降凝防蜡冷输技术的评价与应用

油井结蜡是影响油井正常生产的一个重要原因,降凝防蜡冷输技术能够明显降低原油凝固点并达到防蜡冷输的目的,该技术对油品针对性强,因此必须加强对防蜡机理的研究及配方的研制,通过对该技术中各组分官能团与原油中蜡的最佳共晶分子结构的分析研究,经过室内及现场实验,完善其配方,在海南作业区三号平台实现井口到联合站管线冷输,茨78块实现以区块为单元井筒防蜡减阻、管线实现冷输,从而实现防蜡冷输一体化。     

单弯管系统直管段振动特性实验研究

单弯管作为管路系统的基本结构,其振动会影响管路系统的使用寿命。为了研究单弯管系统的直管段振动特性,针对管路系统的实用性,参考Davidson单弯管模型采用实验的方法建立单弯管测实验台架。通过改变压力、流量和弯管角度,获得单弯管系统直管段关键部位的应变和振幅变化规律,总结单弯管系统直管段的振动特性。由实验可知:同一工况下,90°单弯管系统直管段中点振幅分别比45°和60°的增大了约22.9%和92.3%;单弯管系统直管段最大应变发生在直管两端固定支撑处,同时直管中点应变也较大;60°单弯管系统直管段关键部位的应变及振幅相对45°、90°的更小,且波动性小,比较稳定,压强变化对其的影响也最小。     

弯管流量计流量系数的试验研究

提出了弯管流量计的理论公式及其流量系数的理论，在大量试验的基础上对影响弯管流量计流量系数的诸因素如：雷诺数、弯管的几何形状、上下游直管段长度、取压孔方向、弯管的管壁粗糙度以及二次流等进行了分析，从而丰富了弯管流量计的理论和设计。     

塔河油田重质原油外输管道安全输量分析

随着投用时间的增长和产量的变化,塔河油田原油管道在生产运行过程中会处在低输量的状态下。由于环境温度变化较大,所输油品凝点黏度较高等因素,重油管道在低输量条件下有可能会陷入不稳定工作区甚至发生凝管停输等危险。调研了原油管道安全输量的相关文献,针对塔河油田塔雅管线的实际运行状况,考虑了管道运行过程中摩擦热的影响,建立了管线运行时的平衡方程式。运用逐步搜索法,通过输量和终点温度的关系得到了热力学最小输量;通过输量和沿程摩阻的关系得到了水力学最小安全输量。综合得到的输量结果,进行了规律性分析,并针对塔雅管线的运行,提出了建议。     

长输管线失效严重度多层次评价及应用

长输管线发生失效的主要因素包括外界干扰、腐蚀、施工缺陷、材料自身缺陷以及地面运移等,管线失效概率的大小决定着管线性能的可靠性,应用模糊数学中的综合评判方法对长输管线失效严重度进行多目标多层次模糊综合评判。评判集包括致命、严重、中等与轻微四个等级,因素类分为管线失效概率、失效对系统性能的影响以及管线可维修性等,每一因素类又由若干影响因素组成,通过多层次模糊综合评判得到长输管线失效严重程度大小。该方法较全面地评价了失效影响的各个因素,从而克服了仅依靠失效概率大小进行长输管线失效严重程度评价带来的不足。     

长输管线失效严重度多层次评价及应用

长输管线发生失效的主要因素包括外界干扰、腐蚀、施工缺陷、材料自身缺陷以及地面运移等,管线失效概率的大小决定着管线性能的可靠性,应用模糊数学中的综合评判方法对长输管线失效严重度进行多目标多层次模糊综合评判。评判集包括致命、严重、中等与轻微四个等级,因素类分为管线失效概率、失效对系统性能的影响以及管线可维修性等,每一因素类又由若干影响因素组成,通过多层次模糊综合评判得到长输管线失效严重程度大小。该方法较全面地评价了失效影响的各个因素,从而克服了仅依靠失效概率大小进行长输管线失效严重程度评价带来的不足。     

锚固墩的推力和位移分析

在热油气长输管道系中,为了限制热胀位移,保护弯头及泵站等安全运转,往往安装锚固墩。锚固墩所受推力究竟多大,尚未见到理论分析。有些管道设计单位,曾按照锚死直管自由端时所需承受的推力,来设计锚固墩,实践表明,这是过于保守的。后来又按经验多次减少设计推力,但无可靠的理论根据。 本文只分析水平埋地管道系中,弯头附近锚固墩的位移及其所受推力。给出了位移计算公式及推力计算公式,可供管道设计单位作为参考。文中考虑了温差、内压,及封头力等多种影响。     

