原油管道改输天然气前的清管实践

为保证原油管道改输天然气后的输气质量和运行安全,必须在管道输气前实施清管。介绍了新疆塔河油田四、六区块4-1计转站至1号联合站原来的原油集输管道改输天然气前的清管方案和清管步骤,分析了其清管效果,指出利用经清管检测达标后的原油管道改输天然气与再建输气管道相比,不仅施工周期短,工艺操作简单,而且还可节约大量的建设资金。     

苏里格气田输气管道清管周期的确定

以输气效率作为确定输气管道清管周期的依据,若输气效率低于90%,则需实施清管作业。基于摩阻因数、管输流量、输气效率的计算,建立了苏里格气田天然气集输管道清管周期的数学模型,计算了各段集输管道在不同输气量下的输气效率和压差关系曲线,依此可以确定不同输气工况下的清管周期。     

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。     

复杂湿气集输管网清管时机的确定

在复杂湿气集输管网中,当管道实际运行压力、输量高于或低于管道设计运行压力、设计输量时,计算出的管道输气效率会出现大于100％或偏低的情况,使得管道清管周期的合理制定非常困难。为了确定管网的清管时机,制定合理的清管周期,减少清管作业频次,提出利用相对输气效率、管道始末端压差梯度、预测积液量与管容体积百分比、管道气体流速等参数综合分析判断管道清管时机的新方法。通过对苏里格气田集输骨架管网历次清管作业的分析计算,认为该方法符合现场作业的实际情况,可以准确判断出复杂湿气集输管道的清管时机,为现场清管周期的确定和清管方案的编制提供科学有效的依据。（表1,参6）     

天然气管道设计输气规模研究

天然气管道设计输气规模的确定既要考虑气田资源情况、生产能力,又要考虑天然气利用市场的需求、用户对天然气价格的承受能力、所替代能源的经济性以及国家相关政策的影响等。根据国内外长距离输气管道的建设经验,提出了天然气管道设计输气规模预测研究的内容和方法。依据需求定理,针对不同的天然气管输价格确定不同的管道设计输量,进一步考虑了不同用户用气不均衡性对管道设计输量的影响。     

输油管道改输天然气的问题研究

输油管道改输天然气既可以优化城市燃料结构，又可以使油管道的残值充分利用，但在实施这一改输工作前有一系列的问题存在。给出了管道剩余强度、剩余寿命问题的评价方法，针对改输后管道会出现的内腐蚀及天然气水合物问题，给出了解决问题的思路、方法及措施。     

起伏地形对宝汉天然气管道生产运行的影响

为了研究天然气管道在地形起伏地区的生产运行状态,以陕西省宝鸡-汉中天然气管道为例,结合实际生产情况,分析了起伏地形对天然气管道输量,以及积水静压阻力和段塞流对清管作业的影响;简化了积水静压阻力的计算公式,建立了分段积水柱长度和高程差与积水静压阻力的函数关系式。研究表明:起伏地形对天然气管道输气能力影响明显,未考虑高程差的输量普遍大于考虑高程差因素计算出的输量;起伏地形引发的天然气管道积水静压阻力和段塞流,影响清管器的运行速度和对清管器通过声音的监听;积水静压阻力足够大时,甚至可以击破清管器;通过积水静压阻力计算公式,可以精确确定清管器前后压差,为宝汉天然气管道清管作业提供理论指导。     

联盟管道的技术特点

塔里木已探明的天然气有７０％为凝析气，管道输送天然气也必须考虑凝析油的输送，以提高管道的经济效益。美国和加拿大正在合建的联盟管道是世界上第一条输送含凝析油天然气的大口径长输管道，对我国即将建设的西气东输工程有较大参考价值。综述了联盟管道的概况，介绍了其在天然气组分、输气压力、压缩机站功率配置、管材、防腐、压缩机、施工、投产和运行等方面的技术特点。     

国内外输气管廊带的建设与运行

输气管廊带的建设已成为城市可持续发展的重要因素,我国西气东输一线、二线、三线已基本建成投产,后续四线、五线、六线、七线的建设应借鉴已建管道的技术与经验,并学习国外管廊带的建设理念,特别是俄罗斯输气管廊带建设技术、输送工艺技术、施工设备、施工方案、风险评估技术等方面经验;结合欧洲输气管廊并行管道的成熟建设理念,以及美国阀室跨接技术,洲际管廊深海管道建设技术、扩建扩容方式和合建站场模块化设计等理念,在我国已有的技术水平基础上,完善下一阶段长输气管廊优化研究工作,同时健全相关管廊管道维修条例,保障我国西气东输管廊带建设顺利进行,以及管道日常安全运行。     

天然气管道工程设计中输气效率系数的取值

天然气管道输气效率系数表征管道实际运行情况偏离理想计算条件的程度,其取值对管道的实际输送能力和管道工程的建设投资、运行维护费用等具有重大影响。为了保证管道在经济最优的情况下,在运行阶段依然能够达到设计输量,需要合理确定管道的输气效率系数。结合工程实例,对Colebrook-White(C-W)、潘汉德尔B等较为常见的几种水力摩阻计算公式进行了理论研究和对比分析;基于GB 50251-2003输气管道工程设计规范中对采用潘汉德尔B摩阻计算公式时输气效率系数E的取值规定,校核了我国当前设计中采用C-W水力摩阻计算公式时,输气效率系数值取1的合理性;通过对输气效率系数的分析研究,给出了管径、管壁粗糙度及雷诺数不同的管道工程,在输气效率系数值取1的基础上所应做出的适当调整。     

