外油气管道失效数据库的建立与使用情况,阐述了建立、维护油气管道失效数据库的重要性,总结了当前中国石油油气管道失效数据库存在的问题,包括管理标准缺失,缺乏体系约束与政策激励。结合美国、加拿大、欧洲、英国等失效数据库的失效定义、上报流程以及国内管道行业失效信息收集的实际情况,给出了中国石油油气管道失效数据库的进一步推广建议。     

油气海底管道的风险评价

从失效可能性分析和失效后果计算两个方面阐述了油气海底管道的风险评价。介绍了海底管道失效的主要形式和三种失效概率模型,给出了失效可能性等级划分的方法。从安全后果、经济后果和环境后果三个方面说明了海底管道失效后果的计算方法,并根据风险矩阵确定了油气海底管道的风险状况等级。     

油气管道定量风险评价体系研究

针对管道风险评价中容易混淆的基本概念进行了研究,对油气管道安全、管道失效形式、风险评价、风险分析、风险管理、风险评估、风险控制及风险决策等基本概念进行了定义,建立了管道风险分析模型和定量风险评价体系模型与流程,旨在对这些基本概念进行完善与统一,以利于管道风险评价工作的开展.     

山地悬空管道地震作用下的动态响应分析

山地石油天然气管道不可避免的要跨越一些悬空地区,悬空管道一旦遭遇地震破坏将会造成重大损失和增加抢修难度,因此研究悬空管道在地震作用下的动态响应尤为重要。而目前针对山地悬空管道抗震性能的研究较少,悬空管道在地震作用下的动态响应还不是十分清楚。利用有限元软件ABAQUS对悬空管道进行了模态分析和地震响应分析,对不同的参数进行了研究并绘制了管道的应力和位移曲线图。研究结果表明,管道壁厚、悬空长度、管径都会对山地悬空管道在地震作用下的动态响应产生一定的影响,其中悬空长度和管径影响最大。该研究结果为悬空管道在地震作用下的受力性能分析提供了依据。     

局部抛石法治理海底管道悬空的试验研究

由于海床的不稳定性,海底管道易出现不同程度的悬空现象,国内外的治理措施大多采用整体抛石法,治理费用高昂。在参考国内外石堆设计经验和抛石工程案例的基础上,结合抛石方法本身的独特性,提出了采用局部抛石治理海底管道悬空的方法:选取管道悬空中间某位置进行抛石,通过石堆对管道形成单点支撑,缩短悬空距离,从而达到治理管道悬空的目的。以某在役海底管道为研究对象,依据弗劳德数相等原理,采用缩尺方法设计室内试验方案,得出了流体对石堆的破坏机理、各石堆的薄弱位置以及石堆极限抗流速度,分析了管道与海流夹度、悬空高度、外层石子粒径、内层石子粒径、迎流面坡比及侧流面坡比对石堆稳定性影响的规律,为局部抛石治理海底管道悬空提供了试验依据。     

局部抛石法治理海管悬空试验与实践

针对某作业区油气管道悬空问题,作业公司曾采取多种治理方案,均出现了不同程度的失效。在总结国内外悬空治理方案的基础上,提出了局部抛石治理海管悬空的方法,即在管道悬空段某位置进行局部抛石,形成支撑,使悬空段一分为二,从而达到治理目的。针对局部抛石方法设计了水池试验,掌握了流体对局部石堆的破坏机理,得到了各设计石堆的失稳流速,为局部抛石治理管道悬空实践提供了试验依据。考虑到水池试验的局限性,作业公司选取某一悬空段进行了海上局部抛石实践,结合水池试验和海上抛石实践共同研究局部抛石的可靠性,研究结果表明局部抛石石堆稳固可靠,可以用于海管悬空治理。(图5,表1,参20)     

