基于管道应变监测的滑坡灾害预警与防治

因其复杂性、多发性和较强的危害性,滑坡地质灾害是长输油气管道难以回避的重大安全风险之一。作为管道完整性管理的核心技术,管道应变监测和应变分析能够直观、定量地获得地埋工况条件下管体本身的即时应力应变数据,在及时发布承灾体（管道）变形预警的同时,还可以对致灾体（滑坡灾害）的治理过程进行指导和评价灾害治理的实际效果,从而给运营商带来明显的减灾效益。为此,以某天然气管道的受灾管段为例,进一步阐明了管道应变监测的应用方法和在治理中的实际效果,论证了管道应变监测及其分析技术的适用性和可靠性,为长输油气管道地质灾害防御提供了一个新的、有效的技术思路。     

阴极保护在线监控系统在西气东输二线上的应用

文章介绍了西气东输二线管道的阴极保护在线监控系统,包括该系统的构成、数据采集原理、工作流程和主要功能,该系统实现了对长输管道阴极保护状况的在线检测,同时可以通过远程监控方式随时监视并调整恒电位仪的工作状态,配合阴极保护在线监控专家系统进行辅助分析,使得整个阴极保护系统处于最佳的工作状态.3年多的运行实践表明,该系统有效地实现了长输管道阴极保护的统一集中管理,提高了阴极保护管理的科学性、准确性和及时性.     

油气长输管道无线传感器网络监测系统

设计一长输管道无线传感器网络监测系统,该系统结合无线通信和传感器网络二者的优点,构造了一个方便快捷、价格低廉的针对长输管道运行情况的网络监控系统。仿真实验表明,该系统具有较高的定位精度和针对小泄漏问题较高的灵敏度。     

西部输油管道自动化方案初步设想

本文介绍了传统和现代的长输管道计算机监控系统(SCADA)的特点及使用情况,提出了西部原油长输管道自动化方案的初步设想,论述了采用分级计算机监控系统的构成、控制方式、主要功能等。并指出在原油长输管道上采用分级计算机监控系统是一个趋势。     

长输天然气管道智能监控警示系统的研发应用

在解决长输天然气管道线路监控的问题中,本文以现有管道警示桩为载体,将视频监控及其配套设备集成其中,研发出一套智能监控警示系统。该系统智能化程度高,可实现对管道及其周边环境实时视频监控,确保管道安全运行。     

埋地管道极限悬空长度计算

长输管道运行环境复杂,所经地区地质条件多变,外界各种载荷共同作用导致管道悬空,影响管道的安全运营。简要介绍了实际工程模拟计算中常用的悬空管道力学模型。基于埋地管道悬空这种失效形式,选择了最佳的力学简化模型,将理论计算的应力和应变值与ABAQUS有限元分析软件仿真计算的结果进行对照,得出该管材管道的极限悬空长度L=350 m,此时管道的应力取值为517.0 MPa,应变取值为0.61%。     

数字化长输管道中的通信系统

随着西气东输——陝京二线冀宁联络线天然气长输管道的投产,我国第一条数字化长输管道顺利建成。实现了长输管道生产管理、运营维护及安全防范的数字信息化。先进、完整的通信系统的应用是长输管道实现数字信息化的宏观体现。下面主要从光传输系统、数字监控系统及网络交换系统     

油气长输管道长期应变及位移监测

为了对长输油气管道应变进行有效监测和预警,降低管道安全运营成本,论证了管道位移监测的必要性,提出了将自主研发的惯性测量单元(IMU)测绘技术应用于管道中心线检测的方法,结合管道基线数据检测管道位移和弯曲应变。IMU系统可以高精度检测管道弯曲应变和管道位移,与现有的位移监测技术相比,IMU内检测可以全线逐点检测管道的弯曲应变和位移,对管道的弯曲应变和位移监测更加全面和精确。现场应用结果表明,该检测方法具有位移和应变集中及时发现等功能,通过长期的周期性检测可评估管道整体位移概况,根据检测结果可合理调配管道维修资源,使管道完整性管理工作更加主动有效。提出的检测方法为长输管道的安全运行提供了技术保障。     

长输管道通信系统综合告警平台的搭建

目前,油气管道调控中心同时维护多条管线的情况逐渐增多,但不同管线的通信系统客户端各自独立,操作界面、使用习惯完全不同,容易产生监测不及时,告警处理滞后等问题,严重影响管线数据的安全传输。为解决这一问题,搭建了长输管道通信系统综合告警平台,将不同厂家设备、不同系统的运行数据和监测数据汇集到统一的服务器,集中进行数据分析和处理,通过一个界面监控和管理,解决了调控中心通信客户端众多、管理分散、操作不便、维护困难等问题。该平台于2015年在乌兹别克调控中心投产应用,通过一台客户端统一管理A、B、C三条管线的光传输、卫星通信、办公网络和话音交换系统,凭借优越的性能得到了业主和运维人员的好评,为油气管道智能监控、安全运行提供了强有力的保障。     

