小管径天然气管道局部冷冻封堵技术

小管径天然气管道实施管壁开孔局部封堵,存在动火操作复杂、置换作业时间长、费用高和安全隐患大的问题。为此,基于将管道中流体冷冻以承受压力,从而起到隔离作用的原理,提出了小管径天然气管道局部冷冻封堵技术,并进行了局部冷冻封堵机理试验、固水乳化剂的研制及性能测试、局部冷冻封堵室内试验和含凝析油管道动火试验等。结果表明,局部冷冻封堵技术承压能力可以提高至2.5 MPa,适用于小管径天然气管道的封堵,能够有效隔离管内的油气,不需要长时间置换扫线,封堵介质解冻后易清除,提高了施工后恢复输气的安全性,操作方便快捷,对管道安全动火具有重要意义。     

天然气深冷装置CO_2腐蚀研究

大庆油田某深冷装置运行7年,三级压缩出口管线腐蚀失效破裂,造成较大的经济损失。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等设备及技术手段,观察分析了腐蚀产物的形貌和成分,管道腐蚀主要为CO_2腐蚀。随着油田的持续开发,油田伴生气中的CO_2含量上升,使深冷装置三级压缩出口的CO_2分压超过0.21 MPa,管道处于重度腐蚀区域。采用高压动态模拟实验,研究了20#碳钢、316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢等4种管材在装置运行条件下的腐蚀速率,结果表明,20#钢的腐蚀速率为1.016 68 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率为0.002 13 mm/a;4种材料耐蚀性能由高到低的排序为316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢、20#钢,采用316L不锈钢可以降低天然气深冷装置的CO_2腐蚀速率。     

高含硫条件下天然气管道材质适应性评价及选材标准修改建议

川东气田从20世纪70年代开发含硫气田至今,投运天然气管道超过4 000 km,大部分管道采用湿气输送。随着管道投运时间增长,输送介质腐蚀性流体含量逐渐增高,部分在役天然气管道迫切需要更换。但大规模改造成本高,企业负担重。为此,按照SY/T 0599-2006《天然气地面设施抗硫化物应力开裂和抗应力腐蚀开裂的金属材料要求》,根据川东气田天然气输送管道材质使用情况,选用在役的20#、ST45、L245NB和20G、L245NB新管材,从取样管段的肉眼观察、仪器测厚到室内实验评价等进行对标分析,评价高含硫条件下天然气管道材质的适应性,判断在役天然气管道能否继续安全运行。评价结果表明:20#、ST45、L245NB、带附加技术条件的L245NB、L245NCS在役管材是适应现有生产环境的,建议将20#钢列入SY/T0599-2006标准的管材选择范围,但是当天然气中CO_2含量超过60 g/m~3时应避免使用。     

天然气放空管道选材分析

对高压天然气放空管道的选材进行了研究。天然气管道放空时温度较低,超出了普通碳钢的使用温度下限,需按"低温低应力工况"考虑。通过对某天然气放空管道的操作温度、操作压力及应力进行核算,分析其是否处于"低温低应力工况"。结果表明,放空管道操作压力低于1.0 MPa,正常操作时的轴向拉应力低于材料标准规定的20#钢最小抗拉强度值的10%,管道操作工况处于"低温低应力工况",管道材质可以使用20#钢。     

苏里格气田集输管道管材的耐蚀性评价

为了更好地了解苏里格气田集输管道所用管材在微含H2S、低含CO2和湿气输送工艺条件下的耐蚀性,对常用的20#、L360、L450钢进行了化学成分测试、腐蚀速率测定和抗H2S腐蚀性能评价。试验结果表明,三种试验钢材的化学成分均符合相关标准要求;在苏里格气田地下水环境下,三种钢材腐蚀等级为中、低级,耐蚀性能为L450>L360>20#,基本满足苏里格气田实际工况下的耐蚀要求;L450管道钢具有良好的抗HIC性能和较好的抗SSC性能,完全满足苏里格气田微含硫腐蚀条件下的适用性要求。     

基于红外成像的可填充式保温夹套性能测试

可填充式的保温成套设备在保温效果上明显优于以前的保温带缠绕形式的保温效果,可填充式夹套内温度比缠绕带夹套内温度整体上低很多.红外成像测试结果显示,除了添加冷冻介质的进料口附近有局部温度较低以外(-13.7 ℃),其余地方的温度均接近常温,表明保温夹套内各处的保温效果非常好；整个冷冻过程只消耗了1.2 h,提高了冷冻封堵速度,简化了操作难度.实验证实,该套保温成套设备及相关工艺更适用于天然气管道局部冷冻封堵现场施工作业.     

