勐岗河大型悬索跨越管道成桥状态下非线性静力有限元分析

云南楚雄—四川攀枝花天然气管道工程勐岗河悬索跨越管道因采用了一跨过河的方式架设,其在清管时产生的变形和应力不可忽视,为了获取清管动力响应特性的初始条件,需要先进行成桥状态下的非线性静力有限元分析。为此,首先基于ANSYS Workbench软件建立了1∶1的仿真模型;然后分析了存在一定起拱高度时,跨越结构在自身重力作用下各部分的应力大小;最后通过对跨越管道施加不同的静载荷,计算了管道的应力和位移并进行了校核。研究结果表明:①所建存在一定起拱高度的跨越结构仿真模型在自身重力作用下的应力与位移均低于许用值,并且与现场测试数据偏差较小;②试压工况下,管道最大应力位置出现在南岸桥面管道开始起拱处而非跨中部;③随着施加载荷的增加,管道的最大应力和位移也不断增大,但整体位移变化较小而应力最先达到许用应力值;④受起拱高度的影响,跨越管道在外载荷作用下各部分的位移变化和极限应力出现的位置均存在着特殊性。结论认为,该研究成果为后续同类型的跨越结构清管动力响应研究奠定了基础。     

含蜡原油管道安全经济清管周期模型的建立与计算分析

在满足安全运行的基础上,以动力费用、热力费用及清管费用的总和为目标函数,建立了含蜡原油管道安全经济清管周期模型。基于中宁—银川输油管道清管后的运行数据,分析了不同进站温度、输量和余蜡厚度对管道安全经济清管周期的影响,结果表明:进站温度的升高会使管道运行日平均费用增加和清管周期延长,输量的增加会使管道运行日平均费用降低和清管周期缩短;进站温度为16、18℃时预留的余蜡厚度为0.4~0.6 mm,进站温度为14℃时可以不预留余蜡厚度;不同进站温度及输量下余蜡厚度对清管周期的影响规律基本一致,即清管周期均是随着余蜡厚度的增加而逐渐缩短,且进站温度改变时余蜡厚度对清管周期影响的变化较显著。     

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采用斜拉索的天然气管道跨越工程,钢索内产生的张力很复杂,因此很难准确计算和测定钢索的张力。用常见的钢索测力仪,手持式应变仪以及仪器昂贵的磁力环法等,均因存缺陷而不够理想。而钢索力在线测量仪则风索结构工程提供了一种有效的测量技术。应用ＧＳＬ－Ⅱ型钢绳张力在线测量仪对涪江天然气跨越管桥斜拉索张力进行了在线测试,并依此对管桥索力进行了调整。实践表明该“测量仪”测量精度高,重量轻,使用维护方便,可广泛用于     

斜拉索管桥清管模拟实验数据测试与分析

斜拉索管桥是油气管道主要跨越结构形式 ,由于斜拉索管桥本身具备的超静定和高柔性的结构特点 ,使得清管中的积液柱在补偿器前后端产生复杂的动载荷作用。基于建立的振动相似物理模型 ,利用INV— 30 6智能信号采集处理分析仪测试不同工况下模型的振动加速度、位移和管桥斜拉索张力等相关参数 ,从而确定原型斜拉索管桥的振动位移和斜拉索张力大小。这对于正确认识管桥动力响应特征 ,以尽量避免管桥因动载荷导致的破坏或失效 ,并确保国家生命线工程的安全具有重要的意义。     

大型悬索管道的跨越施工

在管道建设中经常遇到河流、山谷等自然障碍物或人工构筑物,给管道建设工程带来了一定的复杂性和施工难度.对于河流较深无法进行管道穿越的工程,一般采用跨越形式,而大跨度跨越工程多数采用悬索结构形式.该结构形式较复杂,施工难度大.文章结合长庆油田靖咸输油管道工程中的清峪河跨越施工实例,详细介绍了大型悬索管道跨越施工方法.包括塔架基础施工以及塔架、悬索、工作索的预制安装和管道的预制、发送安装.     

