声波检测技术在管线防盗中的应用

在油气输送过程中，经常出现管道打孔窃油窃气和腐蚀穿孔情况，如果不能及时发现并有效地遏制，不仅会给油田带来巨大损失，还会造成严重环境污染。原有的管线监控技术只能在管线已经发生泄漏的情况下才能监测并定位，文章探讨了管线在被打孔破坏过程中，如何利用声波检测技术建立管线安全防盗实时检测预警系统。该技术已在中原油田研发成功。     

高含硫长距离集输管道腐蚀监测技术研究

高含硫气田在开发过程中,管道腐蚀是一个非常突出的问题,特别是长距离湿气集输管道,不同管段腐蚀程度差异很大,仅仅在管道的始末段设置腐蚀监测点很难全面有效地获得管道腐蚀的真实情况。通过对天高线B段管道流体特性模拟分析,研究影响管道腐蚀的主要因素,确定管道严重腐蚀的部位,为长距离集输管道腐蚀监测方法和位置的设置提供依据。通过与目前油气田使用比较成熟的非插入式在线腐蚀监测技术进行对比,本试验在腐蚀监测系统中增设了超声导波监测技术。1年的腐蚀监测试验结果表明,完善后的在线腐蚀监测系统使腐蚀监测信息更加全面有效。     

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将天然气管道输送理论、灰色系统理论、最优化理论和决策支持系统理论相结合，开发研究出“天然气长输管道设计方案优选系统”(简称GPDOS)，实现了沿线地形起伏，沿线有若干进、分气点的长距离输气管道设计方案优选。章详细介绍了GPDOS设计的基本过程：概念设计、功能设计和结构设计。算例在GPDOS上的运行表明，该系统的独到之处在于：实现了天然气长输管道工艺计算和方案优选的自动化，实现了多方案计算的任意组舍；对优化投资费和运营管理费，缩短管道设计方案优选周期，快速获取输气管道沿线各段直径、壁厚和沿线压气站位置、数目、压气机型号及其组合方式以及输送压力等一系列最优参数，提高设计质量取得了明显的效果；对更新设计观念，按系统论的思想方法考虑工程设计问题起到了促进作用。     

海底管道串联分布式光纤监测系统

介绍了一种海底管道健康监测系统．该系统利用分布式光纤传感技术对海底管道应变进行实时监测，采用波分复用技术以光纤传感器串联形式来解决单个传感器监测距离短的缺点，实现长距离海底管道健康监测，系统具有预警功能，能够在海底管道面临危险时发出警报，确保海底管道安全运行。系统不仅可以用于海底管道．还可以用于陆上管道、桥梁、大坝等结构物的健康监测，具有广阔的应用前景。     

用于站外输油管道维护抢修的工艺改造

文章重点介绍了沧州—临邑输油管道在发生盗油打孔、腐蚀穿孔、更换管段时所采取的技术措施。即在停输状态下,管道泄漏实时监测系统无法正常使用时,通过在输油站内增设管道增压泵,使管内保持一定压力,从而保证管道泄漏实时监测系统灵敏好用。后来又使增压泵能够变为抽油泵,缩短了管道的泄压时间,并能使管内形成负压状态,有利于回收泄漏的原油或抽取被换管段的存油,为管道的抢修赢得了时间,解决了站外管道维护抢修中存在的问题。     

海底输气管道气体泄漏扩散模拟及影响因素研究

为研究泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速对海底输气管道泄漏后果的影响,以某海底输气管道为研究对象,选取两种泄漏孔径,两种泄漏水深,9种风速进行泄漏扩散的模拟计算。计算包含泄漏模拟、气体水中扩散计算及气体在空气中扩散的CFD模拟。最终得到各泄漏工况条件下可燃气体云团体积及影响范围。通过对数据进行归纳分析,得到气云扩散及影响距离的变化规律。结果表明,泄漏速率和泄漏水深会影响海底管道泄漏后气体到达海面的气体释放面积和气体垂直流速,进而影响气云在海面的扩散后果,风速会影响气云扩散的范围和浓度分布。泄漏孔径、泄漏点水深以及外部风速是进行海底管道泄漏扩散分析的关键因素,需要在分析中进行系统性考虑以全面反映海底管道的风险水平。当前分析方法能够较全面地分析以上关键因素对后果的影响,为现场抢险、应急响应等提供判据和输入,有助于完善应急准备分析和制定更加有针对性的应急处置方案。      

基于有限体积法的城市燃气管网运行分析

在大力发展燃气用户的同时,要确保燃气输配管网运行的可靠性,就需要对燃气输配管网进行工程计算。目前对燃气管网工程计算的研究多集中在天然气长输管线,而与之相比,城市燃气管网结构更复杂、计算数据量更庞大。为此,建立了采用有限体积法对管网模拟方程组进行求解的燃气管网分析系统,并据此对某次高压管线进行了动态工程计算,各站点压力的计算结果与实际监控信息平均相对误差为0.02%～4.13%（与采用美国SPS软件验证计算结果基本一致）;采用燃气管网分析系统还对某城市中压管网进行了稳态工程计算,得到管网压力最低点及“瓶颈”管段,这将有助于管网改造与运行方案的制订;同时结合运营经验、监控信息对计算结果进行了综合分析。结论认为：①如果对城市燃气输配管网进行动态模拟,必须研究各燃气用户的用气规律,找出不同工况下燃气用户的小时流量估算方法;②监控点信息值选取城市全年最大小时流量发生日对应的时段值,并结合日常运营工作的经验判断计算结果的合理性。     

