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砂质海床上海底管道侧向失稳试验研究

油气储运 2024年第6期43卷 692-701页

作者：路顺闫术明周晓东曹志强金辉中国石油天然气管道工程有限公司

[目的]海洋环境具有复杂性及不可预测性,敷设于砂质海床上的海底管道易发生侧向失稳,但目前对海底管道侧向失稳的成因尚不明晰,亟需探究海流荷载作用下砂质海床上管道侧向失稳过程中的水动力荷载、管土相互作用等多种影响因素的耦合机制... 详细信息

[目的]海洋环境具有复杂性及不可预测性,敷设于砂质海床上的海底管道易发生侧向失稳,但目前对海底管道侧向失稳的成因尚不明晰,亟需探究海流荷载作用下砂质海床上管道侧向失稳过程中的水动力荷载、管土相互作用等多种影响因素的耦合机制。[方法]采用自主设计搭建的机械加载试验装置开展多类型模型试验,在管道两端防止滚动与自由运动两种约束条件下,探究海底管道侧向失稳的物理机制,分析海底管道水下重力、管土摩擦因数、管道初始嵌入深度比、不同砂质土壤、端部约束条件等对极限侧向土阻力、侧向土阻力系数的影响。[结果]侧向土阻力随海底管道水平位移的增加而逐渐增大,并最终达到极限值;侧向土阻力系数随管道水下重力的增加而逐渐减小,最终趋于稳定值;防滚管道的侧向土阻力系数随摩擦因数的增大而增大,自由管道的摩擦因数对侧向土阻力系数的影响较小;防滚管道的侧向土阻力系数远大于管道两端自由的工况;防滚管道的初始嵌入深度比对管道出现最大沉降量及发生极限侧向土阻力的位置具有重要影响。[结论]海流作用下的管土相互作用是海流-管道-海床之间的动力耦合,明确了海流荷载作用下管道侧向失稳过程中极限侧向土阻力发展规律,可为海底管道的设计、敷设及安全运行提供技术支撑。(图11,表1,参31)

关键词：海底管道砂质海床失稳机械加载端部约束侧向土阻力系数

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基于拉法尔喷管的新型放空立管可行性研究

化工设备与管道 2024年第2期61卷 89-94页

作者：马强中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000

针对传统放空立管介质出口速度小、扩散高度低等缺点。文章基于理论分析和模拟的手段对新型放空立管进行可行性研究。结果表明,放空介质动能来源于进出口压差及介质焓值,放空过程是一个压降、温降过程;通过对新型放空立管合理设计,在不... 详细信息

针对传统放空立管介质出口速度小、扩散高度低等缺点。文章基于理论分析和模拟的手段对新型放空立管进行可行性研究。结果表明,放空介质动能来源于进出口压差及介质焓值,放空过程是一个压降、温降过程;通过对新型放空立管合理设计,在不改变进出口条件下,可比传统立管出口速度提高37.5%~41.7%,提高可燃气体的扩散高度,降低对地面工作人员的潜在危害。该新型放空立管切实可行,可为今后放空立管的设计提供新的思路。

关键词：天然气放空立管拉法尔喷管可行性

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X80M钢级管道自动焊环焊缝裂纹成因分析

冶金分析 2024年第1期44卷 99-105页

作者：李曾珍杨叠代晓波鹿锋华李彦龙闫新宇中国石油天然气管道科学研究院有限公司油气管道输送安全国家工程研究中心曹妃甸新天液化天然气有限公司

管径1 422 mm、高钢级X80M某管线工程的自动焊环焊缝经现场无损检测发现疑似裂纹，打磨验证后确认为裂纹缺陷。为了探究X80M管线钢环焊缝出现裂纹的原因，通过钢管和焊接材料化学成分分析、裂纹无损检测定位、裂纹缺陷切割，以及裂纹宏... 详细信息

管径1 422 mm、高钢级X80M某管线工程的自动焊环焊缝经现场无损检测发现疑似裂纹，打磨验证后确认为裂纹缺陷。为了探究X80M管线钢环焊缝出现裂纹的原因，通过钢管和焊接材料化学成分分析、裂纹无损检测定位、裂纹缺陷切割，以及裂纹宏微观形貌及组织、显微硬度、裂纹及裂纹附近区域分析等试验方法，确定了裂纹的形成原因。分析结果表明：裂纹位于焊缝填充层，裂纹附近的基体富集Cu元素，以等轴晶为主，其周围显微硬度值明显高于远离裂纹的焊缝，且裂纹沿着晶界扩展，裂纹内部及其附近区域均存在Cu。结合现场施焊信息，在填充焊接过程中，铜质导电嘴与坡口壁接触而发生短路，短路电流产生的高温使铜质导电嘴与坡口壁接触部分烧熔，熔化的Cu进入焊缝，并沿着焊缝晶界扩散而形成Cu富集区，导致环焊缝熔铜开裂。

