天然气管道清管作业风险分析及应对措施

天然气长输管道需要定期清管,以保证管道安全平稳运行。由于天然气自身易燃易爆的性质以及天然气管道运行压力较高等原因,清管作业存在许多风险。基于国内长距离输气管道的清管作业经验,概述了天然气管道清管过程中可能存在的各种风险,包括清管器卡堵和窜气、盲板操作风险、阀门泄漏、硫化物自燃、天然气爆炸、环境污染等,针对各种风险提出了应对措施。为确保清管作业安全,需要收发球现场各工作小组、沿线阀室、各监听点积极配合。     

库鄯输油管道清管工艺及清管工具的改进

介绍了库鄯输油管道自投产以来清管作业的情况,针对现场实际情况,对清管工艺、清管工具进行了改进,改进后的清管工艺及清管工具更适用于清管的实际操作,提高了清管作业的安全性与效率.     

成品油管道内检测清管技术

对成品油管道定期实施清管作业可以提高管输效率、油品质量及排查管道严重变形管段,在内检测前进行清管可以提高内检测的数据采集精度和数据质量。系统介绍了3种成品油管道清管器的工作原理和特点,提出了内检测前实施清管作业所用清管器的技术要求,讨论了清管实施阶段清管速度的选择,各阶段合格标准的判断以及收发、跟踪、定位等关键技术,为成品油管道内检测清管实施提供了指导。(图10,表1,参24)     

津京输油管道油品质量问题及清管实践

针对津京输油管道航空煤油中的固体污染物多、油品质量不稳定的问题进行了分析,提出了津京输油管道实施清管作业的必要性.介绍了清管作业中清管器的应用情况、存在的问题及解决办法,并根据实际清管经验对清管作业给出了具体的建议.     

天然气长输管道清管器运行速度预测北大核心

为保障天然气长输管道安全生产,提升输气效率,需要定期对管道开展清管作业,其中清管器运行速度预测是清管作业中的重要技术。针对目前清管器运行速度预测方法精度低、适用性差等问题,在调研国内多家管道运营企业清管作业流程及成功经验的基础上,总结出预测清管器运行速度的3种方法:理论估算法、模拟仿真法及经验数值法。深入分析了经验数值法中影响清管器运行速度的主要因素,提出了经验数值优化方法。通过对比3种清管器运行速度预测方法的优缺点,提出了一套完整的清管流程及清管器速度预测方法。最后以某天然气管道清管作业为例,计算了3种预测方法的相对误差,验证了经验数值优化方法的准确性及可行性。研究成果可有效指导管道运营企业开展清管工作,提高作业效率及安全性,降低投资费用。(图2,表3,参22)     

中国与俄罗斯管道清管技术标准差异分析

为保障中俄原油管道安全运行,分别从清管方式、清管器运行速度、清管周期、管道有效直径计算、清管质量控制措施、清管器跟踪和清管安全措施等方面,深入研究了中国和俄罗斯管道清管技术标准的差异.阐述了俄罗斯管道清管技术标准的先进性,包括清管装置和清管方式多样化、基于输送效率进行周期性清管和紧急清管、设定清管器监测点位置和划定清管作业危险区域等.最后,针对借鉴俄罗斯标准,提高我国原油管道运行标准水平以加强标准制修订工作,提出了建议.     

清管作业对低输量原油管道稳定性的影响

针对清管器在含蜡原油管道中的受力情况建立了清管模型,通过采用四阶龙格-库塔方法和VC 编制程序清管模型进行的数值计算及求解,得到了清管器在含蜡原油管道中的运行规律。根据清管作业时管道各运行参数的变化曲线,分析了清管对低输量管道运行稳定性的影响,并提出了相应的清管安全措施,为解决低输量原油管道清管时的实际问题提供了理论参考。     

小口径海底管道水力清管工艺

管径小于102 mm的小口径海底管道的清管施工是一项难度较高的工程作业,对于此类小口径管道,当采用传统通球清管作业时,清管球卡堵的风险与大口径管道相比要高出很多。对内径为40.6 mm的钢管与软管组合连接的小口径管道内的杂质类型及粒径进行分析,并研究其在管道内的启动情况,通过计算选取合适的清管液流动速度并进行现场实际验证,采用3倍以上管道内杂质沉降速度的清管液流速带动管道内杂质的水力清管方式能够将小口径管道内的杂质进行有效清理。因此,在不采用清管球的条件下采用合适流速的清管液进行管道内杂质清理的方式,可以应用于单一材质小口径管道和不同材质管道连接的小口径管道中,从而规避通球清管作业的卡球风险,在清理效果相同的情况下,提高了作业效率,降低了施工成本。     