洪水冲刷作用下悬空管道力学响应特性研究

长输管道常穿越河流湖泊等水文地域,在洪涝灾害频发地区,管道在洪水作用下可能发生弯曲折断等,从而造成严重事故。为研究在洪水作用下的管道力学行为,基于Morrison方程建立了洪水冲刷作用下的悬空管道数值模型,重点分析了典型影响因素对管道力学行为的影响。研究结果表明:管道悬空长度会明显影响管道的应力和轴向应变;悬空管道中部和端部均存在高应力区,但最大应力在管道端部,当悬空长度大于60 m,端部应力超过屈服极限;管道上下表面最大轴向应变都处于管道端部,且最大应变和最小应变关于管道中心近似呈中心对称;管道上表面受压,下表面受拉;管道应力和轴向应变随洪水速度和管道内压的增大而增大,随管道壁厚增大而减小。     

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陕京输气管道ＳＣＡＤＡ／ＰＯＡＳ系统是迄今为止我国陆上控制天然气管道距离最长、自动化水平最高、功能齐全的自动化系统，整个项目从１９９３年开始至１９９７年基本结束。该项目由德国ＰＬＥ管道工程公司、德国ＣＥＧＥＬＥＣＡＥＧ系统自动化公司、四川石油管理局勘察设计研究院、北京华油有限责任公司（原中国石油天然气总公司北京天然气集输公司）等共同完成。陕京输气管道自动化系统实现了陕西到北京天然气输送的远程监视、控制、数据采集、管道工艺优化和决策，简称ＳＣＡＤＡ／ＰＯＡＳ系统。该系统包括北京调控中心网络计算机调度管理及监控系统，远程站自动控制系统ＡＣＳ，北京、山西、陕西３个输气管理处（ＧＴＤ）的监视系统（ＰＣＶｉｅｗｓ）。该系统以北京调控中心为核心，对全长８５３２３ｋｍ主干线和６５１９ｋｍ支线的输气管道运行进行监视、控制、调度和管理；同时还具有支持工程开发和培训等功能，为整个管道的优化操作和调度管理提供科学指导和决策。     

机械化防腐补口关键数据分析及数字化移交

针对中国石油集团公司对于建设“智慧管道”而提出的全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理建设要求中的全数字化移交,分析确定了影响管道现场防腐补口质量的关键因素与施工数据,通过数据采集与无线传输方案制定、系统设计及与管口二维码的关联,实现了机械化防腐补口关键施工数据的自动采集、存储及与数据接收终端的实时无线远程传输,避免了人为篡改施工数据,保证了关键施工数据的真实性、完整性及可追溯性,实现了管道建设过程中的防腐补口质量严格管控及全数字化数据移交。数据采集与无线传输系统已应用于中俄东线天然气管道工程施工建设中,性能稳定可靠、数据采集准确、远程传输及时,为打造中俄东线“智慧管道”工程提供了强力技术支撑。     

XG-SZLY综合录井仪气测部分技术特点

为了在气测录井中获得真实的地层含气饱和度值,提高自动采集样品的质量,同时解决好因分析周期长或仪器故障而漏测薄油气层等难题,通过技术工艺创新,使气测仪制造更适应现场的需要。该文重点介绍了XG-SZLY综合录井仪气测部分采用自动真空蒸馏定量脱气器、钻井液恒流定体积脱气器、钻井液长引流装置的技术特点以及数据采集、处理全过程的自动化等,这些新技术的采用较好地解决了上述难题。另外,还简介了与该仪器配套的定量荧光分析和卫星数据双向传输系统。     

长输管线远控阀室的供电设计

阀室在油气长输管线中起着重要的节点作用,近年来随着管线整体自动化水平的提高,管线全程数据的自动采集和控制使得手动阀室已逐步被远控阀室所取代。长输管线沿途阀室地理位置各不相同,多数处于偏僻地区,无人值守,环境条件恶劣,实现阀室远程控制、数据的远程传输首先必须解决阀室的供电问题。结合长输管线阀室所处地域的供电条件、气象、地理环境以及燃料供应等特点,介绍了远控阀室可采用的几种不同的供电方式及每种供电方式适用的具体场合。最后根据实际工程设计经验,结合输油、输气管道工程设计规范对电源负荷的设计要求,给出了两种常见的长输管线远控阀室的典型供电系统接线原理图。     

深水海底管道屈曲试验数据采集技术研究

为了观察深水海底管道屈曲试验过程中管道的屈曲进程和测量管道在屈曲变形过程中的应变,设计和完善了一种适用于深海海底管道屈曲试验数据采集的工艺流程和方法。数据采集工作的重点是保护应变片并使其在模拟深海环境中能够正确输出试验数据,同时可以实时监控试验压力等数据。试验结果表明：研制出的深水海底管道屈曲试验数据采集技术和方法可行、有效。     

