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油气长输管道风险评价技术、标准及软件综述

工业安全与环保 2024年

作者：杨玉锋国家管网集团科学技术研究总院分公司北京科技大学

管道风险评价是管道完整性管理的核心环节之一，是识别、评价和管控管道风险的重要手段，为详细掌握国内外管道风险评价技术进展进而明确下一步发展方向，从风险评价技术、标准和软件应用等开展了详细分析和讨论。分析了半定量风险评价... 详细信息

管道风险评价是管道完整性管理的核心环节之一，是识别、评价和管控管道风险的重要手段，为详细掌握国内外管道风险评价技术进展进而明确下一步发展方向，从风险评价技术、标准和软件应用等开展了详细分析和讨论。分析了半定量风险评价技术模型、标准、软件及应用情况，明确了管道半定量风险评价技术基本发展成熟，下一步重点在加强相关标准协同，构架半定量风险评价技术体系。阐述了定量风险评价技术原理、评价模型及标准情况，明确管道定量风险评价技术基本形成，下一步重点在高钢级管道失效后果模型、失效数据库、风险可接受准则等方面深化研究。提出了管道智能化风险评价研究框架，明确管道智能化风险评价刚刚启动，下一步重点在数据动态采集和基于知识体系的智能化评价模型方面开展研究，实现管道风险机理模型和数据统计模型的深度融合，构建基于数据和知识的智能化管道风险评价。

关键词：半定量风险评价定量风险评价智能化风险评价风险评价标准风险评价软件

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储气库采气量多目标优化预测模型

油气储运 2024年第1期43卷 96-102页

作者：朱喜平国家石油天然气管网集团有限公司

【目的】地下储气库运行是一个系统性工程,涉及经济效益、技术风险、工作效率等多方面。储气库的注采优化伴随储气库运行整个流程,涉及因素较多,以往研究主要针对单因素进行优化,对多目标约束的优化研究较少。【方法】结合多目标优化算... 详细信息

【目的】地下储气库运行是一个系统性工程,涉及经济效益、技术风险、工作效率等多方面。储气库的注采优化伴随储气库运行整个流程,涉及因素较多,以往研究主要针对单因素进行优化,对多目标约束的优化研究较少。【方法】结合多目标优化算法NSGA-Ⅱ(Nondominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ)模型,建立多目标优化函数,设置地层-井筒-地面多约束变量,以文23储气库2号区块11口井的实际产生数据为基础,设置出砂流量、锥进流量、冲蚀流量、携液流量、地面设备限制流量及外输压力等限制因素,开展多目标优化模拟。采用该多目标优化预测模型分别针对常规采气方案和应急调峰方案进行模拟优化,通过200次迭代,计算最优化的流量范围,并对比不同约束条件下的单井采气量。【结果】在6组常规采气方案中,地层产量配比差距较大,不同的约束条件将直接影响储气库采气井的产量控制;相对于36 MPa,在平均地层压力为34 MPa条件下,调整采气量范围为-16.7%~22.5%;在应急调峰工况下,去掉地面约束条件,模型计算结果的收敛性更好。【结论】储气库采气量多目标优化预测模型可为多周期储气库多目标优化提供决策依据,保障储气库的高效运行。但该优化模型主要考虑技术因素,未考虑经济成本分析,后续研究可进一步结合实际使用成本,开展考虑更多因素的储气库采气量优化研究。(图4,表5,参22)

关键词：储气库多目标优化约束条件平均地层压力应急调峰

基于Ease off的准双曲面齿轮多目标优化

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 76-85页

作者：吴骁史文库郭年程赵燕燕陈志勇李鑫鹏孙卓刘健吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 中国重汽集团汽车研究总院济南250100

为实现准双曲面齿轮的多目标优化,建立了神经网络代理模型,用以描述Ease off修形参数和传递误差、齿根应力、啮合损失功率的关系。首先,利用动力学软件MASTA建立准双曲面齿轮驱动桥模型,基于敏感度系数矩阵,推导出齿面偏差二阶泰勒展开... 详细信息

为实现准双曲面齿轮的多目标优化,建立了神经网络代理模型,用以描述Ease off修形参数和传递误差、齿根应力、啮合损失功率的关系。首先,利用动力学软件MASTA建立准双曲面齿轮驱动桥模型,基于敏感度系数矩阵,推导出齿面偏差二阶泰勒展开式对应的机床修形加工参数,建立修形齿轮模型。其次,通过MASTA的加载齿面接触分析功能计算修形齿轮模型的传递误差、齿根应力、啮合损失功率,最终建立神经网络代理模型。最后,采用NSGA-Ⅱ多目标优化算法优化代理模型,进行对比验证。结果表明:采用本多目标优化方法可有效降低准双曲面齿轮的传递误差、齿根应力、啮合损失功率。

关键词：车辆工程 Ease off 准双曲面齿轮 NSGA-Ⅱ 多目标优化

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智慧管网对标策略研究

标准科学 2024年第4期 21-25页

作者：薛鲁宁李莉陈钻崔秀国侯学瑞国家管网集团浙江省天然气管网有限公司国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司国家管网集团东部原油储运有限公司

