管道跨越设计简介

回顾了四川石油设计院１９６０￣１９９８年间承担的管道跨越设计情况,并对主要的几种跨的型式作了简明的介绍,展望了跨越技术的发展。     

管道穿跨越数字化设计技术

管道穿跨越方式灵活多样,且标准化程度很低,开展数字化设计难度较大。通过对管道穿跨越传统设计的特点、过程和功能进行梳理,满足管道全生命周期数字化移交要求;提高设计精细化程度,保证设计文件的质量;把繁琐的绘图和计算交由程序完成,提高工作效率,为此开发了管道穿跨越数字化设计系统(CRDS)。CRDS软件包括CRDS配置和CRDS设计两个模块,管道穿跨越数字化设计的关键技术包括数字化模型、开挖穿越设计、定向钻穿越设计和山岭隧道穿越设计。目前在多个国家重点管道工程中已应用CRDS软件进行了穿跨越数字化设计,设计人员的工作效率得到大幅提高,设计文件的质量也得到了保证,应用效果良好。     

中缅长输管道跨越设计运营的安全措施

中缅长输管道设计中所采取的安全措施主要考虑悬索跨越和斜拉跨越各种结构的计算、材料的选用及工艺是否合理。设计时对跨越管道进行了风险识别,对15个可能导致管道失效的危险因素进行了分析,并应用风险矩阵对不同危险事件发生的可能性及严重性进行评估,得到了不同危险事件的风险级别,其中高风险事件2个,分别为由风振引起的破坏和岸库再造引起的岸坡失稳。参照国内外的相关做法,设计考虑中缅跨越设置4~6人的专人值守,同时设置跨越管道预警和监控系统,实现技防和人防相结合的安全保卫方案。     

管道穿跨越黄土冲沟不良地质的分析

本文针对管道穿跨越黄土冲沟不良地质的有关问题进行分析探讨,分别对管道穿越黄土冲沟和管道跨越黄土冲沟提出采用加筋土挡墙和中小型跨越相结合的方法,以供管道穿跨越黄土冲沟的设计和施工参考。     

桁架跨越工程管道安装设计

桁架跨越是长输油气管道跨越方式中比较常见的一种,桁架跨越工程中的管道安装设计包括上、下跨弯管、跨上管道安装、支撑、固定墩设计等内容。本文结合工程项目,介绍桁架跨越中的相关设计,为桁架跨越工程的管道安装设计提供参考作用。     

忠武输气管道悬索跨越设计创新及探讨

忠武输气管道有4次悬索跨越,分别是蚂蝗溪悬索跨越、木龙河悬索跨越、马水河悬索跨越、野三河悬索跨越。文章介绍了这几座悬索跨越管桥设计中采用的多项新技术,如采用热聚乙烯半平行钢丝索代替以往的钢丝绳;采用钢管塔架代替以往的角钢塔架;根据地形地貌特点变换风索型式或取消塔架等。这些新技术、新设计在工程中均取得了良好的效果。另外,文章还针对悬索跨越桥面结构型式、预拱度设置、不对称荷载的影响、风索基础的设置等问题进行了探讨。     

基于缩比模型的悬索跨越管桥结构安全性分析研究

为探究长庆油田在役悬索跨越管桥结构的安全性,给在役悬索跨越管桥安全评价及维护保养提供理论依据,通过缩比模拟试验及钢索拉断试验开展了相关研究。以清峪河悬索跨越为例,根据几何相似原理,对悬索跨越开展缩比简化设计;并以靖咸管道某一悬索跨越为例,进行悬索跨越钢丝绳力学性能分析。研究表明:当悬索跨越结构在不同位置加载集中载荷或悬索结构发生破坏时,管体本身的应变有明显变化,但索系本身的设计和布置能够保证管桥结构及管体安全可靠;钢索表面腐蚀对钢索内部影响较小,且对钢索整体力学性能影响不大;现有钢索评价方法较为保守,还需进一步研究以得到合适的评价方法,降低在役悬索跨越管桥的维护成本。     

