埋地管道阴极保护效果监测技术分析

阴极保护作为一项有效的防腐措施已经广泛应用于长输管道.为了确保管道的长期安全运行,需了解管道的各个部位是否达到了保护状态,确定危险性比较高的管段,从而为管道运行管理提供可靠的决策依据,需要对阴极保护效果进行监测.针对埋地管道阴极保护效果的监测,着重分析了管/地电位标准,管/地电位、CIPS和测试探针等监测技术的原理及应用.     

“��������”�ܵ��������з����Ż�

“西气东输”管道全长3900 km，设计输气量为120×108 m3/a，设计压力为10 MPa，外径为1016 mm，采用带内涂层的X70钢管敷设，管道沿线分布着10座压气站和11条分气支线。在“西气东输”管道达到120×108 m3/a的设计输气能力时，全线投运的压气站和压缩机组数目较多。利用笔者自行研制的“西气东输”管道优化运行专用软件，计算了在多种条件下的稳态优化运行方案，并从输气工艺角度对计算结果进行了较深入的分析与讨论，在此基础上总结了“西气东输”管道优化运行的基本规律，对该管道投产后的运行调度及后期的增输改造具有参考价值。     

埋地管道涂层缺陷检测的新方法

本文介绍了四川石油管理局佃气公司埋地管道外壁涂层的情况和外壁涂层缺陷检测的现状，并通过对国外电压梯度和管地电位检测技术在检测埋地管道涂层缺陷方面的新应用的阐述，提出将电压梯度检测技术和近间距管地电位检测技术联合使用，应用于输油、输气和其它地下管道外壁涂层缺陷的检测，就可以在开挖之前，最准确且经济地确定出管道涂层缺陷的益，以便及时对此缺陷进行修复。     

“西气东输”一线管道地质灾害风险监测预警体系

为了对“西气东输”一线管道地质灾害风险进行有效的监测和预警,减少管道安全运营成本,利用历史数据和“事故危害系数”的概念,直观地论证了管道地质灾害风险监测的必要性,探讨了管道地质灾害的渐变特征和管道失效的力学判据,阐明了管道地质灾害风险监测及预警在理论与技术上的可行性。基于“承灾体重于致灾体、前期监测重于灾后监测、长期监测重于短期检测、经济合理重于技术领先”的原则,建立了长输管道沿线地质灾害风险监测预警体系--管道地质灾害前期监测网。该监测网在“西气东输”一线干线及支线的管道地质灾害高风险区上布设了近百个隐患监测点,及时发布了3起预警并2次触发应急预案,监测成果直接支持了7处隐患点的治理工作。实际应用效果表明,该监测网具有灾害预报预警、支持灾害治理方案、校准灾害治理过程的功能,甚至还可用于评价灾害治理效果、合理调配灾害防治资源,能使管道完整性管理工作真正落到实处,有效降低管道运营方的经营成本。     

埋地管道防护层缺陷电位梯度检测技术研究

介绍了埋地管道防护层缺陷电位梯度检测技术的工作原理及检测方法，并通过室内模拟试验研究了缺陷大小、保护电流、管道理深等对防护层缺陷上方地表的直流电位梯度的影响。证明了地表电位梯度检测技术能检测出缺陷位置，并能判断缺陷严重程度及性质。     

800 kV特高压直流入地电流对埋地钢管道的影响

为了研究特高压直流输电系统在单极大地返回运行时对附近埋地钢制管道造成的影响,以我国西南地区某管道为研究对象,在全管道范围内,应用了包括阴极保护有效性测试、管地电位监测、管中电流监测、管体腐蚀监测等在内的多种阴极保护测试技术,对接地极放电过程中管道腐蚀及阴极保护参数进行了连续测试,进而研究管道受特高压直流入地电流影响的程度及腐蚀防护措施的有效性。研究结果表明:①放电过程中,恒电位仪、排流锌带等腐蚀防护措施对缓解管道腐蚀起到了积极作用,但部分管段依然存在着腐蚀现象;②该地区管道接地极放电对管道全线均造成了干扰影响,电流流入区域管中最大电流为4.84 A,管地电位最大负向偏移为-4 853 mV,最大正向偏移+568 mV,管壁最大腐蚀速率为0.049 mm/a,超过管道设计控制目标;③特高压直流接地极放电对管道造成了较大的影响。结论认为,该项研究成果可以为钢制埋地管道受特高压直流入地电流影响程度的检测评价标准编制提供数据支撑。     

