管道检测和修复

根据从新近项目中获得的经验对管道的检测和修复技术进行了回顾,并推荐了一种计划管道检测和修复的简单方法.讨论了不同检测方法的可行性和实用性,包括带缆清管器、智能清管器、超声波系统和磁漏检测法,还讨论了检测计划中涉及到的工程、实践、安全、合约以及后勤问题等.     

低输量管道清管器运行速度控制方法及建议

输气管道在投产初期或运营期因用户需求量波动，普遍存在输气量低于设计输气量的情况，导致清管器运行速度无法达到规定范围，从而影响清管效果，甚至发生清管器卡堵等安全事故。以泰青威管道为例，分析多轮次清管内检测作业中管道运行工况与清管参数特性，提出适用于低输量工况的清管器运行速度控制方法及建议。通过三段式压力梯度调节、平均压力与输气量协同调节、充分利用枢纽站调节，优化清管器跟踪监听策略与技巧，可有效调节清管器运行速度，使其在管道内平稳运行并达到规范的清管内检测速度要求。研究成果可为低输量管道清管作业提供借鉴，保障管道清管安全。（图6，表3，参28）     

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)     

天然气管道内涂层磨损研究

为了有效分析各种工况对天然气管道内涂层的影响，提高涂层的使用寿命，通过模拟实际工况条件，利用天然气管道内涂层全尺寸设备，进行了粉尘磨损、热风循环和清管器拖拉实验，分别得到天然气中携带粉尘、温度变化和清管器运行对涂层影响的实验数据。分析结果表明：天然气粉尘和清管器运行对管道内壁减阻涂层的磨损影响较大，温度变化产生的热应力对涂层的影响相对较小。因此，降低天然气中粉尘的含量，减小清管器皮碗与内涂层之间的摩擦因数，减少清管器过盈量和使用轻型清管器，均可以减轻天然气管道内涂层的损伤，从而延长其使用寿命。     

川气东送管道干线清管实践

目前天然气长输管道清管作业尚未形成统一的标准、规范,在清管器选型、清管器参数确定、速度控制等方面均无明确规定。对川气东送管道清管作业工况进行分析,从设备选型、参数确定、收球流程调整、清管器的监听、速度预测等方面入手,开展了大口径管道清管研究实践。可采用聚氨酯泡沫清管器和皮碗清管器相结合的清管方式,其中皮碗清管的过盈量为主要管道壁厚段的3%,聚氨酯泡沫清管器为5%。通过调整收球流程,控制收球速度,选择在阀室以及进出站对清管器进行监听。作业前通过SPS模拟清管器运行速度,与实际相差约为5%,除发球和收球阶段外,皮碗清管器和泡沫清管器运行速度相差不大。通过掌握管道内部特点,清除管道内杂质,提高管道运行效率,检验管道通过能力,为后续的内检测工作奠定基础。总结了相关经验并提出了改进建议,可为以后大口径管道清管提供借鉴。     

马惠宁输油管道清管的风险分析及对策

介绍了马惠宁输油管道的施工和投产后的运行现状。由于多年运行，管道腐蚀严重，为此拟采用清管器进行内检测。对用清管器进行内检测可能产生的风险进行了分析，并提出了减小风险的对策。     

天然气管道调速清管器研究进展

国外对天然气管道内检测器调速技术的研究和应用较成熟,但国内对清管器速度控制技术的研究甚少。针对天然气管道清管器调速技术和应用研究难点与特点,综述了天然气管道清管器的动力学问题、旁通调速装置的国内外研究现状,分析了调速清管器调速装置的主要结构、原理和旁通阀种类,描述了旁通孔内直动式截断阀、旋转转阀和蝶阀等泄流调速装置的结构特点与工作原理,同时描述了制动机构用于清管器调速的优点与基本原理,讨论了清管器调速的技术难点,指出为实现清管器调速技术的现场应用,需开展机械与控制系统设计以及控制逻辑优化等理论与试验研究。     

