长输油气管道水工保护效能评价方法

油气管道沿线水工保护工程的效率缺乏系统科学的评价和预测,从而不能使有限的管道维护资源得到充分高效的优化配置,需要开展以效能评价为主的后评价研究。在归纳水工保护工程效能特征及分类的基础上,通过建立的单投入双产出型评价方法对乌兰线、西气东输二线等15条管道347处水工保护工程开展了基于“投入-产出”评价模式的水工效能评价工作,评价指标中风险减缓指数和工程可用性指数可直观体现水工保护工程的防护效果、工程质量及可维护性,而效能评价结果有助于优化投资决策,改进工程效能,可用于指导管道运营公司水工保护工程的维护及修建工作。     

中缅油气管道境外段水土流失治理

中缅油气管道境外段在建设期间经历大量开挖和回填,地表植被和原土层被破坏殆尽,难以在短期内自然恢复,加之气候因素,造成管道上方大量水土流失,严重威胁管道安全。基于此,木姐管理处依据中缅油气管道(境外段)水土流失成因,在水工保护工程建设的基础上,采用多种植被恢复措施,因地制宜开展水土治理工作。结合具体案例,分析了水土流失的危害性及水土流失治理方法,最终形成了一种相对而言成本低、效果好的植被恢复措施。     

中缅油气管道怒江悬索跨越设计

怒江油气双管同桥跨越是中缅油气管道的控制性工程,跨越处河面宽270 m,主跨长320 m,边跨长60 m。为了解决单跨跨度大、柔性结构、桥身重、跨越国际性河流、油气管道同桥跨越等设计难点,创新性地采用公路桥梁的设计理念和方法,运用三维模型离散处理技术,研究柔性结构的力学特征,得出优化的荷载组合、适合工程实际的边界条件及求解方法。在对模型进行分析时,将塔顶与主索连接处全自由度耦合作为约束条件,在跨越结构的静力模拟和动力模拟分析方面提出了较为合理的设计思路,并在油气管道行业率先采用预应力锚碇设计技术,提高了锚体结构的抗开裂能力和锚固强度。     

油气管道隧道喷锚衬砌支护技术的应用

管道通过山区需修建大量隧道,因地质和施工条件等因素,时常出现因工期滞后而制约管道按期投产的问题。介绍了喷锚衬砌技术的国内外发展现状,讨论了油气管道隧道工程引入喷锚衬砌技术的必要性,并依托中缅油气管道隧道工程,通过岩鹰山隧道不同围岩级别的试验段,提出了油气管道隧道采用喷锚衬砌结构的设计、施工方法和相关支护参数,同时分析了其经济优势和工期优势,以供设计和施工参考。     

油气管道规范中弹性敷设弯曲应力公式的改进

为了推导出简单、实用、准确的油气管道垂直弹性敷设弯曲应力计算公式，研究了国内外油气管道规范中弯曲应力的计算公式，分析了原有公式的适用性和在计算中存在的不足。在此基础上，根据结构力学理论，从平断面假定出发，采用微积分方法重新推导了油气管道垂直弹性敷设弯曲应力计算公式，并用ANSYS有限元软件对公式的准确性进行了验证。研究结果表明：推导公式理论充分、简单易用、适用性好，能够准确计算油气管道垂直弹性敷设的弯曲应力。研究结果为油气管道垂直弹性敷设弯曲应力的计算提供了可靠依据，弥补了国内外油气管道规范中垂直弹性敷设弯曲应力计算公式的不足。（图4，表1，参9）     

中缅油气管道跨越双管同桥的可行性分析

中缅油气管道工程为油气双管并行敷设,管道通过怒江、澜沧江等V形山间峡谷时,需要采用跨越方式通过。针对中缅油气管道双管并行敷设的特点,对跨越处油气管道双管是否同桥进行了论证。介绍了国内外标准对双管同桥布置的要求,列举了国内外双管跨越实例。从结构设计和运营角度对比分析了双管同桥布置与单管分桥布置方案的安全性、经济性、环保性及风险概率,并提出了中缅管道跨越同桥的设计方案,详细介绍了管桥基础、塔架、索系、应力分析、管材、防腐,以及阀室、避雷和预警监测设计。     

