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天然气超声流量计健康状态评价方法初探

石油与天然气化工 2024年第2期53卷 112-118,138页

作者：刘喆郑宏伟郭哲彭世亮张佩颖李振林苏怀中国石油大学(北京)机械与储运工程学院国家管网集团西气东输公司中国石油西南油气田公司天然气研究院

目的天然气计量用超声流量计性能诊断主要采用设定参数阈值的诊断方法,为降低误报、漏报等情况,建立了基于生成对抗神经网络(generated adjoint neural network,GAN)和高维非线性无监督学习的超声流量计健康状态系统诊断方法。方法采用... 详细信息

目的天然气计量用超声流量计性能诊断主要采用设定参数阈值的诊断方法,为降低误报、漏报等情况,建立了基于生成对抗神经网络(generated adjoint neural network,GAN)和高维非线性无监督学习的超声流量计健康状态系统诊断方法。方法采用GAN对原始数据进行学习、生成和扩充,保障超声流量计健康状态诊断建模的数据基础,提取超声流量计在运行过程中的健康状态参数并对其进行时序分析,采用高维非线性无监督聚类学习方法,结合超声流量计失效模式分析,对超声流量计设备进行在线的健康状态诊断。结果结合超声流量计工作原理和现场实际采集数据,对生成的故障数据集进行了验证。结论能够准确识别超声流量计当前状态,显著解决传统阈值法误报率、漏报率高的问题,为超声流量计健康诊断的统一管理与开发给予支撑。

关键词：超声流量计健康状态特征提取无监督学习故障诊断

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天然气管道清管过程动态预测软件开发及应用

油气储运 2024年第3期43卷 342-350页

作者：彭阳戴志向胡子夏邓磊杜艳何京燃别沁中国石油西南油气田分公司集输工程技术研究所四川省成都市610213 中国石油西南油气田分公司川中油气矿中国石油西南油气田分公司输气管理处

【目的】中国骨干天然气管网包含多条大口径、长距离天然气管道,对于天然气长输管道开展周期性清管作业是保障其安全、平稳、高效运行的重要手段。目前,清管作业仍是利用设立监听点和依靠操作人员经验方法来开展,无法提前模拟清管方案,... 详细信息

【目的】中国骨干天然气管网包含多条大口径、长距离天然气管道,对于天然气长输管道开展周期性清管作业是保障其安全、平稳、高效运行的重要手段。目前,清管作业仍是利用设立监听点和依靠操作人员经验方法来开展,无法提前模拟清管方案,并预测清管器运行速度、运行位置、到达时间以及管内压力变化等参数。【方法】为此,根据实际天然气清管作业特点,构建清管过程动态预测数学模型并求解,开发了天然气管道清管过程动态预测软件,并将其应用于某管道A—B、B—C、D—E输气管段的实际清管作业进行清管时间、清管速度预测。【结果】(1)基于改进的两相流瞬态清管模型和动态预测软件,能够准确预测清管过程中清管器运行速度、所处位置及到达各站时间等关键参数;(2)利用52次现场实际清管作业监测数据,验证了所用天然气管道清管过程动态预测软件的可靠性;(3)软件预测的清管时间、清管速度较实测数据的平均相对误差分别为5.94%、6.56%。【结论】应用该天然气管道清管过程动态预测软件,能够实现清管作业方案编制的高效性,降低清管人工负荷,保障清管过程的安全性,提升管道管理的智能化程度。(图3,表6,参28)

关键词：天然气管道大口径清管过程动态预测软件开发现场应用

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大型LNG储罐群桩水平承载力确定方法

油气储运 2024年

作者：魏成国王汉文刘文涛崔炜詹旺宇中国石油天然气管道工程有限公司

【目的】对于大型LNG储罐的群桩基础而言，在OBE（50年超越概率10%）、SSE（50年超越概率2%）两种地震工况下承受的水平力较大，桩水平承载力验算尤为关键。规范经验公式在验算桩水平承载力中存在未考虑群桩中不同位置处桩间土相互影响... 详细信息

