长庆油田4731B型非金属集输管道老化特性实验研究

为推广非金属复合管在油田集输油领域的应用，明确其在集输环境中的老化特性是关键问题。基于集输油现场的工程条件，针对长庆油田试用的4731B型钢丝缠绕增强复合管，以采出原油、采出水为实验介质，通过挂片实验、水压爆破实验，借助电镜扫描、拉伸测试对复合管内衬层老化行为、拉伸性能以及复合管极限承压与老化特性进行研究。结果表明:采出原油与采出水均可渗透扩散进入内衬层内部，还会发生局部深入渗透；采出原油、采出水的局部渗透速率分别可达3.4，10.6 mm/a；在某些工况下，内衬层表面产生裂纹；短时间（168 h）内的介质渗透甚至裂纹对其机械性能影响较小，而光氧老化影响显著；现场服役813 d后，复合管极限承压下降2.79%，表明复合管承压性能稳定。     

集输油环境氟橡胶O形圈老化行为实验研究*

为研究氟橡胶O形圈在集输油环境中的老化行为特征，以长庆油田使用的氟橡胶O形圈(位于非金属复合管连接接头处)为研究对象，采用宏观与微观相结合的方法，通过挂片实验分析氟橡胶O形圈在不同介质（采出油，采出水）、温度（25，50 ℃）、压力条件（0.1,4,6 MPa）下老化后的形貌、质量、拉伸性能及硬度。结果表明:采出油、采出水均能引起O形圈发生溶胀，从而降低O形圈的强度、韧性、硬度；采出水引起的溶胀显著高于采出油更易导致O形圈表面产生坑洞缺陷；渗透速率随温度升高而急剧增加，压力对渗透速率的影响不明显；硬度降低较小，最大降幅为4.17%。结合现场服役813 d的密封圈SEM形貌，证实集输介质渗透会引起氟橡胶圈溶胀、导致表面产生坑洞等缺陷。     

起伏管道积水运动特征实验研究*

为研究油流携水过程中的积水运动特性,明确排除积水临界条件。以0#柴油、自来水为实验介质,利用内径（D）为50,80 mm,上倾倾角（β）为1°,5°,10°的水平-上倾实验环道,对表观油速（Uos）为0.25 m/s、无量纲水相高度（h/D）在0.5范围内,油流剪切作用下的管道积水运动特征进行实验。研究结果表明:积水流型随表观油速、无量纲水相高度、上倾倾角的增大由光滑分层流逐渐向波状分层流、液滴分层流过渡,其中表观油速影响最为显著;积水爬坡距离随表观油速增加而显著增加,随上倾倾角增大而减小,随无量纲水相高度减小而减小;实验说明弗劳德相似准则能较为准确地预测起伏管道中积水携带临界表观油速;由弗劳德相似准则预测可知,内径为489 mm管道积水排除的临界表观油速约为1.60 m/s,研究结果对减少管道内腐蚀有一定指导意义。     

横向穿越滑坡段埋地管道应变响应特性研究*

为准确描述横向滑坡作用下管道非线性响应特征,采用非线性自适应网格技术建立横向穿越滑坡段埋地管道三维有限元模型,利用非线性接触模型表征管土之间、滑坡体与非滑坡体之间的相互作用,探究滑坡位移、埋深及壁厚对管道应变响应特性的影响规律。研究结果表明:随着滑坡位移增大,滑坡体与非滑坡体交界区域和管道位移最大区域两侧管道应变显著增大,易发生失效;结合应变失效判定准则分析,管道不发生失效的最大滑坡位移、最小管道壁厚及最大埋深,在本文算例中分别是0.36 m、9.50 mm、0.97 m。因此管道经过滑坡区时,可适当增大壁厚、减小埋深;滑坡发生后,应重点关注滑坡体与非滑坡体交界区域及管道位移最大区域两侧的变形情况。研究结果可为穿越横向滑坡管道的设计及安全运营提供一定参考。