油气长输管道河流穿越风险分析

水下穿越管道在管身结构方面大多数采用管道外覆外防腐层和防腐保护层等材料,复壁管环型空间注水泥砂浆的型式。油气管道穿越段的运行状态大致可分为三种:穿越管道处于河床底面以下;穿越管道裸露;穿越管道形成管跨。穿越管道破坏形式按发生频率高低排列依次为:腐蚀破坏、第三方破坏、失稳和强度破坏、疲劳破坏、人员误操作及设计失误。     

长输油气管道十大穿跨越方式

在一般地形条件下,长输油气管道采取管沟开挖埋地敷设方式,对于山川、河流、高速、铁路等特殊地段,需要采取穿越或跨越的敷设方式。目前长输油气管道常见穿越方式有大开挖、定向钻、钻爆隧道、盾构隧道、顶管、夯管等6种方式,常见跨越方式有桁架跨越、拱桥跨越、悬索跨越、斜拉锁跨越等4种方式。     

定向钻穿越设计中要注意的问题

定向钻穿越管道壁厚的选择,应区别于大开挖或其他深沟敷设的管道。当管道穿越江河等水域时,如果由于客观原因不能采用大开挖等其它穿越方式而只能采用定向钻穿越时,则该工程就成为整个线路的控制性工程。穿越没有人工堤坝的河流时,尽量选在穿越处上、下游较为顺直的地点,因为此处不宜发生河床侧侵,河流不宜改道。     

砂卵石地质河流大开挖双管穿越施工技术

中缅油气管道工程国内段瑞丽江穿越工程,由于河流冲刷线深,河床为砂卵石地质,土质松软易塌方,河床渗透系数高,渗水量大等原因,给河流大开挖穿越施工带来了极大的困难。采用钢板桩半幅围堰方式,在国内首次成功实现了大开挖双管穿越瑞丽江砂卵石地质大型河流。在介绍了工程概况的基础上,详细论述了穿越现场情况,开挖试验,施工方案的制订,施工流程,半幅围堰结构,钢板桩施工,抽排水,管沟开挖,管道安装、检测、防腐,管道试压,管道稳管、回填、连头等内容,最后给出了钢板桩围堰施工的实际效果和优缺点。     

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。     

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.     

水下穿越管道附近河床演变特性试验

研究水下穿越管道附近河床演变规律对于保障输油气管道安全运行、降低管道水毁灾害风险具有重要的意义。为了明确水下穿越管道附近河床演变规律及其对水下穿越管道的影响,开展了水下穿越管道水槽模型试验,观测管道附近河床演变的物理过程,研究水动力条件对管道局部冲刷的影响,并揭示了水下穿越管道形成局部冲刷的机理。试验结果表明:①当水流为缓流时,水下穿越管道附近河床演变过程可分为:河床下切、管道暴露、微孔形成、冲坑扩展、管道悬空和冲刷平衡6个阶段;②导致水下穿越管道产生局部冲刷的原因有涡流和渗流两个方面,管道暴露前涡流使管周沙粒减少,管道暴露后涡流和渗流共同作用使管底出现微孔,从而形成局部冲刷;③流速和水深共同影响着河床各阶段冲刷历时和管底最大冲刷深度,当弗劳德数介于0.306～0.808时,弗劳德数越大,水流越急,管底最大冲刷深度越大,达到冲刷平衡历时越少,河床整体下切深度越大,河床地形平坦且管底最大冲刷深度介于管径的0.9～1.6倍,达到冲刷平衡历时介于1 650～2 620 min。结论认为,该试验研究结果为预测水下穿越管道未来埋深及其安全运营提供了重要的参考数据。     

水下复壁穿越管的阴极保护

埋于河床的管道与埋地管道一样,必须进行阴极保护。过去,曾认为保护复壁水下穿越管的耗电大,技术上困难多,未对水下复壁穿越管进行阴极保护。在确定提高佛渝线西彭至黄礞之间管道保护方案时,我们提出了:保护水下复壁穿越管应相似于保护     