埋地管道外防腐蚀层检测技术

介绍了国内外管道外防腐蚀层缺陷检测的几种检测技术,包括多频管中电流衰减法(PCM),Pearson法、标准管地电位法、近间距电位法、电流梯度法、直流电位梯度法等,重点介绍了PCM技术的检测原理及其在检测过程中的主要影响因素和注意事项。     

直流杂散电流对埋地管道电位干扰研究

通过直流杂散电流对埋地管道的干扰实验,研究了不同并行间距、并行长度、外加电压以及含有破损点时直流杂散电流对埋地管道的干扰,测量了管地电位,分析得出了直流杂散电流对埋地管道的影响规律,并采用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics进行了模拟验证。研究结果表明:当X56管线钢的表面涂层出现破损,管道与涂层之间可能会形成电偶腐蚀,在破损点位置土壤中的杂散电流会从破损点进入管道,并且距离破损点越近,管地电位越低;管道电位的最大正向偏移量与并行长度和外加电压呈正相关,与并行间距呈负相关,即埋地管道与直流杂散电流距离越近、与埋地管道平行敷设的电阻丝的长度越长、施加在电阻丝上的电压越大时,则埋地管道受直流杂散电流的干扰越严重。     

埋地管道腐蚀的新型检测技术

国外最近研制出一种新的检测技术，即直流电位梯度检测技术与邻近间距管／地电位检测技术联合使用。可直接检测出管道的腐蚀位置。对检测的腐蚀位置挖坑修复，不仅减少大面积挖沟的费用，而且延长了管道的使用寿命。     

“源热共控”北部湾盆地福山凹陷油气的形成

基于大量地球化学、地质资料以及"源热共控"的思想，深入研究了北部湾盆地福山凹陷油气的形成。结果表明，福山凹陷的"源"为古新世流沙港组烃源岩，该烃源岩有机碳丰度分布范围宽，有机碳含量TOC为0.4 % ~6.0 %，但有机质类型主要为腐殖—腐泥型（Ⅱ₂型）烃源岩，属于"源够"型凹陷；"热场"研究表明，福山凹陷经历过多期构造热事件，火成岩侵入导致烃源岩有明显热异常，促使东部地区烃源岩快速成熟生气，故凹陷热场类型定为"热足"型。"源够热足"型耦合作用促成了福山凹陷油气的形成，该成果进一步丰富了"源热共控"理论，揭示富油气凹陷烃源岩成熟及油气富集机理，进而指导油气勘探。     

埋地输油管道非稳态传热数值研究

埋地热油管道预热启动过程是一个三维非稳定传热过程,通过分析埋地热油管道几何特性,考虑沿管道轴向预热介质温降对土壤温度变化的影响,建立了有限区域内热油管道预热过程耦合的数学模型,并借助于PHOENICS软件对该模型进行了求解,能够求解出土壤中的任意点在预热过程中任意时刻的温度变化情况和任意时刻的管道周围土壤温度场的分布.这些问题的求解可为管道安全、经济启输投产提供保障.     

负压波检漏技术在输气管线中的应用

随着国内长距离输气管道的不断增多,管道沿线的泄漏问题日益严重,对输气管道泄漏的自动监测和泄漏点的定位显得尤为重要。介绍了应用负压波对管道泄漏进行监测的基本原理和方法,并对定位基本公式的优化进行了讨论,介绍了更为准确的计算公式。经验证,经过优化的计算方法具有更高的定位准确度,对管道泄漏自动监测数学计算模型的建立具有一定的指导意义。     

国际地磁参考场解算方法及石油工程应用

地磁场包含了从地球内核到宇宙空间的丰富信息，且具有复杂的时空特性及演化规律。国际地磁参考场能较好地描述地磁场的时空分布及变化特征，为石油工程等领域获取地磁数据提供了简洁实用的技术手段。介绍了地磁场特征、地磁场要素和国际地磁参考场，给出了国际地磁参考场的解算方法和步骤，以及在石油工程领域推广应用国际地磁参考场的方法。应用IGRF-12 国际地磁参考场，研究了1920~2020 年的100 年间塔里木盆地地磁场的时空分布及其演化特征，结果表明:塔里木盆地的最大磁偏角为5.98°，最小磁偏角为0.52°，二者相差5.46°。在石油工程应用中，为保证井眼轨迹监测与控制精度，应随时随地更新地磁数据，不能简单地用同一个磁偏角数值来覆盖整个油田或地区，也不能在某个空间位置上长期使用同一个磁偏角数值。     

