油气管道盗孔接管修复结构强度分析

管道打孔现象作为第三方破坏的主要形式威胁着油气输送管道的安全运行。焊接接管是一种常见的管道盗孔修复补强方法,但焊接接管导致管道几何形状突变,破坏了原有的应力分布。建立管道盗孔接管修复结构的有限元模型,运用非线性有限元方法对管道在内压载荷作用下的应力分布进行了计算。研究结果表明:焊接接管导致了管道开孔附近区域局部应力集中,且随内压增加应力集中面积逐渐加大;最大应力点出现在管道开孔0o处(管道开孔内壁轴向位置);在保证焊接工艺的情况下,较小的接管管径、与管道主体壁厚相近的接管壁厚具有更好的修复效果。     

一起因开启氧气总阀引起的重大爆炸事故

1992年3月20日,四川省威远钢铁厂1号高炉(87m~3),在富氧鼓风试验送氧调试中开启氧气总阀时发生剧烈爆炸,致使在场人员全部受害(死亡14人,重伤3人,轻伤6人),炸毁氧气总阀和阀后近1m的不锈钢管。造成这次事故的原因主要是: (1)开启氧气总阀时,阀前与阀后压差过大(阀前压力2MPa,阀后为0.1MPa),违反了冶金部《氧气安全规定》中“直径大于70mm的手动氧气阀门,只有阀门前后压差小于0.3MPa才允许操作”的规定。 (2)由于压差过大,开启阀门时氧气流速极高,加之新安装的管道内存在铁屑、焊渣等杂物,又无接地装置,管道脱脂也未     

基于时序片段的油气管道运行工况识别方法*

为准确识别管道系统运行工况,提高对油气管道突发事故的响应速度,综合提升管网安全管理水平,提出1种基于时序片段的油气管道运行工况识别方法。首先,构建基于概率分布的状态变化识别模型,提取油气管道中不同运行状态点;其次,建立基于时间序列片段的工况识别模型,快速识别不同时间长度内油气管道运行工况;最后,以国内某成品油管道为例进行方法验证。研究结果表明:该方法可有效识别成品油管道阀门开关状态、泵异常停机和阀门内漏3种运行工况。对比传统的识别方法,该方法可降低状态变化点的漏报率,提升管道运行工况识别的准确率。研究结果可为油气管道系统运行工况识别提供新的借鉴方法。     

200 MW燃气流风洞高压氧气系统安全操作分析

为保证200 MW燃气流风洞高压氧气系统安全运行,从初始能量出发,对高压氧气系统充气、供气、排气时管道内的激波管流动、绝热压缩等过程进行安全分析,并提出针对性安全措施。结果表明:对于充气管道内存在的激波管流动,当驱动气体压力为20 MPa、被驱动气体压力为0.1 MPa时,激波反射后末端气体温度远远高于200 ℃,通过减小阀门开启速度,对阀前管道进行充气以减小上下游压差,可避免因绝热压缩产生的高温;供气管道充填时,管道内最高温度为73 ℃,通过控制充填速度,可进一步降低管道内氧气温度;通过高压排气、低压排气2种模式,可满足国标中对氧气流速的要求。研究结果可为氧气管道远程安全操作提供参考。     

氧气管道燃烧爆炸的原因分析

氧气输送一般采用碳素钢管道,开启阀门操作时,管道燃烧爆炸事故国内外屡有发生。氧气管道燃烧爆炸是个极其复杂的变化过程,以致事故后很难确定其发生原因和制订防范措施。本文从气体动力学,热力学和摩擦理论出发,对氧气管道开阀瞬间发生燃烧爆炸的原因作一简略分析。考虑到其过程发生于瞬间,为便于分析,按绝热过程处理。一、概述由于氧气存在,尤其在高压条件下,许多物质可由非燃物变为可燃物。铁在氧气中     

危化品罐车自封堵式安全截断阀设计与分析

为解决危化品罐车的储罐阀门管线等关键部件易损坏造成危化品泄漏的问题，基于系统本质安全原理设计1种内置自封堵式安全截断阀并对其关键部件强度进行校核计算，建立实现阀芯阀座有效密封的三维实体模型并完成有限元分析。结果表明:在阀座密封面与球形阀芯接触处出现最大应力，阀座承受的最大应力小于材料的最大屈服应力，内置自封堵式安全截断阀具有较高的可靠性，可为危化品储运相关安全装置设计提供理论参考。     

大落差输油管道局部高点水击压力预测方程研究*

为预测大落差管道局部高点水击压力,避免在关阀、停泵等应急操作过程中因高点低压而使油品气化,采用OLGA软件水击计算模块分析介质流速、高点稳态压力、关阀时间、阀门位置对高点水击压力的影响机制,并结合国内某原油管道现场SCADA系统数据进行验证;采用通用全局优化算法（UGO）和列文伯格-马夸尔特法（LM）建立局部高点压力预测方程,相对误差在5%以内。研究结果表明:本文方程可实现大落差输油管道水击过程中局部高点水击压力的预测。研究结果可为大落差输油管道安全运行与管理提供参考。     

