管道进出站场段敷设方式的改进

油气管道进出站场段是管道受力和变形较大的区段,随着管道直径的增大,所需锚固墩承受的推力增大,锚固墩的体积也需随之增大,管道承受的应力很大。为避免长距离埋地管道的轴向位移传递到站内,并避免设置进出站锚固墩带来的不利因素,提出了Z字型进出站场段的管道敷设方式。文章结合管道线路和输送工艺参数进行计算与分析,指出必要时调整进出站段局部管道的线路走向,可减小进站处地面设备和管道的应力及位移。     

内外压热应力影响下西气东输二线长输管道变形的有限元分析

管道在输气过程中由于热胀冷缩效应会产生热应力,造成管道伸缩挤压而产生弯曲变形。为此,根据西气东输二线的现场实际资料,建立了进出压气站管道热应力有限元模型,应用Ansys有限元分析软件,计算分析了管道在内外压及输气温度作用下的管道应力及应变的分布规律：①温度变化对管道应力影响较大,管道应力随输气压力的增加而增加,管道外壁压力对管道应力及变形影响较小;②管道内外壁温差对管道应力影响较大,管道两端有固定墩约束时,应力随温度的增加而增大,管道一端有固定墩约束时,应力随温差的增加而逐渐减小;③管道内外壁温差较小、管道两端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加而明显增大;④管道内外壁温差较小、管道一端有固定墩约束时,应力随输气温度的增加变化不大。因此,管道进出站场时,应在适当的距离增加弯头,使热应力有效分散到弯管处,并增加固定墩保护,以保证管道及站场设备安全及正常生产。     

长输高陡坡段管道应力浅析

长输高陡坡段管道的设计长期以来主要按照经验进行,缺乏科学判断管段是否安全的依据。高陡坡段管道是长输管道中的安全控制特殊地段,使用应力分析软件对高陡坡段管道建模并对该段管道的安装、试压、运行、特殊等工况进行应力分析,判定管道的应力在各种工况下是否符合标准、规范要求,约束点设置是否合理。在长输管道的设计中常会人为地增加锚固点,通过应力分析可准确判断增加的锚固点是否合理、有效。因此对高陡坡段管道进行应力分析是判断该段管道设计是否安全合理的有效手段。     

冀东油田输油管道出站段应力分析及影响因素研究

输油管道在温差和内压的共同作用下会引起膨胀变形,其中管道出站过渡段位移较大。通过建立模型,对冀东油田联合站外输油管道的受力进行计算,分析管道出站段应力和位移变大的原因,并提出了增设锚固墩、增加补偿器、改变管线走向、提高施工温度及改变土壤夯实程度等措施来降低管道的应力,以避免连接设备被破坏。     

油气集输埋地管道锚固墩设计与选用

1．锚固墩常规设计现状 油气集输埋地管道输送介质温度一般在30～80℃，管道施工安装时与管道投产、运行温度形成温差，正是这个温差在管道投产、运行过程中发生热伸长而产生热应力。为防止热伸长位移而产生超过管道允许应力，以至损坏与之相连的管件、没备，设计中根据温差、管径、壁厚、压力、埋深及土壤类别等参数设计一个相应的锚固墩将管道锚同，从而满足管道安全运行的要求。     

油气输送管道锚固墩推力计算及设计优化

埋地油气输送管道在输送温度较高介质时，一般采用锚固墩对热煨弯管进行保护，通过对锚固墩推力（承受的推力）计算和校核计算，可以对锚固段的尺寸进行优化，以节省工程投资和占地面积。通过对热煨弯管进行受力分析可以确定其是否存在危险角度，从而使锚固墩的设置具有针对性；通过锚固墩移动位移与所受推力之间关系研究可以降低锚固墩推力数值的大小，再分析锚固墩尺寸变化对校核计算的影响，可以实现对锚固墩尺寸的优化。对于同一高温油气输送管道，仅需要对存在危险角度的热煨弯管进行保护，考虑锚固墩存在的位移以及热煨弯管本身也可以承受一定的推力，可以降低锚固墩的推力数值并优化其尺寸；采取在被动土压侧锚固墩下部增加横梁以及增加锚固墩墩顶覆土等措施，可以进一步优化锚固墩的尺寸。     

