加砂压裂过程中高压管汇失效爆裂分析

在加砂压裂施工中频繁出现高压管汇刺漏、破裂、断裂、爆管等事故事件发生,对加砂压裂施工过程中高压管汇失效原因分析,找出高压管汇在高压中存在的薄弱环节,提出建议措施。     

页岩气压裂施工作业职业病危害因素及应对措施

<正>页岩气压裂是储层增产改造的主要途径,压裂作业工艺工序繁多,涉及专业技术种类多,因此页岩气压裂工艺选择时,除了考虑环境和安全风险外,还应考虑职业危害影响。压裂作业过程中存在诸多职业危害因素,如密集设备噪声、粉尘及有毒有害气体等危害因素,本文主要根据压裂作业中的职业危害因素,制定职业危害因素控制措施,以保障作业人员压裂施工的职业健康。     

HFL模型在海上压裂工艺过程风险评估中的应用

为有效降低海上压裂工艺过程事故发生的可能性,建立将危险与可操作性研究(HAZOP)、事故树分析(FTA)和保护层分析(LOPA)集成的量化风险评估模型(HFL模型)。阐述HFL模型的集成机理和分析流程。以海上压裂工艺过程高压管线危险性分析为实例,开展该模型的研究与应用。在运用HAZOP方法对危险源初步辨识基础上,构建高压管线超压的蝴蝶结模型(BTM),确定导致事故发生的9种风险因素和5种事故后果,并估算高压管线断裂事故场景的初始事件概率和剩余事故风险。结果表明,现有的独立保护层(IPL)即超压电子保护装置无法使事故风险达到可接受水平,需要通过增加新的IPL,即安装井口保护装置和泄压装置,提高压裂过程高压管线运行的可靠性,确保剩余事故风险处于可接受水平。     

加砂压裂中固体支撑剂对压裂管道的冲蚀磨损研究

为研究压裂高压管汇在大排量携砂液输送过程中的管壁冲蚀磨损问题,应用CFD方法及Fluent软件,建立了高压管汇主要管件三通管的冲蚀模型,基于数值模拟计算研究了冲蚀发生机理及位置,探讨了高压管汇的冲蚀特点。结果表明:压裂液流动方向变化区域存在严重的冲蚀现象,如主管与支管连接处;三通主管下游段,内壁冲蚀主要是来自支管的固体支撑剂在运动方向改变时对内壁低角度切削;管汇里越靠近井口的三通因为压裂液流量增加,主管下游段两侧冲蚀越严重。该研究结果可为管汇设计制造、关键部位检测等提供技术参考。     

消防应急救援中个体防护装备的应用建议

突发事件,如火灾、危化品泄漏、有限空间事故等,具有高风险、紧迫、要求快速响应的特点,往往不能通过采取常规性防护程序来降低风险,因而个体防护装备常是首选的预防保护性措施。本文介绍了消防和应急救援人员面临的安全与健康风险,针对消防和应急救援人员在应急响应过程中使用个体防护装备暴露出来的问题,提出创新型的个体防护装备应用建议,为进一步确保应急人员的生命安全与职业健康提供有效参考。     

应急志愿者组织运营风险及其参与现代化救灾的思考

在应急志愿者组织运营风险存在的可能性基础上,探讨了应急志愿者组织运营风险的不同方面,包括缺乏良好的社会认可和支持环境、立法工作相对滞后、公益组织之间缺乏竞争激励、道德风险、资金风险、人力资源管理风险、合作伙伴风险等。然后结合应急志愿者参与现代化救灾实际,探讨了应急志愿者参与现代化救灾的几点思考。结果表明,开展应急志愿者组织运营风险分析对于志愿者组织安全防护具有重要现实价值,有助于丰富应急志愿者管理理论体系。     

高含硫油气矿安全管理与应急系统研究

为了使高含硫油气矿的安全管理与应急更直观高效,通过研究地理信息系统(GIS)空间分析技术、事故演化动态过程模拟等技术,基于应急过程驱动,开发了高含硫油气矿安全管理与应急系统.该系统主要研究高含硫油气矿的安全管理以及井喷事故应急处置流程的数字化,包括井喷风险分级管理、公众防护、事故后果预测模拟、人员疏散以及应急辅助决策等功能.研究表明,该系统能为高含硫油气矿安全管理和应急决策提供重要手段.     

页岩气体积压裂过程中套管失效机理研究

为了研究体积压裂过程中套管失效问题,基于页岩气水平井X-1h钻完井资料,提出了微地震数据反演方法,并结 合岩石断裂力学和岩石损伤力学,建立了X-1h体积压裂地层-多簇射孔-套管有限元模型。有限元结果表明:体积压裂范 围内的地应力场发生明显变化,甚至出现“张应力”区和“零应力”区的应力反转现象,该特征将不同程度地使套管在 地层中出现“悬空”状态,导致套管沿其径向产生一定程度的挠度变形,沿轴向套管呈现“S”型变形。适当增加压裂 段与段之间的间距,缩短多簇射孔压裂段的有效长度,可以有效地降低或控制水平段套管的“S”型变形量。该研究方 法和研究成果为体积压裂技术的套管变形失效控制以及页岩气安全生产提供了理论依据。     

多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素

页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置（如垂直段、造斜段、水平段）、不同自身规格（如钢级、外径、壁厚）和不同约束条件（如内压、孔径、螺距）等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。     

