融合腐蚀速率与数据驱动的油气管道寿命预测

油气管道在复杂恶劣的运行条件下会受到各种腐蚀因素与管道自身退化的影响，大幅降低管道运行的安全性和可靠性。为提高管道寿命预测的准确度，建立了一种融合腐蚀速率模型和数据驱动的寿命预测方法。首先根据管道的历史退化数据建立维纳退化模型，其次利用腐蚀速率模型对漂移系数进行描述，从而估计模型中的未知参数，最终获得管道剩余寿命的概率密度函数及预测值。以某腐蚀油气管道的退化数据为例，验证该模型的准确性。研究结果表明：结合维纳过程和数据驱动模型，将影响管道腐蚀的外部环境因素和管道自身退化数据充分利用，能够有效预测管道的寿命，具有较好的可行性与适用性。研究结果可为油气管道维修策略制定提供参考。     

长庆油田油气管道腐蚀检测与剩余寿命评价

埋地油气管道发生腐蚀将会导致油气管道穿孔、泄漏甚至破裂,造成巨大的财产损失,因此有必要对存在腐蚀缺陷的油气管道进行检测并对其剩余寿命进行预测。以长庆油田油气管道为研究对象,分析其管道的腐蚀特征及防护措施,结合各检测技术的优缺点,采用CIPS与DCVG联合检测方法对管道腐蚀进行检测,效果较好。同时在管道剩余寿命预测方法的研究基础上,提出采用灰色理论预测和人工神经网络相结合的方法来预测油气管道的剩余寿命。     

影响油气长输管道阴极保护系统的因素及对策

油气长输管道长期受输送介质以及外部环境的腐蚀影响发生泄漏事故。管道的腐蚀影响管道寿命缩短,也同时影响长输管道的运行安全。作为长输油气管道事故频发的主要因素之一,管道腐蚀起了关键作用。为防止管道的进一步腐蚀,通常采取阴极保护与管道防腐相结合的方式。因此,有必要对油气长输管道阴极保护系统的影响因素进行深入研究,确保管道阴极保护系统可靠。     

油气管道腐蚀因素及剩余寿命预测研究

目前油气管道已成为油气集输的主要方式,管道一般敷设于地下,复杂的环境容易造成管道腐蚀,引起油气泄漏甚至发生安全事故。因此,对管道腐蚀因素分析及管道剩余寿命预测具有重要意义。本文对管道腐蚀因素及剩余寿命进行预测,可为管道的保护、检修提供依据。     

在役油气管道腐蚀剩余寿命评估

在役油气管道剩余寿命评估的常用方法有经验公式方法、可靠度分析法和有限元分析方法等。阐述了这几种常用的管道剩余寿命评估方法的特点,通过可靠度分析法评估管道腐蚀的实例,并基于某段管道的实际运行环境,利用实地检测数据,根据API RP 579准则、可靠性原理和概率统计方法对该管段进行了腐蚀剩余寿命预测,得出了预测结果。     

长输管道的腐蚀风险评价

腐蚀失效是油气长输管道的主要失效模式,对企业安全生产有着严重影响。本文论述了腐蚀管道的剩余强度和剩余寿命的计算和预测,并结合国外管道事故统计结果介绍了管道的检测评价模型。     

基于腐蚀速率预测的管道安全运行技术研究

腐蚀是造成管道油气泄漏和失效事故的重要因素。腐蚀速率是管道阴极保护效果评价准则,也是制定管道维修计划和内检测周期的依据。我国长输管道已全面、强制实施完整性管理,确定管道腐蚀速率已成为完整性管理的一项重要工作。文中阐述了国内外广泛应用的腐蚀速率计算方法的适用范围和应用条件,包括试验法、NACE经验值、数学分析方法和基于内检测技术的完整性评价法。介绍了应用腐蚀速率在保障管道安全运行和延长管道使用寿命方面的实践案例和应用效果。针对管道管理者选择科学、适用的腐蚀速率计算方法,提出选用原则和使用建议,有助于提升我国管道安全管理水平和腐蚀防护工作规范化。     

基于复化Simpson公式和插值的管道腐蚀速率预测

管道腐蚀是引起管线破坏的主要因素之一，预测管线的腐蚀变化趋势是延长管道寿命，保证管道安全运行的重要步骤。影响腐蚀各因素之间的相互作用十分复杂，实验过程不能控制所有因素变化情况，实验结果分散性比较大，有必要采用各种科学的方法对实验数据进行分析处理。比较分析了主要的油气管道腐蚀速率预测方法，修正并完善了GM（1，1）模型的边界条件，利用复化Simpson公式和Lagrange插值法重新构造了GM（1，1）模型背景值，改进了传统模型只能对等时距时刻的腐蚀速率数据进行预测的缺点，得到全新的GM（1，1）预测模型计算公式，计算简便、使用方便、提高了预测精度。     