关键词： X80M管线钢自动焊环焊缝裂纹成因熔铜开裂

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焊枪喷嘴结构对保护气体流场的影响

油气储运 2024年第4期43卷 449-456页

作者：梁明明刘晓文侯昊陈佳铭牛连山姜艳朋中国石油天然气管道科学研究院有限公司中国石油管道局工程有限公司国际分公司

【目的】传统焊枪喷嘴结构设计中存在开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题,优化焊枪喷嘴结构、控制保护气体流场等显得尤为必要。【方法】采用计算流体动力学软件Fluent,针对保护气体流量、焊枪喷嘴结构、喷嘴与坡口... 详细信息

【目的】传统焊枪喷嘴结构设计中存在开发周期长、成本高、保护气体流场保护效果不明确的问题,优化焊枪喷嘴结构、控制保护气体流场等显得尤为必要。【方法】采用计算流体动力学软件Fluent,针对保护气体流量、焊枪喷嘴结构、喷嘴与坡口的间距等关键参数进行数值模拟,并通过气体染色试验与焊接试验,对模拟结果进行验证。【结果】在管道窄间隙坡口熔化极气体保护电弧焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)工艺中,选用20 L/min的保护气体流量可以获得良好的保护效果;锥形与扁锥喷嘴效果较为理想,其中扁锥喷嘴结构使得保护气体的流场呈现较小的圆锥度且流动更为挺直,在相对较低的保护气体流量下即可有效抵抗侧风干扰,保持稳定的焊接环境;当焊枪喷嘴与坡口的间距控制在15 mm以内时,保护气体的流场具有良好的保护效果。采用气体染色试验及焊接试验对锥形与扁锥喷嘴的模拟结果进行验证,流场及焊接质量与模拟结果相符,表明采用数值模拟方法对保护气体流场的优化设计是切实可行的。【结论】计算流体动力学模拟技术能有效优化焊枪喷嘴的结构设计、缩短研发周期、增强焊接质量的稳定性,并显著提高窄间隙坡口GMAW工艺中保护气体的利用效率,可为焊枪喷嘴结构设计及保护气体流场的调控提供新的思路与技术参考。(图9,表1,参22)

关键词：管道焊接模拟仿真焊枪喷嘴保护气体

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西部天然气干线管网系统互联互通模式对比

油气储运 2024年

作者：谢萍魏磊宋硕硕李卫晨子国家管网集团西部管道有限责任公司西南石油大学石油与天然气工程学中国石油天然气管道工程有限公司

[目的]“主干互联、区域成网”（简称互联互通）指通过多输送方案优化调运途径，解决天然气管网气源分布地域不均匀的问题，在天然气并行管道沿线已有的阀室间设置跨接是实现天然气管道互联互通的重要途径。目前，国内外尚未明确并行管... 详细信息

[目的]“主干互联、区域成网”（简称互联互通）指通过多输送方案优化调运途径，解决天然气管网气源分布地域不均匀的问题，在天然气并行管道沿线已有的阀室间设置跨接是实现天然气管道互联互通的重要途径。目前，国内外尚未明确并行管道跨接阀室设置方案对发生截断事故管网输量的影响，且对阀室跨接设置尚未形成统一的认识。[方法]利用SPS软件建立了西部天然气管道干线管网模型，结合管网中各条管道设计输气能力、管道路由走向、沿线站场分布特点等，分析了西气东输一线与轮吐支干线、西气东输二线与西气东输三线新疆段、西气东输一线与西气东输四线甘肃段在不同阀室位置设置联通的可能性，基于可实施性和经济性给出了管道阀室联通方案。基于该方案进一步分析了单（双）管跨接方式对干线管道在事故状态下管道的失效长度、可能造成的输气量下降程度、跨接阀门失效频率及供气系统稳定性等多方面的影响。[结果]建议联通阀室采用双管跨接方式，总结了“先进行双管跨接方案设置，后进行事故状态输送能力分析，最后开展联通经济性分析”的设计步骤，制定了西气东输一线与轮吐支干线轮南—孔雀河段、西气东输二线与西气东输三线精河—乌苏段的联通方案。[结论]研究成果可为中国天然气干线管网的互联互通提供标准化设计路径。

关键词：天然气管网互联互通阀室站场跨接

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MOSS型FSRU的BOG管理研究

船舶标准化与质量 2024年第2期 45-50,65页

作者：杨传川黄志刚彭琦淏中国石油天然气管道工程有限公司

FSRU的BOG管理是指对FSRU液货舱BOG的产生和消耗进行的平衡管理。FSRU作为一个完全独立的浮式处理终端,能源由消耗自身存储的LNG提供,因此,BOG管理不仅具备LNG接收站对BOG处理的功能性要求,同时兼具浮式装备的典型特点如空间上的紧凑性... 详细信息