中缅管道悬索跨越非对称性桥身安装实践

中缅管道悬索跨越工程多建在山谷、河流上，两岸施工条件复杂，通常不具备对称安装条件。针对该问题提出非对称方法进行悬索跨越桥身安装。利用仿真计算分析非对称施工时跨越结构的受力状况，结合施工缆索等措施，优化吊装工序及预偏措施，完成桥身安装。通过中缅管道悬索跨越工程的实践，实现了从跨越一岸向另一岸进行桥身的安装，桥身安装过程中结构受力合理，成桥线形符合设计要求。通过此技术的实施，证明非对称安装技术能够满足特殊地形下桥身安装施工需要，顺利解决了对称法桥身施工对施工场地要求较高的问题，能够取得良好的经济效益与社会效益。（图5，表1，参9）     

中缅油气管道贵州段沿线滑坡变形特征及成因

中缅油气管道贵州段沿线地势起伏大、地貌形态复杂多样，复杂地质条件下发育了多种地质灾害，其中滑坡灾害对油气管道的安全危害极大。基于中缅油气管道贵州段沿线自然地理、地质环境、区域构造地貌以及降雨特征，对管道途经区域的滑坡变形及其成因进行了剖析，并对沿线低地层倾角典型坡体的演化过程进行了物理模拟。研究结果表明：中缅油气管道贵州段沿线发育的滑坡类别主要为土质滑坡与顺层岩质滑坡，地貌倾角变化较大，人类工程活动、强降雨作用等是触发滑坡事故的主要诱因；低地层倾角的坡体变形演化模式以蠕滑-拉裂与蠕滑-拉裂-崩塌模式为主。加强管道沿线的滑坡监测与预警，可为中缅油气管道贵州段的安全平稳运行提供重要的地质信息。（图12，表3，参29）     

两相管流压降计算及影响因素

油气混输管道在油气田地面集输系统中的应用日益广泛,其压降计算对于经济管径的选择具有决定性作用.基于Dukler I、Dukler II、Beggs-Brill (B-B)和Baker这4种油气混输管道压降计算公式,以C++Builder 6.0为编程环境,编制压降计算软件,针对具体实例计算管道压降,并与多相流模拟软件OLGA的计算结果对比,得出不同计算公式的适用条件.此外,针对高、低粘原油,选择适当的计算公式研究油气混输管道压降的主要影响因素,获得其在不同气液比、管径和流型下的压降变化规律.     

基于使用寿命模型的含裂纹钢制管道剩余寿命计算

为研究带有裂纹损伤管道剩余寿命的计算方法,针对正常使用环境下的钢制管道提出了同时考虑变形和承载力要求的含裂纹管道的使用寿命模型,该模型包括2个阶段,即裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段。对裂纹萌生阶段和裂纹扩展阶段分别采取局部应力应变状态方法和弹塑性断裂力学裂纹扩展理论方法进行分析,推导出管道在2个阶段剩余寿命的计算方法。在此基础上综合考虑环境以及平均应力对裂纹扩展速率的影响,根据安全系数法的原则,讨论了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算问题,给出了含裂纹钢制管道剩余寿命的计算公式,为工程实践提供了理论依据。     

智慧管网建设进展及存在问题

随着中国油气管道骨干管网初具规模,运维体系日趋完善以及大数据、人工智能、物联网技术的应用,智慧管网的建设成为可能。以中国石油天然气集团有限公司智慧管网的建设为例,基于智慧管网现有设计方案,梳理了现阶段智慧管网在科技、信息、物联网方面各个系统的建设进展,介绍了中俄东线和中缅油气管道试点工程的最新成果,提出了智慧管网建设仍需解决的问题。通过明确智慧管网建设的原则及目标,实践探索出一条智慧管网建设的有效途径,最终实现“数据全面统一、感知交互可视、系统融合互连、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控”的管道智能化运行目标。     

中俄东线天然气管道工程SCADA系统的设计与实现

长输油气管道的自动化控制水平直接关系着其生产运行安全与效率,中俄东线天然气管道工程通过创新实践开启了中国长输油气管道自动化控制技术的新篇章。以自动化控制系统的技术特点为主线,以具有代表性的油气长输管道控制系统为依托,回顾了中国长输油气管道控制系统关键技术的发展历程,介绍了长输油气管道自动化控制技术发展现状,并结合智慧化管道建设,展望了长输油气管道自动化控制技术的发展前景。中俄东线天然气管道工程北段各项设计指标均处于全球领先水平,从SCADA系统组成、结构、功能等的创新成果来看,其自动化控制系统代表了目前中国长输油气管道自动化控制技术的最高水平。     

