长输天然气管道冬季运行分析

为了降低某天然气长输管道的能耗,用SPS软件建立了该条管道仿真模型。在该条管道冬季不同输量下,利用模型分析管道沿线各站出站温度调节对能耗费用的影响。结果表明:该条天然气管道当输量为2.0×1010m3/a时,开空冷器比不开空冷器所需能耗费用多;当输量为2.5×1010m3/a和3.0×1010m3/a时,开空冷器比不开空冷器所需能耗费用少,开空冷器能够降低管道的运行成本。     

带隔板并联管组流量分配特性的数值模拟

文中提出一种隔板分流方法,以改善并联管组流量分配的均匀性。建立带隔板和无隔板的并联管组的几何模型和数值模型,通过数值计算,确定了最佳隔板设置方法,研究了集管直径、支管直径、进口流速和支管间距对流量均匀性的影响。结果表明:隔板分流可减小各支管流量比的均方差,可减至无隔板分流的1/3,增加并联管组流量分配的均匀性;大集管、小支管的并联管组均匀性较好;进口流速较小时,各支管流量更均匀;支管间距对流量均匀性的影响很小。     

天然气管网的初始流量分配

在对天然气管网进行离线数值模拟计算时,需要给各管段分配初始流量,作为迭代计算的初始值。根据管道的流动状态多在阻力平方区的特点,建立初始流量分配的数学模型,用C 语言编制出计算程序。对实例进行计算和分析,表明用最小平方和法求解各管段初始流量时,不需手工预分初始流量,也不需预先确定各管段流体流动方向,求解所得初始值接近真实值,使数值计算的收敛速度大大提高。     

应用CAESAR Ⅱ软件对空冷器入口管线的优化设计

为提高大管径分馏塔顶空冷器入口管线的安全性,应用CAESAR Ⅱ软件,对其进行模型建立和数据分析。在正常操作工况及蒸汽吹扫工况下,通过调整空冷器入口管线的安装形式,对比一次应力、二次应力、管嘴受力、法兰泄漏的分析报告,可得出结论:可以通过增加管线长度、改变管道走向等方法对空冷器入口管线进行优化,增加其柔性,减少对空冷器管嘴的作用力,最终获得安全合理的安装方案。     

管道投产时期翻越点后水隔离段稳态流动分析

管道中不满流动状态的存在对管道的正常运行和停输产生较大影响,容易引起管道事故.因此,对地形起伏管道翻越高峰点后的流动特点进行了分析,根据流体力学连续性方程和动量方程建立了不满流动的数学模型,并结合现场数据进行了投产时期水隔离段的不满流动截面参数计算;通过分析计算结果可知,影响不满流段气体含量的因素包括管道坡度、流体流量...     

海洋平台输液管道激振流体特性研究

研究了海洋平台输液管道激振流体的行为特性。依据振荡流体力学及傅里叶变换基本原理，建立了输液管道非定常、不可压缩、黏性振动流的数学模型，将流动分解为稳定流和振荡流2部分，推导出关于流场速度、压力系数的微分方程组，求解了不同条件下的流速和压力。结果表明：海洋平台输液管道激振流体的行为特性受管道结构形状及流体性质的影响。比较等截面管道的变分解和数值解，说明此方法用于研究海洋平台输液管道的流体激振是有效的。     

数值方法计算热油管道参数的数学模型及程序系统（一）

通过深入分析存在牛顿和假塑性流体流型热输原油管的流动特征，本文给出管道中可能出现的４３种流型流态组合图，并在此基础上建立了用数值方法计算工艺参数的数学模型。     

气液混输管道清管模型应用研究

清管球在管道中运行时,受到流体的阻力形成液塞.模拟液塞在管道中流动的模型主要有McDonald-Baker模型和Minami模型两大类,用于模拟管道内稳态和瞬态流动的流体.针对管道中气液两相流体,采用上述两类模型进行模拟计算,并与实验结果相比较,得出结论:对于精度要求较高的情况下,模拟两相流管道中的流体采用某一种清管模型不能满足精度要求,应根据管道中气液混合的速度和清管球的运行速度来确定,不同阶段,采用相对应的清管模型来计算管道清洗的时间和速度.     

内流对洪水冲击下管跨临界长度影响研究

为了研究洪水冲击管道时形成的管跨临界长度,分别介绍了洪水作用下管道的动力特性以及内流对管道特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内流、外流共同作用下的管道动力控制方程。结果表明:对于洪水冲击管道的问题,不应仅考虑洪水的作用,也应该考虑内流对于管道的作用;内流流速增大、压强增大、密度减小都将缩短临界长度。考虑内流的管跨临界长度,对设计及现场抢维修都具有借鉴作用。     

新型自动推进清管器

介绍了一种全新的清管器——蠕动清管器,它是一个自动推进的刚毛牵引器,可以通过特殊设计的叶轮机靠流体的冲击在管道里自由活动,它的速度和牵引能力可以通过叶轮机和牵引之间的可调速阀来改变。由于蠕动清管器不再依靠密封管道来获得动力,它的推广将会给管道清管工艺带来新的发展方向。     

