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油气储运
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艾慕阳

月刊

1000-8241

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065000

河北省廊坊市金光道51号

油气储运/Journal Oil & Gas Storage and Transportation北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科委和新闻出版署批准出版，由中国石油天然气股份有限公司管道分公司主办，向国内外公开发行的科技期刊，主要刊载石油、天然气、成品油以及其他介质输送和储存工程等方面的科技文章。面向全国的石油、石化系统，国防、民航、铁路、交通的油气储运部门；市政供排水、煤气、热力管网等单位以及有关设计，科研院所，大专院校。
正式出版
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    "天然气一张网"物理架构分层分级构建方法

    赵洋徐水营张也郭旭...
    1321-1336页
    查看更多>>摘要：[目的]国有大型油气企业干线管道独立后,形成油气"全国一张网"的新格局.天然气管网作为物理结构复杂的储运网络,在规划部署、建设管理、运营管控等方面显现出许多问题,规划项目布局冲突、各主体管道重复建设等问题尤为突出,根本原因在于各主体职责界面划分不清晰.研究合理的管道类型划分方法,制定管网分类原则,对推动"天然气一张网"分层次、有秩序、高质量建设具有重大意义.[方法]为了形成清晰合理的管网分类方法,采用比较研究法开展电力、公路、通信行业对标调研,从行业发展历程、网络核心特征、规划管理政策等方面剖析线性工程行业"分层分区""等级分层"原则的形成路径,结合天然气管网的演化历程和建设现状,以安全可靠、灵活高效、公平开放为目标,提出基于"功能定位+技术等级"的管网物理架构分层分级方法.[结果]根据管道在管网中发挥的主要作用确定功能定位;通过管道设计压力和管径参数计算输气能力指数,划定管道技术等级区间;综合功能定位和技术等级确定管道层级,最终将管网划分为主干层、干线层、支线层,并提出管网分层建设重心.同时,结合管网分层分级原则对规划范围划分、规划衔接机制建立、建设运行模式优化提出应用建议.[结论]清晰划分管道类型和管网层级,厘清管道规划、建设、运营界面,助力"天然气一张网"统筹提效建设、规模有序增长,为国家能源供应安全提供保障.(图6,表7,参43)

    "天然气一张网"功能分类输气能力指数技术等级管网分层规划衔接建设运行优化

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    天然气管道掺氢输送技术研究进展

    李天娇谢飞张瑛王丹...
    1337-1347页
    查看更多>>摘要：[目的]化石能源的减少与环境问题的日益加剧迫使人们不断加大对新能源的开发利用,氢能因资源丰富、清洁无污染而备受关注.利用现有天然气管道掺氢输送是实现"双碳"目标的有效途径之一,但掺氢所带来的安全隐患不容忽视.[方法]为了促进氢经济的安全发展,从掺氢天然气管道输送流程的研究出发,总结了掺氢输送系统中管道、调压设备、储存设备、计量设备及终端应用等方面的研究现状,探讨了掺氢对压缩机、储氢瓶、流量计、燃具及燃气轮机等设备性能的影响,阐明了配送管道与干线管道的氢脆风险.在此基础上,对未来氢气管道输送技术的研究方向进行了展望.[结果]在天然气管道掺氢输送过程中,需重点考虑掺氢对各个流程的影响;依据设备与管道工况的不同确定合适的掺氢比,并结合性能参数的变化情况加以调整,避免因掺氢所引发的安全事故.[结论]目前中国的天然气管道掺氢技术研究已取得一定成就,但需进一步突破技术难点,并对氢脆、渗透、泄漏等机理进行系统性剖析.同时,亟需建设完善的天然气管道掺氢输送设计、施工、运行技术标准体系,以期加快天然气管道掺氢相关规程与标准的制定.(图1,参81)

