输气管道泄漏声源特性及其变化规律

泄漏声源基本特征及变化规律是声波传播研究的基础,对泄漏信号预处理、特征准确提取及泄漏识别算法改进具有重要意义。为此,以输气管道泄漏喷注产生的声源为研究对象,基于气动声学理论推导泄漏喷注流场中的声源项构成,建立了泄漏声源区域三维仿真模型,基于M?hring声类比提取高马赫数和高雷诺数流场中的等效声源,采用气动噪声混合数值模型进行仿真。分析过程中提取了不同条件下(压力及泄漏孔径)泄漏声源的质点最大速率和平均速率、声压级及声功率级等基本特征参数,并利用管道泄漏模拟测试平台进行验证,明确了泄漏声源基本特征及其变化规律。研究结果表明:(1)泄漏喷注噪声主要是由气体高速喷射湍流和气固耦合引起的,声源以四极子和偶极子为主;(2)针对管道运行压力和泄漏孔径,得出了泄漏声源基本特征参数的变化规律;(3)泄漏产生的能量集中于低频部分,各频段(小于等于200 Hz)能量分布分析结果表明0~20 Hz能量比大于等于0.81,无泄漏及正常输送条件下能量分布趋于平均,可作为泄漏识别的特征指标。     

天然气管道泄漏声源特性及传播机理数值模拟

管道泄漏声源特性和传播机理决定了音波法在管道上的可检测性,管道泄漏引发的音波能量大小和其沿管道传播的衰减程度分别与泄漏口径大小、管道内压和管道长度等因素有关。以天然气管道泄漏时的气动噪声为研究对象,采用适用于高马赫数流场的MÖhring声类比对其进行模拟计算,建立了不同压力、不同泄漏孔径条件下的天然气管道泄漏噪声仿真模型,得到了天然气管道泄漏声源的相关特性,利用试验数据验证了计算模型的准确性。以该声源模型为基础,建立了音波在管道内的二维传播模型,通过模拟结果与现场试验的比较分析,表明天然气管道泄漏音波的超低频段（低于5 Hz）可在管道内传播较远距离并能被声波传感器所探测,从理论上验证了音波法在天然气管道泄漏检测领域的良好应用前景。     

气井油套管泄漏声源特性模拟研究

气井油套管泄漏声源特性决定了声波法在气井油套管上的可检测性。为了研究气井油套管泄漏的声源特性,以气井油套管泄漏产生的气动噪声为研究对象,采用CFD/CAA混合数值模拟方法对气井油套管泄漏的声源特性和传播机理进行研究分析。计算时,先采用Fluent对泄漏模型进行非定常流场模拟,然后采用Mohring声类比法对其进行模拟计算,建立了不同油套管压差和不同泄漏孔径条件下的气井油套管泄漏声学仿真模型,得到了油套管泄漏流场和泄漏声源的相关特性。研究结果表明:油套管泄漏产生含有冲击单音的宽频噪声;冲击单音所在的频率随着油套压差的增大而减小,随着泄漏孔径的增大而增大;泄漏噪声的能量随着油套管压差和泄漏孔径的增大而增大。研究结果可为泄漏声波检测技术在油套管方面的应用提供理论基础。     

天然气管道泄漏燃爆后果研究

天然气管道发生腐蚀泄漏后遇到明火易发生燃爆事故,研究天然气泄漏燃爆后果对制定应急方案具有重要意义。采用phast软件建立了天然气管道泄漏模型,研究了管道压力、泄漏孔径、风速等因素对天然气泄漏燃爆后果的影响。结果表明,随着泄漏孔径的增大,冲击波压力提前急剧升高,在最高点保持的距离变长,延后急剧下降,整体表现为冲击波压力破坏范围加大,燃爆冲击波影响的范围扩大,且范围扩大明显。随着分离器压力的增大,燃爆冲击波影响的范围扩大,影响范围的扩大量逐渐变小。环境风速对下风向冲击波压力几乎没有影响,对燃爆冲击波范围的影响很小。     

天然气管道泄漏模型

为了得到能适用更广泄漏口径范围的数学模型，更切合实际地预测天然气管道泄漏所影响的范围，基于流体状态方程、质量守恒方程、能量方程和动量方程，结合实际中的限流情况和因紧急切断装置动作造成的不稳定状态，以及管道泄漏处天然气的流速（音速或是亚音速），建立了管道泄漏模型。进而求解出各种工况下泄漏口处的天然气状态参数。求解结果与实际基本吻合，将此管道泄漏模型和扩散模型结合，得出该泄漏所造成的影响范围，使抢修工作更加直观。     

