跨断层埋地输油气管道抗震研究述评

埋地输油气管道地震破坏通常发生在活动断层,因此,有必要对目前国内外埋地管道的断层错动反应进行分析,以避免或减轻跨断层管道在未来地震中的破坏。综述了理论解析法、数值分析法和试验研究法等三种国内外近几年跨断层埋地输油气管道断层错动反应分析方法,比较三种方法的优缺点,指出各方法中存在的问题。从新建管道项目和已建管道两方面着手,分析目前常用的跨断层埋地管道的抗震措施,提出今后跨断层埋地管道的研究趋势。     

跨断层埋地输气管道应变计算方法研究

为了既能节省时间,又能使计算较好地体现跨断层管道的真实反应,基于所建力学模型,分别对正断层和逆断层作用下埋地输气管道的反应进行分析研究,采用非线性拟合和线性拟合两种方法,对管径、壁厚、管道埋深、管材特性、穿越角、土体内聚力以及管道内压等不同参数进行无量纲修正,同时考虑管道发生塑性应变集中以及管道发生屈曲的情况,提出适用于工程设计的计算埋地输气管道最大应变值的简化计算公式。通过实例对不同计算方法进行了分析比较,计算结果验证了简化计算公式的合理性,进一步证明当断层错动量较大时,采用土弹簧模型对管土作用进行模拟所得到的结果偏不安全。     

跨断层埋地输气管道有限元模型建立与分析

利用ANSYS软件建立了跨断层埋地管道有限元模型,将埋地管道及其周围土体作为整体从地球半无限空间中取出,引入SHELL 281单元和SOLID 45单元分别对管道和土体进行离散,将管道模拟为薄壁中空圆柱结构,土体模拟为均匀实体介质。在保证计算精度的前提下,结合实际情况,基于状态非线性理论,建立了管土非线性接触模型,模拟管道和土体的滑移、分离和闭合现象;采用有限元技术分析了埋地管道与周围土体在断层错动下的相互影响,确定了模型的有效计算区域;进而提出了跨断层埋地输气管道三维多重非线性有限元数值计算模型。用所建模型及规范中方法分别对工程实例进行计算,并将所得结果进行对比分析,证明所建模型的合理性和准确性。     

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。     

埋地金属管道的防腐措施

大庆萨北油田地势低洼,土壤环境差,电化学腐蚀严重,致使埋地金属管道腐蚀穿孔严重。详细分析了埋地金属管道腐蚀的主要原因后,给出了相应的防护措施,采取防腐措施后降低了埋地金属管道的腐蚀速率,延长了其使用寿命。     

活动断层区埋地管道的地震反应分析

本文对埋地管道在断层运动作用下的特性参数进行了分析计算，按照我国现行规范给出的输油气埋地钢质管道抗震验算方法，对管线穿越角、管壁厚、埋深、土壤密度、管－土摩擦角等特性参数对管道抗震性能的影响进行了图形分析；对于给定的管线，通过改变其特性参数，利用计算机程序绘制的图形，可给出管线穿越断层区时满足抗震要求的各主要参数的限定值。此种分析计算对于管道的抗震设计与施工具有一定的实际意义。本文也把此种分析计算结果与Newmark－Hall、Kennedy的计算结果进行了比较。     

跨断层埋地管道研究述评

1·跨断层埋地管道的分析研究状况永久地面运动区域内管道的表现与管上是否强加压缩或拉伸变形有密切关系。当埋地管道受到大断层位移影响时,管道将遭受弯曲和轴向变形。轴向变形可能是轴向拉伸或压缩,视相对运动方向及管道和断层之间的交角β而定。管道弯曲和轴向变形的组合可     

埋地高温管道敷设新方法

热力开采稠油蒸汽驱阶段的埋地高温集油管道，其最高工作温度可达250℃，冬季平均敷设回填土温度为一10℃，温差高达260℃，温度应力可达655．2MPa，远远超过一般管材的强度极限，成为调油生产的技术难题。辽河油田设计院结合调油建设工程的具体实际，对该课题进行了研究和实践     