多角度辨识压裂套管变形的失效影响因素北大核心CSCD

页岩气开发具有施工压力大、排量大、改造规模大的特点,使得压裂套管处于复杂力学环境中。挤压、剪切和弯曲等载荷共同作用,易引发套管挤毁变形,进而导致后续作业时井下工具下入遇阻。但目前研究多针对压裂套管的单一失效原因,难以保障其完整可靠性。鉴于此,针对页岩气大规模压裂作业特点,从不同薄弱位置(如垂直段、造斜段、水平段)、不同自身规格(如钢级、外径、壁厚)和不同约束条件(如内压、孔径、螺距)等多角度,系统辨识套管变形的失效影响因素。通过建立压裂套管三维模拟的有限元模型,分析套管内压变化引起套管应力、位移的变化规律及形态,明确套管变形的大小以及与载荷变化的关系,并揭示套管变形的位置及影响因素的临界值。结果表明:压裂套管的造斜段最大变形、水平段应力集中现象较为严重,属于危险脆弱点;且套管最大应力、最大位移随内压的增加而近似成线性降低关系。     

CALM单点系泊浮筒建造有限空间作业安全管理研究

CALM单点系泊浮筒建造过程中涉及到的有限空间作业多,危险性大,易发生安全事故。为降低作业风险,本文结合单点系泊浮筒建造实际情况,辨识浮筒建造有限空间作业的主要风险,并从作业前准备、作业过程控制以及应急救援等方面系统提出安全管控措施。通过监督落实作业方案、工作前安全分析、作业许可、气体检测、通风、应急预案等预防控制措施,可以规范有限空间现场施工,有效降低作业风险,确保作业安全。     

基于贝叶斯网络的页岩气集输管道失效概率计算方法研究

页岩气集输管道运行压力和出砂量在生产过程中衰减显著，这导致管道失效概率不断变化，针对这一问题，采用贝叶斯网络方法，建立了页岩气集输管道失效概率动态计算模型。首先，分析页岩气气质特征、管道运行工况及失效原因，利用逻辑门的连接关系，建立了页岩气集输管道失效故障树；其次，基于贝叶斯网络与失效故障树的结构映射关系，将失效故障树转化成贝叶斯网络结构；然后，通过贝叶斯网络的参数学习，实现模型求解；最后，进行了实例应用。研究结果表明:该模型不仅可有效计算页岩气集输管道的失效概率，还能确定影响管道失效的关键风险因素，并且可通过调整节点的状态及概率分布，实现页岩气集输管道失效概率的更新。     

Shelter-in-place risk assessment for high-pressure natural gas wells with hydrogen sulphide and its application in emergency management

This paper provides a risk assessment method of sheltering in-place for high-pressure natural gas wells with hydrogen sulphide. In this paper, the shelter-in-place risk is estimated by integrating the health consequences of an individual taking one kind of emergency response to the emergency orders of sheltering in place from the emergency decision makers and the probability of the corresponding emergency response action. The probability of the corresponding emergency response action in the proposed method is estimated through the accident probability analysis and the probability analysis of taking a certain response action. The health consequence estimation is based on air exchange rate test of the shelter buildings as well as accident consequence calculation. The evaluation of shelter-in-place risks based on “as low as reasonably practicable (ALARP)” guidelines was employed to provide suggestions for emergency management under both normal conditions and off normal conditions. A case study of risk assessment of sheltering in the local residential houses in Xuanhan County of Sichuan Province, China was taken as an example to illustrate the proposed risk assessment process of shelter-in-place and its application in the decision-making process for emergency management.     

城市天然气管道风险特征与肯特法的改进

根据城市高压天然气管道特点,将适合于城市天然气管道风险分析的肯特评分法加以改进,包括调整评分项目和事故因素权重,使其成为适于城市天然气管道的风险分析法。将改进后的肯特评分法应用于常州21km高压天然气管道的风险评价,得出8个相对高风险管段,其分析结果可作为安全管理人员合理分配维护资源的理论依据。工程应用实例证明:改进后的肯特法具有较强的可行性,是城市高压天然气管道风险评估的有效工具。     

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。     

城市运行与应急管理技术构架与应用模式研究

在当前社会加速转型、超大城市不断发展以及应急管理体系变革的背景下,如何保障城市,尤其是超大城市的发展与运行安全是当前应急管理领域亟待解决的问题之一。在国内外应急管理体系的应用现状分析基础上,首先提出城市运行和应急管理融合的技术框架;其次,在城市运行与应急管理这2个重要领域之间的融合方式方法方面进行探讨;最后,以北京市为例,提出北京市城市安全运行与应急管理大融合的具体思路,并进一步阐明了相关的核心支撑技术,提出了技术平台的专题应用模式。研究结果表明:提出的城市运行与应急管理技术架构和应用模式可为相关城市社会转型、发展过程中的应急管理问题提供参考和借鉴。     

井下穿层长钻孔水力压裂强化增透技术

为了提高井下低透气性煤层瓦斯抽采效果,提出井下穿层长钻孔水力压裂强化增透技术。根据水力压裂施工工艺和关键技术,将水力压裂过程分为准备阶段、高压注水阶段和保压阶段,重点阐述了封孔、试压、注水压裂、数据监测、保压、排水等关键技术。同时分析了长钻孔水力压裂增透机理,并进行了水力压裂强化增透试验。根据压裂过程中压裂参数变化规律,从煤储层参数和钻孔瓦斯抽采参数方面综合考察了试验效果。结果表明:压裂后煤层透气性系数提高了2.67倍,最大影响半径达到了58 m,抽采流量和抽采体积分数分别是普通压裂钻孔的24.4倍和10.27倍,最大压裂影响半径提高了2.32倍。