水下原油管道泄漏扩散规律数值模拟研究

水下原油管道泄漏难以被发现和预测,这对原油泄漏事故处理提出了很大挑战。文章基于FLUENT软件,分析当（河底/海底）水下原油输送管道发生泄漏时,原油在上浮过程中在水体内部的扩散过程,并研究了在无风或有风条件下,泄漏原油到达水面时的扩散形状和扩散规律。结果表明：在本文的研究条件下,当泄漏油品到达水体表面时,在无风条件下,原油在水体表面呈圆形,随着时间发展逐渐向周围扩散,由圆形变为椭圆形,最终在不同方向呈现的破碎、分离形状发生更大范围的扩散;在有风条件下,原油扩散主要表现为随着风的方向发生漂移,原油形状基本保持不变。     

基于CFD的海底埋地管道原油泄漏扩散规律

海底输油管道的泄漏会造成严重的经济损失和环境污染.为分析泄漏发生后原油的扩散规律,建立了二维海底埋地管道泄漏物理模型,应用CFD方法,结合VOF多相流模型和多孔介质模型,针对海底埋地原油管道发生泄漏后原油在海泥和海水中扩散规律进行了研究,分析了原油密度和海泥孔隙率对油品扩散规律的影响.研究结果表明:原油密度越小,泄漏原...     

西北地区埋地输油管道泄漏三维数值模拟研究

以西北某热油管道为例,利用有限容积法建立三维流动传质数学模型,模拟油水在埋地管道周围土壤中的两相流;再利用CFD软件,分别模拟冬季不同位置的输油管道发生泄漏后周围土壤温度场的变化和泄漏油品在土壤中的扩散情况。模拟结果表明:在输油管道发生泄漏前,管道周围已经形成了比较稳定的温度场;管道泄漏初期,大地温度场变化迅速,并很快形成一个热影响区域;泄漏一段时间后,先锋油品移动速度减小,油品开始向管道上方和下方扩散;不同的泄漏位置,周围的大地温度场也在变化,泄漏油品在土壤中呈现形状各不相同的扩散分布。     

输油管道泄漏监测系统

针对输油管道因自然或人为因素造成的泄漏难以及时发现的问题,研发了输油管道泄漏监测系统。根据系统检测管道泄漏时产生的负压波到达上下游测量点的时间差来确定漏点位置。采用小波变换方法对影响负压波的管道运行工况产生的干扰信号进行降噪处理,同时准确获得泄漏负压波的拐点,提高了定位的准确性。现场应用结果表明,该系统能实时地监测管道泄漏事故的发生,准确确定漏点位置,从而减少油品损失。     

输油管道泄漏监测系统

针对输油管道因自然或人为因素造成的泄漏难以及时发现的问题,研发了输油管道泄漏监测系统。根据系统检测管道泄漏时产生的负压波到达上下游测量点的时间差来确定漏点位置。采用小波变换方法对影响负压波的管道运行工况产生的干扰信号进行降噪处理,同时准确获得泄漏负压波的拐点,提高了定位的准确性。现场应用结果表明,该系统能实时地监测管道泄漏事故的发生,准确确定漏点位置,从而减少油品损失。     

海底埋地原油管道泄漏扩散数值模拟

现有文献对原油在海水中的泄漏扩散规律研究相对较少。为此,采用计算流体力学方法,建立VOF模型和多孔介质模型,研究了海水流速和油品泄漏速度对海底埋地原油管道泄漏扩散的影响。计算结果表明:随着海水流速增加,原油扩散至海面的横向扩散距离增加,扩散时间延长,海水流速大于1. 5 m/s时对原油在海水中的扩散影响显著,海水流速为0. 35 m/s时原油到达海面的横向扩散距离为12. 688 m;随泄漏速度增大,原油扩散至海面的时间缩短,与泄漏速度为2 m/s时相比,泄漏速度为8 m/s所用时间缩短约;原油在海泥中的扩散范围随着泄漏速度增加而增大,同一泄漏速度下随着泄漏时间延长,原油在海泥横向和纵向的扩散距离在增长到最大值后趋于稳定,原油在海泥中所受的横向阻力小于纵向阻力。研究结果可为准确预测海底埋地原油管道泄漏范围及制定应急抢险方案提供理论支撑。     

输油管道停输过程泄漏判定

为了监测管道的泄漏状况,输油管道停输期间一般都保持一定压力。当压力变化较小时,通常认为管道无泄漏;但如果管道压力变化较大时,则往往无法判定是由管内介质温度降低造成的,还是由管道泄漏所致。根据停输期间管道及介质的受力特点,在对管体容积和油品容积变化模型进行分析的基础上,建立了输油管道停输过程泄漏判定方法,并编制了相应的软件,而后结合具体实例对管道的泄漏状况进行了分析。实践表明,泄漏状况预测结果准确、可靠,符合实际情况。该方法可以满足工程需要,可为输油管道运行管理和决策提供技术支持。     