基于滑坡区域的不同土质埋地输气管道安全评价

滑坡是威胁埋地管道安全的地质灾害类型之一。随着管道建设的不断发展,管道不可避免的会穿越滑坡频发区域,为了保障管道安全,避免不必要的经济损失,有必要对滑坡作用下的管道进行安全评价。不同土质的滑坡土体对管道造成的影响不尽相同。结合工程实例,选择FLAC 3D有限差分软件,将不同滑坡土质下管道临近屈服强度时模拟得到的滑坡体位移及管道位移进行比较,研究不同滑坡体土质对管道可靠性的影响。结果表明:整个滑坡体的位移量大致沿滑动方向逐渐减小,最大值位于滑床后缘,其中,由于管道的存在,靠近管道上方的滑坡体合位移量相对较小;埋地管道的最大变形出现在管道穿越滑体的中间部位;滑坡土质为黏土情况下的埋地管道最为危险。     

埋地管道施工质量的影响因素及解决措施

文章对影响埋地管道防腐蚀施工质量的三个主要因素进行了全面分析,包括选择合适的涂层,提高管道表面预处理质量和严格要求涂装工艺过程.这三个因素相互关联,缺一不可.同时对施工过程中的具体保障措施也进行了介绍.     

连续低压重整装置埋地管道防腐蚀措施探讨

该文通过分析某连续低压重整装置所处的地理环境,阐明了腐蚀对埋地管道产生的影响和危害。应用调查分析法和专家调查法对埋地管道可能产生腐蚀的成因进行了分析。研讨了埋地管道腐蚀的原因,对由于金属本身因素、土壤介质因素、疲劳因素、冲刷因素等方面产生的腐蚀原因进行了分析,同时针对各种腐蚀因素逐一提出减缓腐蚀的措施。在此基础上提出了提高管道材料等级、增强覆盖层保护、阴极保护、表面强化等减缓腐蚀的措施。实践证明减少埋地管道腐蚀必须了解每个装置所处的环境,对腐蚀的成因、原理进行分析,有针对性的采取措施才行之有效。文章从设计选材到改变覆盖层保护的形式,对疲劳腐蚀应采取的对策等进行了阐述,表明腐蚀措施有效、简洁。     

地震载荷作用下埋地输气管道的数值模拟

为了弄清埋地输气管道在地震载荷作用下的动态失效过程,首先对X80管线钢进行了力学性能测试,获得了弹塑性材料线性强化的本构模型参数。然后基于非线性动力学理论、有限元算法和ANSYS有限元商业软件,建立了土-埋地输气管道在动力接触条件下的相互作用模型。载荷采用加速度时程的方法输入天津波,震级为7级,获得了不同壁厚条件下输气管道的动态应力应变响应和带缺陷管道的动态应力强度因子的时程曲线。由X80管线钢的临界应力强度因子,得出了管道极限承载条件下壁厚的下限值以及施加的加速度最大值。提供的方法和数据对埋地输气管道破坏的预防以及管道的抗震设计、施工具有一定的参考价值。     

低洼地段油田注水埋地管道定向钻敷设应用分析

为保证埋地管道敷设施工质量,进一步提高建设速度、降低建设投资,解决地势低洼、地下水位高、地表常年积水等区域注水管道新建和改造施工难度大的问题,对定向钻穿越与开挖、设管堤、顶管等常规埋地管道敷设方式的经济性和优缺点进行对比。通过分析比较,明确了在低洼草地、水稻田等开挖难度较大的区域,应采用定向钻穿越方式;在地表条件较好的区域,应根据管道埋地深度及长度,综合考虑土方、征地费用的变化,通过计算确定合适的管道敷设方式。同时,对埋地管道定向钻敷设技术的技术要点、施工曲线设计及运用实例进行研究论证,为今后管道新建、改造施工方式优选及埋地管道定向钻敷设技术在油田的进一步推广应用提供借鉴。     

