油气开采过程的环境监测与管理

 当前随着石油、天然气等开发的不断深入,对地下水、土壤、大气等自然环境的监管和保护越来越重要。本文介绍了目前国内外套后窜漏监测、输油管线泄漏监测和大气污染监测的主要方法,其中套后窜流监测的包括测井法、试井法、机械法;输油管线泄漏监测包括输差检漏法、负压波法等常规方法和实时监测系统;大气污染监测包括生物监测法、光谱分析法等常规方法和综合性监测系统。简述了该领域国内外最新进展,其中套后窜流监测包括核监测技术和实时监测技术等;输油管线泄漏监测包括模型法、漏磁监测、腐蚀理论等;大气污染监测为综合性监测系统。分析表明,井下实时监测技术、管线泄漏实时监测系统、智能化气体集成监测系统将成为未来油田开采过程中主要的发展方向和热点。     

流体输送管道水击载荷动力学模拟分析

在流体输送管道中,因各种原因会发生水击现象,从而对管道以及管线上的设备造成危害。为深入了解管线水击现象的产生与发展过程、压力波动及其不稳定载荷对管道结构的影响并预防水击所带来的破坏作用,用管道应力分析、设计软件CAESAR II建立了某输送管线突然停泵造成管线中的压力波动影响的管道动力学模型,根据水击载荷频谱分析了在水击载荷动力作用下输送管道内各关键点的位移、应力和支反力,同时进行了输送管道系统的模态分析和固有频率分析。这些结果为合理设计输送管道、管道强度设计和消除水击现象提供了参考依据。     

输油管的布置

要在铁路线上修建一个车站,用来输送在铁路同侧建造的两家炼油厂的成品油.设计炼油厂到车站的输油管线铺设方案,使得铺设管线的费用最省.考虑常见三种情况,应用平面镜成像原理,建立合理的数学模型,采用Lingo软件求出共用管线和非共用管线的交点、车站位置以及共用管线长度.合理改进模型,应用层次分析法求出炼油厂位置确定时的输油管线布置方案及相应的费用.根据实际情况再次改进模型,求出最低费用,采用随机取点的方法对模型进行检验,确定模型的准确性.     

输油管道水击过程分析

在输油管道中 ,因各种原因会造成水击现象 ,为了预防水击对管道以及管线上的设备造成危害 ,以某输油管道由于关闭干线截断阀而造成各站进出站压力发生变化的压力动态趋势图为依据 ,对水击过程中的压力变化进行了定量分析 ,为研究长输油管道中的水击现象提供了依据 ,并提出了相应措施 ,以防止或减小水击损害     

埋地输油管线腐蚀风险分析方法研究

对在役管线进行风险评估是减少事故损失,节约维修资金,保障管线安全营运的有效途径.而腐蚀是引起输油管道安全风险问题的主要原因.本文结合管道腐蚀破坏机理和风险分析原理,运用模糊综合评判方法,提出了可用于埋地输油管线腐蚀风险评估的有效方法.     

基于Bragg光棚的天然气管线泄漏识别方法

天然气存在可压缩性强,动态特性缓慢等特点,传统输油管线泄漏检测方法难以适用于天然气管线的泄漏检测.本文提出采用准分布式光纤Bragg光栅传感技术实现天然气管线泄漏的在线监测技术.利用一条光纤Bragg光栅光缆作为传感器并行铺设在天然气管线附近,拾取管线由于泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的应变信号,通过匹配光栅法和自动识别技术检测管线泄漏并进行定位.仿真实验结果表明,该方法可以实现对天然气管线泄漏进行诊断并准确定位.     

输油管道水击过程分析

在输油管道中，因各种原因会造成水击现象，为了预测水击对管道以及管线上的设备造成危害，以某输油管道由于关闭干线截断阀而造成各站进出站压力发生变化的压力动态趋势图为依据，对水击过程中的压力变化进行了定量分析，为研究长输油管道中的水击现象提供了依据，并提出了相应措施，以防止或减小水击损害。     

井筒气液两相流水击波速计算图版的研制与应用

为描述气井关井瞬间或产量调整过程中井筒压力波的变化,通过分析气井井筒水击产生机理,根据动量守恒定律和物质平衡原理,建立井筒气液两相流的水击波速计算模型。水击波速与流体各相的体积含量、流体密度、弹性模量、油管内径、油管壁厚等参数相关。通过分析主要参数对水击波速的影响,提出水击波速标准图版的绘制方法并绘制出水击波速图版,该图版能够查询井筒气液两相流在不同温度、压力和含水率下的水击波速。应用表明,水击波速图版查值与实测值平均误差为2.27%,能够精确地反映水击压力波速度大小,适合在水击参数计算中推广应用。     

管路水击压力的数值模拟

阐述了管道中水击压力波传播的原理,在考虑管壁和流体粘性摩擦的条件下,建立水击2-方程模型进行数值模拟,并与经典水击模型进行了对比仿真分析.结果表明:水击过程中,两模型的阀门处最大压力增值和周期均相同,分别为127 m水柱和72 s;2-方程模型的管路压力值逐渐衰减,直至消失.     

氮气式水击泄压阀初启阶段动态特性研究

针对石油集输管网中氮气式水击泄压阀快开慢关、小开度下大泄放量的要求,对氮气式水击泄压阀的工作原理及初启阶段动态特性进行理论分析及仿真研究.通过对氮气式水击泄压阀开启过程的分析,建立阀芯动力学方程及阀芯腔室近似氮气弹簧刚度表达式,在此基础上运用ANSYS CFX软件进行了泄压阀初启阶段动态仿真模拟,研究了在泄压阀初启阶段阀芯密封面处介质流速及湍动能的变化过程,并分析了不同超压比和阀芯腔室氮气压力对泄压阀初启阶段动态特性的影响.     