【目的】对于大型LNG储罐的群桩基础而言，在OBE（50年超越概率10%）、SSE（50年超越概率2%）两种地震工况下承受的水平力较大，桩水平承载力验算尤为关键。规范经验公式在验算桩水平承载力中存在未考虑群桩中不同位置处桩间土相互影响叠加效应，计算结果偏保守，桩基投资浪费较大的问题。【方法】为此，基于岩土分析软件PLAXIS 3D，结合已有现场试桩数据验证土层参数取值的准确性，并对20×104m3大型LNG储罐高桩承台基础进行不同地震荷载作用下的数值模拟计算，得到不同工况下群桩的水平力分布特点。【结果】受力方向前排基桩的水平力值均大于中心基桩，且随水平荷载增大，两者比值呈下降趋势。传统规范设计方法未考虑群桩中不同位置处桩间土相互叠加影响效应，结果偏保守，将造成较大投资浪费。在此基础上，提出一种基于单桩水平承载力试验的LNG储罐群桩水平承载力的确定方法，并与传统规范设计方法进行对比。【结论】该方法在考虑桩根数、桩间距、桩径、桩顶约束方式的同时，通过选用合理的土体本构模型与土层参数，可考虑实际桩间土相互影响，在保证群桩具有足够水平承载力的前提下显著降低设计中的保守度，对提高LNG储罐高桩承台群桩基础设计的经济性具有借鉴作用。

关键词： LNG 储罐群桩承台数值模拟受力分析

优化遗传算法在天然气管网流量分配过程模拟计算中的应用

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计量学报 2024年第6期45卷 848-856页

作者：刘明亮中国石油化工股份有限公司天然气榆济管道分公司山东济南250000

在天然气管网流动过程中,多根管道连接处气体流动不均匀,流量分配的损失难以精确计算,对下游管道天然气参数带来计算误差。以管网实际数据为基础,构建了流量分配多目标优化模型,采用线性化方法处理控制方程,通过对边界条件的选取,将多... 详细信息

在天然气管网流动过程中,多根管道连接处气体流动不均匀,流量分配的损失难以精确计算,对下游管道天然气参数带来计算误差。以管网实际数据为基础,构建了流量分配多目标优化模型,采用线性化方法处理控制方程,通过对边界条件的选取,将多目标优化模型简化为单目标优化模型,并将控制矩阵改写为可以使用TDMA方法求解的三点格式。使用遗传算法求解流量分配后各参数,通过监测计算误差对计算模型及时修正,对管网后续流量分配过程进行计算。结果表明,该方法可以准确模拟天然气管网流量分配过程,压力、流量的最大相对误差分别为0.15%、0.31%,温度误差为0.16 K,满足能量计量要求。

关键词：能量计量天然气管网流量分配线性化遗传算法

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单点系泊油轮运动响应分析及运动控制

舰船科学技术 2024年第15期46卷 40-46页

作者：朱言顺方译彩韩强忠中国石油管道局工程有限公司河北廊坊065000

基于数值模拟,对单点系泊系统动力响应进行研究,探究单点系泊系统在波流不同向和特殊作业工况下油轮的运动规律和系泊力的影响因素,并给出船体控制的方法。研究结果表明,波流夹角、波浪和流速会对船体运动和系泊力大小产生显著影响;在... 详细信息

基于数值模拟,对单点系泊系统动力响应进行研究,探究单点系泊系统在波流不同向和特殊作业工况下油轮的运动规律和系泊力的影响因素,并给出船体控制的方法。研究结果表明,波流夹角、波浪和流速会对船体运动和系泊力大小产生显著影响;在船尾处0°方向和船侧135°方向施加拉力,会降低船体运动幅值及系泊缆绳拉力。最后给出了该系泊系统的极限作业海况条件。