埋地油气管道并行敷设技术发展现状

国内几个大型管道工程项目相继采用并行敷设技术施工。介绍了中亚天然气管道、西部原油成品油管道、大连新港-大连石化原油管道的工程概况。一些学者基于现有标准和规范,分别从工程、经济、安全、设计等角度探讨了油气管道并行敷设管间距的确定原则;一些学者则借助数值模拟计算方法,分析了成品油管道对与其同沟敷设的加热输送原油管道的热力影响规律;另有工程技术人员针对并行敷设技术在具体实施和运用过程中存在的施工、防腐、维修等难题,对施工工艺进行了有益的探索。而综合考虑多种因素对管间距的影响,输气管道与输油管道、输气管道的同沟敷设,以及同沟敷设管道工艺系统和站场设置的优化,将成为油气管道同沟敷设技术领域的新课题。     

克乌输油复线油改气工程实践

在对乌克输油管道检测和评价的基础上,从线路改造,站场改造,管道防腐等方面对该复线油改气工程进行了风险性评估,设计和施工,系统介绍了该改造工程的调研,设计,施工和投运等工作。与新建输气管道相比,该工程节约投资两亿多元,经济效益显。     

在役油气管道数字孪生体的构建及应用

中缅油气管道是中国首条经过数字化恢复构建数字孪生体的在役山地管道。通过基准点测量、管道中线探测、航空摄影测量、三维激光扫描、三维地形构建、倾斜摄影、数字三维建模等技术进行数据收集、校验及对齐,对管道建设期的设计、采办、施工及部分运行期的数据进行恢复,对站场及管道的设备、建筑等构建数字三维模型,形成管道线路数据资产库和站场数据资产库,构建中缅油气管道的数字孪生体。通过多系统融合,深入发掘数据价值,实现管道可视化运行、设备拆解培训、指导维检修作业及应急抢险作业等,为实现管网智慧化运营奠定了数据基础。(图1,表1,参25)     

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。     

中俄东线智能化工艺运行基础与实现的思考

随着数字化、智能化等技术的发展,油气管道运行管理模式将发生根本性转变,形成以智能管道、智慧管网为核心的发展理念。从管道运行工艺角度对中国智能管道建设的基础及实现条件进行了分析:①从智能管道的定义、国内外智能管道的发展现状以及油气管道智能运行的物联网基础与技术准备3个方面论述了智能管道建设的基础及所需实现的功能,指出智能管道在油气生产过程中的应用性是智能管道建设的核心问题;②探讨了天然气管网数据、建模及计算复杂性的根源,明确了智能管道、智慧管网的建设思路;③以中俄东线天然气管道为例,阐述了中俄东线智能运行的目标、基础以及工艺运行智能化组成的设想,其中工艺运行智能化组成包括管道工艺仿真系统建设、基于管道数据的数字孪生体构建以及综合运行调度和可靠性评价。最后,针对智能管道技术发展与应用面临的形势与挑战,给出几点认识及建议。     

埋地热油输送管道的经济管径计算模型

考虑了输送温度对油品粘度的影响以及油品粘度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、保温投资的年分摊费用、管道年维护费用、年动力消耗费用和年热力消耗费用之和为目标函数,给出了埋地热油管道经济管径的完整计算模型。该模型能自动满足管道的沿程温降约束条件,适用于不同粘温特性的原油、不同保温材料和不同埋地深度的管道。采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了算例计算,结果表明,该模型能较好地反映各种因素对经济管径的影响,可为埋地热油管道的优化工艺设计提供理论依据。     

西部开发对我国油气管道和焊管工业的要求

西部开发工程为我国的天然气管道和焊管提供了巨大的发展机遇，西 东输的管网建设为制管行业提出了更新更高的要求，概述了我国油气输送管道的发展前景及对各类管道的要求，指出了我国目前轧钢和制管行业与国差距，认为冶金企业和制管企业对应生产机组设备，工艺技术，检测手段和生产能力进行更新，以管理工程的要求，促进西气东输工程的建设。