海底输气管道泄漏点压力变化特性的模拟研究

为了研究海底输气管道发生泄漏时压力信号的传播特点,利用Pipeline studio模拟软件进行了海底输气管道和陆地输气管道在相同输气压力和泄漏孔径下发生泄漏时泄漏点压力信号变化的对比,同时进行了海底输气管道在不同工况下泄漏点压力变化特性的模拟研究。结果表明:输气压力和泄漏孔径一定时,外界压力越大,泄漏点压力衰减后越快速趋于稳定,且稳定时压力越小;输气压力一定时,一定范围内,泄漏孔径越大,泄漏点压降速率越大,衰减后达到稳定所需时间越长,稳定时压力越小;输气压力超过一定范围则相反,且泄漏孔径过大会造成泄漏点压力无规则波动。泄漏孔径与管径的比值大小对泄漏点压力衰减后达到稳定时所需要的时间以及稳定后的压力具有重要影响,根据其比值可以大致确定压力传感器的最佳安装间距,这对于提高海底管道检测准确度和降低检测成本具有一定的借鉴意义。     

一项用于海底输油管道修复的新技术——胍胶隔离技术

在海底输油管道修复过程中,为将油品可能对海洋造成的污染降低到最小程度,保证修复作业的安全和顺利进行,成功开发了一种胍胶隔离技术。实践证明,该技术对减少油品泄漏所造成的污染是行之有效的,胍胶段塞在海底管道中的隔离作用是稳定的。胍胶隔离技术为海底输油管道维修开辟了一条油水隔离安全可靠、简单易行、费用低廉、效果优良的新途径。     

埋地原油管道稳态泄漏数值模拟

埋地管道泄漏常发生在地面以下,因此准确预测管道泄漏的污染范围和泄漏量可以为后期制定应急抢险方案提供理论支撑,也是建立科学高效的应急管理平台的关键。目前针对输送压力对原油泄漏扩散范围的相关研究报道还不多见。鉴于此,以埋地原油管道泄漏事故为研究对象,采用计算流体力学方法,建立了埋地原油管道稳态泄漏三维物理模型和数学模型。利用FLUENT软件模拟了输送压力为4、8和12 MPa下原油在土壤中的泄漏扩散分布范围和速度场。模拟结果表明:三种压力条件下,原油在土壤中的运移趋势相同,泄漏初期为苹果状,逐步发展为灯泡状,最后呈现花瓶状;扩散范围随着输送压力的增大而增大,管道输送压力从4 MPa提升至8 MPa和12 MPa,扩散距离平均提升22%和38%,但泄漏扩散范围的增速逐渐放缓;原油在非饱和区的纵向扩散能力强于横向扩散能力,平均纵向扩散深度是横向扩散宽度的144%。研究结果可为埋地原油管道制定应急抢险方案提供理论支撑。     

成品油在土壤中扩散的数值模拟分析

为了分析成品油管道泄漏扩散规律,提高事故的应急控制能力,利用COMSOL软件对成品油在土壤中的泄漏过程进行模拟分析,得出了成品油管道发生泄漏后在土壤中的扩散规律。模拟结果表明,成品油在土壤中的扩散半径与泄漏口径、土壤孔隙率成正比例关系,泄漏口径越大,油品扩散半径越大;土壤孔隙率越大,油品扩散半径越大。在无法检测扩散半径的情况下可根据扩散时间进行粗略估算,大体确定事故泄漏扩散范围,为事故处置提供参考。     

声波检测技术用于管道原油防盗

泄漏是长输管道运行中的主要故障。管道的腐蚀穿孔、突发性的自然灾害(如地震、滑坡、河流冲击)以及人为破坏等都会造成管道泄漏，严重威胁管道的安全运行，不仅损失大量的油品，而且还可能酿成火灾或爆炸事故，污染环境，因此，及时发现管道泄漏具有十分重要的意义。目前输油管道泄漏检测方法主要有特质平衡法、仿真模型法、压力波法和声波法等。     

声波检测技术用于管道原油防盗

泄漏是长输管道运行中的主要故障。管道的腐蚀穿孔、突发性的自然灾害（如地震、滑坡、河流冲击）以及人为破坏等都会造成管道泄漏，严重威胁管道的安全运行，不仅损失大量的油品，而且还可能酿成火灾或爆炸事故，污染环境，因此，及时发现管道泄漏具有十分重要的意义。目前输油管道泄漏检测方法主要有特质平衡法、仿真模型法、压力波法和声波法等。     

大落差成品油管道顺序输送中的压力变化分析和控制措施

针对大落差成品油管道顺序输送过程中压力常常发生变化的情况,结合理论分析及具体运行参数,对管道沿线压力变化产生的主要原因进行分析并提出了针对性的控制措施。研究结果表明:油品顺序输送过程中,因不同介质原因,导致泵特性及管路特性变化,从而使得压力发生变化;油品在大落差管道中运行时,如果保持混油段上游各点的压力和流量基本不变,柴油顶汽油上坡时,混油段下游的压力逐渐下降,柴油顶汽油下坡时,混油段下游的压力视管道埋地坡度而定,可能上升也可能下降,随着混油段的上坡和下坡,混油段下游各点的压力上升或下降的幅度值相等,提出了高点拉空防控、低点超压防控、变壁厚管道设计、隧道铺设、设置减压站等5项具体防控措施,对于保障输油管道的安全平稳运行具有参考意义。     

