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输气管网设备维修策略优化方法研究

机械设计与制造 2024年第4期398卷 81-84,89页

作者：侯大立赵凇成凡王宇上海应用技术大学机械工程学院上海201418 中石油管道有限公司西气东输分公司上海200122

针对输气管网设备维修方式存在维修不足或维修过剩的问题,提出以可靠性为中心的维修的预防性维修优化模型,以输气管网球阀为例,对球阀进行FMECA分析,分析出其主要故障模式为内漏以及引起内漏故障的主要部件是阀座和密封面,在此基础上运... 详细信息

针对输气管网设备维修方式存在维修不足或维修过剩的问题,提出以可靠性为中心的维修的预防性维修优化模型,以输气管网球阀为例,对球阀进行FMECA分析,分析出其主要故障模式为内漏以及引起内漏故障的主要部件是阀座和密封面,在此基础上运用K-S检验以及相关系数分别对两部件进行分布拟合检验,确定了两部件的无故障运行时间均服从威布尔分布。然后在给定可靠度为0.9的前提下,综合考虑阀座和密封面寿命信息,结合模糊综合评价方法,得到球阀内漏预防性维修周期可由原定的365天延长到456天。结果表明该方法能够有效的减少设备的维修次数,延长检修周期,降低总维修费用。

关键词：可靠性 FMECA 线性拟合模糊综合评价预防性维修

压电超声腐蚀内检测技术在中缅原油管道工程(国内段)的应用研究

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石油化工设备 2024年第2期53卷 73-80页

作者：李振北邱长春白港生关晶鑫蒲晓晨蒋坤泠中油管道检测技术有限责任公司河北廊坊065000

中缅原油管道(国内段)所处地理环境复杂,地质灾害频发,管线起伏落差大,沿线多个阀室安装有旋启止回阀。针对旋启止回阀结构对通过的内检测器造成损伤的问题,优化改进设计了一种基于压电超声技术并具备自保护功能的管道腐蚀内检测器。采... 详细信息

中缅原油管道(国内段)所处地理环境复杂,地质灾害频发,管线起伏落差大,沿线多个阀室安装有旋启止回阀。针对旋启止回阀结构对通过的内检测器造成损伤的问题,优化改进设计了一种基于压电超声技术并具备自保护功能的管道腐蚀内检测器。采用计算机辅助分析方法,模拟仿真得到内检测器通过旋启止回阀过程中,各保护功能模块均能起到良好的保护作用。压电超声腐蚀内检测器在中缅原油管道(国内段)工业现场得到多次成功应用,应用和开挖结果表明,压电超声腐蚀内检测技术及装备完全适用于中缅原油管道(国内段)的工况特点,检测数据准确可靠,对确保中缅原油管道的安全平稳运行提供了新的技术支持和保障。

关键词：原油管道腐蚀检测压电超声工程应用

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∅610管道检测机器人速度控制装置研究

机床与液压 2024年第5期52卷 80-86页

作者：臧延旭姜海洋陈峰白港生梁雪婷刘云杰北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000 中油管道检测技术有限责任公司河北廊坊065000 中国石油管道局工程有限公司维抢修分公司河北廊坊065000

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计∅610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压... 详细信息

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计∅610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明:∅610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过2/3区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。

关键词：管道检测机器人速度控制

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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

大宁-吉县区块深部煤层气井排采制度研究与实践

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煤炭学报 2024年

作者：陈明王大猛余莉珠孙俊义冯鑫张康古现锋王立伟尹泽松张欢中石油煤层气有限责任公司临汾分公司

与中浅层煤层气相比，深部煤层气在赋存方式、产气机理、举升工艺等方面存在较大不同。排采作为煤层气开发过程中的重要一环，直接影响投产后深部煤层气井的产气效果，探究与其相适应的精细化排采制度十分必要。基于大宁-吉县区块地质... 详细信息