弹性地层中的横波测井理论及其数值验证

本文从柱状井内弹性波的传播理论出发,分析了位于井轴上的多极子声源激发的井内声场中反射纵波和反射横波的远场特性,从理论上指出了利用多极子声源直接进行横波测井的可能性。同时,应用分离波数技术,实际计算了单极子、偶极子和四极子声源激发时的井内远场接收波形,证实了理论分析的结论。     

弹性地层中的横波测井

本文从柱状井内弹性波的传播理论出发,着重分析位于井轴上的多极子声源激发的井内声场中的反射纵波相反射横波的远场特性,指出利用多极子声源直接进行横波测井的可能性。同时,应用分离波数技术,实际计算出单极子、偶极子和四极子振源激励时的井内远场接收波形,证实了理论分析的结论。     

分布式光纤泄漏检测与安全预警系统在天然气管道中的应用

及时发现高含硫天然气管道泄漏并迅速定位，可降低运行时潜在的威胁。分析目前常用天然气管道泄漏检测方法的优缺点，对比光纤泄漏检测方法，提出了基于分布式光纤声波传感检测技术(DAS)的泄漏检测与安全预警系统。介绍了该系统的结构组成、模式识别、现场测试等。经过现场应用表明：该系统反应灵敏可迅速采集信号进行报警，实现了高含硫天然气管道全面、实时的安全防护，提高了泄漏处置效率。     

城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对城市埋地天然气管道穿孔泄漏扩散问题,结合有限容积法,利用Gambit 2.4建立了天然气管道不同泄漏位置的CFD仿真模型,利用Fluent 6.3分别对天然气管道上部、下部及背风侧3种泄漏工况下,气体在土壤中和空气中的扩散规律进行了数值模拟。研究结果表明,下部泄漏在土壤和空气中的危险范围最大,关闭泄漏管段两端阀门以后,气体扩散危害范围逐渐变小。研究结果为城市埋地天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

应用微波技术检测天然气管道泄漏

传统的输油管道泄漏诊断方法对于可压缩性强的天然气管道泄漏诊断难以适用。为此，提出了基于微波技术与导波理论的天然气管道泄漏检测方法：把天然气管道当作圆形波导管，在管道两端分别安装微波信号发射和接收装置，利用微扰天线进行发射和接收微波信号；根据电磁波理论，在满足一定条件的前提下，微波可以顺利地在管道中进行传输。当管道出现裂纹、破损时，微波特性将会发生改变，通过分析接收信号的变化情况可以判定管道是否发生泄漏，并进行定位计算。实验证明，该方法是可行的，从而为天然气输送管道泄漏检测提供了新的方法。     

检漏技术在供水管道上的应用

该漏水检测技术采用听音杆、检漏仪和相关仪对地埋供水管道进行泄漏探测 ,最大测试距离可达5 0 0m ,可对泄漏点进行精确定位。文中详细论述了仪器的使用方法和应注意的问题 ,并列举了检测实例     

对容规中气密性试验要求讨论

对《压力容器安全技术监察规程》中气密性试验的有关条款进行了讨论.分析了按这些条款进行气密性试验时,压力容器安全泄放装置可能在试验过程中动作或破坏,使气密性试验无法顺利进行的原因.根据压力容器与安全泄放装置压力参数的配置关系,对可行的气密性试验方法和试验压力进行了讨论.为保证气密性试验顺利进行和爆破片在使用中具有正常性能,对安装爆破片的压力容器提出了爆破片常温弹性极限压力的概念.     

XC气田烃类渗漏的生态环境问题探讨

利用中子活化法对四川盆地XC气田的天然气进行分析，发现其中含有20多种金属元素。通过剖面和观察点的观察分析，发现XC气田烃类渗漏，尤其是天然气泄漏对生态环境造成了较大的负面影响：改变浅表生态环境，造成植物生长发育异常，农作牧减产；降低土壤pH值，增加金属元素的水溶态，从而增加植物对其的吸收消化；同时，植物还能从天然气中直接吸收消化一些金属元素。因此，天然气泄漏使农作物吸收消化过多的有毒有害金属，损害农产品品质，应当引起严重关注。     