长输管道跨越工程钢塔架施工方案探讨

钢结构塔架的预制和吊装是石油天然气管道跨越工程的关键,目前国内同行业中,尚无一套较成熟、完整、有效控制变形的施工方法。以涩北—西宁—兰州输气管道黄河跨越工程为例,对管道跨越塔架施工方案作了系统的介绍:为保证钢塔架的预制质量,对塔架杆件的制作、检验都作了严格的要求,并且采用了先用螺栓联接,再焊接的钢结构组焊工艺;针对不同的现场施工条件,在两岸分别采用了双人字桅杆抬吊和整体抬吊施工方案,并进行了吊装的力学计算,选择了合适的吊点和吊具。     

悬索跨越设计创新与完善

在100m以上的大型管道跨越中,悬索跨越设计是大跨度管道跨越中的首选。忠武输气管道工程是国内管道施工最困难的工程之一,其中大型悬索跨越就有4座。笔者根据各自不同的地形地貌采用的设计创新及存在问题做一粗浅的分析。     

悬索跨越管桥高压注水振动特性研究

利用有限元理论分析了悬索跨越管桥高压注水时的振动特性,以中原石油勘探局跨越黄河大堤悬索管桥进行了试验研究;还得到了悬索跨越管桥的自振频率和振型.理论分析与试验研究表明,悬索跨越管桥在激振荷载下竖直方向的位移、加速度均大于水平方向.可为类似高压悬索跨越管桥的设计和施工提供参考.     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

进口天然气盈亏平衡定价对市场的影响——以广州市中亚天然气为例

2011年11月底土库曼斯坦天然气经过中亚—中国天然气管道和西气东输二线管道正式向位处华南的广州市供气。然而,由于中国天然气价格与国际气价脱节,天然气进口业务陷入进口越多亏损越多的尴尬境地,提高进口气入关后的价格将有助于缓解长期以来的进口气购销价格倒挂问题。为此,以广州市为例,测算了中亚天然气盈亏平衡时不同天然气用户的气价;采用天然气与可替代能源等热值直接成本对比法,按各类天然气用户实际支付可替代能源的现有价格等热值折算分析了对应的中亚天然气价格可承受能力。结果表明:从价格承受能力来看,居民用户和公共福利用户基本上是可以承受中亚天然气盈亏平衡定价;工商业用户也有一部分可以承受上述定价,但对燃料成本占总成本比重较大的用户,承受能力则较弱;天然气发电用户无法承受上述定价,中亚天然气发电只能扮演调峰角色。考虑到西气东输管道输送的既有国产气,也有进口气,为此提出:可以将国产气的出厂价与进口气的成本价加权平均,作为西气东输天然气的"出厂价"。     

稠油热采储层精细油藏描述研究进展

就稠油热采储层精细油藏描述的技术现状看:国外已经形成了完整的研究方法和技术体系,特别是在利用地震技术对油藏开发过程监测及剩余油分布规律的精细刻画等方面,具有相当高的研究水平;国内在储层单砂体的精细刻画、隔夹层研究以及储层在热采过程中的变化规律等方面,进行了大量的研究工作,取得了一定进步。稠油热采储层研究的关键问题为地层精细划分与对比、沉积微相研究、隔夹层发育规律描述、储层综合分类评价和地质建模研究等。在此基础上认为,稠油热采储层精细油藏描述研究的主要发展方向为井震结合断裂系统的精细刻画、地质体分类评价、稠油热采储层变化规律研究、剩余油分布规律的四维地震监测和隔夹层封隔能力的物理模拟与数值模拟验证等五大方面。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

普光气田高含硫气井带压更换采气树工艺技术

采气树在使用过程中如出现腐蚀、泄露、机械故障等而又无法在线修复的情况,则需要进行整体更换。但像四川盆地普光气田这样孔、洞、缝较发育的酸性碳酸盐岩气藏,若采用先压井再整体换装采气树的方法会造成储层的二次污染,很难再恢复到修井前的气井产能。为此,考虑作业安全和生产实际,研究形成了"两封堵一隔离"带压更换采气树工艺:①安装地面泄压放喷流程,进行整体更换采气树演练,准确测算所需的时间;②关闭井下安全阀,通过泄压放喷管线排放井下安全阀以上通道内气体,进入放喷池点火燃烧,将井口油管压力泄至0;③连接液氮泵车按照测算量向井筒顶替液氮;④安装双向背压阀,利用送取工具,将背压阀安装在油管悬挂器内的背压阀座面,封堵油管;⑤整体更换采气树,试压合格后按照操作规程取出双向背压阀。现场成功应用2口井,很好地解决了高含硫气井不压井更换采气树的技术和安全控制难题。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。