输气管线的工程设计

输气管道作为天然气输送系统的重要组成部分,其设计经济、先进与否对天然气长距离输送具有重要的意义.输气管道的线路工程是一个系统工程,必须从选线原则、管材选择、管道敷设、管道防腐、输气站的设计与布置、阀门的选择、管道的自动监控与通信、辅助生产设施、环境保护等多个方面进行全面的考虑.     

含砂页岩气弯管冲蚀模拟研究

在页岩气生产与集输过程中,常常含有页岩砂粒,这些砂粒在弯管处会对管道造成严重的冲刷侵蚀,引起弯管位置发生冲蚀穿孔,带来严重的安全隐患.本文运用数值模拟软件模拟计算了90℃管道弯头的冲蚀磨损率,模拟分析了不同直径的页岩砂粒、不同含砂量对弯管段的冲蚀影响.结果表明砂粒直径越大,冲刷侵蚀速率越大,冲刷侵蚀区域越向下偏移;随着...     

输气管线水合物的形成及预防

介绍了采气过程中天然气中水合物的成因及条件,分析了采气生产过程中水合物形成的危害,提出了采气生产过程中预防水合物形成的几项措施.     

输气管线失效的闪燃火灾风险分析

输气管线失效产生的闪燃火灾严重威胁到其所覆盖区域内人和建筑物的安全,对闪燃火灾风险进行分析,可为工作人员确定火灾辐射区域,及时疏散人员提供参考依据。结合高斯模型推导了表征闪燃火灾风险的关系式。通过实例分析表明,闪燃火灾危害范围与泄漏气体燃烧极限浓度、管线失效模式、风速以及大气稳定类别直接相关;在相同风速下,闪燃火灾危害范围随着泄漏孔径的增加而明显扩大;而在相同失效模式下,风速的增大却使燃气云在下风向的燃烧极限距离和半宽在减小,可见低风速,尤其是静风条件危害区域面积达到最大。此外,地形地貌对危害范围的影响也不容忽视,尚待进一步研究。     

含砂介质对异径管的冲蚀磨损分析

为探究含砂介质对异径管的冲蚀磨损规律,建立了异径管物理模型,使用Fluent软件进行数值模拟,分别以介质进口速度、介质含砂质量流量、管口径比(小口管径与大口管径之比)和过渡段倾角为变量进行仿真分析。分析结果表明:异径管的冲蚀速率随进口速度的增大而增大,并且其增长速率也随着进口速度的增大而增大;异径管冲蚀速率与流体介质含砂质量流量呈正相关关系;随着管口径比的增大,介质对异径管的冲蚀速率逐渐减小;冲蚀部位在管口径比发生变化时也会发生改变,当管口径比较小时,冲蚀部位分布在过渡段靠近小口端一侧,管口径比增大,冲蚀部位发生偏移,并在管口径比达到0.7时,变成了靠近大口端一侧;过渡段倾角增大,含砂介质对异径管的冲蚀速率逐渐增大,其增长速率也随着过渡段倾角的增大而增大。研究结果可为异径管的设计和使用提供指导。     

输气管线自动防喷安全阀的研制

为了最大限度地减轻输气管线发生喷漏后的危害,研制成功一种输气管线自动防喷安全阀,它是根据产气流量大小,纯机械自动控制的安全阀。将其安装在采气井口或输气管线中,在正常生产时,安全阀不起作用,不影响正常生产;管路发生喷漏,安全阀立即关闭,切断气源,从而避免事故的扩大和蔓延,且能够在修好管路后自动恢复正常生产,使用方便,维护费用低。测试结果表明,该安全阀满足实际生产需求。     

输气管线最优阀门数的修正计算式

本文对输气管线最优阀门数的计算公式进行了分析与讨论,并给出了输气管线最优阀门数的修正计算公式。     

国外输气管线止裂韧性预测的研究进展

回顾了输气管线的止裂研究工作,表明对于高韧性高压力管线,采用原有的止裂预测模型不准确且有风险。介绍了国外各大研究机构提出的改进方法,并在此基础上提出研究发展趋势,旨在为现有管道建设提供参考。     

