页岩气加砂压裂高压管汇失效爆裂风险 控制措施研究与实践

随着页岩气平台井工厂化压裂施工启动,在大排量、高压力、长时间施工条件下,高压管汇失效爆裂大幅增加。为减少高压管汇在压裂过程中失效爆裂风险,运用故障假设、因果分析法从人的因素、物的因素、技术工艺、生产管理、工作环境5个方面分析事故的原因,提出了提升采购产品质量、修订完善高压管汇使用技术规范和管理制度、实施专业化管理、应用大数据管理高压管汇、优化现场地面高压管汇流程分配布局设计与联接工艺等高压管汇失效爆裂风险预防控制措施和失效后应急安全防护措施,建立了生命周期全过程、专业化的高压管汇失效爆裂防控与应急防护体系,实现风险可防受控。为页岩气压裂作业的安全提供了参考。     

页岩气压裂高压管汇失效风险分析及防控措施

针对大排量、高压力页岩气压裂施工作业中存在的高压管汇失效风险,分析了某公司近年来的高压管汇失效事故事件,识别出了常见的失效形式及部位,构建了基于计算流体力学的固液两相流射流模型,模拟计算了失效的破坏力和伤害范围。研究结果表明:刺漏是高压管汇最常见失效形式,弯头、三通等应力集中区是刺漏失效的高危部位; 100 MPa工况时刺漏影响范围可达100 m,离刺漏点1 m处,流体流速为260 m/s,打击压力达3.5 GPa,远超防护钢板抗剪切强度。根据风险分析及事故模拟结果,从本质安全、工艺改进、管理、信息化提升4个维度提出了防控措施,为页岩气压裂施工作业安全防控措施的制定提供了参考。     

“关键时刻必须冲上去”——九台市大地燃气公司安全工作小记

<正>"您好,哪里?我是大地燃气公司。""您好,千万别急,我们马上就到。""您好,您千万别自己乱动,我们马上就过去。"…………这是记者日前到吉林省九台市大地燃气公司采访时见到的情景。调度电话响个不停,值班员孙玉一边热情解答客户问题,一边做好登记工作。该公司网管部经理娄军告诉记者:"近段时间用气量增大,问题相对较多,为做到安全用气,我们必须认真接     

安全小议注意倾听工人的意见

某化肥厂合成塔出口管道爆炸,原因是用普通高压管代替了专用高压管.工艺运行时,该处300℃高温,30 MPa高压力.安装过程中,工人曾经向领导反映:"这样搞(用普通高压管代替专用高压管),势必引起爆炸."领导却坚持说:"凑合用."     

页岩气压裂管汇弯头的冲蚀磨损影响分析*

为减小管汇弯头所受的冲蚀磨损率,在考虑固液两相流模型、流体控制方程及冲蚀磨损计算模型基础上,建立高压弯头冲蚀磨损数值模型,以现场工况为依据,对压裂液的流动速度、压裂液黏度、质量流量以及颗粒直径进行控制调整,研究高压弯头的冲蚀因素,得出各因素对弯头冲蚀磨损机理,总结各因素对弯头冲蚀磨损规律。结果表明:为减小冲蚀磨损率,提高高压弯头使用寿命,应减小施工压裂液的质量流量、选用直径较小的颗粒、压裂液黏度应为0.014 Pa·s左右;针对高压弯头提出弯径比为2～3、适当增加弯头的壁厚等改进措施。     

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。     

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。     

高压管汇磁致伸缩导波缺陷检测模拟研究

针对高压管汇导波缺陷检测问题,基于磁致伸缩效应,借助COMSOL有限元仿真软件,建立高压管汇直管段的导波缺陷检测模型,探究导波的激励条件及缺陷检测效果,分析不同参数对缺陷附近磁感应强度分布的影响。研究结果表明:在频率为10 kHz的正弦电流信号激励下,可产生沿管道轴向传播的T（0,1）模态导波,并能辨别缺陷处的回波信号。改变缺陷的尺寸参数时,缺陷附近的磁感应强度随着缺陷深度增加呈增大趋势,随轴向宽度增加呈减小趋势,不同形状的缺陷对应的磁感应强度存在一定的差异;改变激励条件,磁感应强度均随激励电流、激励频率的增加呈不断增加趋势。