SPOT卫星影像数据在长输管道工程中的应用

SPOT卫星影像具有较高的分辨率，广泛应用于基础地理信息的更新和跨越区域工程建设中，可以为拟建的长输管道通过地区提供新的工程环境信息，应用SPOT卫星影像数据技术可以长输管道工程在节约投资，缩短建设周期，减灾防灾等方面提供了有效的技术保障。     

海底油气管道全寿命周期风险评估模型

海底油气管道作为海上油气田生产系统的重要组成部分,其设计、施工、运行及弃置等各阶段均存在诸多风险。为了降低海底管道全寿命周期内各类风险,减少海底油气管道事故,围绕海底油气管道全寿命周期管理过程开展风险评估,建立了海底油气管道全寿命周期风险评估体系;根据海底油气管道的时间属性,将海底油气管道全寿命周期划分为6个寿命阶段;依据空间属性,采用递进细分原则,对海底油气管道进行分段,梳理不同阶段影响管道安全的制约因素,并对风险制约因素进行权重赋值,建立了管道失效可能性评分模型与失效后果评估模型,得出了风险值;根据风险值确定管道风险等级,再依据风险等级对危险管段实施管控,有效提升了管道全寿命周期内的风险控制水平,为海底油气管道全寿命风险管理提供了参考。     

管道风险因素的主客观集成权重赋权方法

为了优化油气管道风险因素权重分配,提高管道风险评价结果的准确性,迫切需要一种适用于油气管道风险因素的赋权方法。通过对国内外油气管道事故进行统计,明确了油气管道的6类风险因素;建立了基于灰色关联理论与熵权理论相结合的权重赋值模型,确定油气管道风险因素的主观权重和客观权重,并基于偏差最小化理论建立了动态的风险因素集成权重模型。以某输油管道为例,选取4个有代表性的时间节点,求解6类管道风险因素的主观权重、客观权重及集成权重。结果表明:基于主客观集成权重的管道风险因素赋权方法能够有效计算各风险因素的权重,可应用于各类油气管道的风险评价中。     

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。     

我国油气管道运输的发展概况

系统回顾了我国油气管道建设和运输自50年代至今的发展过程。由于受各方面条件的制约,我国管道工业的发展相对滞后,70年代后才有了一定规模的发展。进入80年代,特别是90年代以来,油气管道的建设发展迅速,陆续兴建了一批输送成品油、凝析油和干气等比较典型的近海和沙漠管道,例如以合作方式兴建的崖城13-1气田至香港、海南的海底输气管道,口径最大、可不间断顺序输送四种型号汽柴油的抚顺—营口鲅鱼圈成品油管道,全线采用计算机集中控制的东黄复线原油管道和国内第一条沙漠管道——轮库原油管道等。全国油气管道总长度已达到16 000km,并已初步形成了东北、华北、华东输油管网和西南输气管网,这标志着我国管道工业进入了一个新的发展时期。未来的努力方向是通过提高施工水平、进一步改进输送工艺和拓宽输送领域等手段,迅速缩小与先进国家的差距。     

基于主成分-聚类分析法的管道风险评价方法

为了更准确地开展油气管道风险评价，在论述主成分分析和聚类分析法基本原理的基础上，建立了基于主成分一聚类分析法的油气管道风险评价模型，并将此模型应用于我国某输气管道的风险评价。按照建立的风险评价流程，通过数值标准化和统计分析，降低了管道风险指标间的相关性和赋权主观性，提取了管道风险指标的3个主成分因子，然后结合指标间的相关性，最终给出了不同管段的风险分类和排序。基于主成分一聚类分析法的管道风险评价方法能够有效提高油气管道风险评价体系的可靠性和实用性，对于指导油气管道运营维护具有实际意义。（图2，表6，参6）     

油气管道计算机辅助断裂评定

管道的抗断裂性能关系到整个管道运输系统是否安全可靠，对油气输送管道进行计算机辅助断裂评定是管道系统安全运行的科学保证。利用自行开发的评定系统，对油气管道焊接接头进行了计算机辅助断裂评定研究。研究结果表明，断裂韧性、强度失配和初始裂纹状态等因素对油气管道焊接接头断裂评定具有重要影响，可为油气管道断裂评定提供科学依据。     

油气长输管道维抢修预警分级响应体系

为增强管道区域化保驾和应急响应能力,做到快速响应、有效控制和妥善尽处理管道事故,针对油气长输管道维抢修预警响应体系进行了研究。按照管道事件的严重性和紧急程度,将管道事件的预警信号分为3级,依次为黄色、橙色和红色,制定了相应的响应要求。提出了从维抢修资源准备,到预警发布、分级响应的体系方法,并通过油气管道气象与地质灾害预警分级响应案例,验证了该体系方法的可行性和实用性。     

油气管道缺陷评定方法的发展

随着我国油气管道工业的飞速发展，国内目前现行的管道缺陷评定技术已经远远不能适应管道工业发展的需要，建立适用于管道行业的缺陷评定标准是目前亟待解决的问题。介绍了国外适用于油气管道缺陷评定的先进方法以及相应的标准规范，讨论了目前缺陷评定技术的最新发展，为建立适用于我国实际情况的油气管道缺陷评定规范提供了科学的依据。     

油气管沟土石方开挖量的积分计算

随着长距离油气管道沿线地形、地貌、地质条件不断变化,管沟的开挖形状也不断变化,为此难以准确计算管沟土石方开挖量。结合油气管沟开挖的技术要求,建立了油气管沟的几何模型,并将复杂的油气管沟几何模型分解为直线型体积单元和圆曲线型体积单元两种类型,利用积分法求出两种体积单元的体积计算公式。其中,圆曲线型体积单元的计算公式较复杂,采用多条线段拟合圆弧的方法对其进行验算,结果表明:圆曲线型体积单元计算公式推导合理,可以用于计算油气管沟的土石方开挖量。(图4,表2,参20)