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海洋管道路由及结构数字化设计平台

天然气工业 2021年第11期41卷 143-151页

作者：金辉胡颖周晓东杜伟娜徐增伟路顺中国石油天然气管道工程有限公司国家石油天然气管网集团有限公司

海洋管道设计是海洋油气输送的重要环节。为了提高海洋管道设计的质量和效率,基于不规则三角网建模原理、三角形条带法建模原理以及CAD软件的二次开发,着重分析了总布置图比例自适应、路由图平面图分幅、路由图纵断面图调整等算法,研发... 详细信息

海洋管道设计是海洋油气输送的重要环节。为了提高海洋管道设计的质量和效率,基于不规则三角网建模原理、三角形条带法建模原理以及CAD软件的二次开发,着重分析了总布置图比例自适应、路由图平面图分幅、路由图纵断面图调整等算法,研发了海洋管道路由及结构数字化设计平台。研究结果表明:①海洋管道路由及结构数字化设计平台可实现海洋管道路由三维可视化设计、结构基于规范标准自动计算、路由总布置图和路由图自动绘制;②系统提高了路由选线精度,缩短了结构计算、总布置图和路由图绘制时间,实现了海洋管道路由及结构设计流程化、标准化,避免了人为主观意识干扰,提升了出图质量与效率;③与常用的二维平面设计相比,定性与定量相结合的三维设计为路由合理选择提供了更多数据支撑;④与其他海洋管道设计商业软件相比,该设计平台贯穿海洋管道路由选择、结构计算、总布置和路由图绘制等不同设计内容,各设计内容无需人工传递数据,解决了不同软件数据格式不兼容的问题。结论认为,该设计平台可应用到海洋管道的整个设计周期内,有效提高了海洋管道的设计质量和效率,具有推广应用价值。

关键词：海洋管道数字化设计平台三维可视化自动计算三维模型自动绘图路由图

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基于MILP模型的氢气供应链路径优化

天然气工业 2022年第7期42卷 118-124页

作者：赵罡国家石油天然气管网集团有限公司建设项目管理分公司

随着中国对可再生能源重视程度的日益增加,氢能需求量可能会呈大幅度增长趋势。促进氢能产业的发展,首先需要考虑实现高效、经济的氢气供应运输途径。为此,综合考虑氢气需求量、制氢厂产量、供应链运输能力、不同方式运输费率、新建基... 详细信息

随着中国对可再生能源重视程度的日益增加,氢能需求量可能会呈大幅度增长趋势。促进氢能产业的发展,首先需要考虑实现高效、经济的氢气供应运输途径。为此,综合考虑氢气需求量、制氢厂产量、供应链运输能力、不同方式运输费率、新建基础设施投资等因素,以氢气供应链系统运行总费用最小为目标函数,建立了混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,并以中国南方某区域为研究实例,计算求解获得不同氢气需求量场景下的最佳氢气运输方案。研究结果表明:①现有模型主要考虑运输方式在制氢厂至氢气需求地之间的经济性,并在建立的模型上分析氢气供应链的安全性和减碳效果;②在现有氢气市场需求量的情况下,氢气通过长管拖车短距离输送、天然气掺氢管道输送是较好的选择;③随着未来氢气利用市场规模扩大、需求量增加,新建纯氢管道则逐渐表现出较好的经济性。结论认为,研究建立的MILP模型对优化氢气供应运输方案具有较好的效果,有助于为不同实践场景下的氢气运输方案选择提供参考与借鉴。

关键词： MILP模型氢能供应链优化纯氢管道运输方式技术经济性

基于神经网络的天然气流量计检定工艺智能控制系统

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天然气工业 2021年第7期41卷 124-133页

作者：温凯韩旭李灿牛锦皓周雷徐洪涛中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室北京市102200 国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司国家石油天然气管网集团有限公司(福建)应急维修有限责任公司

随着天然气贸易交接计量站点和交接量的逐年增多,天然气流量计检定需求量不断增大,常规人工检定方法已经无法满足客户需求,亟需一套安全、高效、智能的检定方法。为了提升天然气流量计检定站场检定效率,以广州天然气大流量检定站为例,基... 详细信息

