高含硫管道氢致开裂的分形效应及扩展速率计算

氢致开裂是高含硫气田集输管网、长输管网管线钢失效的主要模式之一,为明确管道氢致开裂的机理与过程,对其开裂模式进行了研究。对氢质量浓度在金属裂尖扩展过程中的变化规律进行分析,考虑分形效应的影响,对氢致裂纹的动力学模型进行修正,提出了氢致裂纹扩展的直裂纹-剪切带分形模型:在Gerberich对氢致开裂研究的基础上,基于裂尖的氢化作用与裂纹扩展过程中存在的耦合因素,将断裂过程区的形状与裂纹的扩展长度进行结合,构建了氢致开裂裂纹扩展各阶段分形速率的表达式,得到了更为合理的基于分形效应的氢致开裂数学模型。以材质为16Mn和20钢的天然气管道为例,分别计算了母材与焊缝处的氢致裂纹扩展速率,对比得出两种材料抗H2S的性能,研究结果对于高含硫管道材料的选择具有一定指导意义。     

国产电驱离心压缩机组在天然气管道的应用

近年来,电驱离心压缩机组在天然气管道压气站中被大量采用,国产电驱机组虽然起步较晚,但发展较快。回顾了国产电驱离心压缩机组在天然气管道的应用现状及发展概况,系统归纳了机组主要单元的组合方式、成套方式、电动机、变频调速装置、控制系统的主要技术特点。通过运行数据分析、典型故障分析及与进口机组对比分析等方法,归纳总结了国产电驱机组相对进口压缩机组的优势与不足,并在设计、运行、管理及售后方面提出建议。从20 MW以上国产电驱机组研制、国产电驱机组推广、变频高速异步电动机应用、集成式压缩机的研制以及磁浮轴承在国产分体式电驱机组上的研制与应用等方面进行了展望,认为国产电驱机组必将成为未来中国天然气管道输送的核心动力装备,也更加安全、环保、可靠、经济。     

中国城市水土流失的现状、对策及研究展望——以广东省深圳市为例

[目的]总结城市水土流失的概念、危害、成因、特点和防治对策,分析城市水土保持工作存在的问题和未来研究方向,旨在为中国城市水土流失治理及研究工作提供参考依据。[方法]根据多年的研究工作经验和文献资料,综合分析国内外城市水土流失及水土保持研究的成果。[结果](1)城市水土流失的概念蕴涵自然和人为两种动力,水和土两个流失主体,城市和周边及地表与地下两类分布空间;(2)城市水土流失危害主要包括管道淤积、风沙扬尘、水源污染、资源衰退、环境破坏等多方面;(3)城市水土流失防治对策主要包括法律、机制、宣传、监管、兼治和科研等6个方面。[结论]人们对城市水土流失的认识尚存不足,城市水土保持理论、技术及法规体系有待完善。城市水土流失及城市水土保持工作应从理论研究、应用优化以及经验推广等方面深入开展。     

基于信息生态学理论的管道完整性管理系统

对于大型管道运营企业,借助现有的管理理念与技术手段实现完整性管理真正落地,推动其和谐、持续发展日显重要。结合企业信息生态系统的研究理论,以中国石油管道完整性管理系统（PIS）建设与推广应用为依托,以中国石油管道完整性管理业务应用为主线,效仿自然生态系统的物质循环方式,利用生态学的观点和方法,遵循开放、有序、合作、共赢的原则,以技术和管理手段将不同标准、数据、业务、工具、外部系统和用户通过信息流建立各条“生态链”,逐步构建了企业管道完整性管理信息生态系统模型,为中国石油管道完整性管理信息化的可持续发展提供了理论基础与实践指南。     

基于土弹簧模型的管道滑坡力学影响因素分析

滑坡是影响管道完整性的重要因素之一。基于土弹簧模型建立了滑坡管道有限元分析模型,考虑了管土之间相互作用的非线性特征,研究了管道内压、滑坡长度、滑坡位移、滑坡方向与管道轴向的夹角等因素对管道应力的影响。以陕京输气管道为例,分析了不同管道工况下滑坡相关因素对管道应力的影响,量化分析了垂直管道轴向的横向滑坡和平行管道轴向的纵向滑坡两种情况下的力学影响因素,得出滑坡方向与管道轴线的夹角对滑坡产生的附加应力具有重要影响,对于管道线路的完整性管理具有重要意义。研究结果可为滑坡地区管道的风险控制提供理论依据和技术参考。（图6,表1,参]5）     