基于文丘里原理的天然气管道吹扫清管器设计

针对粉尘和杂质较多的天然气管道在清管过程中,常规机械清管器出现的皮碗及刷毛磨损变形严重、清管效率低下等问题,基于文丘里原理,提出一种新型清管器设计方案,将具有该原理特性的管路与清管器骨架结构设计融为一体,同时设计了相应的导向支撑板、密封驱动皮碗及前端吹扫喷头等重要零部件。借助计算流体动力学方法对所设计的清管器的清管效果进行了仿真分析,结果表明:该清管器利用文丘里原理可对两皮碗之间管段内的杂质进行有效吹扫和抽吸,通过前端吹扫喷头喷出的高速射流可以在清管器前方形成全覆盖的柱状吹扫区域,吹扫速度可以吹扫和携带颗粒直径在2.5 mm以内的粉尘及杂质,具有良好的清管效果。通过该设计方案的实施,对于提高中国非常规清管器的研发和设计技术水平,促进在役天然气管道清管效能的提高,丰富清管手段的多样化具有重要的现实意义。(图11,表1,参20)     

库鄯线减压站清管作业防堵方案

介绍了库鄯线觉罗塔格减压站的主要功能和库鄯线的特点，分析了在历次清管作业中觉 罗格格减压站多次发生堵塞的原因，依据相关技术研究成果及历次清管作业经验，研究并探讨了合理的清管作业方案及防止减压站蜡油阻塞的技术和措施。     

跨国长输天然气管道清管作业特点

清管作业是天然气长输管道投产前或运行中的一项重要作业,可保证管道的安全运行和输气效率。跨国天然气管道的清管作业不同于常规清管作业,其具有一定的复杂性和特殊性。介绍了中亚天然气管道在清管站设置、清管站工艺、清管器选型等方面与国内一般管道的不同之处,并以中亚天然气管道清管作业为例,对中亚天然气管道乌国段的清管工艺特点和清管经验以及跨国段管道清管作业的特点和关键要点进行了总结和解析,以期为后续跨国长输天然气管道的清管作业提供帮助。     

水下清管器发射技术进展

通过对比分析水下发射清管、平台发射清管和回路发射清管3种清管技术,指出水下发射清管更适用于水下边际油田的开发.水下清管器发射装置用于储存清管器和控制清管器的发射次序,主要由连接装置、清管器存储仓和控制系统组成.调研了国内外清管器发射装置的研究发展现状,总结了立式与水平式水下清管器发射装置的适用条件、关键技术及存在的问题,提出解决对策,如简化水下清管器发射装置的结构,优化控制方法,减少ROV在水下的操作步骤等.     

选择清管设备应注意的主要问题

清管作业的有效性，应以正确地选择清管设备为前提。为此，叙述了清管设备的种类，性能和用途，提出了在不同条件下选择清管设备应注意的主要问题。     

西二线西段硫化物生成关键点段的判定与防护

西二线管道曾多次发生硫化亚铁自燃现象,为判定西二线西段硫化物(主要为硫化亚铁)生成关键点段并制定相应的防护措施,采用千德乐冷镜式露点分析仪、multi EA5000元素分析仪对西二线西段沿线采集的天然气气样和清管产物进行实验分析,得到了沿线天然气含水量、H2S含量变化趋势及清管产物中H2S含量的变化趋势。综合清管产物形貌、清管产物总硫含量测试结果、内检测数据以及沿线高程变化情况,形成了硫化物生成关键站点的判定依据,确定了关键站点和关键管段,制定了防护措施。     

