新建输气管道失效故障树分析

导致输气管道失效的直接原因是管道泄漏和断裂。为解决管道泄漏和断裂问题，采用故障树分析法对引起新建输气管道泄漏和断裂的基本原因进行了系统分析，建立了新建输气管道失效故障树，求出其各阶最小割集，并对其结构重要度进行了分析排序，从而找出导致新建输气管道失效的主要因素，提出了相应的改进措施。     

海底输气管道延性断裂扩展机理及断裂控制

本文介绍了海底输气管道的延性断裂扩展机理及延性断裂扩展控制。并以南海某项目天然气输送海底管道为例,对在不同工况下的管道止裂所需要的最小延性值进行了分析,为海底输气管道的止裂性的分析和设计提供了参考。     

海底输气管道气体泄漏扩散模拟及影响因素研究

为研究泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速对海底输气管道泄漏后果的影响,以某海底输气管道为研究对象,选取两种泄漏孔径,两种泄漏水深,9种风速进行泄漏扩散的模拟计算。计算包含泄漏模拟、气体水中扩散计算及气体在空气中扩散的CFD模拟。最终得到各泄漏工况条件下可燃气体云团体积及影响范围。通过对数据进行归纳分析,得到气云扩散及影响距离的变化规律。结果表明,泄漏速率和泄漏水深会影响海底管道泄漏后气体到达海面的气体释放面积和气体垂直流速,进而影响气云在海面的扩散后果,风速会影响气云扩散的范围和浓度分布。泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速是进行海底管道泄漏扩散分析的关键因素,需要在分析中进行系统性考虑以全面反映海底管道的风险水平。当前分析方法能够较全面地分析以上关键因素对后果的影响,为现场抢险、应急响应等提供判据和输入,有助于完善应急准备分析和制定更加有针对性的应急处置方案。      

输气管道泄漏音波传播特性及监测定位

在天然气管道泄漏检测领域,基于音波法的输气管道泄漏检测及定位技术逐渐受到重视。为了促进该方法的快速应用,利用高压输气管道泄漏检测平台进行了不同输气压力下不同泄漏量、泄漏位置的泄漏检测和泄漏定位试验。根据泄漏信号的特征量,分析了管道压力、泄漏量及泄漏位置对泄漏检测的影响。试验结果表明：①所采用泄漏信号的特征量能满足泄漏判断的需要;②随着管道压力的提高和泄漏孔径的增大,泄漏检测更容易进行;③泄漏位置越靠近管道终点,泄漏信号特征量与阈值相差越大,泄漏越容易判断;④所设计的泄漏定位系统定位误差小,试验中的定位误差最大为1.37%;⑤管道中段若发生泄漏,其定位误差大于管线两端。该研究结果验证了音波法泄漏检测技术具有灵敏性好、定位精度高的特点,为音波法在输气管道泄漏检测和泄漏定位中的广泛应用提供了依据。     

海底输气管道泄漏点压力变化特性的模拟研究

为了研究海底输气管道发生泄漏时压力信号的传播特点,利用Pipeline studio模拟软件进行了海底输气管道和陆地输气管道在相同输气压力和泄漏孔径下发生泄漏时泄漏点压力信号变化的对比,同时进行了海底输气管道在不同工况下泄漏点压力变化特性的模拟研究。结果表明:输气压力和泄漏孔径一定时,外界压力越大,泄漏点压力衰减后越快速趋于稳定,且稳定时压力越小;输气压力一定时,一定范围内,泄漏孔径越大,泄漏点压降速率越大,衰减后达到稳定所需时间越长,稳定时压力越小;输气压力超过一定范围则相反,且泄漏孔径过大会造成泄漏点压力无规则波动。泄漏孔径与管径的比值大小对泄漏点压力衰减后达到稳定时所需要的时间以及稳定后的压力具有重要影响,根据其比值可以大致确定压力传感器的最佳安装间距,这对于提高海底管道检测准确度和降低检测成本具有一定的借鉴意义。     

基于负压波原理的管道泄漏监测软件研究

管道由于不可避免的老化、腐蚀和人为损坏等因素,有可能发生泄漏事故,管道泄漏所产生的经济损失和环境污染十分严重,因此管道泄漏的实时监测变得非常重要。文章介绍了基于负压波的输气管道泄漏监测定位软件系统,采用MATLAB语言编制了传统算法、改进算法、循环迭代算法及龙格一库塔算法的程序,通过与大牛地气田某输气管道泄漏定位实验结果的比较．表明该软件对于确定管道泄漏位置是可行的。     