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目前，天然气长输管道工程采用SCADA系统监控是国内外此类工程的基本管理模式。广义的SCADA系统是一个多功能的运行管理与监控系统，它可以对管道运行全过程进行动态监视、控制、模拟、分析、预测、计划、调度和优化，可以对线路及设备状态进行诊断并采取相应的保护措施。文章以山东济南区某输气站站控SCADA系统为例，讲解了此类系统的一般设计过程。     

ZH8Es-H5大位移水平井钻井技术

大港油田滩海地区2007年进入实质性开发,受地面条件的限制,为实现滩海油田少井高产、高效开发,采用了人工端岛丛式井为主的海油陆采方式,近两年来打出了诸多高水平的大位移水平井（最高位移垂深比3.92）。文中介绍了ZH8Es-H5大位移水平井实施过程中井身结构和井眼轨迹优化、摩阻扭矩预测与控制、井眼轨迹精确控制、保持井壁稳定及井眼清洁、大井斜长稳斜井段套管下入、环空ECD监测、井眼防碰、优质钻井液应用等多项先进技术或措施,对大位移水平井的设计、施工具有较高的借鉴意义。     

基于多传感器数据融合的长输埋地管道中心线测量

针对长距离油气管道的中心线测量问题,提出了一种利用多传感器数据融合的管道中心线计算方法。当使用管道内检测器对长距离油气管道进行内检测时,在内检测器上装载惯性测量单元（IMU）和里程计,通过加载低频发射机激发地面GPS标记盒获得内检测的位置信息。使用导航系统和非线性动态系统进行误差建模,利用IMU数据及里程计数据进行航位推算,并采用扩展型卡尔曼滤波器对惯导系统及里程计的各项误差进行估计和补偿,结合地面GPS标记点数据最终得出准确的管道中心线位置信息。通过对同一节长度的管道在2次不同时间测量的管道中心线轨迹数据进行对比分析可知,两次测量获得的惯导中心线数据在水平方向的综合偏离误差为0.35 m,高度方向的综合误差为0.74 m。为进一步验证测量精度,对埋地管道某处特征点进行了开挖验证,检测器的误差在1 m以内。为埋地油气管道的安全运行提供了一种有效的测量手段。     

输油管道盗孔结构修复应力分析及结构优化设计

为了有效快速地修复输油管道盗油孔,建立了长距离油气管道有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件对盗孔修复整体结构进行优化设计、耦合场分析及修复等系统化的仿真模拟。结果显示,盗孔及焊帽修复主要对盗油孔局部存在影响,结构改变造成应力集中,最大应力发生在孔的内边缘;补板修复方法最大应力发生管体开孔边缘处。研究结果表明,对于单一的盗孔,在相同压力下,补板修复方式产生的焊接残余应力最小,危险区数量最少,结构最为安全,是相对较好的盗孔缺陷修复方法。     

天然气管道泄漏声源特性及传播机理数值模拟

管道泄漏声源特性和传播机理决定了音波法在管道上的可检测性,管道泄漏引发的音波能量大小和其沿管道传播的衰减程度分别与泄漏口径大小、管道内压和管道长度等因素有关。以天然气管道泄漏时的气动噪声为研究对象,采用适用于高马赫数流场的MÖhring声类比对其进行模拟计算,建立了不同压力、不同泄漏孔径条件下的天然气管道泄漏噪声仿真模型,得到了天然气管道泄漏声源的相关特性,利用试验数据验证了计算模型的准确性。以该声源模型为基础,建立了音波在管道内的二维传播模型,通过模拟结果与现场试验的比较分析,表明天然气管道泄漏音波的超低频段（低于5 Hz）可在管道内传播较远距离并能被声波传感器所探测,从理论上验证了音波法在天然气管道泄漏检测领域的良好应用前景。     

海底管道干式维修用封堵器的设计

海底管道在使用过程中,会由于各种原因而损坏,严重时需要更换损坏的管段,海底管道干式维修技术就是解决这一问题的方法之一。为了形成干式维修的环境,需要用封堵器将敞开的管口封住。新设计的封堵器是为配合海底管道干式维修工艺而专门研究的,它具有封堵压差大、可自解封等特点,由此可以将送进封堵器的工艺孔去除后,再进行干式维修,改变了以往工艺孔只能保留在修复后的管道上的传统做法,在一定程度上提高了管道修复后的完整性,减小了安全隐患。     