油井远程自动化监控系统设计

油田自动化信息系统建设主要包括油井远程监控、配电线路自动化系统、输油管线泄露监测、集输站库自动化监控等四个部分,其目的是利用现场监控系统,实现数据源头自动采集,借助油田现有网络资源自动加载到厂级实时数据库,为各级管理部门应用提供开放的数据平台,使生产和管理人员及时控制和掌握生产动态,从而实现整个生产过程的自动化;并可以对取得的实时数据进行统计、分析、优化,从而为保证生产设备正常运转、降低生产成本提供重要依据。     

X70管线钢焊接接头在拉伸过程中的力学响应及性能关系

以X70螺旋埋弧焊管焊接接头为研究对象,采用XTDIC系统测量拉伸过程中母材、焊缝和热影响区的实时应变响应情况,并通过粘贴应变片的电测法获得各区域应变分布曲线,以此为基础研究焊接接头各区域协同变形规律。结果表明:在拉应力的作用下,应变主要集中在焊缝区域,应变量远远大于其他区域,焊缝区域彼此咬合、交错分布的晶粒可有效增加晶界与内部位错的流动阻力,具有较高的应变硬化速率。随着外加应力的持续增加,流动应力开始向热影响区扩散,形成应力集中而断裂。研究结果可以为管线钢焊接工艺设计及塑性变形条件下安全评价提供理论基础和试验依据。     

拘束度耦合模型计算管道焊接残余应力

焊接残余应力是造成焊缝开裂失效的主要原因,因而精确描述应力对于管道安全输送极为重要,而外加拘束是影响焊接应力分布的众多因素之一。为此,应用ANSYS仿真软件,采用实体—壳单元耦合建模方法,建立了拘束度与焊接过程的温度场和应力场耦合仿真模型,研究了拘束对油气管道焊缝应力的影响。同时,还基于自建的1套自拘束焊接试验装置,实现了不同拘束状态下管道的焊接,并通过应变仪采集焊接过程中的应力应变数据,与模拟结果进行对比,进而证明了ANSYS 仿真耦合模型的有效性。结果表明：①对于两端约束的钢管焊接对接接头,随着管长增加,焊缝处的轴向应力减小,在距离焊缝230 mm处的轴向应力亦减小;②焊趾处的塑性应变亦减小,整体焊接结构的拘束度降低;③焊接的管道残余应力随着拘束度的上升而增大,拘束情况对焊接残余应力的影响明显;④拘束度最大的0.5 m×0.5 m管子,其焊接残余拉应力最大可达140 MPa,高残余拉应力会严重削弱管道的整体性能。进而提出建议：加强管道建设期间的焊接施工管理,避免产生管道焊接时的强拘束。     

海上油气田工程压裂作业船及装备配置技术探讨

用于海上油气田的压裂作业船具备高效性和安全性,具有优越的操控性能和良好的稳定性,配备了先进的船舶航行系统、动力定位系统和强大的动力系统。全船配备的压裂作业设备包括支撑剂存储装置,酸液和胶液存储装置,搅拌混合系统,各类液体和化学药剂添加系统,压裂作业泵系统,中央控制室以及数据采集系统,完备的质量控制体系,安全的作业管线和快速脱离装置。压裂作业船能连续施工作业,效率高,安全可靠。     

城镇燃气管网完整性管理体系研究与实践

城镇燃气管网输送介质具有高压、易燃、易爆的特点,并且大多数都位于人口密集的区域,一旦发生泄漏,则后果相当严重。为了提高城镇燃气管网的安全运行水平,通过对国外相关法规标准开展调研与适用性分析,借鉴国内外天然气长输管道完整性管理所取得的成功经验,分析了城镇燃气管网与天然气长输管道的共性和差异性,由此确定了城镇燃气管网完整性管理的体系结构和主要内容,并基于中国石油天然气股份有限公司完整性管理体系建设实践的成果,开展了体系验证和改进。研究结果表明：①完整性管理是保障燃气管网安全运行的有效手段;②城镇燃气管网完整性管理主要包括数据采集与管理、风险评价、泄漏管理、检测与评价、维修维护、考核与效能评价等6个关键环节;③城镇燃气管网完整性管理工作的落实需要法规标准、体系文件、支持技术、系统平台和组织机构等5个支持要素;④应根据不同的压力等级来确定完整性管理工作的重点;⑤完整性管理体系文件应纳入到QHSE体系,将数据管理作为体系文件建设的重要环节,将体系文件内容固化到信息系统;⑥应对完整性管理体系进行持续改进。结论认为,该研究成果可以为城镇燃气企业开展完整性管理工作提供借鉴和参考。