中小型管道跨越工程的钢丝绳现场预拉伸

在长输管道和厂区管道施工中,有时遇到30～150m跨度的中小型管道跨越工程。其跨越形式有直跨、拱跨、利用塔架组成的斜拉索管桥及悬索管桥,有的需要各种型号和直径的钢丝绳用作拖拉绳、斜拉索、悬索和防震索等。用于管道跨越的钢丝绳,在组装前都要根据张力标准进行拉伸,使钢丝绳去掉大部分张力,使组装后的钢丝绳变形量减小,达到设计要求。我们在中小型管道跨越施工中,总结出用拉力器、临时地锚、滑车组和牵引设备配套,在现场拉伸钢丝绳的方法,效果很好。     

国内油气管道穿越工程设计水平的进展

一、随着我国石油天然气工业的发展,长距离输油输气管道穿越长江、黄河、嫩江、鸭绿江、嘉陵江、沱江、拉萨河、九龙江、滦河、双台子河等等大中河流约350次,其中油气管道穿越长江黄河的工程竞达20余次。水下油气管道穿越工程的长度计数十公里。近十多年来,我国油气管道河流穿越工程设计施工技术日趋成熟。在不同的河流类型、水文及地质条件下,自行设计施工了裸露于河床上或埋设,平面上呈直线或呈悬链线,单管或管束,复壁管或重混凝土连续复盖层加重稳管等等不同结构型     

忠武输气管道悬索跨越设计创新及探讨

忠武输气管道有4次悬索跨越,分别是蚂蝗溪悬索跨越、木龙河悬索跨越、马水河悬索跨越、野三河悬索跨越。文章介绍了这几座悬索跨越管桥设计中采用的多项新技术,如采用热聚乙烯半平行钢丝索代替以往的钢丝绳;采用钢管塔架代替以往的角钢塔架;根据地形地貌特点变换风索型式或取消塔架等。这些新技术、新设计在工程中均取得了良好的效果。另外,文章还针对悬索跨越桥面结构型式、预拱度设置、不对称荷载的影响、风索基础的设置等问题进行了探讨。     

悬索式管桥应变影响因素研究

悬索式管桥的管道在风险状态下受力会产生变形,而管道的变形与力学安全相关。以长庆油田的悬索式管桥为原型,建立了悬索式管桥的模拟试验系统,详细研究了管道内流体体积流量、外加集中载荷和吊索断裂3种因素对管道应变的影响。试验结果表明,在不同体积流量下,管道应变曲线的变化趋势是一致的。在一定载荷内,管道的应变随集中载荷的增大而增大,管道的应变曲线成类似于正弦波的形状,且周期无明显变化。管道的最大应变发生在集中载荷作用点处。隔组破坏5组吊索后,管道仍未发生严重变形,证明悬索式管桥具有较好的稳定性。     

山区峡谷大跨度管道桥风致响应

山区气象条件非常复杂,气流对跨越山区峡谷的管道桥将产生非常不利的影响,大跨度管道桥的抗风问题已成为管道桥设计中重要的考虑因素。针对山区峡谷大跨悬索和斜拉管道桥两种类型的跨越结构,总结山区峡谷管道桥设计风参数的选取方法,得到了两座管道桥桥面高度处设计风速。通过节段模型风洞试验,获取了两种类型管道桥主梁的气动力系数,为桥梁的抗风设计提供了重要参数。基于全桥气弹模型风洞试验,总结了管道桥气弹模型的相似关系,给出了管道桥主梁、大缆、拉索、桥塔和桥墩各构件模型的设计和制作方法,特别是主梁模型设计中用到的“U”型弹簧设计方法,试验最后得出了这两类管道桥的风致响应特征。研究结果表明,跨度300 m以下桁架管道桥具有很好的抗风安全性,为以后类似的管道桥设计提供参考和依据。     

斜拉索管桥的模糊优化设计

建立了斜拉索管桥的非对称模糊优化模型.在该模型中作者考虑了设计人员在选取设计系数和确定地基承载能力时的主观不确定性因素.通过采用三级模糊综合评判方法对优化模型中的模糊因素进行综合评定,不仅使工程设计人员的实践经验在斜拉索管桥的方案设计中得到了定量反映,而且将斜拉索管桥的非对称模糊优化模型转化为普通优化模型,从而使处理斜拉索管桥普通优化设计的优化方法同样适用于解决斜拉索管桥的模糊优化设计问题.所给算例表明,采用模糊优化设计方法得到的斜拉索管桥设计方案在技术上更为可靠,经济上更加合理.     