基于光纤分布式测温的热力管道泄漏定位系统

针对传统热力管道泄漏巡检方式存在的准确度不高、抗干扰能力差等不足，采用光纤分布式测温的方法测量热力管道沿线温度场，当发生泄漏时，管道中的热水或蒸汽会流出并改变泄漏点周围的温度场，系统可以快速捕捉温度变化并实时定位泄漏点。实验检测系统性能指标为温度精度(温度测量值与真实值间的误差)±1℃,空间分辨率≤2 m,目前已成功应用于济宁运河电厂热力管道的检测中，精确地测量了热力管道沿线15 km的温度变化，并成功对一处泄漏行为进行了报警，表明分布式光纤测温系统在热力管道泄漏监测领域具有广阔的应用前景。     

高压燃气管道破裂的定量风险分析

高压燃气管道破裂将会危及到破裂点附近的生命财产安全．管道泄漏率是分析和评价管道破裂事故的前提和基础，将复杂的泄漏率模型进行简化，由简化模型得到的计算值与复杂模型计算值之间的最大偏差为9．3％、基于该简化模型得到的气体喷射扩散模型，其计算值与复杂模型计算值之间的最大偏差为18％．管道发生火焰喷射时，其危险域的计算值与实际值之间的最大偏差只有4m．研究表明，管道破裂危险域是与气体泄漏率的1／2次方成正比，与输气压力的1／2次方成正比，与管径的5／4次方成正比，与破裂管长的1／4次方成反比．     

输水管道渗漏快速自压封堵法

详细介绍了一种新的输水管道渗漏封堵法——自压封堵法,基于试验结果,指出该法是目前最为有效的封堵输水管道渗漏的方法,不但能封堵漏水,而且还有适应管道再次沉降变形的优点。     

埋地管道泄漏数值模拟分析

针对不同因素对管道泄漏工况的影响进行了模拟研究。管道的铺设方式一般为埋地铺设,长时间埋地管道会因为外力破坏或管道自身老化、腐蚀穿孔等因素造成管道泄漏。管道泄漏时会造成重大压力损失和管道流体的损失,管道大孔泄漏后容易在地面上被检测出来,小孔泄漏不容易被检测出来。因此采用数值模拟方法,通过模型简化,同时考虑计算精度和计算成本,建立了埋地管道小孔泄漏扩散模型。分别研究泄漏压力、泄漏孔径、管道埋深、土壤性质、环境温度、泄漏孔形状和障碍物等因素对埋地管道泄漏扩散的影响。     

小波分析在管道泄漏信号识别中的应用

利用多尺度小波变换 ,把管道泄漏产生的负压波信号作为瞬态信号 ,来识别管道的局部泄漏特征。以光滑函数的一阶导数作为小波母函数 ,研究了管道泄漏特征信号拐点区间的敏感性 ,突出小波变换系数的局部极值性。分析表明 ,检测信号的小波变换系数极值的奇异性准确地反映了管道检测信号的泄漏特征 ,并且从局部描述了管道泄漏信号的瞬态正则性。对各级尺度系数进行了S形曲线拟合 ,此曲线能够完整地描述管道泄漏瞬变特征 ,其拐点区间描述了管道发生泄漏时的瞬变过程。     

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。     

基于干涉型分布式光纤技术的水下管道泄漏检测实验分析

为解决复杂水下管道的泄漏检测问题,以干涉光路为基础,构架面向水下管道应用的分布式光纤泄漏检测系统.在水下波导实验室,以直径为200 mm的铸铁沥青输气管道为对象,研究水流波动条件(流速为2～6 m/s)、气压0.5～1.4 MPa下,分析Sagnac原理中零点频率和泄漏点在宽频范围内的对应关系,建立零点频率分辨率和定位的关系,消除水下环境干扰信号的影响.实验结果表明:该系统可用于水下输气管道泄漏检测,对于6.5 km测试间距,可有效测定泄漏源位置,定位误差小于2.0％.     

长输管道泄漏的检测方法

为了及时监测油品输送管道的泄漏,快速准确确定泄漏点的位置,降低泄漏损失,防止油品泄露造成的环境污染,需要对管线泄漏采用适当的办法进行监测。为此,本文对几种管线泄漏的监测方法及原理进行分析对比,为油品管道的使用者提供参考。     

Design of Congestion Control Strategy Based on Pipeline Flux Leak Monitoring Networks

Flow against pipeline leakage and the pipe network sudden burst pipe to pipeline leakage flow for the application objects,network congestion avoidance strategy is designed in pipeline leak monitoring.Based on the property of Markov chain for network data,a new estimator with particle filter is proposed for congestion control in this paper.The proposed scheme can predict the traffic patterns by the decision-making model.To compare with previous scheme based on fuzzy neural network,the proposed scheme can ada...     

基于LABVIEW的蒸发器管路特性检测系统研制

介绍了冰箱中蒸发器和毛细管等管路器件特性自动测试系统的设计原理.运用管中气流的理论,分析了温度和压力对管路阻力综合参数的影响,提出了管路阻力综合参数和泄漏系数的检测方法.用差压、流量变送器和数字集成温度传感器,LabVIEW的数据采集和处理平台上,研制了管路器件泄漏和阻力综合参数测试系统,样机运行的测试结果表明,该管路测试系统的设计是成功的.