基于物联网的海底管道数据聚合系统

结合海底管道的管理现状,提出海底管道物联网技术架构。针对海底管道各监测数据分散的问题,设计一套基于ZigBee的无线适配和数据聚合系统,可将平台上各管道监测数据聚合到一个系统中,以便分析和建立各监测数据之间的相关性,为实现专家诊断、大数据应用和保障海底管道安全提供坚实的基础。     

基于超声导波微传感技术的油气管道在线监测技术

油气管道安全问题在各国能源领域都举足轻重,对管道的完整性进行实时监测从而实现本质安全是油气管道管理的重中之重。为此,首先总结了油气管道监测技术(内部监测法和外部监测法)的现状,分析了其技术缺陷:尚无法同时满足油气管道监测对灵敏度、可靠性、连续实时性等的需求。进而重点介绍了目前具备更多优点(可连续监测、精度高、定位准确、可监测管壁内部的腐蚀及裂缝、漏警和虚警概率低、土方作业量小及可实施性强等)的超声导波技术,但该技术还需要在增加有效距离、提高灵敏度、增强可编程度、微化设备、降低功耗和成本等方面加以提升,使其适于永久固定以便实现连续在线监测。最后提出了超声导波微传感技术,即利用芯片技术将超声导波设备高度集成,并将传感器和远程数据处理相结合,从而满足永久固定和连续实时在线监测的需求,提高了监测系统的集成度,降低了功耗,能较好地满足能源行业安全与环保的要求。该项新技术有可能成为未来油气管道监测最有效的解决方案。     

��Ȼ���ܵ��ɿ���������

依据四川石油管理局输气公司经营的１２条输气管道近２５年的运行数据和陕甘宁盆地中部气田先导开发试验区地面集输管网近两年的运行数据，运用数理统计理论，对天然气管道的可靠性特征量进行了统计，并介绍了天然气管道事故分布统计及其参数估值的步骤，给出了天然气干线管道事故分布、维修时间分布类型及其估值以及采气管线、集气支线、站内管线的事故率。     

Strain-based design for buried pipelines subjected to landslides

Landslides are one of the key problems for stability analysis of pipelines in the western region of China where the geological conditions are extremely complicated.In order to offer a theoretical basis...     

密间隔电位检测技术(CIPS)在榆林气田的应用

CIPS技术是国际最先进的埋地管道外防腐层及阴极保护系统检测评价方法,它能够指示管道沿线的CP效果,有效去除IR电压降的影响,指出缺陷的严重性,并自动采集数据样,是断位测试法、地表参比法的有机结合。该项技术可用于检测管道的阴极保护电位、评价阴极保护效果、了解管道的防护层状况以及进行防护层缺陷检测。     

油气集输管道的腐蚀失效与环境保护

由于西部油气资源具有分布广、油气井高度分散、生态环境脆弱、自净能力差等特征,生态环境破坏严重。该文通过对西部油气集输管道的建设、生产运行、失效过程的细节分析,提出了加强集输管道建设质量检验与控制,从管道建设初期抑制管道失效或损伤;提出在集输管道生产运行过程中加强巡检、实时监控从而更加有效及时地避免安全隐患以及油气泄漏事故的发生;提出通过集输管道安全事故"环境保护应急预案"的建立和完善,对失效事故所引起的环境污染源进行逐一排除,将失效所引发的环境污染降到最低。总结了集输管道服役期间沿线环境污染存在于集输管道建设、生产运行和发生失效等过程中环境保护措施,并对解决西部油气集输工程与环境可持续发展提出了可行性建议。     

沿坡敷设输气管道应力分析

长距离的输气管道所经过的区域地形复杂多变,在山区丘陵地带一般采用沿坡敷设的方式,由于高低位差的原因,管道受力不均,且大多沿坡敷设的管道都是根据经验参数设计,很容易发生管道失效。为了在前期设计中研究管道的受力分布,校核其是否符合设计规范和安全要求,使用应力分析软件CAESARⅡ对某沿坡敷设管道进行应力分析,研究安装、试压和运行工况下管道的受力情况,得出沿坡敷设方式的安全性较高的结论。分析结果对沿坡敷设管道的设计和施工提供了相应理论依据,具有工程价值和指导意义。