大型压缩机组柔性结构应力管道安装

为实现石油化工装置安全、平稳运行,必须确保其核心部位大型压缩机组的安装质量,其关键是解决大型压缩机组管道安装的应力问题,确保机组同心度及轴系同心度。针对GB-201大型压缩机组双进汽设计的柔性热力管道系统,预制过程中需在严格现场实测后进行精确下料和机械加工,组装过程中在透平基座布置百分表进行位移监测,组装完成后利用塞尺和千分尺对法兰同心度进行偏差测量并通过调整弹簧支架高度和管道位置保证偏差符合要求,并通过安装过程中加大监控力度消除对机组产生的应力。结果表明：以上方法的实施确保了管道系统安装尺寸的精确,有效保证了压缩机组柔性热力管道系统无应力安装,确保了大型压缩机组一次试车成功,实现了乙烯裂解装置投产运行。     

天然气净化厂放空系统设计与应用

为做好天然气净化厂放空系统的设计工作,首先根据规范确定净化厂天然气放空量,依据放空量计算出火炬筒出口直径和火炬筒高度;同时,利用Unisim Flare软件对全厂放空系统管网进行水力计算,确定放空系统管径,利用CAESARII软件对放空管道进行了应力分析,通过应力补偿和管道支吊架的设置减少放空管道的振动和摩擦,确定放空系统管道安装方式。该放空系统设计成果在靖边气田30亿m3/a规模的天然气净化厂的设计中采用,经现场运行,放空系统运行稳定,满足生产需要。     

高温热油管道在盾构内的敷设方式

高温热油管道在运行时将产生较大的温度应力和膨胀变形,在盾构内由于受到空间限制,很难设置补偿器来吸收管道变形,也无法将巨大温度应力进行完全的锚固。通过对管道温度应力和膨胀变形的分析,提出了采用滚动支座的管道敷设方式,从而解决了管道温度应力和温度变形等问题。     

CAESARⅡ用于埋地管道应力模拟

从埋地管道应力分析理论入手,通过利用CAESARⅡ软件对土壤条件的近似模拟,建立了较为准确的埋地管道应力分析模型。通过就管道周围土壤对约束状况的模拟,以期对埋地管道进行较为细致全面的应力分析,并建立合理的推力模型指导管道出土点固定墩的设计。以苏丹管道工程项目为例进行了应力计算及分析,同时对出入站固定墩推力也进行计算,收到了良好的效果。     

埋地长输管道弯头温度应力分析及保护措施

埋地长输管道弯头的强度校核是油气长输管道工程设计中的重要环节。对长输管道水平弯头及纵向弯头的温度应力进行了计算,通过对计算结果的分析,提出了相应的代替设置锚固墩的热煨弯头保护措施,用于指导工程设计。     

通球指示器带压拆装工具的研究与应用

管线清管作业中使用的通球指示器一般安装在长输管道进出站管线上,长期使用后通球指示器会出现设备腐蚀、机芯橡胶密封圈老化现象,导致不同程度的油气泄漏、指示器动作失效等故障,目前解决的方法是对管线进行停输,将管线内油气进行泄压和排空,然后进行指示器机芯维修和更换。为解决通球指示器维护更换困难、停输成本较高、安全风险较大的问题,通过对通球指示器进行分析研究,开发了通球指示器带压拆装工具,该工具能够在长输管线带压情况下对通球指示器机芯进行维护和更换操作。实际应用证明,该工具能够减少长输管道的非正常停输时间,操作简便,安全可靠,可降低企业维护成本,具有广阔的应用前景。     

大口径输油管道水平弯头热弯矩计算方法

目前对于大口径长距离输油管道弯头热弯矩计算还不完善,设计时热弯矩偏小,部分管道弯头在投产后胀裂。为了避免弯头发生胀裂,施工时在每个水平弯头两侧各安装锚固墩保护弯头。这样不仅增加施工时间,也增加了施工的难度和范围。通过理论分析并结合中俄原油管道中漠大线施工中提出的问题,认为可以通过建立的数学模型计算大口径水平弯头两端无锚固墩时的热弯矩,计算结果与实际情况相符,说明可以通过计算,检验弯头在无锚固状态下的安全程度。根据影响因素分析,认为选择大曲率半径和控制施工时温度可以代替铺设锚固墩保障弯头不被温差胀裂,该分析结果可为控制管道的施工进度、利润、安全性提供理论依据。     

