含复合凹陷油气管道的安全评估现状

凹陷是管道受到外部挤压或碰撞而产生的几何缺陷,是油气管道失效的主要原因之一,复合凹陷在形成过程中伴随机械划伤、焊缝、腐蚀、凹槽、扩展裂纹等缺陷的联合作用,比单纯凹陷对管道服役安全的危害更大。为此开展含复合凹陷的油气管道安全性研究,综述了复合凹陷的评估方法,对焊缝、划伤、腐蚀与凹陷叠加的复合凹陷进行了合理的预测和完整性评价,分析和比较了国内外管道含复合凹陷评价的相关规范和标准,总结了目前国内外对复合凹陷中焊缝凹陷、划伤凹陷、腐蚀凹陷的研究进展及不足,建议在含复合凹陷的管道研究中,要结合数值模拟及爆破试验验证,并进一步改进行业标准及规范,避免资源浪费和成本增加。     

天然气长输管道的定量风险评价方法

定量风险评价是天然气管道安全管理的有效方法,通过风险评价,可以将管道事故可能造成的灾害风险降低到可接受标准以下。在对天然气长输管线风险分析的基础上,指出造成事故灾害性后果的主要方式是热辐射和冲击波。对天然气管道事故率、事故后果进行了分析,得出了热辐射引起的人员死亡概率的计算方法。天然气管道的风险可以用个人风险和社会风险进行定量评价,介绍了定量计算个人风险和社会风险的方法,并结合实例进行了计算和分析。     

浙江省天然气长输管道智能风险评价

油气长输管道具有距离长、压力高、口径大、易燃易爆等特点,且管道周边环境复杂,开展油气长输管道风险评价的难度较高,需要耗费大量的时间、人力和物力。为提高管道风险评价的科学性和准确性,提高工作效率,减少主观因素对油气管道风险评价的影响,以浙江省级天然气管道为例,将危害管道安全运行的因素主要分成腐蚀、制造与施工缺陷、第三方损坏和地质灾害四大类,共计59种属性数据。通过对肯特法进行优化和改进,建立基于59种管道失效数据和10种后果数据的半定量风险评价模型。利用自主开发的管道智能风险评价系统对浙江省天然气管道进行智能风险评价和系统分析,计算出各段管道的失效可能性和失效后果,其中第三方损坏和制造与施工缺陷是管道失效的主要因素。该研究对于油气长输管道的安全运行和风险管理具有借鉴意义。     

含硫天然气开发安全防控技术与管理措施

含硫天然气具有毒性大、腐蚀性强的特点,而中国含硫天然气气田主要分布在人口密集的川渝地区,开发利用这种天然气具有较大的安全风险。为此,开展了针对性的分析研究并形成了含硫天然气泄漏扩散中毒定量风险评价几何建模技术,通过环境风洞实验验证,事故后果模拟精度可提高50%;基于荷兰风险评价导则,自主研发了含硫天然气泄漏扩散中毒定量风险评价软件V1.0(QRA-AYY),首次把三维扩散模拟后果应用于定量风险计算。集成应用国外设备管线的失效数据库,结合企业事故数据库进行修正,建立了川渝地区高含硫天然气开发井喷、集输管道等地面设施事故概率确定方法。通过统计分析历年来我国人员意外死亡事故数据和采掘业亡人事故数据,首次提出我国石油天然气行业风险可接受基准值。最后提出了采用管道内腐蚀预测、缺陷评估与剩余寿命预测、材料适用性评价、场站完整性评价、HSE监督与教育培训等技术手段来保障含硫天然气的安全开发的具体管理措施。     