    掺氢天然气管道输送适应性安全性

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    掺氢天然气射流扩散火焰吹熄特性

    孔莹莹胡若炜王赛磊朱建鲁...
    1348-1354页
    查看更多>>摘要：[目的]将氢气与天然气混合燃烧有助于能源过渡的顺利开展.在接近吹熄极限的情况下向受限空间中注入大量燃料,一旦发生吹熄,燃料与空气混合后将在室内积聚,极易达到爆炸极限而引发爆炸,因此,准确预测掺氢天然气吹熄极限对氢能安全应用具有重要意义.[方法]搭建了掺氢天然气吹熄特性实验装置,研究了掺氢天然气射流扩散火焰的吹熄极限,分析了掺氢比、喷嘴直径对掺氢天然气吹熄压力、吹熄速度的影响.[结果]与纯天然气相比,掺氢后射流扩散火焰的稳定性更高,扰乱火焰时需要更大的管内压力;同一种燃料在大喷嘴直径工况下吹熄速度更快,这是因为在大喷嘴直径时射流雷诺数及火焰传播速度更快,需要更快的射流速度才能使火焰吹熄;掺氢比越大,通过增大喷嘴直径以获得更快吹熄速度的效果越明显,喷嘴直径由2 mm增至10 mm时,掺氢比由10％增至50％所致吹熄速度的增幅由1.88倍增至2.81倍.考察了将基于烃类燃料吹熄速度的经验关联式扩展到掺氢火焰的适用性,并基于Damköhler数提出了适用于掺氢天然气的吹熄速度预测模型.[结论]在燃烧器设计中,对于期望获得较快吹熄速度的掺氢燃烧器,可考虑通过适当增加燃烧器的喷嘴直径来扩大安全燃烧范围.研究成果对明确掺氢天然气火焰稳定性机理及其在工业燃烧器设计中的应用具有重要意义.(图6,表3,参25)

    掺氢天然气射流火焰扩散火焰吹熄特性

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    基于PP-YOLOE与MTL的管道腐蚀缺陷识别量化方法

    赵赏鑫田野
    1355-1364页
    查看更多>>摘要：[目的]管道漏磁内检测技术因无需耦合剂、易于实现自动化等优点已广泛应用于管道缺陷在线检测中.利用检测数据准确预测缺陷尺寸并开展适用性评价,对于后续的修复决策至关重要.[方法]以采集的漏磁数据为基础,根据缺陷数据特点,提出一种基于PP-YOLOE(Paddle Paddle-You Only Look Once Evolved)的深度学习目标检测模型,通过将三轴漏磁数据转换为彩色图像,输入模型中进行目标检测训练,实现缺陷的快速定位与数据提取,为缺陷量化提供准确可靠的数据集.结合多任务学习(Multi-Task Learning,MTL)模型,将管道缺陷处的周向、轴向、径向漏磁数据作为模型的输入,根据漏磁数据特征对缺陷的长度、宽度、深度进行并行输出,实现对缺陷的尺寸评估与预测.[结果]与实际牵拉实验数据对比后发现,通过PP-YOLOE与MTL相结合的识别量化模型提高了管道缺陷识别效率,改善了缺陷尺寸预测结果,缺陷目标检测的召回率达到0.87、准确率达到0.94;NADAM(Nesterov-accelerated Adaptive Moment)算法与 SGD(Stochastic Gradient Descent)算法相比,预测腐蚀缺陷长度、深度的精度分别提升了 9％、4％.[结论]该方法适用于海量管道漏磁检测数据的分析,提高了判读效率,可为管道缺陷的剩余强度评估和剩余寿命预测提供可靠的基础数据支持.(图10,表2,参30)

    管道目标检测深度学习漏磁内检测缺陷量化多任务

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    油气爆炸荷载对储罐结构的毁伤机制及评估

    蒋新生秦希卓储汇王赛...
    1365-1377页
    查看更多>>摘要：[目的]随着油料储存规模化程度扩大,地面储罐的安全防护压力与日俱增,一旦发生火灾爆炸事故,极易引发多米诺效应,导致灾难性后果.为分析地面储罐在油气爆炸荷载下的失效情况,针对动荷载条件下储罐动力响应及损伤评估开展研究.[方法]通过对不同油气体积分数与不同传播距离下油气爆炸外场超压参数进行测量分析,得到最危险油气体积分数(1.70％)下油气爆炸外场动荷载传播参数,结合量纲分析得到油气爆炸动荷载预测模型,运用仿真将动荷载作用于等比例地面储罐模型.[结果]通过试验发现外场冲击波以出球状超压波形式向前方传播,油气持续燃烧时冲击波获得最大超压增量;通过对外场冲击波超压参数的分析拟合,得到超压参数随无量纲距离的变化规律,确定了油气爆炸动荷载预测模型,从而计算出地面储罐在动荷载条件下的损伤准则;利用损伤准则对5 000 m3地面储罐区内某一油罐发生爆炸时其他储罐的动力响应情况进行评估,当储罐区发生多米诺爆炸事故时,两次爆炸事故间最大超压以超过3.5％的增量逐渐增大,爆炸时间间隔以超过20％的增量不断缩短,且爆炸序列呈现为Z字形.[结论]通过对动荷载条件下地面储罐损伤评估分析,拟合出地面储罐区最小布置距离,为地面储罐安全布局、爆炸和火灾事故的防控、应急救援及管理提供了科学依据与参考借鉴.(图23,表5,参28)