An Experimental Investigation of Fracture Tilt Angle Effects on Frequency and Stability of Liquid Bridges in Fractured Porous Media

Abstract

Liquid bridges are believed to play an important role in improving the recovery of fractured reservoirs. However, little is known about the stability of liquid bridges in fractured media at the pore scale. In this work, a glass micromodel representing a stack of two blocks was used at different tilt angles to monitor the frequency and stability of liquid bridges formed during free-fall gravity drainage as a function of tilt angle. It was observed that by increasing the tilt angle, the liquid bridge frequency decreased but its stability increased. This resulted in higher ultimate recovery. In addition, it was found that during the first half of the experiments, the number of bridges was higher but their stability was lower than during the second half of the tests. Moreover, no more than one stable liquid bridge was observed at tilt angles above 20°, and the bridge cross-sectional area was gradually decreased as the stability was maintained. A sequence of bridges that were formed and broken one after the other results in a higher drainage rate than a single bridge with stability equal to the overall stability of the sequence.     

悬索跨越设计创新与完善

在100m以上的大型管道跨越中,悬索跨越设计是大跨度管道跨越中的首选。忠武输气管道工程是国内管道施工最困难的工程之一,其中大型悬索跨越就有4座。笔者根据各自不同的地形地貌采用的设计创新及存在问题做一粗浅的分析。     

水平井油管钻磨复合桥塞技术及应用

针对连续油管钻磨复合桥塞存在成本高、易卡钻等问题,结合长庆致密油藏地层压力低的特点,提出了水平井中采用油管输送工具钻磨复合桥塞。改进了一种平底磨鞋;兼顾转速和扭矩优选了性能稳定、使用寿命长的螺杆;按实现功能和尽量简化的原则组配形成了国产化的钻磨工具组合;依据环空止动返速模型设计了最小施工排量;以偏心环空压耗计算为重点得到最大施工泵压;针对水平井难以精确计算钻压的问题,提出了按螺杆最大许用钻压控制悬重同时限制泵压压降的钻压施加方法。该技术在长庆油田进行了8 口井的现场试验,一趟钻最多钻除复合桥塞13 个,单个桥塞平均钻磨时间小于120 min,单个桥塞最快钻磨时间40 min,性价比不低于连续油管作业。     

大跨径悬索桥轻质浇注式沥青铺装材料设计方法及性能试验研究

大跨径悬索桥具有大柔度、大变形特征,浇注式沥青属柔性铺装材料,对于大柔度桥面系具有良好的变形协同性,且大跨径悬索桥二期恒载受限.为此,重点研究开发了轻质型浇注式沥青铺装材料(Light-weight Guss-asphalt,简称LGA),提出其混合料设计方法,对其原材料选择、级配设计及路用性能进行试验研究.结果表明:...     

L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。     

炼油厂铁路专用线装卸区平面设计中应注意的问题

炼油厂铁路专用线是炼油厂储运设施的主要组成部分，其装卸区平面设计涉及铁路相关知识和石油化工相关规范的结合，因而具有其特殊性和复杂性。基于此，结合相关规范和工程实例，重点从石油化工厂厂区内的铁路装卸区平面设计中常见的问题或常被忽视的环节、设计中的关键点、相关规范的合理运用、铁路相关知识的有效结合等方面，分析了并列相邻栈桥布置、管架跨越装卸线布置、装卸线与栈桥平面布置、顺次相邻栈桥布置、沥青栈桥平面布置、装卸线尽头布置的平面设计要领、设计技巧和优化措施，并对装卸区平面设计中重要的关键问题进行了阐述。