红—克长输玻璃管线沿程压力和温度分布影响因素分析

为确定红—克长输玻璃管线常温输送方案,根据现场管线工况,利用Pipephase 软件建立了管道数值仿真模型,分析了原油含水率、输送流量、管道内壁粗糙度、环境 温度、入口温度等因素对管线沿程压力和温度分布的影响规律。结果表明:原油含水率 、输送流量、管壁粗糙度的增加会导致管线沿程压降增大;环境温度、入口温度的增加 会造成管线沿程压降减小,且压降变化趋势基本一致;原油含水率、入口温度的增加, 会引起管线沿程温降的增大;输送流量、环境温度的增加,会造成管线沿程温降的减小 ;管壁粗糙度对管线沿程温降影响较小。该研究工作为玻璃钢管线长输方案的制定提供 了参考依据,对保障油气安全运输具有重要的工程意义。     

输油管道清管工艺中硫化氢气提及放散安全性研究

清管是原油输送过程中需要定期进行的重要作业,而工艺参数对其作业过程的安全性影响尚无系统研究.为深入探究当清管器发生意外卡堵时工艺参数对原油中硫化气提过程的影响,采用缩比试验的方法,搭建了一套与实际原油输送管道尺寸为1:6的试验系统,以某含硫原油作为试验油样,研究注气流量及压力对原油中硫化氢的气提效果,并利用ANSYS Fluent软件对回油完毕后的气体放散过程进行了数值模拟.结果表明:总体趋势上,在一定温度和操作压力下,注气流量越大,放散气中硫化氢气体浓度越低;温度和注气流量一定时,操作压力越大,放散气中硫化氢气体浓度越低;在环境风速一定的情况下,当放散作业临近结束、气体进入亚声速流动状态后,高浓度硫化氢的扩散范围较大.     

原油管道清管作业硫化氢析出原因分析及模拟试验研究

为了得到原油管道检修过程中清管器推油换管作业出现的硫化氢质量浓度超标原因及其析出规律,通过分析管道检修典型作业流程,初步推断得到了硫化氢析出原因;并针对析出原因设计了缩比例试验,还原了清管作业过程,得到了原油中硫化氢在各个阶段的析出状况,根据试验结果确定了硫化氢析出原因,并得到了氮气流量对硫化氢质量浓度的影响规律。直管试验结果表明,直管推油过程中无论清管器卡阻与否,氮气放空基本不会出现硫化氢析出现象;弯管试验结果表明,产生高浓度硫化氢气体是由于清管器意外卡阻后,氮气穿过清管器直接与含硫原油接触,并且在地势高程差的作用下,对局部低点残留原油反复气提,导致放空时混合气体中硫化氢质量浓度超标。同时,对弯管试验数据进行分析表明,析出的硫化氢质量浓度受氮气对硫化氢的气提作用和稀释作用共同影响;在采取现场硫化氢质量浓度控制措施时,应根据实际管径及在输原油的硫化氢含量设计不同的注气流量。     

天然气输送管道泄漏事故危害定量分析

针对某天然气工程中高压输送管道可能发生的天然气泄漏的爆炸危险性进行分析.利用质量流速模型计算出泄漏流量.根据泄漏流量和天然气的燃烧下限浓度,通过高斯扩散模式定量计算在大气为中性,风速为5 m/s,且位于市区的条件下,天然气在大气中的轴向、径向和切向的扩散距离,从而计算该天然气-空气混合云团的体积.对该体积预混云团的爆炸危害进行评估,计算形成蒸气云爆炸的参数,并应用Mat lab软件计算出该管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的个人风险曲线,其结果可为新管线的规划、建设及现有管线的调整提供决策依据.     

基于 Ke nt 法修正后的库鄯线输油管道风险评价

在综合分析中石油库鄯线输油管道的基础上,按照管道沿线的土壤和植被的类型,将管道划分为12个子管线,然后在基于修正后的Kent法,重点针对库鄯线原油输送管道的风险等级进行评价,将沿线风险区划分为高、中、低三种不同的区域。针对风险等级及风险点特征,提出了对不同风险等级管线区域管理的有效措施,为决策者提供了切合实际的应对措施和方案。     