    油气爆炸储罐爆炸超压储罐结构动力响应TNO多能法多米诺效应

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    横穿滑坡区埋地管道应力感测与控制技术的应用实践

    王子姜帅刘浩文
    1378-1389页
    查看更多>>摘要：[目的]横穿滑坡区埋地管道在坡体滑动位移荷载作用下,易发生变形而损坏.为了保障油气管道安全运行,需要研究横穿滑坡区埋地管道应力水平和分布规律并采取对应措施释放应力.[方法]采用向量式有限元方法、超声应力检测与管体应力监测技术,开展了滑坡后受灾管道应力感测与应力控制实践研究.针对横穿滑坡区埋地管道应力评估与应力控制技术中存在的不足,以西气东输二线樟树—湘潭联络线XTGD002滑坡段管道为例,对坡体位移荷载作用下的管道进行初始应力评估与动态应力监测,并基于高频监测数据开展管体应力释放.阐述了管道初始应力评估、应力监测、开挖治理、安全裕量分析的方法,并开展了工程化实践.[结果]坡体中心位置和左右两侧坡体剪切带处是管道的应力集中位置,应力集中位置管道中性面与坡体位移荷载作用方向垂直.建立了综合受灾管段环焊缝无损检测结果和管道初始应力评估结果监测点位优化布设的方法,形成了经济合理的受灾管段应力监测方案.实践了横穿滑坡区埋地管道开挖治理的技术过程,得到了科学、合理分阶段梯次释放管道应力的开挖治理策略.[结论]研究结果证实了管道初始应力评估与应力监测技术对横穿滑坡区埋地管道的适用性和可行性,为横穿滑坡区埋地管道的应力评估与控制提供了新思路.(图8,表5,参41)

    埋地管道横穿滑坡初始应力评估应力监测应力控制

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    兰成原油管道掺混增输工艺优化

    裴卓胜
    1390-1401页
    查看更多>>摘要：[目的]随着四川石化对长庆原油需求量的急剧增长,兰成原油管道现行的掺混长庆原油输送工艺面临严峻挑战,目前兰成原油管道掺混输送极为复杂,单纯改变掺混比例并非解决之道.[方法]系统剖析了兰成原油管道当前掺混输送的现状,深入探讨了制约掺混量进一步提升的关键因素,主要包括油品物性变化、管道结蜡倾向加剧及停输再启动难度增加等.基于大量运行数据与油品配比实验,详细阐述了针对兰成原油管道全年掺混输送的优化策略,重点分析了掺混后油品凝点控制、掺混比例优化、搅拌工艺改进以及清管作业效率提升等方面的具体措施,并提出了优化方案.此外,为了探索在保障安全运行前提下掺混量的最大可提升空间,对加热输送工艺的安全性及停输再启动策略进行了科学论证.[结果]全面评估了掺混增输对管道运行安全的潜在影响,通过年输量的预测与掺混比例精细调控,计算得出长庆原油全年可掺混输送量的最大理论边界为300× 104t,为兰成原油管道的实际运行管理提供了重要的数据支持.[结论]研究成果不仅有助于兰成原油管道运行效率与能力的显著提升,还可为今后掺混输送计划的制定提供实践经验与理论依据.(图5,表9,参33)