悬索跨越管道的变形与控制

在陇东区块、陕北区块建设的油气田产能工程和长输管道工程，由于地形较复杂，沟壑纵横，存在较多的管道跨越工程，且多为悬索式。悬索跨越管道在施工完成交付建设单位时，其安装尺寸都较精确，管线水平度、直线度均能达到验收规范的要求。但在运行一段时间后，跨越管线普遍会产生较大的变形，通常是管线在水平方向或垂直方向产生不规则的“S”形弯曲变形，影响管线的安全运行及整体美观。本文从设计、施工和运行管理三方面对产生这种变形的原因进行分析并提出改进途径。1设计因素1．1未充分考虑温差应力的影响在原油管线运行过程中，原油…     

ZDL液压系统在陕京天然气管道黄河跨越工程中的应用

本文报道一种轻便灵巧具有自动连续顶推功能的液压系统，在陕北天然气进京管道跨越黄河施工现场的成功应用，总结了该系统第一次用于管道跨越工程中的施工技术关键。     

中缅油气管道澜沧江跨越工程正式贯通

2012年10月24日，中缅油气管道澜沧江跨越工程正式贯通，标志着我国首座三条油气管道并行跨越大桥顺利完工，进入管道安装环节。     

油气管道穿（跨）越黄土冲沟的岩土工程问题

黄土地区冲沟发育密度大，沟底下切、侧向扩展、溯源侵蚀迅速，且常伴有不良地质现象发生，是管道建设的主要难点之一。本文根据黄土地区冲沟的特点，结合近几年的工程实践的经验，论及了管道穿跨越黄土冲沟位置的选择原则、穿跨越形式和方法以及岩土工程处理措施。     

清管过程中悬索管桥的动态载荷分析

野三河跨越悬索管桥是川气东送工程的关键结构之一,清管过程中悬索管桥的动态载荷分析对管道的安全运行具有重要的作用.针对悬索管桥建立了动力学有限元模型,采用变载荷的施加形式分析了泡沫清管器在极端环境下的清管过程,研究了悬索管桥在清管过程中的动态响应和安全性,为跨越悬索管桥的清管作业安全提供了理论依据.     

长北气田集输干线清管研究

长北气田地面建设工程中气田集输采用丛式井及气液混输工艺,集输管道内持液量较大且中央处理厂(CPF)内无段塞流捕集器,集输干线清管操作风险较大。为保证集输系统的安全,有必要对集输干线的清管进行研究。实际清管前采用两相流模拟软件OLGA进行清管段塞液量的模拟,制定详细清管操作方案。将2009年6月长北气田集输北干线的实际清管操作数据与软件模拟结果进行对比,对清管方法提出合理化建议。针对长北气田集输系统的实际情况,采用非常规清管方法对集输管线进行清管有利于降低操作风险。     

东海某海底管道清管作业实践研究

考虑到实际生产的需求,东海某海底管道需进行清管作业,清管不仅可以提高管输效率,还可以检测管线的完好性。为此,进行了详细清管作业方案的制定,提出了通球作业判定的标准以及通球期间管道运行参数的要求,并运用OLGA软件模拟通球过程,然后根据模拟结果进行了清管作业实践。结果表明:此段管道建议采用渐进式清管;通球期间管道运行参数应保持稳定,当下游平台收到的来液突然增大后,降低海管的进气量至50×104 m3/d;第一至第五次通球模拟结果显示,平台段塞流捕集器的处理能力不能满足清管要求,需有部分段塞流进入下游管线;数值模拟结果在可接受的误差范围内。     

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由于天然气输气管线埋在地下，在通球清管过程中，球的运行情况不能直接观察，管线入口和出口压力在球运行过程中的变化也不能提前预测，也难准确控制进气量，使球能以１ｍ／ｓ的速度到达出口，为此进行了天然气输气管线清管通球计算机仿真系统的设计与实现的研制。该仿真系统是在深入分析和研究天然气输气管线清管通球运行规律的影响因素的基础上，以数据库管理、计算机仿真技术和人工智能等新技术为主要工具来开发的。着重介绍了该仿真系统的总体结构与功能设计，软件编程与调试。该仿真系统能真实仿真清管球在管线内运行，通过对靖边—榆林输气管线多次清管通球的运行过程实际模拟，其符合率在９３％以上。     