适度防砂井采油树冲蚀作用的分析与认识

针对渤海油田在适度防砂井日常生产过程中所面临的井口冲蚀问题,通过结合渤海油田常用采油树类型,建立相应的CFD模型,并采取非均匀结构化网格划分;分析了不同产液量、含砂量及砂粒尺寸对流道冲蚀分布轨迹状态,以确定井口采油树受冲蚀磨损的关键区域.结果表明,出砂含量的增加会加剧采油树内壁特定区域冲蚀范围的集中,出砂粒径变化会导致...     

一次天然气输气管线冻堵点的快速判断

一起天然气管线冬季冻堵事故后，用向管线内充气的方法，通过计算充气量快速判断冻堵点的位置。     

基于CFX的水平管等径三通失效分析数值模拟

应用计算流体动力学（CFD）方法及CFX软件,建立水平管等径三通中的流体湍流和冲蚀数学模型。考虑等径三通近壁面处湍流的衰减,设定流动介质的气相为连续相,液相为离散相,边界条件设定为质量入口和压力出口组合,其中进口为气液两相质量流量和体积分数,出口为截面平均静压。采用稳态模拟和有限体积法对充分发展的气液两相流管内流动进行数值模拟,经过计算得到流动介质的速度流线、速度矢量及气液分布。其中,气相速度最大为21．2m／s,液相速度最大为13．4m／s;流速增大时,气液两相流的壁面切应力相应增大,气相最大切应力为36．87Pa,液相最大切应力为68．24Pa。剪切力破坏管壁腐蚀产物膜,加剧腐蚀产物膜的脱落。综合各因素解释等径三通冲蚀磨损的原因,同时结合失效样品壁厚检测结果,论证气液两相流对水平管等径三通冲蚀磨损的失效规律。     

焊接等径三通的应力测定

管道系统中有大量的三通部件在工作过程中主要承受内压作用，与此同时，由于管系的自重、温度变化、装配误差、管道位移等原因，使连接三通的支、主管端分别受到各种形式的内、外载荷作用。本文通过对两个φ152mm×20mm焊接等径三通的应力测定，分析了内压载荷下经堆焊加宽方式对三通焊道的补强效果及其应力的分布情况，并做出强度评价。     

俄罗斯干线输气管道用三通连接管的制造与分析

俄罗斯在干线输气管道建设中,倾向于采用高强度等级管线钢(如K65和K55等)制造管道及管道连接件.简要介绍了俄罗斯干线输气管道用10Γ2ФБЮ钢(属于K55)三通连接管的制造工艺.研究了用10Γ2ФБЮ钢制作的三通连接管的金相组织、力学性能和抗脆性破坏能力等,结果表明,在连接管的制造过程中采用淬火+高温回火的最终热处理...     

高钢级天然气管道站场三通孔锥形坡口优化分析

坡口形式是变壁厚焊接焊缝质量的重要影响因素。针对天然气站场大口径、高压力工艺管道和三通的焊接,提出一种新型孔锥形坡口连接形式,基于直径1 422 mm×1 219 mm的X80孔锥形坡口三通组合件结构,采用基于响应曲面的参数优化方法,分析坡口深度、坡口角度及主管短节厚度对焊接坡口区域应力集中的影响。应用弹塑性有限元分析方法,论证孔锥形坡口对三通承压能力的影响。研究结果表明,增加短节厚度可降低连接坡口位置的应力集中,增加坡口深度可降低坡口内表面的应力集中,减小坡口角度可减小焊缝根部的应力集中,孔锥形坡口降低了三通承压能力,支管孔锥形坡口对三通承压能力的影响比主管孔锥形坡口的大。     