加压气化炉煤粉输送压损特性

为研究加压气化炉煤粉在不同表观气速条件下水平直管、垂直直管、水平弯管和垂直弯管的压损特性,在高压浓相输送试验台上进行煤粉输送特性试验.试验表明:相同输送质量流量下,随着表观气速的增加,水平直管的压损先减小后略有增加,存在一个经济风速对应的压损最小.输送速度较小时,弯管的压损主要体现为摩擦损失,输送速度较高时,弯管的压损主要体现为动能压损.随着输送速度的增加,弯管的压损呈现出先减小后增加的趋势.由于受重力影响,垂直管段的压损均大于水平管段的压损.弯管压损均大于直管段的压损.试验结果对优化加压气化炉输送系统设计提供参考数据.     

基于Kullback信息测度的长输管线的故障诊断

提出了一种基于 Ｋｕｌｌｂａｃｋ信息测度的长输管线泄漏诊断方法．它通过对管线两个 端点附近的压力梯度所构成的时间序列进行分析，从而检测出泄漏，并在此基础上对泄 漏点进行定位．此法只需测量２个端点附近的４个压力信号，且计算量小．在实际中较 容易实现。用该方法在一条长１２０ｍ、内径１０ｍｍ的液体管线上进行了实验，当泄漏量 为０．５％时，定位误差为总管长的２％。结果表明．这是一种很有实用价值的诊断方法。     

基于IMU数据的应变解析技术及其应用

长输埋地油气管线在严重的地灾作用下会引发管道变形,如果变形的管段存在缺陷,将极易导致管道失效,造成严重的环境污染和经济损失。准确地获取管道的变形情况并进行安全评价能够为保障管道安全稳定运行发挥重要的作用。基于IMU检测数据,通过小波变换降噪和油气管道设计规范进行特征识别的应变解析算法,能够有效地识别管线上的热偎弯管、冷弯管、弹性敷设段和重点关注段。该算法计算的管段弯曲拉伸应变值将结合ExxonMobil提出的拉伸应变容量预测模型对环焊缝进行基于应变的安全评价。在基于应变设计的高钢级油气管道已在国内油气运输行业得到广泛应用的背景下,可以参考该评价方法开展高钢级管道环焊缝的安全评价。     

基于相控阵超声导波扫描成像的大曲率油气对焊弯管缺陷检测

针对大曲率油气对焊弯管缺陷超声导波难以检测的问题,首先采用有限元方法分析环焊缝和弯头对L(0, 2)模态和T(0,1)模态导波的传播影响,提出基于相控阵超声导波扫描成像的检测方法;然后,采用相控阵技术控制L(0, 2)模态和T(0,1)模态导波的激励,提高2种模态导波的缺陷检出能力,同时应用A扫描和B扫描成像技术提高这2种模态导波识别缺陷的能力;最后,加工制作5根带缺陷的城镇油气管道系统中常用的大曲率对焊弯管,采用基于相控阵超声导波扫描成像的方法进行检测实验。研究结果表明:环焊缝使这2种模态导波产生反射,环焊缝和弯头使这2种模态导波产生衰减和模态转换,导致这2种模态导波难以检测出弯头及过弯头后直管部位的缺陷;该方法能够有效识别和定位大曲率油气对焊弯管的弯头缺陷和过弯头后直管中的缺陷。     

埋地长输管道全线热胀强度问题的分割计算法

在文[1]至[6]中我们对埋地“Γ”管道的热胀强度问题已进行过较为详细的研究,并在实验中取得一定的验证。本文在此基础上提出分割计算法,用以解决埋地热输管道全线热胀强度问题。按照埋地管道热胀变形的特点,一般情况下全程具有n个弯头的埋地长输管道总可以分割成为n个“Γ”形管道进行计算。分割点的位置用迭代法确定,其零次近似位置可按过渡段长度的比例关系给出,收敛较快。     