曹妃甸油田变径海底管道清管的可行性

为了对曹妃甸油田3条变径海底混输管道实施清管,以其中的WHPE至WHPD海底管道为例,对其清管的可行性进行研究。研制了蝶片直板清管器,其蝶片密封盘具有较好的密封性、柔韧性及耐磨性,通过能力强,可以双向运动,能够适应于变径海底管道清管作业。通过模拟清管过程可知:曹妃甸油田变径海底管道清管是可行的,采用蝶片直板清管器可以较好地完成该管道的清管,清管平均速度为0.8 m/s,清管时间为5 990 s,清管过程中管道入口压力最大值为2.64 MPa,远小于管道入口设计压力与清管器承受压力。辨识出WHPE至WHPD变径海底管道清管的主要风险,并制定相应的应对措施,清管风险可控,安全性较好。研究结果为变径海底管道的完整性管理与风险评价提供了指导。     

DN 1422管道快开盲板用清管器缓冲装置的研制

目前我国油气管道的规格日趋大型化,清管作业所需的清管器和检测器等设备也随之变大。设备大型化导致清管作业时设备具有巨大的惯性,因而对清管作业的精确控制提出了更高的要求。为避免大型清管器撞击盲板造成损伤甚至发生安全事故的风险,通过对现有多种缓冲器进行方案对比,结合实际工况需求,研制出适用于快开盲板的清管器缓冲装置,其最大特点是撞击后不反弹。性能评估表明:所研制的缓冲装置安全便捷,最大程度地降低了盲板所受损伤,提高了盲板的使用寿命和安全性能。     

仪长原油管道清管实践

仪长原油管道自2006年5月全线投产直至2012年9月从未进行过清管作业,为了从根本上改善管道的运行状况,先后进行两次清管作业。首次清管采用YY—RGQ型软体清管器,以降低清管风险,保证管道安全运行;第二次清管采用站场自配的安装有跟踪设备的YY—JDQ型清管器。阐述了清管作业过程,包括收发球操作和清管技术要求。清管结果表明：首次清管杂质较多,有加热炉运行的管段,结蜡量相对较少;第二次清管清除的蜡和杂质虽然明显少于首次清管,但蜡沉积已经对管道的经济运行产生了影响,说明清管周期不合理。为此建议：易结蜡管段采用加热输送工艺,使输油温度高于析蜡点;确定最佳清管周期,制定合理的清管计划。（图1,表1,参6）     

天然气管道在线清管作业风险识别及控制

长输天然气管道在线清管作业是在不停输、不放空及不影响给下游用户供气的情况下,使用管输天然气作为清管器运行动力源的特殊清管作业,极具风险.结合清管作业的具体实施流程以及山东省天然气管道公司济淄输气管道十余次在线清管作业的现场经验,分别对发球作业环节、清管器运行过程和收球作业环节进行风险分析,详细阐述了风险形成的具体原因并提出了具有针对性的风险控制措施.后期的风险控制能效分析结果表明,各类风险因素基本得到了有效控制,确保了济淄天然气管道在不停输情况下清管作业的顺利进行,可为今后天然气长输管道在线清管作业提供借鉴和理论参考.     

基于OLGA软件的湿气管道清管动态分析

某原油处理厂的伴生气增压后输送到天然气处理厂,接收端气液两相分离器仅能处理正常运行时管道内产生的液体,不能接纳清管时产生的液塞。为了使接收端分离器可以在清管时正常运行,采取清管前管道减压、增加气量吹扫的方法减少管道内积液量,由于操作压力和气量选择不合理,清管前后分离器未能正常工作。利用OLGA软件模拟了管道内积液量、分离器进液量随管道压力和入口气体流量变化的动态过程,得到了合理吹扫方案:降低管道操作压力,待管道内积液量平稳后提高入口气体流量,管道内积液量小于分离器处理能力时开始清管,该方案保证了清管前后接收端分离器的正常运行。(图2,表1,参10)     

大落差管道清管冲击的有限元分析

中缅天然气管道云南段沿线地形复杂,多处形成了大落差起伏,给清管作业带来极大的安全隐患。针对大落差管道受清管器剧烈冲击而引起应力集中及变形的问题进行研究,基于有限元法建立清管冲击模型,分析管道受冲击时的动力学特性及在不同内压、清管器速度、土壤性质影响下的受力规律。结果表明:大落差管道受清管器冲击时,冲击力随时间变化曲线呈脉冲型波动;管道内压对清管冲击载荷影响显著,管道最大应力随内压增大而增大;清管器速度对冲击载荷影响较小;土壤类型为软塑性时,管道最大应力及变形会显著增大,并出现管-土分离状况。研究结果可为解决起伏地势下大落差管道安全清管问题提供理论依据。