采油管道的失效概率和剩余寿命预测模型研究

随油气田开发时间的不断延长,油气田内油气采集管道发生失效的可能性也在不断的增加。文章基 于油气采集管道失效概率模型和剩余强度模型,建立了基于腐蚀的采油管道剩余寿命和失效概率计算模型,分析 了工作压力、腐蚀速率、屈服强度等因素对采油管道的腐蚀失效概率和剩余寿命的影响规律。结果表明,文章所建 立的基于腐蚀的采油管道失效概率和安全使用寿命的计算方法的计算结果较为准确,对采油管道的运行管理有一 定的理论指导意义。当采油管道的工作压力从 4.85 MPa增加6.55 MPa时,采油管道剩余寿命从28年减少至16 年;当坑深腐蚀速率和坑长腐蚀速率分别由0.05 ｍｍ/ａ和 2.5 ｍｍ/ａ上升至0.2 ｍｍ/ａ和10 ｍｍ/ａ时,采油管道安 全使用寿命下降21-42 年;当采油管道规格由DN600增加至DN900时,采油管道的使用寿命增加10年。失效事 件的关联性与采油管道的屈服强度对采油管道的失效概率影响作用较小,属于次要影响因素。     

基于Spearman-CS-ELM的油气管道腐蚀预测模型

腐蚀是造成油气管道失效的主要原因,准确预测管道的腐蚀缺陷是防止管道失效事故的重要手段。基于斯皮尔曼（Spearman）、布谷鸟算法（CS）和极限学习机（ELM）组合模型,采用Spearman相关系数判别腐蚀因素的相关性,利用因子分析进行降维处理,引入极限学习机对腐蚀速率进行回归,采用CS算法对ELM模型的输入权值和隐含层阈值进行迭代寻优,并比较不同的ELM激活函数,建立了一套埋地管道腐蚀速率预测方法。通过对某埋地管道进行预测值与实际检测值的比对,腐蚀速率的平均相对误差为2.32%。     

安塞油田集输管道内腐蚀防护技术研究与应用

安塞油田开发区域土壤呈湿陷性,含水率低,管道外腐蚀较弱。但由于含水率、矿化度含量、CO2和H2S等腐蚀因子影响,管道内腐蚀情况较为严重。针对管道腐蚀破漏频繁的问题,通过开展管道腐蚀机理研究,评价管道内腐蚀;针对不同属性管道,开展纤维增强复合防腐、高密度聚乙烯等内衬技术,初步建立管道腐蚀防护体系,现场应用效果显著。管道失效率下降70%,每条管道使用寿命平均延长了7.8a,节约成本,达到降本增效的目的。     

多层滤网机械防砂完井筛管动态腐蚀试验研究

针对机械防砂筛管腐蚀寿命预测方法尚未形成的问题,采用防砂筛管动态腐蚀评价系统,模拟南海某高温高压气藏条件,对多层滤网机械防砂完井筛管的基管、挡砂介质和外保护罩组件进行了动态腐蚀试验评价,使用平均腐蚀速率评价法对腐蚀性能进行数据分析和评价,建立了多层滤网机械防砂完井筛管腐蚀寿命预测方法。研究结果表明:在CO2分压1.5 MPa、温度160℃及Cl^-质量浓度6400 mg/L的气水腐蚀环境中,筛管不同组件的腐蚀速率有较大差别,基管的腐蚀速率最大,外保护罩次之,两者均为中度腐蚀,挡砂介质腐蚀速率最小,为轻度腐蚀;当CO2分压在0.0~5.0 MPa内增大时,腐蚀速率增长缓慢,当CO2分压超过5.0 MPa后,腐蚀速率随分压增长迅速;虽然挡砂介质腐蚀速度最慢,但由于其较细的金属丝交错结构,导致其寿命最短;CO2分压在1.5~14.5 MPa范围内,筛管总体寿命为5~24 a,平均为10~15 a。研究结果可为高温高压气藏机械防砂完井筛管的寿命预测提供参考。     

钢制压力容器与管道腐蚀剩余寿命可靠性预测

在已有研究成果的基础上,借助数理统计方法,分析认为介质及环境对钢制压力容器 与压力管道的最大腐蚀深度符合Ⅰ型极大值分布,耐腐蚀寿命属于Ⅰ型极小值分布。初步建立了 腐蚀剩余寿命与腐蚀速率及变异系数、腐蚀裕量、可靠度之间的定量关系,得到了确定腐蚀剩余 寿命的计算公式。实例计算表明,该方法比现有腐蚀剩余寿命计算方法更科学、更合理。最后指 出最大腐蚀深度和腐蚀速率等参数的变异系数往往大于0.2,因此不宜用正态分布模型进行压力 容器与管道耐腐蚀剩余寿命的计算与分析。     

空气泡沫驱注入系统腐蚀影响因素的灰色关联分析

空气泡沫驱油技术施工中一般存在严重的油管腐蚀问题,需要采取有效的控制措施以延长管道使用寿命,以确保油田安全低成本的生产,因此对空气泡沫驱注入系统的腐蚀影响因素进行了深入分析。采用室内挂片失重法研究了注入套管腐蚀因素对腐蚀速率的影响规律,并在此基础上运用灰关联法计算了各腐蚀因素对腐蚀速率的灰关联度,并进行了影响程度大小排序。结果表明,套管的腐蚀速率随着空气/泡沫液交替注入频率、泡沫液流速、空气参数（氧含量、湿度、温度、压力）的升高而变大,灰关联度大小排序为空气/泡沫液交替频率 > 空气氧浓度 > 温度 > 压力 > 湿度 > 泡沫液流速。研究结果为进一步了解空气泡沫驱腐蚀机理以及制定相关抗腐蚀对策提供了技术参考。     