元托帽沟输油管道泄漏事故后果分析

兰成渝成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成原油管道分别由兰州首站油库和西部管道原油库接出,一旦发生泄漏事故,会对沟道附近的居民小区和中、小学造成极大危害,乃至影响黄河中下游水质。元托帽沟管道泄漏事故后果分析主要是针对管输汽油、柴油和原油进行风险识别,计算小孔、中孔、大孔及断裂状况下的油品泄漏量,分析多种洪水重现期下油品漂移至黄河、兰州主城区的时间,并确定出池火灾、蒸气云爆炸两种次生灾害下的最大影响距离分别为258、1 185 m。针对元托帽沟输油管道的实际状况,建议定期检测、更换管道,加强沟道附近居民及中、小学生安全防范意识教育。     

液相管道流量与压力对小孔泄漏速率的影响

泄漏速率计算是计算泄漏量、评估泄漏风险的前提和基础,通过搭建液相管道小孔泄漏实验系统,构建不同泄漏场景,研究管道流量、压力对管内液体压力及泄漏速率变化的影响规律,提出了小孔泄漏稳定压力计算方法,有效解决经典计算公式中压力求解问题;通过对泄漏模块仿真模拟,得到了泄漏孔口界面的速度分布情况,并研究了管道流量、压力对速度分布的影响。实验和数值模拟结果表明:泄漏发生后,管道压力下降明显,泄漏稳定压力与初始压力、管道流量呈对数关系,初始压力、管道流量越大,泄漏稳定压力越高,但相较于初始压力,泄漏稳定压力差值减小;管道流量越大,达到泄漏稳定的时间越短,泄漏达到平衡越快;泄漏孔处,面对来流方向壁面附近速度较高,背向来流方向壁面附近有负压、涡旋,且随着管道流量、初始压力的增加,最大泄漏速度增加,但负压范围、程度减小。     

输油管道泄漏事故分析

输油管道在运行一段时间后,受各种因素的影响,不可避免地发生泄漏事故.为了及时进行事故判别和定位,减少泄漏造成的损失,必须了解和掌握泄漏发生时的管道工况变化规律.以有压力自动调节系统的管道为分析对象,分析了在密闭输油及旁接油罐两种输送方式下,管道发生泄漏后沿线参数的变化规律.并以某实际管道为例进行了定量分析.     

海底输气管道泄漏扩散模拟及正交试验分析

为研究海底输气管道泄漏扩散的规律,对泄漏事故后果预测提供参考,采用正交试验法对影响海底泄漏天然气扩散规律的气体泄漏速度、洋流速度和泄漏孔径尺寸3个主要因素进行分析。选取L₉(3⁴)正交表设计试验方案,利用计算流体力学(CFD)软件对泄漏天然气在海水中的扩散进行模拟试验,使用综合比较法与方差分析法确定了影响气体扩散范围和到达海面时间的影响因素的主次关系与显著情况。结果表明,上述因素对气团形态、气体与海水混合程度,气体到达海面时间及扩散范围等均有影响。泄漏速度与泄漏孔径尺寸为影响泄漏气体到达海面时间的显著因素; 洋流速度与泄漏孔径尺寸影响泄漏气体扩散范围,但二者都为非显著因素。综合考察泄漏扩散的试验指标,泄漏孔径尺寸与洋流速度为影响结果的显著因素,泄漏速度为非显著因素。     

常见输液管道中的水击控制

液体输送过程中 ,当稳定状态受到破坏 ,压力发生瞬变时 ,会发生水击现象。多泵站长距离的密闭输油管道、长距离顺序输送管道和高低压注水管道中都可能发生水击现象。根据水击现象的诱发因素 ,提出了水击的预防措施 ,即压强自动保护、压强自动调节和液流泄放。并针对长距离顺序输送管道 ,提出了具体的防止水击的措施 ,即 :(1)合理控制油品切换阀门的切换时间 ;(2 )采用压力调节阀来控制出站压力 ;(3)按油品的物理和化学性质相近的程度来安排输送顺序 ;(4)对密度差较大的油品可在中间加隔离液来同管道输送     

海底输油管道传热实验台

为了减少海底输油管道运行及初投资费用，并能保证管道的安全运行，需要对海底输油管道在不同环境运行下的周围土壤温度场有所了解。本文对海底输油管道的运行过程进行了传热分析，以海底输油管道的实际运行情况为基础设计出了海底输油管道传热实验装置，并通过对实验数据的处理可起到验证数值模拟软件的作用，为海底输油管道的节能运行提供现实的理论依据。