关键词：单点系泊系统运动响应系泊力船体控制方法极限作业海况

含H_(2)S天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

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腐蚀与防护 2024年第8期45卷 77-83页

作者：李欣王松中国石油天然气管道工程有限公司廊坊065000

为了确定H_(2)S对天然气管道内腐蚀的影响,对NACE SP0110-2010标准提出的天然气管道内腐蚀直接评价方法(包括预评价、间接评价、直接评价、后评价四个环节)进行改进,即在该方法的间接评价环节引入了CO_(2)-H_(2)S腐蚀速率预测模型和积... 详细信息

为了确定H_(2)S对天然气管道内腐蚀的影响,对NACE SP0110-2010标准提出的天然气管道内腐蚀直接评价方法(包括预评价、间接评价、直接评价、后评价四个环节)进行改进,即在该方法的间接评价环节引入了CO_(2)-H_(2)S腐蚀速率预测模型和积水概率参数,提高了推荐开挖点管道腐蚀程度的准确性。并以某含H_(2)S天然气管道为例,对改进后的评价方法进行了演示。结果表明:根据间接评价(多相流腐蚀模拟计算),极严重腐蚀出现在管道前500 m处,23%管段的积水概率为1;根据直接评价(现场开挖),5个开挖点处管道均属于极严重腐蚀,最大腐蚀速率为0.337 mm/a,与间接评价的预测结果一致;根据后评价确定了管道再评估时间间隔为1 a。改进后评价方法对预测多相流含H2S天然气管道内腐蚀高危点具有一定的借鉴意义。

关键词：天然气管道 H_(2)S 内腐蚀直接评价改进

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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

基于改进的云模型-FMEA的油气管道风险排序

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中国安全科学学报 2024年第5期34卷 61-68页

作者：王东营陈小平刘权赵天浩闫序国家管网集团北京管道有限公司技术研究中心北京100101 中国石油大学(北京)油气生产安全与应急技术应急管理部重点实验室北京102249

为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模... 详细信息

为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模型与混合权重法的专家评价意见处理方法,引入博弈论的思想,降低评价结果的主观性与随机性;最后,使用多准则妥协解排序法(VIKOR)对各个失效模式风险排序,并对比传统FMEA法,验证该方法的可行性与准确性。结果表明:该方法可综合评估管线上各管段的风险因素,量化不同管段上的风险值及同一管段上的最主要的失效模式,实现管道高风险区域的有效定位及管段上风险因素排序。

关键词：云模型故障模式和影响分析法(FMEA) 油气管道风险排序博弈论多准则妥协解排序法(VIKOR)

石西至克拉玛依原油管道结蜡特性及安全清管周期研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 49-56页

作者：李媛媛褚楚马林君周良栋王银强张添龙熊小琴中国石油新疆油田油气储运公司克拉玛依834000 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院克拉玛依834000 新疆多介质管道安全输送重点实验室乌鲁木齐830000

目前含蜡原油管道的清管周期没有统一标准,需要根据油品性质和管道的实际情况确定。采用OLGA软件对石西至克拉玛依原油管道(SK原油管道)的结蜡特性进行了模拟分析,利用浓密膏体的管道输送阻力计算公式,将蜡堵分析转化为蜡柱长度和压降... 详细信息

目前含蜡原油管道的清管周期没有统一标准,需要根据油品性质和管道的实际情况确定。采用OLGA软件对石西至克拉玛依原油管道(SK原油管道)的结蜡特性进行了模拟分析,利用浓密膏体的管道输送阻力计算公式,将蜡堵分析转化为蜡柱长度和压降关系的计算,制定了SK原油管道的安全清管周期。结果表明:在管道103 km处流体温度降到25℃,从103 km至终点的管段均处于析蜡温度的区间范围;管道运行5天后,采用HeatAnalogy模型模拟的结蜡厚度在110.06 km处达到最大(0.01 mm),结蜡量为80 kg,结蜡量在运行2天后才有明显增加并呈直线上升趋势;以收球筒长度4 m作为蜡柱长度的极限值,计算得到收蜡量为200 kg,推算SK原油管道的清管周期可由目前的5天延长至9天,大大减少了操作成本。结果可为含蜡原油管道的结蜡特性研究及安全清管周期制定提供理论参考。

关键词：含蜡原油结蜡特性蜡堵分析清管周期

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