随着天然气贸易交接计量站点和交接量的逐年增多,天然气流量计检定需求量不断增大,常规人工检定方法已经无法满足客户需求,亟需一套安全、高效、智能的检定方法。为了提升天然气流量计检定站场检定效率,以广州天然气大流量检定站为例,基于BP神经网络算法,结合现场生产数据构建站场水力仿真模型和流量调节控制器,实现了流量计检定工艺的智能控制。研究结果表明:①天然气流量计的实流检定工艺复杂,检定准确度要求高,调节频繁难度大,常规的机理建模与简单反馈控制方法无法实现检定工艺的自动控制;②基于BP神经网络构建的检定站水力仿真模型在保证计算速度的前提下较好地模拟了站场的实际流动状态;③结合现场专家经验与神经网络的泛化能力建立的天然气流量计检定智能控制器可以根据当前工况给出合理的开阀方案;④以检定站水力模型与智能控制器为核心所构建的智能检定软件经过实验检验,可以较好地服务于现场。结论认为,该研究成果可以为天然气流量计检定智能化和应用落地提供有益的参考。

关键词：天然气管道流量计计量检定水力仿真流量调节 BP神经网络站场建模智能调节

基于人工智能技术的输气管道系统可靠性量化方法

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天然气工业 2022年第5期42卷 110-119页

作者：朱汪友侯磊中国石油大学(北京) 国家石油天然气管网集团有限公司北方管道有限责任公司河北省065000

天然气管网运行可靠性评估对于保障区域乃至全国天然气供应安全、改善大气环境、促进沿线经济社会发展都具有重要的意义。为了保障“全国一张网”的天然气干线管网运营机制以及上游油气资源多主体多渠道供应、中间“一张网”高效集输、... 详细信息

天然气管网运行可靠性评估对于保障区域乃至全国天然气供应安全、改善大气环境、促进沿线经济社会发展都具有重要的意义。为了保障“全国一张网”的天然气干线管网运营机制以及上游油气资源多主体多渠道供应、中间“一张网”高效集输、下游市场化良性竞争油气市场体系(“X+1+X”体系)的安全稳定运行,借助于大数据、人工智能等现代信息技术,建立了基于长短期记忆神经网络(LSTM)方法的短周期用气量预测模型;然后基于单条管道系统的可靠性模型和各子系统可靠性先验概率等信息,结合可靠性计算失效原则和贝叶斯估计理论,提出了天然气管道系统可靠性的量化计算方法;进而以某城市192天真实用气量数据为样本,验证了该用气量预测模型的估计误差为1%~4%,得出了基于实际天然气管道的可靠性数值分析结果。结论认为,首次将人工智能技术与天然气管道系统可靠性结合起来,采用LSTM方法并基于多源异构海量数据进行短周期用气量预测,实现了天然气管道动态运行工况下的系统可靠性量化计算,为天然气管网的用气量估计和系统可靠性定量计算奠定了基础;所提出的方法在实际天然气管道系统中已经得到了应用和验证,为后续天然气管网系统可靠性研究提供了一条可行的技术路径。

关键词：天然气管网 “X+1+X”油气市场体系可靠性人工智能技术贝叶斯理论不确定性模拟仿真

一种输气管道环焊缝缺陷自身高度精准预测模型

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天然气工业 2022年第7期42卷 101-109页

作者：张鸿博刘琰阙永彬杨锋平莫润阳中国石油集团工程材料研究院有限公司国家石油天然气管网集团有限公司西部管道有限责任公司陕西师范大学

2015年前,大部分管道环焊缝多采用半自动焊接,由于环境条件较为苛刻,出现焊接缺陷的几率较高,缺陷在服役中可能影响输气管道的安全运行。为精准评估输气管道环焊缝缺陷的自身高度,以常用规格的管道环焊缝为对象,制作含上表面、下表面及... 详细信息