落石冲击作用下架设油气管道响应分析

针对影响油气管道安全运营的落石冲击问题,基于弹塑性力学、Cowper-Symonds本构模型和有限元方法,建立了球形落石冲击油气管道的计算模型,对管道动态响应过程进行了数值模拟。对冲击速度、落石半径、管道内压力和落石冲击位置进行了参数敏感性分析,研究了各参数对管道冲击变形的影响规律。结果表明:落石的冲击能量主要用于管道塑性变形;冲击过程中,落石与管道的接触区域由初始的椭圆斑逐渐变成了椭圆环;管道塑性变形随着冲击速度和落石半径的增大而增大,随内压和落石偏移度的增大而减小。该研究工作为油气管道的安全评价及防护工程的设计提供了参考依据,对保障油气安全运输具有重要的工程意义。     

基于地理信息系统的油气管道安全管理研究

在石油油气输出的过程中，可能遇到管道穿孔爆裂、管道水灾冲断等突发事故。为了能保证油气管道的安全运营，减少事故发生后的损失，提出基于GIS建立准确、实时、有效的油气管道安全管理系统。系统以B／S和C／S模式相结合方式运行，充分利用GIS的快速定位和空间分析功能，实现了基础管道数据管理，二维模拟预警监控，气体扩散范围分析，启动决策系统实施救援计划等功能。开发实例表明，基于GIS的油气管道安全管理系统为石油行业管理人员提供更深层次的信息安全，使安全管理更及时到位，同时为加强监督检查提供了重要的依据。     

蒸汽阀门爆炸

陕西富平县乳品厂,去年发生了一起蒸汽阀门爆炸事故。阀体出口端顺向爆破,呈三角形破口,与阀盖连接的阀体丝扣同时横向裂开(见图),将阀盖、阀芯、阀杆、手轮等约以14吨力量,斜向冲出3米多远,击在煤堆上。操作者的右侧面部、颈部、双肩、胳臂、手等处严重烫伤,并被汽浪冲出7.7米远,又撞击到铁凳子上,头部撞伤,经抢救无效,死亡。 设备系统见下图: 当时 4吨/时锅炉正常供汽,2吨/时锅炉停运。2号阀门事故前始终是开启状态,3号阀门是事故阀门,两小时前他人洗澡曾开过。2号至3号阀门之间是30米室外管道(草绳石棉灰保温厚25—30毫米),事故前已充满…     

加拿大油气管道安全管理体系及其启示

建立系统完善的安全管理体系是保障油气管道安全运行的基础。通过分析加拿大立法特点,梳理国家层面和地方层面管道安全监管机构设置与职责,研究管道安全法规体系,明确了加拿大油气管道安全监管体制和全生命周期安全管理体系。研究了管道企业安全管理体系和管道全生命周期各个阶段的关键工作,分析了行业协会在管道安全管理方面发挥的积极作用,掌握了管道完整性管理方面的经验与成果。在此基础上对中加油气管道安全管理情况进行了对比分析,从重视管道安全监管立法、建立全生命周期安全管理体系、完善油气管道标准规范、实施管道完整性管理、建立统一呼叫系统和管道地图系统、鼓励社会各方共同参与管道保护等方面提出了加强我国油气管道安全管理的建议措施。研究成果对于完善我国油气管道安全管理体系具有指导作用。     

滑套式井下安全阀设计及动态特性分析

为防止井喷、保证油气井正常生产,设计了1种滑套式井下安全阀,对其结构、控制方式和工作原理进行了介绍;采用有限元的方法对井下安全阀由开启到关闭的动态过程进行模拟,在滑套阀不同倒角情况下,对滑套阀内部流场特性和所受压力的变化规律进行分析。分析结果表明,在滑套阀关闭过程中流体最大速度达到275 m/s,滑套阀所承受最大压力超过40 MPa;流体速度和滑套阀所受压力都随着滑套阀开度的减小而增大,随滑套阀倒角的增大而减小。此滑套式井下安全阀采用压力脉冲控制方式,液压管线只需要传递压力脉冲信号,杜绝了因管线泄漏而造成的井下安全阀失效。同时,驱动方式改为电机驱动,直接控制滑套式阀门的开合,反应迅速,提高了安全性和可靠性,具有较好的实用价值。     