国内外长输油气管道失效对比北大核心

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。     

国内外长输油气管道失效对比

全球油气长输管道正向着更大口径、更高钢级、更高压力方向发展,一旦发生失效事故将会导致重大经济损失、人员伤亡及环境污染。通过对美国、欧洲以及中国石油油气长输管道失效数据的收集、整理、统计,采用国际通用的曝露值及5年移动平均失效率计算方法,计算国际管道管理较为成熟的美国、欧洲失效频率,并与中国石油管道失效频率进行对比,以提高中国管道安全管理水平。对比分析国内外长输管道失效原因,寻求中国油气管道关键安全技术与管理对策,不断优化中国管道管理体系,对中国管道企业乃至整个油气管道行业调整风险减缓措施和提高安全管理水平都有重要意义。     

局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法

针对管道局部腐蚀导致的失效事故越来越多,而国际上尚无适用于局部腐蚀油气管道失效压力分析评价方法的问题,验证了非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,运用该方法分析了局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响。借鉴平板加强筋强化理论,以数值模拟数据为基础,建立了一种局部腐蚀油气管道失效压力计算方法,与B31G(修订版)、DNV-RP-F101以及新近开发的PCORRC为代表的评价规范计算结果的对比表明:拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法误差小,且误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

输油管道的风险评价

考虑油气管道运行中的风险因素,应用风险评价的指标模型,对一条输油管道进行了风险评价.模型中的失效可能性包括内、外腐蚀、第三方破坏、地面移动、设计/材料、运行等六个子模块,失效后果考虑了对环境、高价值地区和居民的影响.模型的因素权重由该管道以往事故统计分析确定.依据风险相同的原则和管道的实际情况,对管道进行了分段,对每一段管道确定了管道失效可能性和失效后果,并进行了风险敏感因素分析,识别风险源.基于风险评价结果,给出了该管道沿程风险分布和相对风险等级,指出腐蚀、第三方破坏以及施工时的误操作(管道建设施工遗留问题)是该管道的主要问题.风险评价的结果可以该管道的完整性管理提供参考.     

油气输送管道的失效事故及典型案例

介绍了国外油气输送管道的失效及预防其失效事故报告的规定。重点介绍了油气输送管道失效事故的类型及国内外典型案例。建议加强油气输送管道的安全法规建设。     

某输油管道疲劳寿命预测

油气输送管道的寿命预测是管道安全评价的重要组成部分,它直接关系到管道检测、维修、更换周期的确定。在管道承压能力评价工作的基础上,利用失效评估图技术和双参数法,根据已建立的缺陷扩展规律,对某输油管道的疲劳寿命进行了预测。结果表明,该管道可安全运行1.3×10~4周次,为管道检测和维修周期的确定提供了科学依据。     

逆断层作用下X80埋地管道的非线性屈曲分析

埋地高强钢管道是油气长距离输送的主要方式,而地震造成的断层位移错动严重威胁管道的安全运行。建立了埋地X80高强钢管道在逆断层作用下的有限元模型,采用弯管与管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。考虑了管材、管土、几何大变形造成的非线性,模型采用非线性稳定算法,保证了求解的收敛性。依据西气东输二线工程参数,详细分析了逆断层作用下管道的两种屈曲失效形式,即梁式整体屈曲失效与壳式局部失稳失效。同时,讨论了断层倾角、管道壁厚及埋深对管道屈曲失效形式的影响。研究成果对穿越断层管道的设计与安全评价有一定的指导意义。     

油气管道悬空沉降变形失效评估

管道在实际运行过程中常常受到因沉降变形导致的外部载荷作用,而已有的管道失效评估标准与方法大多局限于内压对管体的影响.针对油气管道悬空沉降变形问题采用力学模型、有限元分析、开挖试验等方法进行了系统研究,模拟了无缺陷和含缺陷悬空管道的应力分布,结果表明,缺陷在管道底部时等效应力最大.通过开挖试验获得了最大应力点的应力变化等试验数据,验证了有限元方法用于工程实践的可行性,指出在实际工程评估中尚需考虑缺陷位置、土质等因素的影响.