2015年前,大部分管道环焊缝多采用半自动焊接,由于环境条件较为苛刻,出现焊接缺陷的几率较高,缺陷在服役中可能影响输气管道的安全运行。为精准评估输气管道环焊缝缺陷的自身高度,以常用规格的管道环焊缝为对象,制作含上表面、下表面及埋藏型缺陷试样,分别采用PAUT、TOFD、TECA及FGI等无损检测技术对缺陷进行无损检测及自身高度测量,然后再对缺陷逐一进行金相解剖分析并用激光共聚焦方法测量缺陷实际高度;以缺陷自身高度无损测量结果为自变量,以缺陷解剖测量的实际自身高度数据为因变量,通过数据增容、回归统计方法,建立了一种基于无损评定结果预估缺陷真实自身高度的理论模型,并用未参与建模的缺陷数据对模型预测效果进行检验。研究结果表明:①针对本研究预制的缺陷,TOFD检测方法精度误差大多在2 mm内,PAUT检测方法精度误差多大于2 mm;②建立的基于组合式无损检测方法的管道环焊缝缺陷自身高度预测模型,对环焊缝缺陷自身高度的预测精度小于1 mm,满足管道检测、适用性评价等需要。结论认为,应用本模型预测缺陷自身高度,减少了现有无损检测方法和检测工艺对检测精度的限制,不仅提高了缺陷自身高度数据的准确性,而且还提高了管道环焊缝适用性安全评价的可靠性,满足了输气管道环焊缝综合检测、安全评估及修复的需要。

关键词：输气管道环焊缝缺陷高度无损定量数据增容回归分析预测模型

管线钢环焊接头热影响区热模拟实验及组织性能分析方法

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冶金分析 2024年第8期44卷 59-66页

作者：张鹤松崔绍华刘诗琳王浩李园钢铁研究总院有限公司国家石油天然气管网集团有限公司国家石油天然气管网集团有限公司建设项目管理分公司

目前，高钢级大口径石油天然气长输管道普遍采用全自动环焊工艺，其环焊接头热影响区组织性能复杂，建立环焊接头热影响区组织和性能特征的系统性分析方法具有重要意义。本研究针对高级别管线钢的相变特征对焊缝热模拟试验的工艺路线进... 详细信息

目前，高钢级大口径石油天然气长输管道普遍采用全自动环焊工艺，其环焊接头热影响区组织性能复杂，建立环焊接头热影响区组织和性能特征的系统性分析方法具有重要意义。本研究针对高级别管线钢的相变特征对焊缝热模拟试验的工艺路线进行了优化设计，利用Gleeble 3500热模拟试验机进行了焊缝热模拟试验，获得了不同热输入和峰值温度条件下的热模拟试样；采用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)对显微组织及其亚结构的特征进行了分析，建立了显微组织与夏比冲击韧性之间的关系。结果表明，与环焊接头热影响区低温韧性密切相关的显微组织特征要素包括有效晶粒尺寸、大角度晶界比例以及马氏体/奥氏体(M/A)组元的形貌及尺寸分布特征；当有效晶粒尺寸较小、大角度晶界比例较高且具有颗粒状的小尺寸M/A组元时，具有较高的低温韧性；当出现大尺寸的M/A岛链状结构时，低温韧性较低。

关键词：管线钢环焊接头热影响区焊接热模拟显微组织冲击韧性

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受潮汐干扰管道分布调查及干扰影响规律

油气储运 2024年

作者：常景龙国家石油天然气管网集团有限公司

【目的】为明确中国受潮汐干扰管道分布及管道受潮汐干扰规律。【方法】采用埋地试片法进行了24 h电位监测，通过试片的波形变化对潮汐干扰规律进行了分析，并利用傅里叶变换对电位监检测数据进行了频域分析。通过数值模拟计算研究了不... 详细信息