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。     

钻机井架安全承载能力评定方法研究

钻井是石油天然气勘探与开发的一个重要环节，钻机井架作为钻井设备的关键部分，其承载性能直接关系到整套钻机系统的安全运行。为了准确评定出钻机井架的安全承载能力，提出了以测试应力为基准定量评定含损伤缺陷钻机井架安全承载能力的新方法。首先建立了以测试应力为基准的参考应力修正数学模型，其次推导出以截面锈蚀、杆件初弯曲、载荷偏心等主要损伤缺陷指标所确定的修正函数，得到真实反映含损伤缺陷钻机井架力学行为的数值修正模型，实现对安全承载能力的预测。对现场某型号钻机井架进行逐级加载试验，得到了载荷与应力的关系曲线；结合现场钻机井架实际的损伤缺陷状况修正数值模型，并进行了数值仿真模拟加载试验，实测值与仿真值误差在5%以内，验证了该数值模型的准确性。最后根据仿真预测结果对该井架安全承载性能进行了评定，为提高油气勘探开发过程中钻机系统的安全运行提供了参考。     

关于天然气长输管道安全隐患分级的研究

本文通过对国内外专家学者对天然气管道泄漏模型的研究,结合长输天然气管道安全风险评估方法,采用半定量的方法对天然气长输管道的失效可能性及失效后果性进行风险计算评估,最终形成了长输管道安全隐患分级的半定量分析,可以为天然气长输企业在处理隐患分级时提供了一定的依据。     

天然气长输管道裂纹的无损检测方法

随着天然气管道铺设越来越多，输送气体压力不断提高，在役天然气管道的安全运行问题受到广泛关注。在管道腐蚀缺陷无损检测技术较为成熟后，天然气管道检测技术的研究重点逐渐转到如何对裂纹缺陷更有效、更准确的检测上。针对天然气长输管道裂纹检测的技术特点和难点，综述了天然气长输管道裂纹缺陷的无损检测方法及其发展趋势，重点分析电磁超声、远场涡流和漏磁检测等方法的特点和不足，探讨利用激光超声和磁致伸缩方法检测天然气长输管道裂纹的可行性，并介绍现有裂纹类缺陷检测信号的定量解释方法和存在的问题，指出加强具有自主知识产权的长输管道裂纹检测技术研究，探索裂纹缺陷定量评价方法的重要性。     

地区等级升级后的天然气管道定量风险评价技术

随着我国经济社会建设的快速发展,部分在役天然气管道所通过的地区逐渐由过去人口稀少的一级、二级地区升级为人口密集的三级、四级地区,管道失效的风险大幅度增加,急需建立相应的定量风险评价技术以确定管道的实际风险水平。为此,提出了基于可靠性的天然气管道定量风险评价流程:首先采用基于可靠性的极限状态方法计算评价管段的失效概率、采用管道失效后果模型计算管道的失效风险,并依据计算结果对地区等级升级后的天然气管道进行定量风险评价;然后引入风险可接受准则,判定地区等级升级后天然气管道的个体风险水平和社会风险水平;进而有针对性地制订风险消减、防护措施。实际应用结果表明:该技术不仅可以实现天然气管道失效风险的定量计算和评价,而且还能够对不同风险消减、防护措施进行效果检查及对比,在保障天然气管道风险可接受的前提下,实现天然气管道风险控制管理技术性和经济性的最优化。     

含腐蚀缺陷海底管道压溃压力计算方法

腐蚀是海底管道最常见的缺陷形式,明确腐蚀缺陷对海底管道压溃压力的影响规律,建立可靠的压溃压力计算方法对评估海底管道的安全运行具有重要意义。考虑几何非线性和材料非线性,建立了含腐蚀缺陷的海底管道数值仿真模型,通过与文献试验数据对比验证了其可靠性。在此基础上,开展了腐蚀参数敏感性分析,得到了腐蚀深度、长度和宽度对海底管道压溃压力的影响规律:腐蚀长度、宽度和深度对海底管道的压溃压力影响效果依次递增,相对于轴向短腐蚀管道,腐蚀深度和腐蚀宽度对长腐蚀管道压溃压力的影响更大。基于敏感性分析和大量数值计算结果,采用非线性回归方法得到了含腐蚀缺陷海底管道压溃压力的计算公式,将该公式计算结果与文献试验结果和现有方法计算结果进行了对比,本文回归公式与试验值的误差小于10%,与现有计算方法的误差小于3%,证明本文回归公式能较为准确地预测含腐蚀缺陷海底管道的压溃压力。相关成果为含腐蚀缺陷海底管道的完整性评价提供了参考。