高压蒸汽输送管线爆裂失效分析

从化学成分，机械性能，金相组织和宏观断口等方面分析了胜利油田某注汽站稠油热采高压蒸汽输送管线爆裂的原因。结果表明，管线内壁局部的氢腐蚀，使材料内部产生晶界裂纹，造成管线严重腐蚀而减薄，不能满足管线强度和韧性的要求，致使管线发生爆裂；管线焊接热影响区及轧制过程中产生粗大魏氏组织与爆裂也有关系。     

油气长输腐蚀管道剩余强度评价技术研究

油气管线在输送环境及输送介质的影响下发生腐蚀的现象在所难免,必须剩余强度评价腐蚀的管线,才能为管线的更换、修复、继续服役提供科学、正确决策。文章对评价相关油气长输管线腐蚀曲线剩余强度的软件进行简要介绍,使评价具有可靠性。     

高压蒸汽输送管线爆裂失效分析

从化学成分、机械性能、金相组织和宏观断口等方面分析了胜利油田某江汽站稠油热采高压蒸汽输送管线爆裂的原因，结果表明，管线内壁局部的氢腐蚀，使材料内部产生晶界裂纹，造成管线严重腐蚀而减薄，不能满足管线强度和韧性的要求，致使管线发生爆裂；管线焊接热影响区及轧制过程中产生的粗大魏氏组织与爆裂也有关系．     

脉冲静压气力输送煤粉的输送比研究

对影响脉冲静压气力输送比的各种因素进行了分析.重点对发送罐的形状和装置以及连接方式进行了设计.实验中,以弯管和直管的压损、料长/气长之比等为主要参数进行了测量,结果表明,发送罐的设计和管道的布置更为合理,气密性更好.结果还表明,在发送罐初始压力相同的情况下,输送的煤粉量越多,输送比就越高;输送比μ和单位质量煤粉的输送时间成线性或分段线性关系。     

弯管中的气液两相流水击现象

以 90°弯管为研究对象 ,对气液两相流水击压力波在弯管中的传播和衰减规律进行了实验研究 .实验弯管采用曲率半径与管径比R /d分别为 1.9,2 .5 ,3.2 ,3.8;含气率范围为 0～ 1.7% ;表观液速为 0 .2 3～ 1.6 4m/s .得出了弯管中内外两侧不同部位水击压力及其随含气率、流速变化的规律 .压力波在弯管中的传播与在直管中差异很大 ,弯管外侧压力明显大于内侧 ,在弯管出口与入口直管段处两侧压力相同 ,形成压力环 .压力环形状受含气率影响最大、表观液速次之、曲率半径影响最小 .经过弯管后水击压力有不同程度的衰减 .随着气含率的增加 ,压力衰减加快     

复杂载荷下弯管的极限载荷

考虑几何和材料的非线性相互作用,采用有限元方法研究复杂载荷下弯管的极限载荷。通过对比过去的研究成果,分析了内压、面内弯矩及其组合下的极限载荷规律。根据有限元结果,研究了直管强化及内压的强化对极限载荷的影响。最后提出了弯矩以及内压、弯矩联合作用下的极限压力、极限弯矩与弯管几何尺寸的定量关系。提出的计算公式扩大了弯曲系数λ的使用范围,反映了弯管强化作用。     

90°弯管下游管路流场的非定常特性

借助分离涡模拟(DES)方法,对圆形截面90°弯管内部及下游管路内湍流流场的流动特性进行了研究.分析了不同入流速度、入流直径和弯管中心线半径对下游流动及壁面压力波动的影响.计算结果表明:弯管小半径附近区域发生边界层分离,在下游出现拟序结构及壁面压力波动;提升入流速度能使频谱特性向高频次发展;改变管路直径并不改变内部流场的主要特征;降低弯管曲率可有效降低下游管路壁面上的压力波动.     

原油管道内壁蜡沉积模拟软件开发及沉积特性

通过对原油管道蜡沉积过程的详细分析,明确了蜡晶径向扩散与轴向沉积物理模型,建立了蜡沉积数学模型.选用分段迭代法,在VB开发平台上编制并发布了蜡沉积模拟软件,经过单位温降析蜡量计算数据和实测数据对比分析,验证了软件的有效性和计算精度.以涩-仙-敦原油管道为研究对象,采用DSC技术对实际输送原油性质进行了测试,利用编制的蜡沉积模拟软件针对油品出站温度和输量对蜡沉积的影响进行了研究.研究结果表明:油品出站温度升高,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度变化较小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化;输量增大,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度明显减小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化.