大口径长输管道下沟技术研究——以中石化阿尔及利亚沙漠水管线项目为例

阿尔及利亚沙漠水管线项目中，直径为1219mm（48in）、壁厚14．3mm的X42钢管，外防腐采用3PE。中国石油化工集团江苏油建承担了128．639km施工任务，是首次从事直径为1219mm管道的施工。为此着重对DN1200mm管道滚轮吊篮下沟时管道的弹性弯曲位移、沿线各吊管机承受的载荷分布以及滚轮对3PE防腐层的影响等进行了计算分析，结合实际情况给出了70t、90t吊管机的多种配置方案，为直径1219mm管道的施工提供依据。     

海上特稠油掺水集输方案

以渤海某特稠油油田输送管道工艺设计为研究对象,在分析稠油管道降黏管输技术的基础上,对加热管输方案及掺水管输方案进行优选。利用PIPEFLO多相流模拟软件对掺水管输方案工艺指标进行优化设计,推荐掺水管输的技术指标及外输方案。     

重32井区组合式直井完井方式与生产管柱优选

风城油田2009年部署的直井产能井主要是常规蒸汽吞吐直井和组合式直井,通过分析风城油田油藏开发过程中出现的问题,参考相似油田开发经验,对组合式直井的完井方式和生产管柱进行优选,最后确定该区组合式直井采用筛管完井,采用隔热油管注汽、生产。     

洛带气田采气管柱优选应用研究

生产管柱的选择对气井生产后期低压低产阶段的影响很大。从现有优选管柱理论出发，结合洛带气田实际情况，首先应用R．G．Tumer公式计算气井连续排液所需油管内径，并利用节点分析进行油管敏感性分析。优选出洛带气田最佳油管内径尺寸为25～50mm，在气田应用取得较好效果。     

TGNET在天然气管道建设中的应用

随着国内天然气管道建设的加快,天然气管网系统日益复杂化,利用TGNET软件开展了中国南疆地区高压天然气管网系统建设的研究。TGNET软件广泛应用于天然气管道调峰分析计算,通过建立南疆地区管网模型开展仿真模拟计算,利用软件的稳态模拟技术优选管网管径,以及进行管道末端储气能力和事故工况适应能力分析。结果表明,在规划设计阶段TGNET软件对于天然气管道规格确定、管道调峰分析及末端储气能力分析具有很好的辅助作用,为方案的决策提供了技术依据。     

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将天然气管道输送理论、灰色系统理论、最优化理论和决策支持系统理论相结合，开发研究出“天然气长输管道设计方案优选系统”(简称GPDOS)，实现了沿线地形起伏，沿线有若干进、分气点的长距离输气管道设计方案优选。章详细介绍了GPDOS设计的基本过程：概念设计、功能设计和结构设计。算例在GPDOS上的运行表明，该系统的独到之处在于：实现了天然气长输管道工艺计算和方案优选的自动化，实现了多方案计算的任意组舍；对优化投资费和运营管理费，缩短管道设计方案优选周期，快速获取输气管道沿线各段直径、壁厚和沿线压气站位置、数目、压气机型号及其组合方式以及输送压力等一系列最优参数，提高设计质量取得了明显的效果；对更新设计观念，按系统论的思想方法考虑工程设计问题起到了促进作用。     

长庆油田池46井区混输集油工艺研究

原油输送管道设计的基础是工艺模拟计算,根据计算结果可以优化集油管道的设计参数,提高管道工程输油的可靠性和经济性。文章结合长庆油田油二联某进站集油管道工程,利用PIPEPHASE工艺计算软件进行模拟计算,对计算结果进行分析讨论,优化设计参数,比较了增压方案和加热方案的主要工程量、投资、能耗及适应性等,提出长庆油田集油管道经济的操作方案。     