不利补偿条件下长距离穿越管道的应力分析及安装设计

西气东输二线管道九江长江盾构穿越,由于始发井、接收井井深不同,导致管道荷载效应向一端集中。采用ANSYS和CAESARII有限元软件对管道进行应力分析表明,传统的在两岸竖井外设置锚固法兰和锚固墩的方案不能满足规范要求。为此提出了3个解决方案：北岸接收井地面抬高、隧道内固定支座、井外管道应力补偿。计算表明,3个方案都能满足规范要求,其中井外管道应力补偿方案最优。实施第三个方案后,历经两年多的管道运行监控量测数据表明,本工程的管道补偿设计是安全可靠的。     

沙特阿美陆上管道标准体系探讨及思考

近年来，标准化设计是石油企业推崇的重点工作之一，完善的企业标准则是标准化设计工作的基石，为了充分借鉴国外石油企业的管道标准体系建设情况，以世界第一石油巨头沙特阿美(Saudi Aramco)的标准体系为例，分析了沙特阿美常用的管道设计、施工、清管、试压、管道安全等标准，发现标准体系文件涵盖面广，且相关标准指导性强，有利于实际应用，其中管道应力分析/柔性分析、锚固墩设计、管道工艺设备的材料选择、清管试压、管道安全等标准对中国石油企业相关标准体系的建立及完善有参考价值。     

某油田联络管线腐蚀原因分析

为减少某油田联络管线腐蚀穿孔次数，降低经济损失，有必要对腐蚀原因进行识别。通过对腐蚀穿孔现场的勘察及管线检测结果、运行数据、流体介质参数等资料的综合分析，发现管线内流体介质具有高腐蚀性、防腐层破损、环焊缝金属与本体金属成分不同、施工工艺不科学及复杂应力作用等重要因素，造成了管线本体腐蚀、环焊缝处腐蚀及锚固墩处腐蚀。对某油田联络管线进行了整改：更换起点站库出站5 km管线；拆除所有固定式锚固墩，在必要处安装可更换式锚固墩，做好锚固墩与管线连接部位的防腐措施；做好管线内、外检测，以及修复、补强工作；对强度不达标的环焊缝处进行碳纤维补强，并提升焊接水平。分析腐蚀原因并做好整改措施，可延长管线使用寿命，保障管线安全平稳运行。     

在运成品油管道清管作业操控原理分析与探讨

为保证成品油长输管道长期、安全、可靠地运行并输送清洁、合格的成品油,需要定期对长输管道进行清管作业。基于肯尼亚1号成品油管道重建工程,对在运成品油管道清管作业的发球流程、清管器越站流程以及清管站收发球流程等操控原理进行了详细地分析和探讨。实践证明:站外通球指示仪的设置确保站内有足够的时间来执行相应的动作;只有把握清管作业的注意事项,结合项目的实际情况,优化清管作业流程,才能在减轻操作人员劳动强度的同时保证长输管道的安全、平稳运行。     

武汉—信阳成品油管道顺序输送中的压力变化和控制方法

以武汉—信阳成品油管道为例,对大落差管道油品顺序输送中的压力变化和控制方法进行了研究分析,利用水力计算公式计算水力特性,分析进出站的压力变化,结合实例,对不同油品在大落差管道中交替时沿线的压力变化规律做了定性和定量的分析,提出了在混油界面翻越点的压力控制措施,以保证管道安全、平稳、高效的运行。     

埋地热油管道经济运行方案研究

对在役埋地热油管道,为妥善地解决管路沿线的能量消耗和能量供应之间的矛盾,研究一种经济上、技术上比较合理科学的运行方案,对于降低输油成本具有重要意义。本文建立了埋地热油管道经济计算数学模型,提出了采用方案比较法和TLNET软件相结合求解数学模型,确定了管道在一定输量下,使管道的运行费用为最小的经济运行方案,包括：管道沿线运行的热泵站数,站内泵机组的组合方式,各站的进出站压力、进出站温度,管道的小时运行费用,变频调速电机的转速,热站的热负荷等,最后进行了实例计算,通过与现场实际相比较,结果令人满意。     

埋地输油管道固定墩应力分析

在温差、土壤环境等因素的影响下,埋地管道会产生自由伸缩的现象,对管道造成破坏,例如推挤管道出土端连接的设备。应用CAESARⅡ软件对埋地管道进行应力计算与分析,分别对不同温度、是否设置π型补偿器以及是否设置固定墩等工况进行建模计算,通过分析计算结果并结合设计经验,确定固定墩受力大小及位置,其中二次应力为分析重点。