φ273漏磁腐蚀检测器在输油管道上的应用

为了掌握管道的内外腐蚀情况,在新疆的输油管道上采用了带发讯器的机械清管器和引进的智能清管器,准确地找到了管道管材的缺陷和内外腐蚀管段的具体位置。为预防管道因腐蚀穿孔而造成的跑油事故,提高管道的本质安全找到了一种较理想的方法。此方法大修时间和大修费用,可使过去盲目的大修变为有计划的维修,在长输管道上有广阔的应用前景。     

应用在线清管器检测应力腐蚀开裂

用智能化清管器检测管道几何形态的畸变等在线探伤技术近几年已得到广泛认可，很多管道检测机构已制定出规范的探伤操作程序来帮助维护和保证管道的完好。     

大落差天然气管道安全清管工艺条件

大落差地区的天然气管道清管时,受地形起伏和管道积液量的影响,清管器的运行速度容易发生剧烈波动;清管器与管道在弯头处碰撞,形成冲击载荷,威胁管道运行安全。以中缅天然气管道龙陵输气站至保山输气站大落差管段为例,基于管道仿真技术,分析清管器最大运行速度与管道压力、输量、积液量之间的关系,指出积液量是影响清管器最大运行速度的主导因素;确定管道应力不超过管材许用应力条件下的清管器最大允许运行速度,以及与之相对应的最大允许积液量;将积液量与管道输量、两端压差关联,提出由管道输量和压差所表征的管道安全清管工艺条件,为判断大落差天然气管道安全清管条件提供了可靠、实用的方法。     

济淄天然气管道清管收球速度的控制

为合理控制济淄天然气管道清管过程中的收球速度，基于清管器运行速度的准确计算，分别采用二次收球和调整收球流量的方法控制收球速度，规避清管器撞击盲板的风险。根据SY／T5922—2003《天然气管道运行规范》，将清管器运行速度视为与天然气流速相同，推导出了运行速度测算公式，利用该公式测算出的理论值与实际值的最大相对误差不超过6％。通过对济淄管道16次清管作业的收球数据进行总结分析，结果表明：清管器质量越大，收球流量越大，接收到清管器的位置距离收球筒盲板越近，清管器撞击盲板的风险越大。研究成果和实践经验可为清管器速度控制提供依据。（图3，表2，参6）。     

海底管道清管器运行时间预测

海底管道清管器运行时间对于清管收球作业具有重要的参考作用。为了明确清管器运行时间的影响因素，运用灰色关联分析法对海管里程、海管进出口压力差、输气量、海管进出口温度差、过盈量、清管器质量、输油量、含水率进行关联度计算，分析各影响因素与清管器运行时间的相关性，并以此构建了网络结构为（8,11,1）的清管器运行时间BP神经网络预测模型。以渤海某油田海底管道的清管作业数据记录为样本，对清管器运行时间进行预测及验证，结果表明：该模型预测的清管器运行时间的平均误差为8 min，平均相对误差为12.5%。研究结果可为制订合理的海底管道清管收球作业方案提供参考。（图5，表2，参20）     

一种新型泡沫测径清管器的设计及仿真模拟

针对泡沫清管器在清管过程中不能准确判断管道变形,无法清除顽固残余物质,导致后期投放的检测仪器结果不准确,甚至堵塞管道等问题,设计了一种新型、低成本泡沫测径清管器,利用漏磁检测原理在泡沫清管器聚氨酯层中放置磁块,由霍尔元件测量管径变形时的磁场变化,即可得出残余物质的高度、外形等特征来进行预先测径。实现了在管道复杂工况中对管内结垢及变形情况的准确检测,避免了卡堵。以运行过程中的泡沫测径清管器为研究对象,通过ABAQUS软件仿真模拟其遇到残余物质时的变形情况,结果表明:当发生一定变形时,泡沫测径清管器外层泡沫体密度越大,厚度越薄;内层泡沫体密度越小,厚度越厚,测量得到的位移变化量结果越准确。(图2,表4,参20)     