国内天然气管道强度设计系数的评估研究

采用管道单一强度设计系数方法无法科学地反映管材性能、管道施工和管道运行维护水平。为了克服上述方法的不足并评估和改进现行《输气管道工程设计规范》(GB 50251—2015)中规定的天然气管道强度设计系数,采用基于可靠性的天然气管道设计方法,针对国内近4×10~4 km已建天然气管道,根据管道压力、管径、管材钢级等划分了258种计算工况;在满足天然气管道目标可靠度的前提下,应用国内的管材、焊接情况、腐蚀情况和运行维护情况等统计数据,经过大量迭代计算得到了天然气管道的临界壁厚,并反推得到了不同工况下的天然气管道等效设计系数。研究结果表明:①从一级地区到四级地区,由可靠性方法反推得到的天然气管道强度设计系数均随管道管径的增大而逐渐增大;②小管径工况的天然气管道强度设计系数一般小于国家标准规定值;③大管径工况的天然气管道强度设计系数则大于国家标准规定值。进而分别对不同地区等级的小管径管道(管径不大于508 mm)、中等管径管道(管径介于508~711 mm)和大管径管道(管径介于711~1 219 mm)的强度设计系数进行了细化和调整,增强了其合理性。     

浅谈带压封堵技术在天然气管道改线中的应用

论述了天然气管线不停输封堵技术的基本原理、封堵工艺。并对在线焊接允许压力和管道内运行的天然气流速、流向在整个封堵作业期间的要求进行了讨论,为今后同类施工提供相应的借鉴。     

山岭隧道的封堵设计与施工

对于各种特殊原因造成的某些废弃的油气管道隧道,必须采取环保、安全、可靠的封堵方法进行处理,避免产生次生灾害。针对不同地质和水文条件下的隧道,可采用混凝土封堵墙、注浆堵水、挂网锚喷混凝土、局部钢支架加固等方法进行有效封堵。通过对四川某地一条天然气管道隧道进行封堵设计和施工情况分析介绍,研究探讨了隧道封堵的处理措施和适用方式。目前,该隧道封堵效果良好,为管道隧道的封堵设计和施工提供一定的参考。     

螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺与性能研究

随着管道建设对管材性能一致性要求的提高,以及全位置自动焊工艺对管材几何尺寸精度更高的要求,需要研究改进螺旋焊管制备工艺。开展了X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管全管体扩径工艺试验,对比分析了扩径前后管体的几何尺寸、残余应力及力学性能变化。结果显示,随着扩径量的增加,管体尺寸精度大幅提高,在扩径率为0.75%时,管体不圆度降低了20%,周长一致性提高了71%,噘嘴量减少35.4%,管体切断后对应的两个管端直径差值在1 mm之内;扩径可以进一步降低管材成型焊接形成的整体内应力以及表面应力,使得螺旋埋弧焊管残余应力一定程度减小;扩径后管材强度和屈强比略有上升,韧性略有下降,管材强度的一致性大幅提高,管材相关性能指标优于设计及施工标准要求。结果表明,X80钢级Φ1 219 mm×22 mm螺旋埋弧焊管扩径工艺技术是可行的。     

淄青天然气管道自然电位偏低的原因分析

在淄博-青岛天然气管道阴极保护系统投产前,发现该线的自然电位偏低,低于正常状态的平均值(-0．85V)。对此现象进行了较详细地分析和现场考证,原因是由于缠绕镁带的主管被淹没在水里,形成了牺牲阳极,导致管道电位偏低。通过对套管穿越处进行风干及封堵处理, 电位测试恢复正常。     

5754-O铝合金无缝管开孔封焊性能的研究

为了保证不可更换服役管道的修补质量,针对5754-O铝合金无缝管管道提出了开孔封焊修补工艺,对全位置焊接条件下铝制筒体的氩弧焊接工艺进行了研究和焊接试验,并对焊接后的焊缝以及筒体进行了性能试验。封焊焊缝的渗透试验显示焊口均一次合格,整体容器的爆破试验显示了开孔封焊处爆破后的破坏特征,同时得出经过开孔封焊修补的5754-O铝合金无缝管压力容器的最大承载压力为3.4 MPa。试验结果表明,制定的开孔封焊工艺方案完全可以保证焊接质量。     

