爆炸载荷对埋地输气管道的动力响应和极限载荷分析

定量分析临近管道爆破对埋地输气管道产生的动力响应有助于合理制定输气管道的安全保护措施。利用LS-DYNA 3D有限元程序,根据准静定理论计算爆腔半径,在爆腔内壁施加压力时程,建立了爆腔-岩土介质-输气管道动力相互作用模型,基于多种工况下的数值模拟分析,探讨了埋地输气管道动态响应过程中管道质点速度和动应力峰值分别和装药量、爆心距的关系,以两倍弹性斜率准则确定管道在特定工况下的极限载荷,进一步建立了装药量和施工安全距离的经验关系式,此式可以作为输气管道在近距离爆破施工条件下的破坏判据。该模型为埋地输气管道在第三方荷载作用下的风险评估提供了一个计算平台,对埋地输气管道的设计、施工和完整性管理具有一定的参考价值。     

输气管道第三方破坏风险因素的敏感性分析

输气管道第三方破坏风险的诱因错综复杂、随机性高,为此建立了输气管道第三方破坏故障树。根据敏感性因素的概念和基本原理,通过对输气管道第三方破坏故障树底事件结构重要度的计算,分析了输气管道第三方破坏风险因素的敏感性,识别出了影响输气管道第三方破坏风险的主要因素,以期为输气管道第三方破坏风险的控制、安全管理提供依据。     

采空塌陷区管道最大轴向应力计算及统计分析

采空塌陷对埋地油气管道的安全完整性构成了严重威胁。为此,在分析采空塌陷区管道变形基本特征和简化采空塌陷区管道半空间受力分析模型的基础上,对非沉陷区和沉陷区分别构建了计算模型,计算了不同工况条件下不同塌陷区长度、不同沉降量所对应的管道内部最大轴向应力,根据相关规范并采用最小二乘法,分别得出了只考虑管道内压不考虑强度折减系数和既考虑管道内压也考虑强度折减系数的沉陷区长度与对应的管道极限下沉量的统计关系,并得出以下结论：①在开采沉陷区,当没有发生塌陷时,埋地管道所承受的应力主要是其内压产生的轴向拉应力;②而当发生塌陷时,埋地管道所承受的应力主要是其内压和因塌陷产生的管道轴向拉应力之和;③在沉降区边缘的管道上部承受的应力值最大,其次是沉陷中心的管道下部,并承受着拉伸应力;④沉降盆地边缘的管道下部和沉陷中心的管道上部承受着压缩应力。     

“西气东输”一线管道地质灾害风险监测预警体系

为了对“西气东输”一线管道地质灾害风险进行有效的监测和预警,减少管道安全运营成本,利用历史数据和“事故危害系数”的概念,直观地论证了管道地质灾害风险监测的必要性,探讨了管道地质灾害的渐变特征和管道失效的力学判据,阐明了管道地质灾害风险监测及预警在理论与技术上的可行性。基于“承灾体重于致灾体、前期监测重于灾后监测、长期监测重于短期检测、经济合理重于技术领先”的原则,建立了长输管道沿线地质灾害风险监测预警体系--管道地质灾害前期监测网。该监测网在“西气东输”一线干线及支线的管道地质灾害高风险区上布设了近百个隐患监测点,及时发布了3起预警并2次触发应急预案,监测成果直接支持了7处隐患点的治理工作。实际应用效果表明,该监测网具有灾害预报预警、支持灾害治理方案、校准灾害治理过程的功能,甚至还可用于评价灾害治理效果、合理调配灾害防治资源,能使管道完整性管理工作真正落到实处,有效降低管道运营方的经营成本。     

输气管道环境及地质灾害风险评估模型

地质灾害对油气输送管道的正常建设和运行造成严重的威胁,因此建立适合我国国情的输气管道环境及地质灾害风险评估模型具有重要意义.通过参考国际通用的管道风险指标体系评估模型,建立了输气管道环境及地质灾害风险评估基本模型;针对某些区域或某些灾害的特殊问题,建立了输气管道环境及地质灾害风险评估灾害历史修正模型和输气中断修正模型.这些修正模型提高了输气管道环境及地质灾害风险评估结果的准确性.     

地下爆炸对埋地输气管道冲击响应的数值分析

通过适当选取材料本构关系,运用非线性动力学基本理论和ALE算法,利用Ls.DYNA3D有限元程序,对爆炸地冲击作用下引起埋地输气管道的动力响应问题进行了数值模拟分析.通过埋地管道在2组共lO个工况下的数值计算分析,拟合了埋地管道响应(包括速度和动应力)最大值和装药量、爆心与管道中心距离之间的关系.模拟计算结果与经验公式规律十分吻合,表明采用数值模拟方法研究爆炸地冲击对埋地管道的作用是可行的.计算方法为埋地管道在第三方破坏荷载作用下的风险评估提供了一个计算平台,计算结果对埋地输气管道的风险评估和防灾减灾具有重要的参考价值.     

西气东输管道完整性管理实践及效能分析

随着我国长输天然气管道建设的飞速发展,借鉴国外先进管理经验,探索建立适合国情的管道完整性管理方法已成为国内所有管道公司的工作重点。在分析比较国内外管道完整性管理差异性的基础上,介绍了西气东输管道完整性管理理念的形成过程、西气东输管道完整性管理体系的架构和以下特点：①理论联系实际;②可操作性强;③完整性管理理念融入安全生产全过程;④高水平的专家支持团队;⑤不断完善完整性管理体系;⑥具有量化透明的考核机制。重点从地质灾害、第三方损坏和管道本体完整性3个方面总结了西气东输管道完整性管理的工程实践,并结合其实践效果,从事故发生率和管理维护投入两个方面对西气东输管道完整性管理的效能进行了统计分析。结果表明：目前西气东输管道的实际失效频率和计算可能失效频率均小于欧洲EGIG的统计计算水平,管道完整性管理技术给西气东输管道的运营带来了明显的经济效益和社会效益,所取得的实践经验对同类油气管道的安全管理具有重要的工程示范意义。