日照-东明原油管道穿越安丘-莒县断裂带的抗震设计方案

报道了因日照一东明原油管道工程需穿越安丘一莒县地震活动断裂带而进行的抗震设防设计。介绍了与管道相交的活动断裂带的情况及评价、活动断层参数、土弹簧数据,以及管道设计、管道性能参数,并据此选择的断层位移作用下管道应变计算模型和计算结果,给出了应变校核结论、穿越断裂带处的管沟设计,以及工程所采取的其他抗震措施。该设计方案通过了业主和专家审查,并在工程中得到落实。     

爆炸载荷对埋地输气管道的动力响应和极限载荷分析

定量分析临近管道爆破对埋地输气管道产生的动力响应有助于合理制定输气管道的安全保护措施。利用LS-DYNA 3D有限元程序,根据准静定理论计算爆腔半径,在爆腔内壁施加压力时程,建立了爆腔-岩土介质-输气管道动力相互作用模型,基于多种工况下的数值模拟分析,探讨了埋地输气管道动态响应过程中管道质点速度和动应力峰值分别和装药量、爆心距的关系,以两倍弹性斜率准则确定管道在特定工况下的极限载荷,进一步建立了装药量和施工安全距离的经验关系式,此式可以作为输气管道在近距离爆破施工条件下的破坏判据。该模型为埋地输气管道在第三方荷载作用下的风险评估提供了一个计算平台,对埋地输气管道的设计、施工和完整性管理具有一定的参考价值。     

埋地管道腐蚀机理及应对措施

介绍了埋地管道的腐蚀机理,分析了影响腐蚀的因素,从内、外防腐蚀、阴极保护等方面论述了防腐蚀的应对措施,并指出了防腐蚀层、阴极保护并重的防腐蚀措施的重要性。     

埋地与架空输气管道泄漏数值模拟对比分析

针对目前输气管道泄漏研究考虑因素单一、可靠性较差的不足,在参考前人研究成果的基础上,利用计算流体力学仿真软件对5种情况下的天然气泄漏进行了数值模拟。分别得到了天然气泄漏后的速度、浓度、爆炸范围分布情况：①X方向（水平方向）埋地比架空速度稍大,都存在左偏的逆流区;持续泄漏速度比架空瞬间等值线向右偏移,左上和右下方存在两个速度较大区;Y方向（竖直方向）瞬时泄漏在左侧存在逆流区,持续泄漏等值线呈近椭圆分布,不存在逆流区;埋地管道泄漏0速度线向左偏移;增大孔隙度时,速度等值线左偏移。②气体浓度瞬时架空分布不规则,瞬时埋地呈圆形区域且在泄漏口有小范围高浓度区;持续泄漏高浓度区向右下偏移;持续埋地分布呈对称结构分布,存在左右两个高浓度区;修改孔隙度近地面无爆炸危险。③埋地管道泄漏爆炸范围大且影响时间长,爆炸范围高度呈指数增加,而后浓度随扩散而减低至爆炸下限外;架空管道在85 s前增加且高度比埋地高,85 s后降低;孔隙度越大其影响范围越小。     

埋地钢质燃气管道地面检测干扰因素分析及对策研究

对埋地钢质燃气管道实施定期检测是有效确保管道安全运行的必要手段。由于城市道路不允许随意开挖,因此,目前对埋地燃气管网的腐蚀状况通常采取地面检测的手段。文章主要从检测技术、管道及其附属设施的工作状况、交流干扰、人员素质、土壤环境、城市环境等几个方面分析和探讨了城市埋地管道地面检测过程中存在的各种干扰因素及其作用机理和作用方式,提出应通过开展检测前环境调查、科学组合检测技术、配备先进的检测设备、提高检测队伍的整体素质、政府和企业相互协调配合等多种渠道有效排除干扰,提高对城市埋地钢质燃气管道的检测精度,并对我国埋地钢质燃气管道检测技术的发展前景提出了建设性的展望。     

一种确定埋地管道的IR降和监有化状态的最好方法——埋地试件法

埋地试件法作为监测埋地管道的保护状况及测ＩＲ降的一种有效手段已多地区得到广泛应用。。本文介绍了试件法的测试原理、测试等有关方面的内容。对有关使用注意事项和可能出现的问题做了分析，并提出了调整方法。