大位移井技术发展现状及启示

在介绍国内外大位移井的基础上,指出大位移井的突出特点是?311mm(12?in)井眼处于大斜度长裸眼稳斜段,这就决定了扭矩/摩阻是钻大位移井的核心问题。文中重点介绍了大位移井井眼轨道优化设计、扭矩/摩阻和井眼轨道控制工具等三项钻大位移井的关键技术。认为我国已有钻2600m以上水平位移井的能力,应借鉴国外把水平位移4000m的井作为六位移井起步的经验,但应对设备能力进行评估和适当优化升级。     

长输管道地质灾害的类型、防控措施和预测方法

对国内的长输管道所涉及到的地质灾害类型及其成灾机理进行了详细归纳,同时结合具体实例讨论了地质灾害对管道安全的影响,并依据各灾害类型的成灾特点、发展演化和受影响因素的不同,分别提出了不同的防控对策。最后,为了预防以后可能发生的地质灾害对管道所造成的损失,结合管道安全管理工程的多学科协同应用的特点,提出了如何对管道地质灾害进行预测的方法。     

脉冲中子氧活化测井仪器

脉冲中子氧活化测井仪是一种测量水流速度的测井仪器。其结构由中子发生器和特征γ射线探测器两部分组成。中子发生器发射中子,使井筒内水溶液中的氧元素活化,如果水流动,γ射线探测器就可以测出水的流动信号,进而测出水的流速。氧活化测井仪已经成功应用于聚合物注入剖面测井和分层配注井管后流体流速测量,还在找漏找窜、封隔器验封、判断套管变形、纠正错误的井下工具位置、确定管线漏损等方面获得成功应用。该成果填补了国内空白,在技术上达到了国际同类产品先进水平,推广应用后创造了良好的经济效益和社会效益。     

BEM系列原油流动性改进剂及其应用

扼要讨论了原油流动性改进剂（降凝剂）的作用机理，性能要求及生产技术关键。分别介绍了华冠石油化工公司生产的降凝剂BEM-3在输送胜利原油的长655.37km的鲁宁（临邑-仪征）线和长252km的东（营）黄（岛）老线，BEM-5P在输送中原原油的长282.55km的中洛（濮阳-洛阳）线和长241.9km的濮（阳）临（邑）线以及在大港油田长47.8km的一段集输干线，BEM-6N在输送南阳原油的长422.1km的魏（岗）荆（门）线和输送高凝高粘胜利原油的长约51.6km的河（口）沾（化）线，BEM-7H在顺序输送国内外多种原油的长201km的洪（湖）荆（门）线的应用工艺，降凝降粘效果及降低输量下的高效，经济，安全运转。在魏荆线上用BEM-6N所作的现场测试表明，在析蜡高峰期的过泵剪切和重复加热使加剂原油低温流动性显著恶化，在析蜡点以上的剪切和重复加热则影响不大。     

燃气管道埋地阀井智能监控技术研究

目的城市燃气管网中阀井在燃气管网适应性分析、管网泄漏报警和应急抢险等方面起着举足轻重的作用,然而传统城镇阀井还不能满足管网流量计量、管道安全监控报警及管网参数收集等生产需求。该研究旨在扩展传统阀井的功能,提高设备生产能力。 方法在传统阀井设计的基础上,结合生产需求,提出了一种兼具流量计量、信息采集、气体浓度检测等功能的阀井紧急切断阀。同时为解决对阀井实时监控、数据采集、故障报警、阀位显示、远程切断操作等难题,在结合SCADA系统的基础上,提出了一种阀井信息采控一体化设备。 结果该设备具有切断阀位显示、切断远程控制、泄漏报警、液位报警、数据采集等功能。 结论依托互联网和大数据平台,采用该阀井一体化设备可实现对城市管网进行远程化和智能化管理。      

西南山区油气并行管道腐蚀速率分析

西南山区管道埋设地质条件复杂,多条管道在同一管道廊带并行敷设,每条管线均采用独立的阴极保护系统,线路阴极保护系统之间存在相互干扰的风险。对西南山区并行管道阴极保护系统通断电后目标管线阴保系统产生的影响进行了研究,并对相互干扰的管地电位进行了长达数月的连续监测,选取2个典型并行管段共计5处测试点进行腐蚀速率分析。结果表明,5处位置的土壤自然腐蚀速率为0.080~0.217 mm/a,阴保下的腐蚀速率为0~0.126 mm/a,阴极保护效果良好处腐蚀风险低,土壤自然腐蚀速率是阴极保护下腐蚀速率的几倍、十几倍,在阴极保护良好的条件下并行管道阴极保护间的相互干扰对管道的腐蚀影响效果并不显著。      

埋地钢质输油管道阴极保护及其应用分析

埋地钢质输油管道普遍存在电化学腐蚀，与此相应的电化学保护方法之一牺牲阳极阴极保护法得到了广泛应用。木文阐明了阴极保护方法的基本原理及其重要参数。对某油田埋地钢质输油管道阴极保护系统进行测试，并对测试数据进行了分析，指出不仅要在埋地钢质输油管道安装时注重电化学保护设计，而且在阴极保护系统工作时也要注重对其进行监测及维护，使阴极保护系统能长期有效地工作以达到牺牲阳极、阴极防腐之目的。