直径1422mm、压力12MPa管道工艺特性及经济性分析

大口径、高压力、高钢级是世界天然气管道的发展趋势,并进一步向着超大输量方向发展。目前,我国正在开展超大输量管道的研究工作。阐述了管径1 422mm、压力12MPa管道工艺特性和经济性研究的方法、参数,根据工艺计算及经济性分析结果,确定了管径1 422mm、压力12MPa管道经济输量范围、最优压比范围,以及管径1 422mm、压力12MPa和管径1 219mm、压力12MPa管道经济输量分界点,分析了钢管费、施工费、气价和电价变化对分界点的影响,并对两种管道方案的能耗水平进行了对比分析。根据经济性分析结果,当设计输量超过300×108m3/a时,建议在经济比选的基础上重点考虑管径1 422mm、压力12MPa管道方案。     

长输管道线路优选评价研究

长输管道的线路优选是一个复杂的多指标综合决策问题.依据管道选线原则,建立长输管道线路优选评价指标体系,先后对评价指标体系和候选线路集进行集对分析,求解出评价指标体系和候选线路集的联系数矩阵,根据得到的联系数矩阵确定出各指标权重以及候选线路的优劣排序.计算表明,采用集对分析评价模型进行长输管道的线路优选,使用方法简便,评价结果直观、准确、可靠.     

天然气管网动态仿真多目标综合评价方法应用

当天然气管网出现突发事故时,管网输量会因大型用户用气量的变化出现波动,利用TGNET软件建立管网仿真模型对事故工况进行模拟,可确定多种合理的管网调度方案。通过综合考虑气温变化、管道压力波动、压力安全指数及末段储气量对管网安全运行的影响,建立多目标综合评价模型,并对不同调度方案进行了评价。其中,采用Aspen HYSYS软件计算含水量;使用改进的层次分析法建立判断矩阵;利用灰色关联法计算综合关联度。工程应用表明,TGNET软件可以准确模拟天然气管网工况变化,且多目标综合评价方法能够用于动态仿真方案的评价及优选,为管网安全运行提供了参考依据。     

大直径管道吊篮下沟技术

印度东气西输项目管道采用X70钢,直径1219mm,壁厚17.2mm,工作压力10MPa。中国石油天然气管道局首次从事如此大直径的管道项目,承揽了6个标段共1071km的施工任务,施工中采用了滚轮吊篮下沟技术,取得了较好的效果。文章对滚轮吊篮下沟时管道的弹性弯曲位移、沿线各吊管机承受的载荷分布以及滚轮对3PE防腐层的影响等进行了计算分析,结合实际情况给出了70t、90t吊管机的多种配置方案,为直径1219mm管道的施工提供依据。     

某大型离心压缩机出口管道的阻尼减振器应用总结

某企业离心式压缩机出口管道振动剧烈,现场振动测量发现管道最大振动加速度高达185.84 m/s²,利用颗粒碰撞阻尼技术对出口管道进行了减振应用。对管道振动原因进行了分析,运用ANSYS有限元分析软件对管道模态分析,发现第2阶模态频率13.195 Hz与实测激振频率13 Hz几乎一致,得出管道剧烈振动原因是由于管道机械固有频率与激振频率相近,发生共振。运用EDEM离散元分析软件探究颗粒阻尼器最优减振方案,计算得出填充率选择50%时结构耗能速率最大,减振效果最好。选择粒径20 mm,填充率50%的减振方案,现场安装后,振动加速度从185.84 m/s²降至50.549 m/s²,最大降幅72.80%,其他位置平均降幅在65%以上,管道振动明显得到抑制,压缩机出口管道的安全得到保障。     

群组层次分析法在海底管道工艺设计中的应用研究

海底管道工艺设计是海底管道总体设计中的重要组成部分,工艺设计方案的优劣将对海底管道设计、施工安全、维护产生重大影响。由于决定工艺方案的因素涉及到技术、经济、环境等诸多领域,问题较复杂,到目前还没有形成一套量化优选工艺方案的科学模式。文章提出了一种基于工程实践及群组层次分析法(GD-AHP)的海底管道工艺方案半定量评价模型,建立了相应的评价指标体系,并应用专家群组决策理论进行科学优选。将该模型应用于实际工程项目论证,结果表明本评估体系合理有效。     