软化对X80管线钢管气体保护焊接头承载能力的影响

针对X80管线钢管环焊接头热影响区软化造成环焊缝断裂失效的问题,采用数字图像相关法对焊接接头拉伸过程的应变分布情况进行了分析,并建立了焊接接头承载能力数值分析模型,对接头断裂位置及承载能力进行了预测,研究软化区宽度及软化程度对环焊接头强度和承载能力的影响。结果显示,焊趾处软化区宽度为0.3 mm、最大软化程度为2.6%时,拉伸过程中在母材处发生颈缩,软化对接头承载能力影响不明显;当软化程度为2.6%时,软化区宽度增大对接头承载能力没有明显影响;当软化区宽度为5 mm、25 mm,软化程度分别为25%和10%时,环焊接头承载能力降低约10%。研究表明,接头承载能力降低与颈缩位置有关,随着软化区宽度的增加,颈缩位置逐渐由母材向软化区转移,达到某一临界值时颈缩发生在软化区,此时接头的承载能力主要取决于软化区的性能,因此导致接头承载能力降低。     

高强度油气输送管道三通验证试验研究

选用不同厚度的三通专用板材,利用爆破验证试验方法,进行了DN1 200 Te555强度级别三通的极限承载能力测试和爆破断口分析,结果指出,厚壁三通在高应力状态下的爆破断口均属于脆性断口。基于试验测试结果,提出了优化的管道工程用Te555三通,该三通极限承载能力大于准1 219 mm管道12 MPa设计工作压力的3.5倍,具有较大的管道承压安全裕度,大幅度降低了三通热加工技术难度,并为今后管道工程用大直径三通的制造提供了设计依据。     

天然气／凝析液长距离管道稳态模拟研究

针对天然气／凝析液长距离输送管道的计算问题，提出了理论的稳态综合水力学模型和热力学模型，并对水力学方程进行了修正，提出了具体的耦合算法。对计算进行了分析并将结果与ＰＩＰＥＰＨＡＳＥ＾ＴＭ软件作了对比，发现本模型不仅可以准确地计算压力和温降，而且在某些方面更好地反映了凝析气输送工况的变化。     

埋地天然气管道地震反应数值模拟分析

油气管道是国家工业生产、人民生活的重要能源设施,一旦遭遇地震破坏将造成重大危害与损失,如何提高油气管道的抗震能力尤为重要。利用大型通用有限元软件ANSYS10.0模拟分析天然气管道在仅有内压情况下的地震动力反应。结果表明:不同埋土条件对管道地震反应影响很大,管道内压、管径等对其影响较小。研究成果为埋地天然气管道的抗震研究提供依据。     

基于Fluent的天然气运输管道弯头冲蚀模拟分析与防控措施研究

针对天然气运输管道的典型弯道冲蚀问题,依据现场实际生产情况,基于Fluent流体模拟软件建立相应的物理模型,选用standard k-ε模型、DPM离散相模型和冲蚀速率方程,分析讨论了固体颗粒直径、气体流速以及弯管角度对弯管冲蚀磨损的影响规律。结果显示:流体流速越快,颗粒对弯道的冲蚀越明显,流速与冲蚀率呈正相关;在同一流速下,随着颗粒粒径的增大,冲蚀率逐渐减小,最后趋于稳定;不同角度的弯头受到的侵蚀是不同的,应根据现场操作环境的差异,设计合适角度的弯头。模拟分析结果表明,天然气流速和固体颗粒直径是影响管道弯头冲蚀率的主要因素,并根据模拟结果提出了冲蚀防控措施。     

气侵对油井出砂的影响

油气两相流动增加了油流阻力，空化气泡的溃灭产生空蚀；油井生产时井眼内遥气柱使地蝇底压力蛎井壁发生剪切破坏的可能性关井时气侵产液使井底压力升高，容易造成井壁的拉伸破坏。所有这些的综合作用，导致了油井出砂量大增。因此无论是进行出砂预测，还是进行预防都有必要考虑气侵的影响。