与中浅层煤层气相比，深部煤层气在赋存方式、产气机理、举升工艺等方面存在较大不同。排采作为煤层气开发过程中的重要一环，直接影响投产后深部煤层气井的产气效果，探究与其相适应的精细化排采制度十分必要。基于大宁-吉县区块地质条件与储层物性分析，针对主力产层8#煤开展等温吸附试验，分析深部煤层气含气性和赋存方式；考虑气井生产规律和配套采气工艺，分析先导试验29口深部煤层气井生产动态数据，初步划分深部煤层气井生产阶段，明确了不同阶段主要任务和生产特征；结合“人造气藏”开发理论和气井全生命周期生产制度设计理念，整体将气井全生命周期划分为5个生产阶段，探索形成了1套标准模板；开展现场试验，按照设计的精细化排采制度进行生产，评价深部煤层气井排采制度适用性。研究结果表明：（1）8#煤层整体发育稳定，煤体结构为原生结构煤，等温吸附实验显示兰氏体积普遍大于20 m3/t，兰氏压力大于2.8 MPa，深部煤层气储层含气饱和度较中浅层增加29.6%，以饱和-过饱和赋存状态为主，游离气占比可达20%～30%；（2）利用煤岩兰氏曲线及曲率变化、弯曲情况，得到大宁-吉县区块8#煤启动压力、转折压力、敏感压力分别为8～10 MPa、5～7 MPa和2～3 MPa，进一步通过29口气井生产动态数据生产时间与水平段长归一化处理，初步认定深部煤层气井目前经历了4个生产阶段，第Ⅰ阶段为压后放喷返排，第Ⅱ阶段主要表现为投产初期快速上产，第Ⅲ阶段主要任务是摸索合理配产，第Ⅳ阶段为产气递减阶段，圈定气井各阶段压力、产气量、产液量、返排率等参数变化范围；（3）依托气井全生命周期生产的客观规律，以控压开采为核心，将深部煤层气井生产阶段划分为5个阶段，分别为返排阶段、上产阶段、稳产阶段、递减阶段和低产阶段，同时量化了各阶段的控制指标与技术界限，因尚未有气井进入低产阶段，低产阶段有待进一步验证；（4）4口试验井平均稳产时间已达360天，远超先导试验井平均水平，首年平均单井产气量增加71.35%，精细化排采制度初步显示出较好的适应性。

关键词：深部煤层气排采制度含气量生产动态储层保护

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超临界二氧化碳管道止裂韧性预测模型研究

石油机械 2024年

作者：曹宇光甄莹刘媛媛张振永白芳中国石油管道局工程有限公司设计分公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

碳中和目标下，超临界态CO2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界CO2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关... 详细信息

碳中和目标下，超临界态CO2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界CO2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关文献及规范标准，对超临界CO2管道止裂控制研究进展及最新标准体系进行了简要综述。在系统收集已开展CO2管道全尺寸爆破试验信息及数据的基础上，对现有止裂韧性预测模型适用性进行了讨论，由此确定了CO2管道止裂韧性预测模型修正形式，并对不同模型适用范围及预测结果进行了讨论。结果表明，本文建立的修正模型解决了传统止裂预测模型过于激进的问题，同时降低了DNV推荐方法的保守性，且适用范围较广、使用方便，有望为我国CO2管道止裂设计提供指导。

关键词：超临界CO 延性断裂双曲线模型止裂控制

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基于㶲分析的天然气提氦联产LNG工艺优化

天然气工业 2024年第6期44卷 122-132页

作者：蒋洪刘清松祝梦雪程祥西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油管道局工程有限公司第二工程分公司中国石油工程建设有限公司西南分公司