泥水盾构近接地下管线施工的管线沉降计算方法及管土位移规律研究

为更准确地预测管道受盾构开挖引起的竖向位移,对基于傅里叶变换的管道位移传递矩阵法进行修正,考虑泥水压力和注浆压力2个关键参数对管道位移的影响,并提出1种基于沉降监测数据的地层损失率的反演计算方法。同时,利用数值仿真软件FLAC3D分析不同工况下的管土变形规律,并与修正后的传递矩阵法进行对比。研究结果表明：由地层损失率反演计算方法可以计算得到较为准确和合理的地层损失率,使用该地层损失率计算地表沉降时与数值软件结果吻合度较高。修正后的传递矩阵法保留原计算方式的便捷性,同时考虑泥水压力和注浆压力等实际因素,与现场实测值更加贴近,准确度更高。管道与地层的相互作用可以通过管土相对刚度进行宏观定性描述,该参数可以反映出不同材质、壁厚、直径等条件下管道受盾构开挖影响的敏感性。研究结果可为盾构下穿既有管线的管线沉降预测提供一定参考。     

基于CFD的河流穿越段沥青质沉积安全评估

为保障原油管道河流穿越段安全、高效地运行,需对沥青质沉积进行研究,评估原油管道河流穿越段长期运行的安全性。通过对原油组分、沥青质沉积机制的研究,结合某河流穿越段的复杂流动环境,采用计算流体动力学(CFD)方法,研究该管段原油对沥青质颗粒的携带作用以及沥青质颗粒的运移过程,并定量分析沥青质的沉积量,从而评估该管段的安全性。结果表明:在当前输送工艺条件下,河流穿越段输量下降了0. 94%,处于安全运行阶段。     

辐照强度对太阳能集热蒸发器压降影响的研究

研究了辐照强度对太阳能集热蒸发器管道压降的影响,搭建了太阳能热泵热水实验测试平台,通过理论计算和实验测试,对比分析了辐照强度对太阳能集热蒸发器中制冷剂质量流量以及管道压降的影响。结果表明,太阳辐照强度越大,制冷剂气体质量流量越大,太阳能集热蒸发器中管道压降也越大。     

基于应力分析的高陡边坡输气管道安全性分析

长距离输气管道所经过的区域地形极为复杂,在经过局部山区时,敷设在高陡边坡上的输气管道应力集中现象较为明显,安全隐患较大。而目前针对高陡边坡输气管道的安全性分析较少。为此,基于管道应力分析的基础理论,使用CAESAR II软件对某高陡边坡输气管道进行应力分析,分析研究其安装、试压、运行、清管以及地震工况下管道的受力情况,得出该管道应力较为薄弱的位置,综合考虑了腐蚀、运行等情况得出了结论:高陡边坡输气管道集中应力产生位置主要为边坡低点处、边坡顶部附近以及弯管处;清管作用对天然气管道应力的影响较小;横向地震作用对管道应力的影响最大;管道易泄漏部位主要集中在边坡顶部、底部、弯管处以及管焊缝处。分析结果对高陡边坡输气管道的设计、施工和管理提供了相应的理论依据,具有一定的工程价值和指导意义。     

大型石油罐区安全控制技术及其应用研究

采用道化学危险指数法对油库的火灾、爆炸危险性进行了分析.选取油库最具代表性的原油储罐区和原油泵房为分析单元,得出其初期计算结果的危险等级都为"高",补偿计算结果的危险等级都降为"较低".这说明油库所计算单元在采取安全措施和预防手段的条件下,危险等级大大降低,达到可以接受的程度.利用DNV公司的SAFETI软件对油库可能发生的重大事故进行了仿真模拟研究,得出了事故可能影响的范围和结果,同时提出了危险削减措施.根据油库事故的历史数据,事故类型选用了原油储罐以及原油管线泄漏.     

大落差原油管道投产油顶水过程研究

为了探究隔离球在大落差原油管段投产过程中的影响作用,以某大落差“U”型起伏原油管线为实际案例（其最大高差达1 490 m）,基于OLGA多相流瞬态模拟方法,对大落差原油管段油顶水过程进行仿真研究。分析隔离球对原油顶水过程中的混油影响,同时对不同输量、管内积液量条件下隔离球在大落差管段中的运动特性进行研究,得到了清管器的平均运行速度、管中压力、持液率的变化趋势以及清管过程中的段塞行为等。结果表明:当输量为900~2 500 m3/h时,隔离球的加入能够降低混油量84.2%~93.7%;同时,还能减少投产过程中由于油品轻质组分汽化所产生的气体,并将更多管内气体带走,减少管中段塞流,提高原油投产效率,为工程实际投产过程提供有效依据。     

天然气管道直管段结垢速率数值模拟研究

为了探究天然气集输管道运行中结垢速率的影响因素,基于FLUENT软件建立了天然气集输管道结垢速率数值模拟模型。结合川西北天然气管网的实际运行参数,定量分析了管道压力、温度、垢粒子浓度和流速对结垢速率的影响。结果表明,管道压力、介质流速与结垢速率呈负相关关系,介质温度、粒子浓度与结垢速率呈正相关关系。在实际生产过程中,可以通过适当增大气田采出水的压力和流速,降低介质温度来达到抑制结垢发生的目的;并且还分析了CaCO3颗粒在直管段处的生成与沉积规律。     