输气管道泄漏后截断阀压降速率计算分析

输气管道现存的截断阀压降速率设定值存在着一定的不确定性,在某些大管径管道泄漏时可能无法发挥应有的自关断功能。通过仿真软件建立输气管道泄漏模拟模型,模拟计算出了输气管道5种初始工况在不同管径、不同泄漏孔径下,泄漏点下游阀室截断阀压降速率与持续时间的变化关系以及导致阀门自关断的泄漏孔径数值。对比各种工况结果可知:泄漏孔径越大,截断阀越容易实现自关断功能;当泄漏孔径小于300 mm时,现有的大管径管道截断阀压降速率设定值几乎不会引起截断阀自关断;在高压且高输量情况下发生泄漏时,截断阀更容易实现自关断功能。建议结合输气管道每个管段的物理位置及实际运行参数,设置线路截断阀压降速率值,有针对性地确保管道泄漏后截断阀能够实现自关断。     

不等温输气管道泄漏监测技术

天然气在经由管道输送的过程中,由于一些自然因素和人为因素,不可避免地会造成管道泄漏。建立管道实时泄漏监测系统,可以最大限度地减少经济损失和环境污染。文章介绍了根据管道的瞬态数学模型,进行不等温输气管道泄漏监测的研究成果:泄漏监测数学模型、泄漏监测原理、管道泄漏定位方法等。试验表明,该项技术是一种可行度很高的输气管道泄漏检测方法。     

海底管道泄漏监测系统可行性分析

对于海底管道来说,管道泄漏会造成巨大的经济损失,对人身安全以及海洋生态环境产生重大的威胁。管道泄漏监测系统的目的是尽早发现泄漏并找到泄漏位置,从而减少经济损失和对环境的破坏。介绍了适用于海底管道泄漏监测的4种方法:参数计算法、次声波法、光纤法和气体监测法,并对其工作原理分别进行了分析。针对海底管道泄漏监测系统所要求的性能指标,分别赋予4种方法以相应的权重和等级,计算每一种检测方法的分值,结果表明,参数计算方法得分最高,是最合适的海底管道泄漏监测方法。     

基于变流量测试的天然气输送管道泄漏检测新方法

输气管道泄漏检测通常有物理探测法和数学模型模拟法两大类。物理探测法可以准确检测出泄漏点的位置和漏点尺寸,但是停产损失和检测成本较高;数学模型模拟法通过求解控制方程可在花费很少的情况下快速判断泄漏情况,但是具有很大的不确定性。建立了一种基于变流量测试的天然气输送管道泄漏位置和漏点大小的检测方法,通过耦合天然气在管道和泄漏点的流动,基于多个工作点测试结果求解流动控制方程,实现对漏点的检测和定位。这种检测方法在管线出入口气量或出入口压力有未知量的条件下使用,可简单、快速地确定不同边界条件对应的泄漏情况。     

输气管道故障诊断中的实时模型法

天然气在管道输送过程中，由于一些自然因素和人为因素，不可避免地会有管道泄漏事件发生。这对社会和环境会造成巨大的威胁。而实时模型法是目前国际上被广泛研究并且运用得最多的管道泄漏检测方法，采用该方法不仅能够检测到管道运行中发生的较小的气体泄漏，而且具有定位精度高的优点。为此，对输气管道的气体进行了微元划分，在对各微元沿程散热损失、质量守恒和受力平衡进行分析的基础上，提出以管网SCADA实测参数为边界条件，以管道沿程热力、动力平衡微分方程和气体连续性方程为检测模型的输气管道泄漏检测定位方法--实时模型法。同时考虑到计算机求解时的计算精度和求解速度，采用了四阶显式格式（龙格-库塔法）来求解所建立的数学模型。应用结果表明，所给出的方法是一种可行度很高的管道泄漏检测方法。     

长输管线泄漏检测与定位方法分析

油气输送管道的泄漏，会造成损失和危害，及时检测出泄漏并确定泄漏点是至关重要的。为此，系统介绍了近几十年来国内外长输管线的泄漏检测及定位技术，并指出了各种方法的优缺点。随着石油、天然气等工业的发展，管道输送在国民经济中的地位越来越重要，研究出一种可靠、经济的检漏定位方法显得异常重要。文章对泄漏检测与定位技术未来可能发展方向也作了系统的阐述。     

小波奇异性分析在管道泄漏检测中的应用

输油管道泄漏诊断过程中.复杂噪声背景下的港式泄漏信号往难以检测,因此泄漏点的定位准确度也无法得到保障。而将小波变换在模极大值处理中的优势心用到管道泄漏检测与定位信号分析中.根据信号小波变换模极大值和信号奇异点之间的关系,由小波变换模极大值沿尺度变化趋势分析出压力的突变点.计算出管道泄漏产生压力波传播到上、下游监测点的时间差,利用负压波定位泄漏的常规公式确定出泄漏点在位置。实验证明.该方法能快速准确地捕捉压力信号突变点,并定位管道泄漏位置。     