BH油田储层保护技术现场应用效果评价研究

采用传统清管器进行天然气凝析液管道的清管作业时存在着液塞量大、清管速度控制难度大等问题,射流清管技术因其可以有效减少清管段塞,实现缓蚀剂等的布设,成为近年来研究的热点。在文献调研的基础上,采用多相流动态模拟软件OLGA建立海底管道清管模型,进行了管道参数、工况参数以及海底环境参数等射流清管过程模拟分析,通过清管速度、压力、液塞流量变化等因素对比分析了射流清管器与传统清管器的清管效果,得到了射流清管效果随旁通率的变化关系,为实际应用提供了指导。     

吊推法在汉江跨越塔架吊装中的运用

天然气管道跨越工程中的塔架吊装往往受场地条件限制而难度较大。为此,根据汉江跨越塔架吊装的现场实际情况,对常见的吊装方法进行比选,提出了吊推法用于跨越塔架吊装的方案。结合天然气管道跨越工程塔架吊装的特点,描述了吊推法在汉江跨越工程塔架吊装中的工作原理及其不利工况,介绍了吊推计算的主要内容以及吊推法在汉江跨越工程中的创新。汉江跨越塔架吊装的实践经验表明,吊推法具有场地适应性强、安全、经济等特点,值得在天然气管道跨越工程中推广。     

Pigging simulation for horizontal gas-condensate pipelines with low-liquid loading

Liquid condensation in natural gas transmission pipelines commonly occurs due to the thermodynamic and hydrodynamic imperatives. Condensation subjects the gas pipeline to two phase transport, which dramatically affects their delivery ability and operational modality and the associated peripheral facilities. It is therefore imperative for the pigging simulation in gas-condensate flowlines to be taken into consideration in their design. Periodic pigging helps keep the pipeline free of liquid, reducing the overall pressure drop, and thereby increasing the pipeline flow efficiency. A new simplified pigging model has been developed for predicting the pigging operation in gas-condensate horizontal pipelines with low liquid-loading, which couples the phase behavior model with the hydro-thermodynamic model. The comparison of the calculating results with those of the two-phase transient computational code OLGA (with a dynamic, one-dimensional, extended two-fluid model), indicates the new pigging model has a good precision and high speed in calculation. The model also contains the capability of pig-tracking and slug-length-increasing model, which can be suitable for engineering design.     

海底长距离湿气管线清管流动规律及方案优化

针对长距离湿气管线清管时出现的清管器速度过快、管线出口液体峰值过高、提高输量造成能耗增加等问题,基于OLGA软件建立长距离湿气管线清管模型,研究不同输量对水力清管管线入口压力、积液量的影响,研究不同输量下清管器作业时管线入口压力、清管器速度、管线出口累积液量变化规律。研究结果表明：在水力清管时,输量提升越多管线内积液量越低,但超过一定范围输量提升对积液量影响不明显;在清管器清管时,输量越大,管线入口压力振荡越小,清管器平均速度越高,管线出口瞬时液量峰值也越小。针对某气田进行清管瞬态模拟,结果表明,水力清管作业时将20万m3输量上调至28万m3、清管器清管作业时将输量下调至42万m3清管效果最佳。     

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混输管路清管操作实验和理论的研究对混输管线的设计及生产管理具有重要意义。为研究混输管路清管工况下的变化规律，建立了长380米、管径80毫米的混输清管实验管道，利用水和空气为试验介质，得到了混输管路清管过程清管器运行时间和运行速度变化规律，并得到了通过清管球压降的计算关系武。针对水平管路，建立了清管模拟的数学模型，编制了计算软件，用于预测混输管路清管过程中清管时间、清管球运行速度等。软件计算结果与实验数据的吻合较好。     

大中型斜拉索管桥清管动力特性分析

大中型管桥常常是油气输送管道系统中的关键部位,呈现高次超静定、高柔性的结构特点,清管过程中形成的积液会在管桥处产生强烈的冲击动载荷作用而破坏管桥结构的稳定性。为此,考虑斜拉索管道跨越结构恒载产生的初始内力、拉索垂度等几何非线性因素,将塔架简化为变截面梁,建立了斜拉索管桥清管动力分析有限元模型。按照管桥积液流动具有的移动荷载时间历程的特性,采用荷载步施加动载荷。结合实例分析了不同清管工况条件下斜拉索管桥跨越结构的振动位移、临界积液长度以及临界清管速度,从而为现场安全清管作业提供了依据。