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用... 详细信息

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用改进的㶲分析方法基础上,基于Aspen HYSYS软件,详细分析了该装置关键设备的效能,进而提出工艺优化方案。研究结果表明:①㶲损可划分为4类,改进的㶲分析方法能得出设备的各类㶲损占比,用于评估设备的改进潜力;②在大多数设备中,内源性㶲损大于外源性㶲损,压缩机和空冷器主要为可避免内源性㶲损,冷箱的主要㶲损类别各异,塔器主要为不可避免㶲损;③采用多级闪蒸提浓代替双塔提浓,即脱甲烷塔塔顶气先进入氦气提浓塔预提浓后,再进入液化单元进一步提浓,总压缩功较原方案降低11575 kW,有效能利用率更高。结论认为,改进工艺后的㶲损较原方案降低了约21648.4 kW,系统㶲效率提高了约14.75%,优化结果验证了改进㶲分析在天然气提氦联产LNG工艺中的可行性,为实际工程中提氦工艺的优化提供了参考。

关键词：凝液回收提氦 LNG 㶲分析㶲损㶲效率节能降耗工艺优化

基于MOPSO-CNN模型的压缩机气阀故障诊断技术

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 107-113页

作者：张平孙霖史建超李亚民国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司乌鲁木齐830011 中海油能源发展装备技术有限公司天津300450 唐山行世科技有限公司唐山063000

针对传统方法难以提取有效的气阀故障信号,无法建立气阀状态与信号间复杂映射关系的问题,将气阀振动信号转为频域信号输入卷积神经网络(CNN)进行气阀状态诊断,采用多目标粒子群算法(MOPSO)对CNN的超参数进行优化,构建自适应CNN模型,并... 详细信息

针对传统方法难以提取有效的气阀故障信号,无法建立气阀状态与信号间复杂映射关系的问题,将气阀振动信号转为频域信号输入卷积神经网络(CNN)进行气阀状态诊断,采用多目标粒子群算法(MOPSO)对CNN的超参数进行优化,构建自适应CNN模型,并针对分类结果进行可视化分析,探讨了不同训练测试比对分类准确率的影响。结果表明:MOPSO-CNN模型可完成数据降噪、特征提取和故障分类的一贯式处理,实现端到端的故障诊断,其分类准确率和训练时间均优于传统方法;通过t-分布随机邻域嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)可视化分析,证明了CNN模型在逐层特征提取和特征分离上的优越性;所建立模型在不同训练测试比的条件下表现良好,对训练数据的需求量不大。研究结果可为往复式压缩机气阀故障诊断提供实际参考。

关键词：多目标粒子群算法(MOPSO) 卷积神经网络(CNN) 压缩机气阀故障诊断

高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的热处理与组织性能研究

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锻压技术 2024年第6期 215-220+254页

作者：苏宁刘凤军李月超中国石油管道局工程有限公司河南科技大学机电工程学院

为了提升高强管道用不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能，对高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢进行了固溶和时效处理，研究了时效温度对不锈钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响，并分析了其作用机理。结果表明，1Cr16Ni4Mo2N不锈钢在350～62... 详细信息

为了提升高强管道用不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能，对高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢进行了固溶和时效处理，研究了时效温度对不锈钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响，并分析了其作用机理。结果表明，1Cr16Ni4Mo2N不锈钢在350～625℃时效处理4 h后，基体组织均为马氏体和奥氏体，且随着时效温度升高，马氏体向奥氏体转变；不锈钢的屈服强度ReL和抗拉强度Rm随着时效温度的升高先增大后减小，在时效温度为350℃时具有较高的强塑性。FeCl3溶液中浸泡腐蚀试验结果与电化学试验结果一致，1Cr16Ni4Mo2N不锈钢的腐蚀速率随着时效温度的升高先增大后减小，在时效温度为350℃时具有最佳的耐腐蚀性能。因此，高强管道用1Cr16Ni4Mo2N不锈钢最佳的时效温度为350℃,此时不锈钢具有良好的强塑性和耐腐蚀性能。

关键词：时效温度 1Cr16Ni4Mo2N不锈钢显微组织力学性能耐腐蚀性能