本文在分析智慧管网建设关键技术的基础上,结合对标管理的一般方法,提出了智慧管网对标的基本策略。智慧管网对标涵盖管理和技术两方面内容,管理对标包括智慧系统的定义内涵、发展战略、建设目标、智慧化水平评价、企业组织架构改革、... 详细信息

本文在分析智慧管网建设关键技术的基础上,结合对标管理的一般方法,提出了智慧管网对标的基本策略。智慧管网对标涵盖管理和技术两方面内容,管理对标包括智慧系统的定义内涵、发展战略、建设目标、智慧化水平评价、企业组织架构改革、科研投入、投资收益以及标准体系等内容;技术对标包括物联网技术、数字孪生技术和知识库建设技术3类通用技术和智能化提升技术。对于管理对标和通用技术对标以一般性对标和行业对标为主,辅以竞争性对标,对于智能化提升技术对标,以竞争性对标为主,辅以一般性对标和行业对标。

关键词：智慧管网对标物联网数字孪生知识库

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智能油气管网系统建设与运行方法论研究

油气储运 2024年第8期43卷 841-854页

作者：冯庆善国家石油天然气管网集团有限公司

【目的】随着工业技术的进步,油气管道系统自动化水平逐步提升,向无人化、智能化发展,尤其是关键设备一键启停、管道一键启线、光纤振动预警、无人站建设等取得积极进展,积累了一定的技术成果与经验做法,在中俄东线天然气管道等工程中... 详细信息

【目的】随着工业技术的进步,油气管道系统自动化水平逐步提升,向无人化、智能化发展,尤其是关键设备一键启停、管道一键启线、光纤振动预警、无人站建设等取得积极进展,积累了一定的技术成果与经验做法,在中俄东线天然气管道等工程中开展了较好的试验与实践,但智能管网未来发展仍然充满挑战,存在诸多需要持续系统化提升与攻关的关键技术及管理理念。【方法】对管道技术发展历程及未来需求与发展方向进行分析,结合管道智能化发展重大理论与实践问题,对标国际先进水平与做法,提出智能管网的定义、关键逻辑准则、建设与运行方法论,明确智能管网的建设要求、运行模式等关键难点,形成理论与实践体系。【结果】提出智能管网3个发展阶段与不同阶段的特征、各要素的逻辑架构,以及智能管网建设与运行在基础理论创新、形态创新、技术创新、产业创新及组织创新5个维度的体系架构,并结合工程实际讨论了智能调控运行、智能物理保障、智能应急与防护、智能IT支撑等建设目标与研究内容。【结论】研究成果对于提升行业对智能管网认知水平及当前智能管网建设具有指导意义,未来智能管网建设将向着更加智能化、自动化、高效化的方向发展,要坚持系统思维开展研究、建设及运行,坚持基础研究与人工智能研究同步开展,强化网络安全与底线思维应对,不断满足智能管网建设战略需求。

关键词：油气管网管道智能管网方法论运行方法生产运维

基于地震槽波多频联合应用的煤层厚度预测方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：仇念广焦文杰金明方赵红利姚小帅张万鹏李庆斌河南能源集团研究总院有限公司

地震槽波基于频散理论，利用某一频率或带通滤波的频段，在一定程度上虽然可以反演回采工作面的煤层厚度分布情况、圈定薄煤区，但是工作面煤层厚度的复杂多变，使得地震槽波实际与理论频散特征之间存在明显差异，进而降低了预测煤层厚... 详细信息

地震槽波基于频散理论，利用某一频率或带通滤波的频段，在一定程度上虽然可以反演回采工作面的煤层厚度分布情况、圈定薄煤区，但是工作面煤层厚度的复杂多变，使得地震槽波实际与理论频散特征之间存在明显差异，进而降低了预测煤层厚度的准确性与精度。为进一步提升地震槽波预测煤层厚度的水平，基于“群速度-煤层厚度-频率”的理论关系，利用群速度随频率的变化、各阶导数及其曲线，由二阶、三阶和四阶导数分别计算出不同煤层厚度的敏感频率、窄频带敏感频段和宽频带敏感频段，并反算出不同敏感频率可预测的煤层厚度及其范围。利用多个敏感频率加权重构和敏感频段，提出了基于地震槽波多频联合应用的煤层厚度预测方法。针对试验工作面，以巷道揭露平均煤层厚度所对应的147 Hz敏感频率、123 Hz ～ 172 Hz窄频带敏感频段和103 Hz ～ 188 Hz宽频带敏感频带的群速度，反演工作面的煤层厚度；同时结合槽波有效频段和巷道主要揭露煤层厚度的范围，以各煤层厚度的占比为权重因子，将各煤层厚度敏感频率的群速度进行加权重构，再以此多频加权重构群速度预测工作面煤层厚度；单一敏感频率、窄频带敏感频段、宽频带敏感频段和多频加权重构预测的煤层厚度分布趋势与实际回采情况基本一致，较好地圈定出厚煤区与薄煤区；四种方法对于偏差不超过20%煤层厚度（0.50 m）的预测精度可分别达到76.15%、83.68%、81.17%和86.62%。结果表明：随煤层厚度的增加，敏感频率与敏感频段均降低，且敏感频段的范围也缩小；随着频率的增加，可预测的最佳煤层厚度变薄，且厚度范围也变小；单一敏感频率、窄频带敏感频段、宽频带敏感频段和多频加权重构均可有效预测工作面煤层厚度，但多频联合应用的敏感频带和多频加权重构相对于单一敏感频率，预测准确率和精度得到了提升，其中多频加权重构的效果最佳。因此，在开展地震槽波预测煤层厚度时，可首选多频加权重构，其次为窄频带敏感频段和宽频带敏感频段，最后为单一的敏感频率。

