基于SVM的CO2驱油藏输油管道脆弱性评价研究

CO2驱油在全国范围内的广泛开展导致内外扰动对输油管道的威胁大大增加,为指导企业发现输油管道的薄弱点从而预防事故发生,提出CO2驱油藏输油管道脆弱性概念及研究思路。将脆弱性分为5个等级并确定各级脆弱性的取值范围。深入分析脆弱性要素,从致灾因子、承灾体和灾害响应3个方面建立脆弱性评价指标体系,并确定各等级脆弱性对应的指标范围。利用MATLAB R2013a的SVM回归方法,构建脆弱性评价模型并进行实例应用。结果表明:模型训练的输出与期望输出拟合较好,均方误差为9.98052×10-7;训练好的SVM模型具有较强的泛化能力和较高的准确性,其对检验样本脆弱性进行预测的最大相对误差为0.027。利用模型得到研究区域某输油管道的脆弱性值为0.381,其脆弱性程度为不太脆弱。     

初始几何缺陷对埋地管道屈曲临界载荷影响研究

管道初始几何缺陷与屈曲临界载荷间的关系已经成为新的研究方向。利用有限元方法对管道初始几何缺陷与临界载荷的关系进行研究,建立管道模型,在特征值屈曲分析基础上,输入不同比例的几何缺陷,逐个分析管道模型中节点的横向位移情况。结果显示,当几何缺陷达到一定程度时,屈曲临界载荷明显降低,且与初始几何缺陷具有线性相关性,利用Matlab对结果作线性拟合,给出了修正后的屈曲临界载荷公式。     

穿越水域输气管道裸露悬空段的应力敏感性分析

为保证穿越水域输气管道裸露悬空段的安全运行,需要对裸露悬空段的应力进行敏感性分析。根据流体动力学和固体力学理论,利用有 限元软件对水流冲击下的裸露悬空管段进行流固耦合模拟分析,并找出影响管道受力的主要因素。基于模拟计算结果,采用单因素敏感性分析 法分析各影响因素对管道应力的影响程度,计算各敏感度系数并识别出影响管道应力的关键因素。计算结果表明:裸露悬空管段的径厚比和悬 空长度为影响管道应力的关键因素,两者与管道应力同方向变化,且管道应力对径厚比的敏感性相较于其对悬空长度更强。     

管道压力对天然气射流火热辐射灾害的影响

天然气管道时常受到破坏,并诱发巨大的射流火焰,可能引燃周围建构物体。系统地分析了管道压力对天然气射流火热辐射灾害的影响,以建立天然气射流火热辐射灾害的系统定量分析方法。基于压力管道小孔泄漏模型和权重-多点源热辐射计算模型,建立了目标物体最大入射热辐射通量、管道压力和目标物与泄漏小孔水平距离的定量关系式。进而选定10 k W/m~2和31.5 k W/m~2作为城镇建筑物遭受引燃和机械破坏的热辐射通量阈值,得到了不同管道压力下天然气射流火热辐射灾害范围。计算结果表明,GB 50028—2006《城镇燃气设计规范》依据管道压力所规定的燃气管道与建筑物的安全间距不能完全满足天然气管道破坏时射流火焰的安全要求,与某武汉天然气管道射流火事故后果一致。     

城区天然气管道泄漏数值模拟与爆炸危害分析

在人口密度为三级和四级的城区内,密集的高建筑物对天然气管道泄漏后的扩散和流场形成产生重要影响。本文以某城市的实际情况为例,建立多建筑物的空间几何模型,采用k-ε湍流方程,SIMPLE算法,模拟了在三种不同风流速度、三种不同压力条件下,城区天然气管道泄漏气体在多建筑物地形中的扩散情况。根据模拟结果,依据天然气的爆炸极限,对模拟结果及其火灾爆炸危害的范围进行了对比分析。结果表明,CH4气体的泄漏扩散同时受管道压力、风流速度和周围建筑物的影响;同时受当地风速的影响,泄漏气柱在风流作用下会发生偏折,造成阻挡风流的建筑物内侧危险气体浓度升高,大大增加建筑物周围环境的危险性。研究结果对城区天然气管道的建设具有一定的指导意义。     