外应力对套管腐蚀速率的影响

受腐蚀性油气介质的影响，油气井套管在生产过程中将发生腐蚀，从而导致服役管柱的损坏，除化学腐蚀外，管体中由于流体压力而产生的应力也将影响管柱的腐蚀。针对管体所受外部应力会加速腐蚀速率、严重缩短管柱服役寿命这一现象，结合化学力学效应理论，分二向应力和三向应力2 种情况，建立了外应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式。算例计算结果显示，该模型所得结果与目前文献中应力对腐蚀速率的影响实验研究结果相符；管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。该结论对精确确定管柱的寿命具有重要的参考意义。     

优化腐蚀剩余寿命评价方法在油气长输管道中的应用

文章对油气长输管道腐蚀剩余寿命评价方法的研究意义和现状进行了分析,概述了腐蚀剩余寿命评价的几种常用模型,着重介绍了基于剩余强度理论的腐蚀剩余寿命评价模型的建立过程。文章最后结合某厂的工程实例．阐述了腐蚀剩余寿命评价方法在实际中的应用。     

井筒载荷-腐蚀耦合作用对碳钢套管服役寿命的影响

基于应力-腐蚀介质协同作用原理,结合化学力学效应理论,对高温高压超深井碳钢油、套管在使用过程中面临着CO2、H2S等腐蚀介质以及拉、压等复杂载荷建立了结合热应力影响套管腐蚀速率的解析模型,给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式,研究了碳钢油井管服役寿命,并对内压力、挂片实验实测腐蚀速率以及壁厚对碳钢套管服役寿命的影响进行了研究。结果表明,解析模型所得结果与文献报道的应力对腐蚀速率的影响结果相符。在井筒载荷及腐蚀工况下,增加壁厚相对于减小套管内压力,增加套管使用寿命效果不明显。初始腐蚀速率对套管的服役寿命影响较大,当管柱所受应力越大,管柱实际寿命衰减得越快。     

埋地管道土壤腐蚀后评价的逻辑结构模型

土壤腐蚀是导致埋地管道失效的主要诱因之一,因而为确保管道安全运营,需要对管道的土壤腐蚀状况进行评估。为了避免传统评价方法对人为影响因素的过分依赖,根据结构方程理论,分析了管道土壤腐蚀的主要形式及其外腐蚀影响因素间的相关关系,建立了管道土壤腐蚀后评价的逻辑结构模型;采用偏最小二乘拟线性回归方法对管道的腐蚀壁厚进行了预测,并在腐蚀数据样本空间中评估了土壤腐蚀逻辑结构模型的可靠性。算例分析的结果表明：该埋地管道土壤腐蚀中,土壤含水量的贡献最大;算例中偏最小二乘拟线性回归分析的复测定系数为0.554 6,预测的平均相对误差为14.537 1%。结论认为：结构模型充分考虑了各腐蚀因素间的关联性,使得腐蚀后评价更接近于客观实际;偏最小二乘拟线性回归方法实现了各因素对土壤腐蚀性的解释能力;随着腐蚀检测数据样本量的增加,计算精度还会不断提高。     

基于Lasso-Wiener模型的埋地腐蚀管道可靠性评价

为研究埋地腐蚀管道的可靠性,通过套索回归算法对影响管道腐蚀的关键因素进行数据提取和降维,建立基于维纳退化模型和加速应力方程的可靠性分析模型,并利用马尔科夫链-蒙特卡洛方法对未知参数进行估值。以某腐蚀管道为例,选取5个因素作为土壤腐蚀代表因素,管道可靠性先保持平稳后急剧减小,可靠度为90%的时长为12.5年,剩余寿命为14.7年,与实际情况相符。该模型是通过产品性能退化过程建立的可靠性模型,具有较好的适应性和准确性,研究结果为小样本数据的利用提供了实际参考。     

基于模糊物元理论评价油气管道沿线土壤腐蚀性

土壤腐蚀性常规评价方法由于其分级界线都是确定的，往往会漏失一些有用信息，有时甚至会导致错误的结论。为此，基于模糊物元理论提出了评价油气管道沿线土壤腐蚀性的方法。该方法结合贴近度的概念，既考虑了土壤腐蚀因素本身的模糊性，又考虑了各因素间的不相容性，据此可对油气管道沿线土壤腐蚀性进行综合评价。同时，该方法还可以确定土壤腐蚀影响因素的权重，从而促使在防腐设计和采取防护措施时能充分、重点考虑这些权重较大的土壤腐蚀影响因素。采用该方法对四川输气北干线沿线土壤腐蚀性进行了评价，所得结果与实际情况完全吻合。