    兰成原油管道掺混输送增输掺混比例停输再启动

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    基于旋进漩涡与文丘里流量计的湿气组合计量实验

    梁裕如何鹏孟祥振韩建红...
    1402-1412页
    查看更多>>摘要：[目的]延安气田普遍采用旋进漩涡流量计或差压流量计进行井口湿气计量,存在由于单井产气计量误差大、无法掌握单井产液量的难题.[方法]采用旋进漩涡流量计与文丘里流量计串联组合的计量方式,以空气-水为介质开展多相流环道实验,分析不同运行压力及表观气速条件下,旋进漩涡进动频率与文丘里压降随体积含液率的变化规律;同时,基于单相流量测量原理,采用量纲分析法提出影响频率信号与压降信号的无量纲参数,通过增加无量纲参数的幂指数修正项,建立适用的湿气双组合频率-压降计量模型.[结果]随着体积含液率的增大,旋进漩涡进动频率逐渐降低,文丘里流量计节流压降有增大的趋势,呈现"虚低""虚高"两种不同的特性;当体积含液率大于1％时,"频率-压降"信号失真.现场试验测试数据表明,建立的组合计量模型可用于现场气井井口计量测试,求解后气相体积流量的最大误差为5.2％,平均相对误差为2.5％;液相体积流量的最大误差为46.8％,平均相对误差为15.0％;体积含液率的最大误差为0.15％,平均绝对误差为0.05％.[结论]在特定体积含液率条件下,旋进漩涡流量计与文丘里流量计组合计量模型测量精度可控,符合延安气田生产气井中天然气体积含液率的分布范围,可为气井精细化管理提供有效技术支撑.(图10,表3,参20)

    延安气田组合计量计量模型进动频率压降

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    成品油顺序输送管道混油信息软测量方法

    刘刚袁子云孙庆峰陈雷...
    1413-1425页
    查看更多>>摘要：[目的]混油控制是成品油顺序输送管道亟需解决的难题之一,混油信息则是优化顺序输送管道运行效率的基础数据.现场安装传感器的监测结果存在偏差,且无法满足现场提前获取混油信息的需求;纯数据驱动模型建立的混油软测量方法未考虑管输工艺与仪表测量特性,预测精度欠佳.[方法]通过分析顺序输送管道的管输工艺与测量仪表的监测过程,提出融合物理认知的变分贝叶斯高斯混合回归模型,并结合新一维混油浓度演化模型,构建顺序输送管道混油信息软测量方法:基于站场"硬"传感器(即真实传感器)获取的管输运行参数,建立表征顺序输送混油信息变化规律的高精度"软"传感器,其主要功能是实现混油界面的定位、后行油品密度测量值的预测、混油界面密度分布信息的预测.[结果]新建软测量方法具备更好的适用性,混油界面到站时间预测误差较传感器测量方法减少了 76.2％,后行油品测量密度预测均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)较纯数据驱动软测量方法降低了 41.4％,混油界面密度分布预测曲线RMSE低于0.9 kg/m3,且计算耗时少于30 s.[结论]融合物理认知与数据的顺序输送管道混油信息软测量方法可实现混油信息的高效预测,辅助现场操作人员掌握管输批次状态,优化油品批次管理,为顺序输送智慧物流提供技术支撑.(图6,表5,参17)

    成品油顺序输送管道混油软测量后行油品密度界面定位浓度分布智慧物流

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    原油集输季节性停掺管道内腐蚀失效行为及防控对策

    王善哲
    1426-1439页
    查看更多>>摘要：[目的]季节性停掺已成为原油集输系统优化运行、节能减碳及精细化管理的解决方案之一,但复杂物性流体介质及变工况运行将导致掺水管道失效概率增大,特别是其具有敷设倾角的特征区域成为了腐蚀失效的重点区域.相比于运行工况较为稳定的回油管道、注水管道,掺水管道的服役周期被严重削减,且失效更集中于冬季,影响集输系统运行,维修更换管道的综合成本更高.[方法]围绕季节性停掺管道的内腐蚀防护,基于对腐蚀管段、产物的介质特性分析,通过数值模拟方法研究对比了掺水运行与停掺过程特征区域的腐蚀失效行为,提出并评价了季节性停掺管道清水顶替和压缩空气扫线的腐蚀防控对策.[结果]电化学腐蚀与冲蚀协同贡献于掺水管道的内腐蚀行为,形成Fe2O3、FeS、CaCO3、MgCO3、CaSiO3、MgSiO3及SiO2等腐蚀产物,在季节性停掺运行中,受管道特征区域积液量、积液时长的影响,腐蚀失效特征明显;清水顶替和压缩空气扫线措施均能够有效抑制掺水管道停掺期间的腐蚀失效行为,在相同工况下,前者可使最大腐蚀速率平均降低85％,后者可使腐蚀深度平均减小65％.[结论]综合考虑措施防控效果及集输工艺设施的可操作性,清水顶替更具工程应用的适用性及前景.优选出季节性停掺管道清水顶替对策,研究结果可为油田原油集输系统完整性管理与安全高效运行提供依据与方法.(图21,表3,参37)

    掺水管道腐蚀失效腐蚀防控停掺集输数值模拟

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