基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价

为准确分析油气管道的脆弱性程度,提高管道系统风险抵抗能力,保障油气管道安全运输,提出了基于PSR-可拓云模型的油气管道脆弱性评价模型。基于PSR概念框架构建油气管道脆弱性评价指标体系;引入博弈论思想将层次分析法和CRITIC法计算所得权重进行最优组合。同时考虑油气管道脆弱性影响因子量化的模糊性,建立可拓云模型计算关联度,进而确定管道的脆弱性等级;最后,将模型应用于陕西省某现行管道,定量计算出该管道各管段的脆弱性值,并进行脆弱性排序。经过计算,该管道的综合脆弱性等级为较不脆弱,与实际情况相符。该模型不仅可以识别较为脆弱管段,还能把握脆弱性在油气管道系统中的传递和变化趋势,为油气管道的安全运行提供决策依据。     

采空区埋地油气管道变形数值模拟分析

评价和预测穿过采空区的油气管道变形是油气储运工程制定管道安全预防对策的主要依据之一。结合工程实例,将现场变形监测与基于FLAC 3D的数值模拟结果相比较,采用针对采空区和管道变形特点的三维数值模型、适合采空区岩土和管道性质的本构模型计算单元和计算参数。结果表明,模拟结果与实际监测数据较吻合,管道沉降最大误差小于3.98%,管道上方地表下沉最大值误差小于7.52%。     

海外油气管道项目HSE的管理特点分析

随着海外油气勘探开发业务的发展,海外输油气管道建设和运营业务量不断扩大,海外油气管道项目的HSE风险与国内比较有不同的特点。本文从健康、安全、环境评价,获取并遵守当地的法律法规和其他要求,在设计阶段保证管道的安全性,承包商管理、应急管理、社区关系等方面论述了海外油气管道项目的HSE风险管理特点。     

油气管道安全预警技术性能评估研究

根据油气管道安全预警技术的特点和应用现状,确立了评估安全预警技术的6个指标.根据问卷调查的结果,利用层次分析法确定了各指标的权重.通过现场调研和相关文献报道,对4种安全预警技术在6个指标下的性能进行了系统地比较.利用模糊综合评价对每种技术在不同指标下的比较结果进行了排序.结合层次分析法确定的指标权重最终得到了不同油气管道安全预警技术的综合性能评估结果,并对结果进行了分析.研究结果表明,基于层次分析法的模糊综合评价对油气管道安全预警技术进行性能评估具有较强的实用性,可为企业选择合适的安全预警技术提供有力依据.     

基于光纤传感的长输管道破坏预警技术研究

针对油气管道第三方破坏的威胁,提出了一种基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动预警系统,分析了其用于油气管道安全预警的关键技术,并在某原油输送管道现场进行了测试应用。应用结果表明,系统可以准确监测管道附近的人为挖掘,通过多参量模式识别算法可使系统有效区分人为挖掘和干扰信号。     

老龄油气管道安全寿命综合评估方法研究

为合理评价老龄油气管道的安全运行状态,降低老龄管道运行风险,基于安全系统理论提出一种安全寿命综合评估方法。首先,通过事故树分析辨识老龄油气管道系统风险因素,从管道内检测、管道外检测、压力试验、修复和承压状况5个方面建立管道安全寿命评价指标体系;然后,采用层次分析法计算指标权重,并基于模糊集理论和灰色理论预测管道安全寿命;最后,以国内某一管道为例证明该方法工程应用的可行性。结果表明,该方法能够较为全面评估老龄油气管道的安全寿命,评估结果符合工程实际情况,具有较高应用价值,能够为国内老龄油气管道的安全寿命评价与风险决策提供技术支持。     

基于改进理想点解法的油气管道事故综合预测研究

为了提高对油气管道事故的综合预测能力,进而降低油气管道事故的发生概率,基于多属性决策理论的理想点解法,研究提出了基于改进理想点解法的油气管道事故综合预测模型。从引起油气管道失效原因分类的角度,构建油气管道事故综合预测指标体系;基于五标度法的改进层次分析法计算指标权重;在此基础上,应用改进理想点解法计算各油气管道的贴近度,根据贴近度值确定各管段事故发生的可能性;以某条长输管线为例,进行了实证分析。研究结果表明:基于改进理想点解法的油气管道事故综合预测结果与实际情况高度吻合;该方法为管道企业从整体上掌握油气管道的安全状况提出了1种新的科学方法,可为管道企业进行管道完整性管理提供决策支持。     

多相流耦合水击模型在泄压阀压力精度设定中的应用

氮气式水击泄压阀的压力精度设定问题与油气管道系统能否安全运行紧密相关,为进一步提高泄压阀的设定压力精度,构建了油气水三相流耦合水击模型和阀芯运动力学模型;根据泄压阀的工作原理,对泄压阀阀芯的受力情况进行分析,建立水击压强、氮气压力、弹簧力之间的数学联系;实现了油气水三相流耦合水击模型和运动力学模型的融合。研究结果表明:构建的数学模型能准确地计算出符合实际工况的水击压强、氮气压力、弹簧力的理论数值;水击压强、氮气压力与弹簧力大小呈周期性变化;氮气压力与弹簧力设定数值的确定,可进一步提高泄压阀的设定压力精度。