大落差原油管道投产充水过程研究

为了探究大落差管道充水投产过程中存在的不满流及低点超压问题,以中缅原油管道怒江跨越段为例（其最大高差达1 480 m）,基于OLGA多相流瞬态模拟方法,对大落差原油管道充水过程进行仿真研究,重点分析到达管道不同低点位置的最大速度、压力及相应持液率,得到不同输量条件下不同低点位置的水流速度、压力及持液率随时间变化规律。结果表明:当输量为900~2 000 m3/h时该管道中存在的段塞流概率降低57%,同时减少了管压波动以及对管道和设备的破坏,提高了管道输送效率。     

长输管道凹陷提压回圆评价方法

为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回圆系数的定义;通过应力应变响应分析对凹陷回圆过程的安全性进行论证;对回圆系数的影响因素进行分析,探讨径厚比、管材、凹陷尺寸、初始内压、回圆压力等参数对回圆系数的影响;基于有限元计算算例,采用非线性回归的方法拟合了凹陷回圆系数工程计算公式。研究结果表明:在极限回圆压力工况下,凹陷回圆过程中管道未发生二次塑性损伤;误差分析显示拟合所得公式预测精度较好,可用于长输管道凹陷的回圆评价。     

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。     

泄漏原油在河流表面漂移的数值模拟*

为研究穿越河流原油管道泄漏后,原油在河流表面的漂移规律,采用Mixture多相流模型模拟原油在1条真实河流表面的漂移过程。对不同泄漏位置、河流入口流速和泄漏质量流速工况下原油发生泄漏后在河流表面的漂移行为进行模拟,预测原油在河流表面的漂移速度与污染面积等关键数据。结果表明:泄漏位置越靠近河流中部,污染面积越大;河流入口流速越大,漂移速度越快;泄漏质量流速越大,油膜越厚。研究数据可为发生泄漏时制定及时准确的泄漏油品拦截方案提供理论支撑。     

海底埋地热油管道泄漏扩散的数值模拟

采用有限容积法建立海底饱和含水淤泥多孔介质的流固耦合传热模型。利用FLUENT软件数值模拟了海底埋地输油管道输送过程中海泥温度场变化及原油在海泥中的分布规律。分析了原油泄漏后在海水中的分布规律。对泄漏后海泥温度场的模拟表明:管道泄漏后,一定时间内管道周围海泥温度波动比较剧烈,由于受海底温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,海泥温度场变化及海泥原油分布差异较大。当原油从海底海泥介质中到达海水底层后,在海水浮力的作用下流向海面,流动过程受到海水流动速度海平面风速等因素的影响。为以温度传输为基础的海底埋地管道泄漏检测提供了一定的理论基础。     

基于VPL的输油管道实时泄漏检测系统

针对现有管道泄漏检测技术在管道微小泄漏检测和油品泄漏损失计算方面存在的不足,基于流体动力学和容量守恒原理,开发基于VPL（Visual Pipeline）的输油管道实时泄漏检测系统。建立管道模拟平台,通过组态编辑器、图像界面、管道工作室和SCADA 接口,开展输油管道实时泄漏检测、定位与分析,实现管道实时泄漏检测、报警,以及泄漏量的定量计算。现场测试结果显示,所开发的输油管道泄漏检测系统最小泄漏检出率为0.7%,泄漏点定位精度为96.96%,泄漏量计算准确率为94.42%。研究结果表明:基于VPL的输油管道实时泄漏检测系统漏报、误报率低,检测定位精度较高,尤其对于微小泄漏优势明显;同时,该系统能够实时定量计算油品泄漏损失,可以用于输油管道泄漏检测与应急辅助决策。     

原油管道氮气抑爆实验研究

为了探究不同浓度下的氮气对管道受限空间内油气爆炸的影响作用,通过原油实验管道测得不同油气浓度下的最大爆炸压力值,研究氮气对原油管道爆炸特性的抑制作用。研究结果表明:实验原油管道油气浓度在4.32%~14.25%区间管道油气发生爆炸,在低油气浓度的爆炸区间内,相近油气浓度的爆炸压力等爆炸特性上升较快,高浓度的爆炸区间内,变化较缓慢,在9.23%的油气浓度时爆炸特性变化最明显;在爆炸区间内充入浓度为0%~30%的不同浓度的氮气,随原油管道内氮气浓度的扩充,实验所测得爆炸区间不断压缩,在26%的氮气浓度时几乎不发生油气爆炸,且实验研究的爆炸特性均有所减弱。