天然气海管半定量风险评价方法研究与应用

天然气海管在实际运行过程中存在着诸多不利于管道安全运行的潜在风险,如第三方破坏、管道悬空、管道移位等。因此,需对天然气海管开展风险评价,识别出高风险管段,进而采取针对性的风险管控措施。基于半定量风险评价原理,研究适用于天然气海管的风险评价模型及风险评价指标,并以东海TWT-CEP至宁波终端天然气海底管道作为目标管道实施应用,揭示该管道的相对风险等级及相对风险排序。风险评价结果表明,该管道总体相对风险较小,但有5段约13 km管段位于中等风险区,需加强风险管控。该半定量风险评价方法有较好的操作性和可靠性,可应用于后续海底管道的风险评价,对实现天然气海管风险分级管理具有实际意义。     

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。     

城市管道天然气在土壤中扩散行为全尺度实验

为了及时发现管道天然气泄漏、快速准确判定泄漏点位置以及划定泄漏扩散影响范围,应用自主设计和构建的实验系统,开展了多组全尺度中低压埋地管道泄漏实验,揭示了管道天然气在土壤中的对流扩散基本特性,得到了其浓度场空间分布和变化规律。实验发现：①土壤中天然气浓度分布水平方向关于泄漏口基本对称,但泄漏前期其浓度分布垂直方向关于泄漏口不对称,即泄漏初始,天然气高浓度区等值线为椭圆（椭圆长轴为垂直方向）,随着泄漏时间的推移,浓度等值线出现不规则变化（在泄漏口正上方有一个明显的凸起）,且低压泄漏引起的高浓度区域凸起幅度比中压泄漏更大更明显,但随着管道天然气持续泄漏,其浓度等值线凸起也逐渐消失;②天然气浓度到达爆炸下限所需时间与距泄漏口距离呈现近似的幂指数关系;③随着管道压力、泄漏速率的增大,土壤中甲烷爆炸极限-泄漏时间特征曲线由凸形曲线变化为直线,且斜率越来越大。     

海底管道完整性管理技术

海底管道是海上油气田的生命线,其运行状况直接关系到海上油气输送的安全。论述了完整性管理技术与海底管道安全的逻辑关系;建立了海底管道完整性管理的体系框架;阐述了海底管道完整性管理的6个环节和5个层次内容;提出国内海底管道完整性管理的研究重点。明确了开展海底管道完整性管理工作的实施路径,为我国海底管道完整性管理提供参考。     

海底管道损伤悬跨段磁记忆检测研究

海底管道是保障海上油气田持续开发的重要运输手段,海底管道在生产运行过程中容易受到腐蚀及外力作用产生缺陷而导致失效,因此定期对海底管道进行内检测是保障管道安全运行的必然需求。鉴于此,对试验管道损伤部位进行了力磁耦合仿真,仿真结果显示在管道的受力部位产生了磁场强度的变化。又以磁记忆检测技术为基础并结合已有的管道漏磁内检测技术,研制开发了海底管道内检测器,同时开展了海底管道悬跨段损伤磁记忆现场检测试验研究。试验结果表明:管道磁场强度整体呈现两端高、中间低的规律,并且在损伤部位磁场信号产生畸变;依托磁记忆检测技术研制的海底管道内检测器能有效检测出海底悬跨管道损伤段,伴随着管道损伤程度增加,检测信号梯度值显著增大。研究成果为磁记忆检测技术应用于海底管道损伤检测提供了技术支撑。     

基于可靠性腐蚀评价准则的开发

油气管道随着服役时间的增加,由腐蚀引起的管道穿孔和断裂等事故隐患加大,因此,对腐蚀管道进行可靠性评价具有重要作用。针对代表大泄漏的最大极限状态和代表小泄漏的泄漏极限状态,根据压力、直径、产品、人口密度和环境敏感性所决定的预期失效后果的严重程度,使用安全等级系统来表征管道。根据评价准则的三个要素,对结果的准确性和一致性进行评价。还研究了基于特征和截面的评定方法,分析并评价了两种方法的适用性,对基于可靠性腐蚀评价准则的制定有指导意义。     

天然气泄漏燃烧对管道钢管性能影响研究

天然气集输站场小间距并行管道如果发生泄漏,可燃气体扩散受管道布局影响,在管道附近积聚,点燃后产生的喷射火焰将严重影响周边管道和设备的运行安全。针对集输站场并行管道小间距架空敷设的特点,建立泄漏扩散模型,模拟分析并行管道的喷射火焰高温覆盖范围,以此研究钢管理化性能的变化规律。研究结果表明,在天然气向平面喷射的情况下被点燃后,当管道间距不超过2 m时,泄漏点周围30 m的空间可产生1000 K以上的高温,从而使该高温范围内的钢管发生软化、组织相变,并出现附加内应力及裂纹等。建议集输站场内并行天然气管道的间距应大于2 m,并采用埋地铺设管道,以利用土壤进行火灾爆炸防护。