火三原油管道扩大输量范围的实践

结合火三输油管道的实际运行情况,推荐了两种改变输送能力的技术措施:①当管道需要在低于最小设计启输量下运行时,可加入降凝剂和降粘剂,以降低管道的允许最小启输量;②当管道需要在高于最大输送量下运行时,可加入减阻剂或将原输油泵改换成大排量高扬程的输油泵。     

埋地管道通过活动断层区的研究

活动断层所产生的急剧错动性的地面运动,会导致如断层位移、滑坡和地陷等,对埋地管道系统造成严重的影响。研究表明,地震已严重破坏了埋地的油、气、水和污水管道,其后果表现为管道的断裂与严重扭曲。由于地震活动的危害,国内外目前对穿过活动断层区埋地管道的设计均十分重视。分别从埋地管道震害原因、埋地管道通过平推断层的当前的研究以及通过逆冲断层区的研究现状等方面,综述了埋地管道通过活动断层区的研究情况,提出了埋地管道通过逆冲断层区存在的主要问题。     

水下沟埋管道防振计算程序

水下裸露管道在水流动力荷载作用下会产生振动。当裸露管道自振频率与水流激振频率相等或接近时,会出现剧烈的共振,导致管道破坏。因此,在水下沟埋管道设计中,必须控制管道允许冲刷裸露悬空段长度,使其自振频率远大于水流激振频率,避开共振区,保碍管道安全运行。     

跨越断层的埋地管道抗震设计

采用圆柱壳单元模型模拟埋地管道,用非线性土弹簧模拟管-土之间的相互作用,通过有限元软件ANSYS分析了地震活动断层作用下埋地管道的非线性大变形反应.研究了对管道震害造成影响的各项工程参数,包括管道跨越角度、管道埋深、管径、管道径厚比、场地土类型、管材等,可为埋地管道抗震设计提供重要依据.     

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)     

断层作用下海底管道应变的改进解析分析方法

活动断层是海底管道的主要地质灾害威胁之一,断层作用下管道会产生过量的轴向变形而失效。提出一种改进的走滑断层作用下海底管道应变解析分析方法:根据线性强化模型考虑了管材的非线性本构关系,通过理想弹塑性本构的非线性土弹簧模型准确计算土壤非线性约束对管道结构响应的影响,由管道受力微分控制方程推导得到管道内轴向应变的解析结果,并给出管道伸长量的显示表达式。最终基于平衡方程和迭代计算,可以精确计算管道应力应变。对比有限元计算结果,改进后的管道应变解析分析方法较现有的推荐方法(Newmark法)计算精度更高。     

埋地热油管道准周期运行温度研究

热油管道运行时，沿线油温受运行历史的影响。由于大气周期温度变化和管内油温的作用，管外土壤环境温度场呈准周期变化。通过对热油管道周期运行温度的计算，讨论了热油管道输油历史对周期运行温度的影响。认为热油管道出站油温变化持续时间越长，管道恢复正常运行需要的时间也越长。当管道发生事故需要确定允许停输时间时，应考虑停输前15天内管道输油参数变化的影响。     

走滑断层作用下管道应变解析计算方法的适用性

管道在断层错动作用下容易产生较大的位移,从而导致管道因较大的应变而失效,因此研究断层作用下管道的应变计算方法对穿越断层长输管道的设计与安全评估具有重要意义。理论解析计算方法计算简单、效率高,因而在长输管道的初步设计中应用广泛。简要介绍了Newmark-Hall方法、Kennedy方法及Karamitros方法 3种应用较为广泛的管道应变理论解析计算方法,并与有限元结果进行对比分析,从管道穿越角、管道埋深、土壤类型及管材类型4个方面讨论了3种理论解析方法在走滑断层情况下的适用性。结果表明:Newmark-Hall方法、Kennedy方法适用于分析管道穿越角β45°且断层位错量较大时的断层错动影响;Karamitros方法在各种工况下均具有较好的适用性,尤其是当穿越角β≥45°时,前两种方法的适用性极其有限,应该选择模型相对复杂的Karamitros方法进行计算。     