多节点环网系统的瞬变过程模拟

在管网系统的运行操作中，阀门误关闭、管道堵塞、停泵等都会导致流体的瞬变流动，由此产生的水击压力波可能导致管段的强度破坏。环网的瞬变流动计算问题较为复杂，需要求解高阶非线性方程组，对于复杂的网状结构，系统的自动识别或标记相当麻烦。通过对环网系统水击问题的分析研究，提出了求解任意液体环网问题的计算方法和相应的计算程序。     

严寒地区油库压力管道选材研究

根据工业管道安全技术监察规程,严寒地区油库压力管道设计温度低于-20℃,超出了20号碳素钢管的使用温度下限,按照压力管道设计规范中关于低温低应力工况的定义,进行管道应力计算。分析表明：油库压力管道的设计压力低于0.7 MPa时,油库管道正常操作的轴向拉应力低于材料标准规定的20号钢管的最小抗拉强度值的10%,管道操作工况处于低温低应力工况,管道材料可以使用20号钢。     

碳纤维补强技术在油田金属管道中的应用

针对联合站内重要的管道发生腐蚀穿孔时,需要停产更换管道,施工周期长,影响单井产液量,并且施工过程中需要动火焊接,存在安全隐患的问题,介绍了碳纤维补强金属管道的技术原理,室内爆破试验验证了补强效果。现场试验表明：管道补强后承压大于10 MPa,能够满足工艺要求,恢复管道的承压能力。试验结果表明碳纤维复合材料是一种可靠的管道修复材料。碳纤维补强技术可实现管道不停产、带温、带压在线修复,适合于位置重要、不能轻易停产的管道修复。     

洪水冲击管道的模拟分析

根据计算流体力学的原理和方法，以流场数值模拟为基础，利用大型流体计算软件对洪水冲击管道流场进行了模拟分析，得到了流场分布、压力分布情况，计算出了不同裸露程度管道在不同流速洪水冲击下的受力数值，分析了管道裸露程度对管壁受力的影响。     

外压作用下夹层管整体式止屈器止屈性能仿真研究

在深水作业的夹层管受外部静水压力作用容易引发屈曲局部失稳,屈曲会沿着管道轴向传播并引发大范围破坏失效,实际工程中常采用设置止屈器的方法来限制屈曲传播,从而避免整段管道的报废。针对此问题,基于ABAQUS软件建立含止屈器的夹层管有限元模型,通过数值仿真分析夹层管在外压作用下的止屈器屈曲穿越变形形态,并对止屈器止屈性能进行参数分析。研究结果表明:增大止屈器长度或宽度能够实现屈曲穿越模式的转变;增强夹层管的层间粘结性能会显著提高夹层管整体式止屈器止屈效率;屈曲穿越压力随止屈器长度或厚度的增大而增大,当超过某一临界值时,屈曲穿越由平行穿越模式变为正交穿越模式。     

一种新型管道机械接头密封分析

随着海洋石油事业的发展,尤其是在役多年的石油平台工艺管道长时间受腐蚀介质和海洋环境的影响容易发生泄漏,传统的管道焊接技术由于需要动火作业,在已投产的石油平台管道维修方面受油气易燃易爆等各种因素的制约,不适应海洋平台管道维修快速、环保、经济等新要求。文中利用ANSYS有限元软件对传统机械接头的结构进行优化分析,开发出一种新型管道机械连接接头。此种接头具有耐高压、耐腐蚀、节能、安全、安装快捷等显著优点,特别适用于海洋石油平台工艺管道的快速维修。着重分析了新型管道机械接头的基本结构、连接机理及影响其密封性能的主要因素,分析结果显示此种连接可靠。     

直埋蒸汽管道安装质量控制

文中从施工验收标准适用性分析开始，针对安装中的一些环节，如材料验收，焊接控制，管道补偿器、阀门、防潮管安装，疏水装置的设置，穿越工程的实施，管沟开挖以及暖管、吹扫等，分别阐述了相应的质量控制要求。此外，还提出了牺牲阳极在直埋蒸汽管道中应用的局限性，为此类管道的安装提供了参考。     

环焊缝含未焊透缺陷的压力管道安全评定

运用国家标准GB／T19624--2004《在用含缺陷压力容器安全评定》对在用含缺陷压力管道进行安全评定，在国内业界还很少开展。通过对2组环焊缝含未焊透缺陷压力管道的安全评定，提供了对在用含缺陷且载荷复杂的压力管道进行安全评定的方法和步骤，介绍了运用GB／T19624--2004对带环向未焊透缺陷压力管道进行安全评定的方法，为广泛开展在用含缺陷压力管道安全评定提供参考，以保证压力管道运行的安全性和经济性。     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

海底柔性管道技术研究

随着海洋油气勘探开发的发展,柔性管道得到越来越广泛的应用。文中介绍了柔性管道的分类及结构,重点描述了粘结和无粘结柔性管道,无粘结柔性管道是目前国外发展趋势和研究重点。阐述了柔性管道的技术优势以及适用范围,同时介绍了柔性管道的发展状况、设计准则以及国外的主要制造厂商。国内柔性管道技术与世界先进水平之间还存在较大的差距,采用无粘结技术以及适用超深水环境将是国内未来深水海底柔性管道技术发展的方向。