试验设计方法在稠油蒸汽吞吐方案优化中的应用

蒸汽吞吐是稠油油藏最常用的开发方式,而蒸汽吞吐的开发效果主要受到地质静态因素和生产动态因素的影响。结合风城油田M井区稠油油藏蒸汽吞吐生产状况,运用试验设计方法对注汽速度、注汽量、焖井时间和蒸汽干度4种注汽参数进行了优化设计。利用数值模拟对设计出的29组参数组合进行了周期产油量计算,并利用DOE软件回归得到了4种注汽参数与周期产油量的计算公式,公式计算结果和数值模拟结果相比,计算结果最大相对误差为1.73%,平均相对误差为0.52%。运用该方法可以获得最佳的参数组合方案,也可以计算得到不同参数组合下的目标值。     

海底油气管道修复技术

近年来由于介质腐蚀、船舶抛锚、地质灾害和海洋开发第三方破坏,出现了数起海底管道损伤事故海底管道出现损伤后,具体采取何种修复方案因损伤形式和作业水深而异,但从作业海域水深限制条件,可以分为水下修复技术和水上修复技术。水上修复技术主要是利用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行焊接修复或更换修复,此方案在多个抢修项目中多次成功应用。提升法修复海底管道技术来源于海底管道铺设技术,利用相关专业计算软件进行提升和下放分析,根据计算结果将海底管道提升至作业线进行法兰焊接,由潜水员完成水下对接。2008年渤西12″天然气管道破损就是一起典型的船舶抛锚损伤事故,事故造成整条外输管道停产。在权衡水下湿式修复方案和管道提升修复方案后,采用工程船舶舷吊将受损管道提升至船舶甲板进行法兰焊接,潜水员完成水下对接工作。根据2008年1月渤西天然气管道抢修项目实践,详细介绍了提升法修复海底管道的作业程序和分析计算。     

超稠油油藏直井采用隔热油管注采经济性分析——以风城油田为例

以风城油田为例,对直井采用隔热油管注采的井筒热损失进行了计算,并将热损失折算成燃气成本,与采用隔热油管增加的投资成本相比较,对采用隔热油管的经济可行性进行了分析。分析结果表明,对于风城油田的注汽井和吞吐井推荐采用隔热油管,采油井不推荐采用。     

射孔参数对套管强度和产能影响的综合分析

水力深穿透射孔技术作为新型完井技术能有效地改善开采环境和提高油气产量。但是,它在套管上开窗后会产生应力集中并导致套管强度损失问题。因此利用有限元分析方法,建立开窗套管三维受力模型并通过ANSYS仿真计算。重点研究了射孔参数对套管强度的影响规律并综合考虑产能影响提出射孔优选方案：孔距0．1～0．5m,孔径20-40mm．沿着最大水平地应力方向射孔并尽可能地增加射孔深度。本研究结果对水力深穿透射孔技术现场运用可提供参考依据。     

低压气田集输管网管径优化

针对低压气田集输工艺的特点,将其集输管网管径优化问题视为线性规划问题,以管网建设折算费用最小为目标函数,以管道的稳态分析、管道和压缩机参数及集气站进站气压限制等为约束条件,运用PIPEPHASE软件优选集输管网经济管径,并在此基础上对管网管径方案进行了比选.再结合工程经验,对优选出的管径方案进行管线压降损失、气体流速和管线投资费用等多方面综合考虑验证,确保满足技术经济要求.     

高凝原油输送管道流动安全保障设计探讨

在高凝原油输送管道的设计与运营管理中,流动安全保障问题尤为突出。以中海油国外某高凝原油管道设计为例,针对管道与转运站分属不同管理作业方的特殊模式,提出两种热输送设计方案。在加热、热水预热与置换方案中,经计算预热时预热水最佳温度为84℃,预热水流量越大越好,建议管道设计输量为6 359 m3/d,并对正、反向置换预热的优缺点进行了比较;在集肤效应电伴热方案中,通过技术经济性比选确定了管道保温层厚度取80 mm,集肤效应电伴热系统加热功率设置为2 534 k W,同时对集肤效应电伴热方案相对于加热、热水预热与置换方案的优势进行了分析探讨。     

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“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。