走滑断层作用下管道应变解析计算方法的适用性北大核心

管道在断层错动作用下容易产生较大的位移,从而导致管道因较大的应变而失效,因此研究断层作用下管道的应变计算方法对穿越断层长输管道的设计与安全评估具有重要意义。理论解析计算方法计算简单、效率高,因而在长输管道的初步设计中应用广泛。简要介绍了Newmark-Hall方法、Kennedy方法及Karamitros方法 3种应用较为广泛的管道应变理论解析计算方法,并与有限元结果进行对比分析,从管道穿越角、管道埋深、土壤类型及管材类型4个方面讨论了3种理论解析方法在走滑断层情况下的适用性。结果表明:Newmark-Hall方法、Kennedy方法适用于分析管道穿越角β<45°且断层位错量较大时的断层错动影响;Karamitros方法在各种工况下均具有较好的适用性,尤其是当穿越角β≥45°时,前两种方法的适用性极其有限,应该选择模型相对复杂的Karamitros方法进行计算。     

树形管道模型原理

本文简介了树形管道模型的基本理论,并对若干问题进行了讨论。作者认为比管道长L将随分层厚度△Z的增大而增大,Yukihiro等[6]所给出的关系式L_a/L_b=b/a(L_a和L_b分别是△z=a和△z=b时的L值)是有疑问的。     

基于应变设计方法在西气东输二线的应用

针对西气东输二线管道工程通过强震区和活动断裂带区段抗震设计中存在的问题,引进基于应变的设计方法,在穿越活动断裂带地段采用了X80大变形钢管。介绍了基于应变设计方法的定义、内容、适用范围以及设计流程,对设计应变计算模型和设计准则分别进行了验证,以保证计算模型和设计准则的准确性。根据设计准则以及西气东输二线工程的具体参数,结合不同的抗震措施,较好地解决了强震区和活动断层处的管道设计问题。形成的基于应变的管道设计导则,可以指导工程设计和施工。     

基于有限元的含均匀腐蚀缺陷油气管道剩余强度

针对油气管道随服役年限延长腐蚀日益严重的问题,运用有限元分析软件ANSYS Workbench,对含均匀腐蚀缺陷的金属油气管道进行综合分析,研究轴向腐蚀长度、环向腐蚀长度、腐蚀深度、相邻腐蚀间距等对管道剩余强度的影响。分析表明:(1)轴向腐蚀缺陷越长,管道剩余强度越小。(2)当环向腐蚀缺陷长度较长时,对管道的剩余强度影响不大,当环向腐蚀缺陷较短时,可以将缺陷近似视为裂纹处理。(3)随着腐蚀深度的增加,管道剩余强度迅速减小。(4)对于两相邻轴向腐蚀缺陷,当轴向间距小于20 mm时,可将两个缺陷视为一个整体缺陷计算管道剩余强度;当腐蚀缺陷轴向间距大于20 mm时,则分别计算两个缺陷对应的管道剩余强度,取其中较小值。     

论承受竖向荷载时圆弧无铰拱的受力性能(续)

三、圆弧无铰拱的受力性能分析 (1) 矢跨比较小时(f/L≤1/8)的受力性能: 由表2可知,拱轴线若与压力线五点重合时,荷载系数随f/L值的变小而变小,当f/L≤1/8时m值已在1.4033以下。拱轴线与压力线虽然五点重合,但在其它点上均有偏离。当f/L较大时3/8L及1/8L点的偏离数值甚大,而随f/L值或“五点重合”时的m值变小而变小。当f/L值小于1/8以后偏离已微不足道。 f/L=1/8时,1/8L点处的偏离(△y 1/8)为0.00043f而在3/8L点处(△y 3/8)仅为0.00006f。当f/L=1/9时,△y 1/8=0.00028f,△y 3/8=0.00003f,设L=80米,则f=8.889米,其在1/8L     

管道地区等级升级与公共安全风险管控

中国油气管道长度已近11×104 km,并已基本形成主干网络。随着经济的发展,经济开发地带区域人口逐渐稠密,使得原来管道通过的一类、二类地区变为三类、四类地区,普遍存在初期设计与当前状况不符的情况,如果全部采取降压、换管或改线措施,耗资巨大,并会带来新的风险,问题难以解决。从管道风险出发,对管道地区等级升级问题进行系统研究,借鉴国外管道公司升级管理的法律法规规定,给出我国管道升级的必要条件,提出管道地区等级允许升级后需要采取的措施,并通过案例分析进一步对升级地区进行说明。解决管道地区等级升级问题,对于管道公共安全管理意义重大,经济效益显著。     