关键词：地震槽波煤层厚度频散群速度多频敏感频率敏感频段

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输油气管道站场主变压器能耗测试及分析

节能 2024年第4期43卷 33-35页

作者：魏甲强翟星月张博刘国豪潘腾梁艳国家管网集团科学技术研究总院分公司河北廊坊065000 国家管网集团项目建设管理分公司河北廊坊065000 国家管网集团西部管道公司甘肃输油气分公司甘肃兰州730030

对输油气管道站场的3台主变压器进行能耗测试,考察场站用电状况以及变压器的运行水平。结果显示:被测主变压器在运行工况下运行状态良好,处于最佳经济运行状态,但部分变压器的功率因数未达到相关标准。针对监测情况,提出集中负载和加装... 详细信息

对输油气管道站场的3台主变压器进行能耗测试,考察场站用电状况以及变压器的运行水平。结果显示:被测主变压器在运行工况下运行状态良好,处于最佳经济运行状态,但部分变压器的功率因数未达到相关标准。针对监测情况,提出集中负载和加装SVG装置等方式以优化主变压器运行。

关键词：油气管道站场主变压器能耗测试

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固态去耦合器排流效果评价及其问题分析

石油石化物资采购 2024年第14期 40-42页

作者：冯瀛国家管网集团甘肃公司

近年来,油气管道行业快速发展,众多腐蚀危害案例频发,给行业带来的教训是惨痛的,因此,阴极保护技术慢慢地被应用于管道保护。固态去耦合器作为交直流干扰治理中的重要手段,具有“通交阻止”的功能,能够有效控制杂散电流给管道带来的腐... 详细信息

近年来,油气管道行业快速发展,众多腐蚀危害案例频发,给行业带来的教训是惨痛的,因此,阴极保护技术慢慢地被应用于管道保护。固态去耦合器作为交直流干扰治理中的重要手段,具有“通交阻止”的功能,能够有效控制杂散电流给管道带来的腐蚀危害。本研究基于某长输管道,通过实地数据收集,对其耦合器排流性能进行了评价,对其存在的局限性进行了分析。

关键词：固态去耦合器交流干扰交流排流直流隔离检测评价智能化

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地下储气库地面设施甲烷逸散检测及速率反演

油气储运 2024年

作者：舒浩纹高仕玉冯兰婷张洋贾文龙蒋平武传稳国家管网集团西南管道有限责任公司西南石油大学石油与天然气工程学院国家管网集团储能技术有限公司

【目的】地下储气库具有大量的压缩、过滤、计量等设备设施，阀门、连接件、开口管及法兰等设备密封点处易出现甲烷的逸散甚至泄漏，造成环境污染与运行风险，但目前国内外尚缺乏地下储气库设备密封点逸散的量化方法及逸散速率反演方程... 详细信息

【目的】地下储气库具有大量的压缩、过滤、计量等设备设施，阀门、连接件、开口管及法兰等设备密封点处易出现甲烷的逸散甚至泄漏，造成环境污染与运行风险，但目前国内外尚缺乏地下储气库设备密封点逸散的量化方法及逸散速率反演方程。【方法】以某地下储气库为研究对象，对储气库的分离区、计量区、井场以及进出站区等6个区域的2 030个设备密封点进行实地测量，分析了甲烷逸散体积分数分布区间以及4类设备6个区域的泄漏概率；基于检测结果，修正了将甲烷逸散体积分数换算为甲烷逸散速率的反演方程，量化了地下储气库地面设备密封点逸散量。【结果】通过检测发现该储气库甲烷逸散体积分数高于0.01%的泄漏点达70个，主要分布在进出站阀组区、自用气橇区、过滤分离区，其中连接件、法兰、阀门、开口管占泄漏点比例分别为40%、26%、20%、14%。计算得到该储气库设备密封点逸散量约为2.4 t/a，其中0.44%的设备密封点贡献了约90%的逸散量。将修正后的反演方程与EPA（Environmental Protection Agency）、兰发聪研究得到的相关方程进行对比，发现小口径的连接件与开口管两类设备的计算结果与其相近；对于阀门、法兰类大口径设备，修正后的反演方程计算结果更大。【结论】修正后的反演方程计算结果为设备的逸散总量，甲烷核算结果更加准确。同时，实现了反演方程的本土化，可为量化地下储气库设备密封点逸散总量及地下储气库地面设施甲烷减排措施的制定提供依据。

关键词：地下储气库地面设施甲烷逸散浓度逸散速率泄漏检测