【目的】为明确中国受潮汐干扰管道分布及管道受潮汐干扰规律。【方法】采用埋地试片法进行了24 h电位监测，通过试片的波形变化对潮汐干扰规律进行了分析，并利用傅里叶变换对电位监检测数据进行了频域分析。通过数值模拟计算研究了不同干扰电压、管道距干扰源的间距、土壤电阻率等因素对管道受潮汐干扰的影响规律。【结果】中国受潮汐干扰管道主要集中在东部沿海区域，分布于江苏、福建、浙江、辽宁、山东等省份，干扰源主要为海洋及大型水体，潮汐干扰区域管道普遍叠加有地铁杂散电流干扰。干扰源对管道产生潮汐干扰影响时的最大间距为55 km，干扰源距管道超过25 km时，管道管地电位波动幅度显著减小。【结论】管道受到潮汐干扰时，管地电位变化曲线与附近大型水体潮汐涨落曲线趋势基本一致，呈“双峰双谷”波动特征，波动周期约为12 h，频率为2.3×10-5Hz。与海岸线平行的管道受到潮汐干扰时，管道距离干扰源最近处为杂散电流流入时，远离管道两侧末端杂散电流流出；反之，当管道距离干扰源最近处为杂散电流流出时，远离管道两侧末端杂散电流流入。随着管道远离海岸线，管道受潮汐杂散电流强度呈指数下降。研究结果可为潮汐干扰下管道腐蚀风险评估与干扰防护提供理论依据与参考。

关键词：埋地管道杂散电流干扰潮汐干扰管地电位数值模拟

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石油天然气管网资产完整性管理思考与对策

油气储运 2021年第5期40卷 481-491页

作者：姜昌亮国家石油天然气管网集团有限公司

随着中国油气管网规模不断扩大,对其安全可靠运行的要求显著提高,与此同时,偶有发生的管道事故及其带来的严重后果,使得管道企业肩负前所未有的安全环保压力。通过系统分析国内外管道资产完整性管理现状,指出当前中国管道资产完整性管... 详细信息

随着中国油气管网规模不断扩大,对其安全可靠运行的要求显著提高,与此同时,偶有发生的管道事故及其带来的严重后果,使得管道企业肩负前所未有的安全环保压力。通过系统分析国内外管道资产完整性管理现状,指出当前中国管道资产完整性管理面临的挑战。借鉴国外管道资产管理先进经验,结合中国管道完整性管理已有成果及技术基础,提出了构建油气管网资产完整性管理的举措,包括开展关键技术攻关,搭建科学、先进的管理体系,建立适应油气管网资产安全高效运行的数字化、智能化完整性管理模式等,指出了今后发展趋势与研究方向。

关键词：油气管网资产管理资产完整性管理管理模式互联网+

油气储运资产完整性管理一体化标准体系建设与思考

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油气储运 2022年第4期41卷 372-380页

作者：王振声国家石油天然气管网集团有限公司

当前,中国企业的标准体系建设存在单项技术标准与不同专标委制定的标准内容重叠、交叉且引用层级多等问题,在使用过程中,极易造成标准内容衔接不畅、执行要求差异大、技术水平参差不齐等困惑。为落实《国家标准化发展纲要》和国家管网... 详细信息

当前,中国企业的标准体系建设存在单项技术标准与不同专标委制定的标准内容重叠、交叉且引用层级多等问题,在使用过程中,极易造成标准内容衔接不畅、执行要求差异大、技术水平参差不齐等困惑。为落实《国家标准化发展纲要》和国家管网集团战略部署,通过梳理资产完整性管理相关法律法规、国家标准及行业标准,并结合加拿大国家标准及国外知名能源公司的一体化标准最佳实践成果,开展了具有国家管网集团特色的油气储运资产完整性管理一体化标准体系建设实践:搭建了资产完整性管理一体化标准框架,确立了统一对象认识、统一技术要求、统一业务管理的一体化标准编制原则,创建了一体化标准质量管控流程泳道图,建立了资产完整性管理通用规范、油气管道线路完整性管理规范等覆盖资产完整性管理业务领域的一体化标准,有效解决了标准协调性、适用性问题,确保了标准的先进性。研究成果可为实现资产完整性管理业务对象与作业活动的数字化指引提供有力保障。

关键词：油气储运资产完整性管理一体化标准体系