超临界CO2管道输送参数的敏感性分析

为了确定有利于超临界CO2管道输送的参数范围,保证安全输送,基于超临界CO2流体作为管输介质与天然气和原油的不同之处,分析了超临界CO2管道输送技术的特殊性,进而通过软件模拟计算,分别研究了不同入口温度、管输流量、总传热系数下管输压力、温度、密度、黏度与输送距离的关系,得到了特定条件下的有效输送距离,不同管输流量对压温及物性的影响规律。结果表明：在研究条件范围内,输送距离超过100km后,CO2由超临界态变为密相,若要保持超临界态输送,需要在每100km范围内设置加热站;管输流量介于200-250t／h之间较理想;总传热系数介于0．84～1．3W／（m2 ℃）之间为宜。该研究属于超临界CO2管道输送基础研究,对于我国形成完整的超临界CO2管道输送系统具有参考价值。（图3,表3,参10）     

悬臂梁支撑法原理及其施工工艺

海底管道悬跨是海洋石油管道工程中十分常见且亟需解决的问题。介绍了填充沙袋法、覆盖“仿生水草”法、灌浆法及固定支撑法等传统悬跨处理措施。阐述了悬臂梁支撑法处理管道悬跨的原理及其施工工艺。在海底管道底部安装支撑结构,并通过吸力桩将支撑结构固定到海底,可以在管道的生命周期内永久性解决管道悬跨问题。将悬臂梁支撑法应用于乐东气田某管道,结果表明：悬臂梁支撑方案施工工艺简单,不影响油田生产,而且可靠性高,在费用和效果上都具有很大的应用优势。该方法可为解决深水海底管道悬跨问题提供借鉴。（图3,参6）。     

输气干线放空系统水力特性

高压输气干线放空管路内的介质属于非稳定流动,其水力计算不能采用一般站场管路适用的达西公式。为此,以Fano方程为基础,运用流体力学及输气管路流动基础理论进行程序编写,计算程序可实现对各时刻放空所对应的瞬时放空量、累计放空时间、截面压力及温度、储气量的求解。将程序计算结果与图解法计算结果进行对比,误差在2%以内,同时,程序计算法弥补了图解法仅能求得瞬时放空量而无法求得其他参数的缺陷。基于放空系统算例模型,对放空管路长度、管径、内壁粗糙度以及干线气体温度、压力等影响放空管路水力特性的主要因素进行分析,结果表明：放空管路长度和管径对放空系统影响较大,其他因素影响较小。以上研究可为输气干线放空管路系统设计提供参考依据。（图12,表2,参10）     

滩海埋地管道变形相似试验与抗漂浮数值计算

研究滩海天然气管道的变形规律和抗漂浮问题,可为该方面设计和计算提供参考依据,对保障管道安全运行有着重要意义。设计了滩海埋地天然气管道变形相似试验,模拟了在预定工况下滩海管道的变形过程,并采用有限元软件ANSYS计算了相同工况下的管道与土体的受力变形结果,与试验结果进行了对比,从而提出了一套关于滩海管道抗漂浮计算的有限元计算方法。采用ANSYS对实际工程管道的抗漂浮计算结果表明：在管道模型两端约束区,局部应力集中现象比较严重;远离约束区的管道各截面变形趋于一致,属于平面应变问题;随着管道埋深的减小,受浮力作用段管道的y向位移加速增大。（图13,表3,参12）     

日照-仪征原油管道水击分析与保护

长输原油管道在输油生产过程中,会因输油站的误操作而造成管道水击现象,使管道发生局部超压、液柱分离和泵机组汽蚀。介绍了输油管道产生水击的原因;分析了日照-仪征原油管道压力自动调节系统、压力超限保护系统和水击控制系统的构成;对仪征误关进站阀的事故工况进行了模拟,分析说明了该管道的水击保护过程。结果表明：日照-仪征原油管道水击保护系统的应用具有可行性,可有效防止严重水击工况对管道和设备造成危害。（图3,表4,参7）