车载天然气泄漏检测装置的结构设计

为了设计出灵敏高效的车载天然气泄漏检测装置,分析了国内外天然气泄漏检测系统的发展现状,选择可调谐半导体激光器技术(TDLAS)作为检测系统结构的设计基础。根据车载系统移动特点,选择合适的气体采集方式以构建检测系统的整体设计方案。对该装置的光路结构进行了创新设计,即,调制激光器的扫描信号,通过使用HITRAN数据库选择甲烷的吸收谱线,设计精密温控模块,并用不同体积分数的甲烷气体充入标定池中进行试验,证明其合理性。原理性工程测试结果表明,该装置具有检测灵敏度高、防爆性能良好、结构简单等优点,在天然气管道泄漏检测领域可以推广使用。     

音波检漏系统在塔雅天然气管道的应用

管道泄漏监测对于保障天然气长输管道的安全运行意义重大。本文介绍了音波管道泄漏监测系统的工作原理,并详细介绍了该系统在中石化西北油田分公司油气运销部塔雅天然气管道应用情况,为保障塔雅天然气管道的安全运行,分析了目前运行中存在的问题。     

双金属复合管管流摩阻分析

随着石油天然气勘探开发的发展,油气开采面临的腐蚀环境越来越恶劣,使石油管柱的腐蚀问题越来越突出,并直接影响到油气田勘探开发的经济效益。双金属复合管防腐性能可靠,材料成本较低,内径比目前使用的碳钢石油管内径小,其管流摩阻及与之相关的使用工艺性能可能发生改变。为此,对双金属复合管的管流摩阻问题进行了研究,并对其作为采气管和天然气输送管的相关工艺参数进行了分析计算。研究结果表明:在相同压降情况下,复合管输送量更大,输送距离更长;复合管内径的减小一般不会引起管流摩阻的增加,当内管厚度不大时,复合管的流动摩阻更小。双金属复合管不仅防腐性能可靠,而且水力摩阻小,是石油管防腐工程的极佳选择,值得推广应用。     

WebGIS在非重气云扩散模拟中的应用

将计算机技术、网络技术和地理信息系统技术相结合，建立了一套基于Internet的B/S模式网络地理信息系统（WebGIS），利用该系统根据非重气云扩散的高斯（Gaussian）模型对瞬时泄漏和连续泄漏两种事故类型的气体扩散情况进行了图形模拟。模拟结果通过在电子地图上绘制出气体浓度等值线的方式，可视化显示出发生泄漏事故后泄漏源周围的气体浓度分布状况及其对周围环境的影响情况。通过工程实例验证了系统的可行性并展示了系统的运行效果。该系统通过将地理信息系统与气体扩散的模拟模型相结合，形象、直观地模拟出危险非重气体泄漏后的影响范围，为非重气体的日常管理、事前预测和事故时的应急指挥等提供了专业化的信息支持。     

油气集输系统法兰免动火柔性带压注胶封堵技术研究与应用

法兰密封失效是油气集输流程中常见的生产故障,其可导致油气集输系统非正常停产检修,经济损失巨大.为提高法兰密封失效的堵漏效率,研发了一种法兰免动火柔性带压注胶封堵技术.该技术采用柔性卡环包裹在发生泄漏的法兰外侧,建立新的密封结构,使用专业注胶工具,通过注胶孔向法兰之间的缝隙内注入密封胶体,实现带压封堵泄漏,具有安全、便捷...     

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四川气田长期来大都用无缝钢管输送在开发生产中产生的卤水，导致钢管内表面遭受严重腐蚀，通常仅使用1年就发生穿孔，渗漏，采取外包绝缘层和内涂防腐层处理，也只能使用3-5年，泄漏出的卤水污染环境并引发经济赔偿纠纷，给天然气生产带来很大困难。文章介绍SMITH螺纹连接玻璃钢管在四川和重庆气田成功替代原气田上使用的钢质和塑料管线输送气田卤水的情况，包括SMITH螺纹连接玻璃钢管的基本技术特点，以及在四川省和重庆市各气田上的具体应用效果。最后指出，SMITH螺纹连接玻璃钢管用于输送卤水不仅解决了防腐和承压的问题，还具有投资少，压损小，节能，安装方便，便于维修等优点。     

油气管道泄漏检测与定位技术的现状及展望

文章总结了油气管道泄漏检测和定位的主要方法,重点介绍了基于模型和信号处理的泄漏检测及定位方法,分析了各种管道泄漏检测方法的原理和各方法的优缺点。对管道泄漏检测的发展趋势做了探讨,指出使用软硬件结合方法进行输油管道泄漏检测、泄漏检测系统与SCADA结合、将分布式的光纤传感器应用于管道检测中将有良好的发展前景。