水平管道内铝粉爆炸特性的试验研究

为研究铝粉在密闭空间内爆炸特性,降低其爆炸造成的损害,利用自行设计的水平管道式可燃气体-粉尘爆炸装置,在室温下对粒度为6～8μm,9～12μm,15～17μm的铝粉在100～800 g/m3浓度范围内的爆炸特性进行试验研究。结果表明:铝粉在浓度为600 g/m3时,最大爆炸压力和最大压力上升速率最大,爆炸时间最小;铝粉浓度较低时,由于氧气充足,随着铝粉浓度增大,最大爆炸压力和最大压力上升速率增大,爆炸时间减小;当铝粉浓度超过600 g/m3,受到氧气浓度限制,最大爆炸压力和最大压力上升速率随浓度增大而减小,爆炸时间增大;相同浓度的铝粉,粒度越小,最大爆炸压力和最大压力上升速率越大,爆炸时间越小。粒度越小的铝粉,爆炸的可能性和危险性越大。     

输油管道冻胀安全性温度场有限元分析

冻土区输油管道在投产运行过程中,由于管道沿线受到冻融影响引起的管线变形破坏现象比较普遍。已建的中俄原油管线由漠河进入中国,经过我国北方多年冻土区和季节冻土区直至大庆。输油管道在寒区运行过程中与周围土体发生了热交换,使原自然土层热交换体系改变,进而对运行的管线造成不利的影响如冻胀和融沉。本文对此进行研究为管道安全运行提供参考依据。     

基于模糊逻辑系统的管道风险评估

为了合理地对管道风险进行评估,提出了一种基于模糊逻辑系统的管道风险评估方法.根据模糊逻辑系统的基本原理,建立了管道风险评估的模糊逻辑方法模型,根据模糊风险矩阵及模糊规则库等理论研究成果,对管道风险进行模糊推理,并得出给定管道系统的模糊风险指标值.以某段天然气管道的风险评估为实例,证实该方法能够合理地评估出给定管道系统的...     

Modelling ice and wax formation in a pipeline in the Arctic environment

In the Arctic environment, the fluid temperature in the pipeline can drop below the freezing point of water, which causes wax and ice to form on the pipeline surface. Solid formation on the pipeline surface can lead to flow assurance and process safety issues, such as blockage of the pipeline, pipeline component failure, and release of hazardous liquid. Remediating the plugging requires a shutdown of pipeline operation, which incurs tremendous cost and delays the entire production system. In order to prevent blockage, the pigging operation can be used to remove the deposits on the pipeline surface on a regular interval. Ice and wax depositions in the pipeline are a slow process. However, if the deposition grows too thick, pipeline blockage can still occur after pigging operation. So, ice and wax deposition rates are required to be estimated accurately. This paper investigates ice and wax deposition rates in a 90,000 m pipeline. A fundamental model for both ice and wax deposition is proposed using the first principles of heat and mass transfer.     

交通荷载作用下埋地含缺陷PE管道力学行为研究

为分析埋地含缺陷PE管道在交通荷载作用下的力学行为,选用Prony级数模拟管道,并采用ABAQUS有限元软件建立不同缺陷PE80管道模型和不同埋深的管土模型。通过对管道轴向与环向应力的研究,确定不同条件下管道的应力大小与分布。结果表明:当管道存在缺陷时,缺陷处会出现应力突变;不同位置的缺陷对管道的应力分布影响不同;缺陷相对深度改变会使缺陷处应力变化明显,通过建立多元回归方程得出对缺陷管道最大Von Mises应力影响程度为,缺陷相对深度（Q）>管道埋深（H）>车辆荷载（P）。