内部冷却系统在海底管线用厚壁弯管制造中的应用

分析了海底管道设计的主要影响因素,指出海底管道的设计与陆上管道设计不同,其主要区别是管道壁厚不仅仅是由管道内部最大工作压力来决定的。结合弯管母管的特点,针对海底管线用厚壁弯管在热煨过程中淬透冷却速度对其性能的影响,提出了改善目前淬透冷却不足的解决措施。在弯管内部增加一套冷却系统,弯管成型过程中内外壁同时冷却,通过提高弯管淬火时的冷却速度,改善了弯管成型后的整体力学性能。     

2000t水压机管端密封结构改进

介绍了钢管水压试验机管端径向密封和端面密封的工作原理,分析了影响径向密封胶圈密封性能和使用寿命的因素.针对宝鸡石油钢管有限责任公司承揽印度"东气西送"工程用钢管的技术要求和钢管水压试验中出现的实际问题,提出将径向密封试验头改造为端面密封的结构,并设计出性能可靠、经济实用的端面密封结构,在生产实践中取得了良好效果.     

含凝析油天然气管道动火安全参数计算

天然气管道在停输泄压进行焊接修复时涉及到惰性气体置换,残余油气的爆炸极限作为置换程度的重要判据,在残余油气隔离技术中残余油气的蒸汽压与凝析油系统中主要易燃物质的燃烧特性直接影响油气隔离技术的参数确定。笔者在对长庆油田榆林地区三个采气厂的凝析油样品成分分析的基础上,得出在天然气置换动火时必须将管道内残余油气含量控制在0.859%以内以及油气隔离设备至少承压0.1 MPa才能保证安全施工的结论,对舍凝析油系统的天然气管道置换动火、管道油气隔离技术有重要意义。     

把住原材料关 保证钢管质量

介绍了高钢级管线钢管对原材料质量的要求及其质量控制要点,分析了钢管成型前后钢板与钢管主要力学性能的变化,指出加大对原材料质量的检验力度,对保证钢管生产质量十分重要。     

高钢级管材现场冷弯过程中的变形影响

大口径冷弯管是长输管道施工中常用管件,目前使用的弯管基本上是利用液压弯管机在施工现场冷弯制做而成.而大口径高钢级管线管经现场冷弯后,必然要产生变形硬化和应变时效现象.笔者分析了钢管的几何形状(径厚比)、材料的屈强比、应力-应变行为对高钢级管线管冷弯变形的影响.提出了通过控制能量补充参数来改善高钢级管线管变形的方法.     

全液压式随钻震击器的研制与应用

针对钻井过程中常见的井下卡钻事故,研制了新型全液压式随钻震击器。该震击器主要由连接机构、机械锁紧机构、扭矩传递机构、打击机构和密封机构等部件组成。全液压式随钻震击器是一种上下击为一体的新型井下解卡工具,实际操作时,若在起钻过程中遇卡,则启动下击解卡;若在下钻时遇卡或钻头在井底遇卡,则启动上击解卡。厂内台架试验及现场应用结果显示,整套震击器设计合理,机械锁紧力线性稳定,液压延迟时间稳定,能充分满足现场使用要求。     

含体积型缺陷输气管道改输油管道安全评价方法研究

介绍了一种含体积型缺陷输气管道改输油管道的安全评价方法.该方法首先通过管道的无损检测确定管道的缺陷类型和几何尺寸;其次再测试管材的理化性能,并与管材的技术规格要求进行对比,判断管材性能是否满足输送钢管的要求;最后,结合缺陷尺寸和管材性能数据,对管道的剩余强度进行评价,确定由输气改输油后管材的适用性及安全运行压力.通过设...     

高应变时效抗力X80管线钢的显微组织和力学性能

对开发的具有高应变时效抗力的X80管线钢进行了多次试验.利用UOE模拟生产装置生产了X80试验管段,并对该试验管段的应变时效特征和力学性能进行了评价.研究了轧制和冷却条件对X80管线管的应变时效特点(行为)的影响.结果表明,采用大压下量和控制冷却来细化M/A(马氏体/奥氏体)组元的分布,对获得X80钢所需的力学性能和应...