FSRU的BOG管理是指对FSRU液货舱BOG的产生和消耗进行的平衡管理。FSRU作为一个完全独立的浮式处理终端,能源由消耗自身存储的LNG提供,因此,BOG管理不仅具备LNG接收站对BOG处理的功能性要求,同时兼具浮式装备的典型特点如空间上的紧凑性、更高的操作安全考量、海洋环境的影响等,管理的流程也相比陆上LNG接收站更为综合复杂。本文以同时配备了开式海水加热循环和闭式蒸汽加热循环的MOSS型FSRU为例,分析了两种加热循环模式下BOG管理的流程和特点,从FSRU液货舱舱压的维持、BOG管理的控制逻辑、BOG管理的安全设计等方面提出一些设计参考和建议,以保证FSRU运行的经济性、可靠性和安全性。

关键词： FSRU BOG BOG管理开式加热循环闭式加热循环

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斜坡非均匀弧形滑动下管道力学行为研究

石油机械 2024年第3期52卷 126-134页

作者：李安王东源张振永曹宇光张旭国家石油天然气管网集团有限公司建设项目管理分公司中国石油天然气管道工程有限公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

目前尚未建立准确描绘斜坡三维非均匀圆弧滑动下探究管道力学行为的模型。为此,基于强度折减理论,利用2D平面应变有限元模型确定斜坡失稳滑动面,基于2D平面应变有限元模型的斜坡滑动轨迹,纳入非均匀三角函数型表征的滑坡位移函数,建立... 详细信息

目前尚未建立准确描绘斜坡三维非均匀圆弧滑动下探究管道力学行为的模型。为此,基于强度折减理论,利用2D平面应变有限元模型确定斜坡失稳滑动面,基于2D平面应变有限元模型的斜坡滑动轨迹,纳入非均匀三角函数型表征的滑坡位移函数,建立含有滑坡真实滑动面的3D有限元模型。基于中缅油气管道的工程案例及参数取值范围,充分分析8种无量纲因素对管道轴向拉伸应变行为的影响。研究结果表明:减小埋深、增大壁厚、根据径厚比设计管道穿越斜坡位置、合理把关回填土力学性能等措施,能极大地降低管道在轴向失效的可能性;通过控制管道壁厚能有效减小土壤内摩擦角和运行内压带来的影响。研究结论可为穿越斜坡段敷设的管道设计工作提供理论指导。

关键词：管道敷设圆弧形滑坡数值模型管道力学行为影响因素拉伸应变

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X80管线钢自动焊焊缝冲击能量分配研究

压力容器 2024年第6期41卷 30-35页

作者：韩涛温晓峰刘宇尹长华王金环中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000 国家管网集团北方管道有限责任公司河北廊坊065000

针对X80管线钢实心焊丝自动焊的焊缝金属,采用仪器化冲击试验方法,研究了焊缝金属冲击能量分配和温度敏感性。结果表明,工程常用测试温度(-10℃)条件下,X80管道实心焊丝自动焊的焊缝金属冲击韧性(128~195 J)良好;总冲击吸收能量数据波... 详细信息

针对X80管线钢实心焊丝自动焊的焊缝金属,采用仪器化冲击试验方法,研究了焊缝金属冲击能量分配和温度敏感性。结果表明,工程常用测试温度(-10℃)条件下,X80管道实心焊丝自动焊的焊缝金属冲击韧性(128~195 J)良好;总冲击吸收能量数据波动显著大于裂纹形成能量,主要原因是裂纹扩展过程吸收能量波动较大引起的;系列温度冲击试验的总吸收能量和裂纹形成能量均具有上平台特征,但裂纹形成能量数据曲线的上平台温度范围(-40~20℃)更大,且随着试验温度升高,裂纹形成能量占比表现出非线性降低特性。长输管道工程设计温度范围(-40~20℃)内,焊缝金属裂纹形成能量测试结果具有温度无关性特征,依据上平台温度试验结果制定验收指标,可能不利于对焊缝金属裂纹萌生的控制,建议进一步开展相关研究,制定焊缝金属起裂韧性指标,从根本上控制焊缝金属裂纹的萌生。

关键词： X80管线钢实芯焊丝自动焊焊缝金属仪器化冲击试验能量分配

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长输油气管道智慧工地数字化管理流程浅析

中国勘察设计 2024年第1期 93-96页

作者：铁明亮詹胜文李杰中国石油天然气管道工程有限公司

随着我国经济社会的发展,对于石油及天然气的需求也越来越大,长输油气管道的建设也随之高速增长,管道工地也越来越多[1]。2017年,中国石油提出了建设“智能管道,智慧管网”的发展目标,将实现油气管网“全数字化移交、全智能化运营、全... 详细信息

随着我国经济社会的发展,对于石油及天然气的需求也越来越大,长输油气管道的建设也随之高速增长,管道工地也越来越多[1]。2017年,中国石油提出了建设“智能管道,智慧管网”的发展目标,将实现油气管网“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”,智慧工地的构建是其中至关重要的一环[2][3]。当前,智慧工地在市政、交通、电力等行业已经有了长足的发展,但在长输油气管道建设中的应用仍处在探索与试用阶段。基于此,本文对长输油气管道智慧工地建设的数字化管理及建设实践方案进行探讨和研究。

关键词：智慧工地长输油气管道数字化管理数字化移交实践方案全生命周期管理油气管网试用阶段