液化石油气管道的设计、施工和投运

从设计、施工和投运等方面介绍了美国一条输送液化石油气的管道。该管道的设计工作是按照ANSI-600标准进行的,工作压力为10.2 MPa,管材为X52,设定壁厚6.4mm作为管子的最小壁厚。指出了在防腐层、阀门、弯头及SCADA系统设计中应注意的问题。在施工中,穿越铁路采用混凝土涂敷管,以达到绝缘的要求;当管道穿越河流时,采用定向钻穿越。投运前,用皮碗式清管器和聚氨酯清管器清管,清管器到达终点后,管道中的流头通过临时火炬,以便排除残留在管道中的氮气。     

在役油气管道周边爆破作业风险分析

为了实现在役油气管道周边爆破作业风险的定量计算,需通过对在役油气管道周边存在的爆破作业活动产生的振动、冲击波,以及其他可能给管道和运营人员带来危害的风险进行分析。应用爆破振动和冲击波超压计算,结合相关标准要求,确定爆破振动和冲击波超压的安全允许距离。同时,在确定爆破振动安全合理判据时,应注意管道承受的来自爆破振动力的大小和状态除受爆破条件影响外,还受地质条件、管材特性、管道敷设方式以及振动传播路径等因素的影响。基于这些综合因素,提出相应的控制措施,为管道运营企业决策如何应对管道周边爆破作业活动时提供依据。     

基于BP-MC方法的断层区管道可靠性分析

走滑断层是埋地管道常见的地质灾害。断层引发的地面位移往往使管道变形过大而失效,开展断层区管道可靠性分析对管道的安全评估具有重要意义。为此,基于非线性有限元软件ABAQUS建立穿越走滑断层的X80钢管道有限元模型,计算管道几何尺寸、地表位移、内压以及土壤类型等多因素影响下管道的设计应变,形成工程中管道设计应变的有限元数据,基于该数据库创建了BP双隐层神经网络的设计应变预测模型,建立了基于应变准则的极限状态方程,结合MC(Monte Carlo)法,开展了走滑断层区X80管道的可靠性计算,并进行了管道可靠性的影响因素分析。BP-MC方法计算结果准确,运行时间成本低,适用于断层作用下管道的可靠性分析。(图6,表3,参28)     

机井节油节电六项措施

机井是农业耗能大户之一。它是由动力机、水泵、进出水管道及传动机构等组成的提水装置,任何一部分效率不高,都会影响机井的装置效率。机井节能改造的主要措施有六项: 1.消除井泵高射炮出流。改自内出流为淹没出流,降低井泵净扬程,从而提高水泵和管道效率。 2.水泵合理下降。为适应井内的水泵下降,应当让水泵在允许吸程(离心泵)范围内工作,防止吸程过高产生气浊,影响装置效率。 3.减少管道的水头损失。如取消底阀(离心泵),去掉或更换进口滤网,减少管道长度或加大管道内径。 4.车削离心泵叶轮或摘除多余叶轮(长轴的井泵),使水泵工作点落在高效区。     

外包钢+预应力桁架法在石洞江渡槽排架加固设计中的应用

针对湖南省欧阳海灌区石洞江渡槽安全鉴定中明确的渡槽病险问题,结合其除险加固工程设计实例,对外包钢+预应力桁架法在渡槽排架加固设计中的应用进行了介绍,采用三维结构有限元分析软件(DLUBAL RFEM 3D)对加固方案进行模拟分析计算,结果表明当采用该加固方案时,石洞江渡槽排架混凝土、钢筋及钢结构最大应力均减小到允许范围内,排架结构顶部位移亦可明显降低,并简述了该加固方法的技术特点及施工工艺,为类似工程提供参考。     

埋地油气管道通过断层区的设计方法

油气管道通过断层和滑坡地带,容易遭受地震破坏。本文讨论了断层运动和管道变形的关系,从而对过断层区的埋地管道的设计提出了几点意见。