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)     

天然气管道速度可控清管器的设计

为解决我国长输天然气管道清管过程中清管器速度过快或不稳定带来的一系列问题,对清管器的速度控制技术进行了研究。结合清管器的清管原理,提出了清管器速度控制方案,进行了速度可控清管器的结构设计,主要由普通清管器、电子仓、信息轮、电机仓、直流伺服电机、转阀、旁通壳体电机仓等零部件组成。分析了该清管器的工作过程,认为其在管道内的速度可以控制在预定范围内,但机械结构优化,旁通孔计算以及清管器在管道内运行时可压缩流体的数值模拟等技术问题仍需深入探索。     

双管径检测

通过各类管道试验方法的研究，得出以下结论：（１０智能清管器能检测出管壁变薄和与管道密切相关的潜在腐蚀危险；（２）应力试验只检测裂缝和漏点，提供当前管道状况；（３）Ｒｕｈｒｇａｓ经验指出，大多数壁厚减少都源于伤痕和腐蚀；（４）ｕｈｒｇａｓ建议，可以排除新管道管壁减薄情况，管道初始运行时应力试验视为最终测试。根据Ｒｕｈｒｇａｓ公司经营的双径和道特点，制定了检测方案，并且所有试验已完成。     

可自动泄压吹扫的清管器

介绍了一种可自动泄压吹扫的清管器。该清管器在清管过程中,其前端阀瓣可自动启闭,起到吹扫清管器前端污物和防止管道被超压破坏的作用,解决了由于管道内污物不断堆积致使清管器在管道内行进过程中卡阻的难题。     

对国外几何形状检测清管器的分析

1983年10月,我们代表石油部赴加拿大努发公司接受“管道腐蚀检测”的培训任务。在培训期间,接触到了EPS公司生产的“几何形状检测清管器”,在这里介绍这种检测清管器的结构和原理,供有关研究人员参考。 我国大部分是埋地管道。由于地震、地层的移动、热输变形等原因,使管道产生程度不同的变形,这些变形使输油阻力增大,管道强度降低。为保持正常输量,须增加更多的能     

基于压力波的清管器在线定位算法

传统清管器跟踪定位技术受管道及周围环境条件限制不具有通用性,而基于差压法的清管器跟踪定位技术因所采集的压力信号变化灵敏、不受外界因素影响等优势获得了越来越多的关注,但针对该技术定位算法的研究较少。基于差压法的清管器在线跟踪定位技术,以中国石油管道公司长沙输油气分公司武汉输油站清管作业为例,提出了基于压力波的清管器在线定位算法。该算法的实现分为3步:1分析清管过程中采集的压力信号,将其划分5种信号状态,包括压力平稳状态、清管器通过阀室状态、压力升高状态、压力降低状态及清管器卡堵状态;2采用小波奇异性检测和相关性分析的方法实现不同压力信号状态的识别;3确定清管器在线定位算法,包括正常运行定位算法和卡堵定位算法。利用实采数据模拟清管过程验证该算法的有效性,结果表明该算法定位准确,可实现清管器清管的全过程监测。     

天然气管道清管器自激振动模型及影响规律

在清管器前端所聚集的杂质和管道内壁摩擦力的共同作用下,清管器皮碗会发生较大振动,甚至发生变形,从而降低清管作业的有效性。基于LuGre模型和Stribeck曲线,描述了清管器皮碗与管道内壁间摩擦力的非线性变化规律,通过合理约束清管器皮碗径向的自由度,建立了由集中质量弹性微元体表征的清管器自激振动模型。采用Matlab仿真软件,对DN200管道皮碗清管器不同工况下的自激振动规律进行分析,结果表明:随着过盈量增加,皮碗清管器的振幅随之增加;随着运行速度增加,皮碗清管器振幅先增加后降低。建立的天然气管道清管器自激振动模型,为合理选择皮碗清管器过盈量和清管运行速度提供了依据,可有效提高天然气管道清管作业的安全性与有效性。