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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
收录年代

    智能油气管网系统建设与运行方法论研究

    冯庆善
    841-854页
    查看更多>>摘要：[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.(图12,参33)

    油气管网管道智能管网方法论运行方法生产运维

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    掺氢天然气管道泄漏扩散研究现状及发展趋势

    蒋宏业寇明月廖柯熹徐涛龙...
    855-868页
    查看更多>>摘要：[目的]目前,将氢气以一定比例掺入天然气管网输送是发展低碳经济、解决可再生能源发电过剩而导致弃电消纳问题的有效途径,保障掺氢天然气管道安全运行对于能源发展具有重要意义.[方法]为积极应对掺氢天然气管道安全运行发展需求,基于Cite Space软件调研分析了 2009年至今的国内外相关文献,具体阐述了掺氢天然气管道泄漏扩散发展进程与研究热点.在研究现状方面,将掺氢天然气管道应用场景分为受限空间(厨房餐厅、站场阀室、地下管廊及隧道)与非受限空间(架空管道、埋地管道及海底管道)两大类,分别分析了各个应用场景下的研究方法、泄漏积聚现象、扩散规律及其影响因素,并结合行业趋势与技术研究进展对未来研究方向提出建议.[结果]中国掺氢天然气管道泄漏扩散相关研究起步较晚,但发展迅速.相比非受限空间,受限空间更容易出现掺氢天然气积聚并形成爆炸性气体混合物.在研究方法上,掺氢天然气管道泄漏扩散研究主要采用数值模拟方法,基于分子动力学的理论研究较少,且实验与管道实际运行情况贴合度较低.在研究方向上,目前缺乏部分典型用氢环境的模拟研究,掺氢天然气管道泄漏扩散监检测技术相关研究亟需深入.[结论]建议进一步加强开展全尺寸多场耦合实验,加强水下、高压场景下掺氢天然气泄漏扩散规律探究,同时聚焦掺氢天然气管道泄漏扩散监检测技术,制定具体的量化风险评估与安全评价方法,为建立专门的掺氢天然气管道输送标准及相关监管政策提供技术支持.(图2,表2,参81)

    掺氢天然气泄漏扩散管道研究现状发展趋势

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    中国LNG进口产业与新型电力系统的融合发展

    谢旭光
    869-876页
    查看更多>>摘要：[目的]目前中国进口 LNG产业面临储备能力低、调节市场供需冗余能力低、进口成本偏高的困境.同时,中国新型电力系统发展面临"双高"(高比例可再生能源与高比例电力电子设备)现状,导致电力供应存在间歇性、随机性、转动惯量缺乏等问题.[方法]通过分析LNG基础存储设施现状、进口 LNG价格发展趋势、LNG发电优势等,阐述建立LNG战略储备的可行性与必要性.依据新型电力系统的3个不同发展阶段,探讨了可再生能源发电占比不断提高的现状下,新型电力系统所面临的潜在问题,以及进口 LNG、天然气发电在新型电力系统运转中的重要作用.[结果]在新型电力系统的发展过程中,进口 LNG在低渗透率阶段可作为清洁能源代替以煤炭、石油为代表的传统化石能源成为发电燃料,在中渗透率阶段可为天然气管网与新型电力系统提供调峰及其他辅助服务,在高渗透率阶段可通过提供必要的转动惯量、备用服务、黑启动辅助服务以维持新型电力系统的稳定运行.[结论]在"双碳"目标引领下,可再生能源的发电占比将不断提高,并逐渐成为主要发电能源.天然气发电能够在新型电力系统发展的各个阶段提供必要的辅助服务,是构建新型电力系统的重要一环.当前,全球天然气市场供需宽松,可低价进口 LNG形成战略储备,不断推动进口 LNG产业与新型电力系统融合发展.(图3,参28)

    进口LNG新型电力系统LNG战略储备基地天然气发电厂融合发展

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    海底掺氢天然气管道的泄漏扩散模拟

    方益涛谭海川唐亮王孟杰...
    877-886页
    查看更多>>摘要：[目的]泄漏是海底天然气管道最常见的安全事故,当采用海底天然气管道进行掺氢输送时,研究掺氢对海底天然气泄漏扩散演化过程的影响具有重要意义.[方法]采用数值模拟方法,分别对海底掺氢天然气管道的锚断泄漏与小孔泄漏两种典型泄漏场景进行研究,分析掺氢比、海水深度、管道埋深、泄漏孔径等关键因素对掺氢天然气泄漏扩散的影响规律.[结果]对于海底掺氢天然气管道,无论是锚断泄漏还是小孔泄漏,海水流速均会影响掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离.对于海底管道锚断泄漏,掺氢比的增加会增大泄漏掺氢天然气在海水中的扩散速率,相同泄漏时间下掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离均会比纯天然气增加;泄漏的掺氢天然气溢出海面的时间与管道埋深正相关,管道在海床中埋设越深,掺氢天然气溢出海面所需的时间越长.对于海底管道小孔泄漏,泄漏的掺氢天然气由于受海床泥沙阻力的影响,扩散过程相对锚断泄漏变缓,掺氢比的增加同样会增大掺氢天然气沿水平及竖直方向的扩散距离;泄漏孔径的尺寸对泄漏扩散影响明显,随着泄漏孔径的增大,相同泄漏时间下掺氢天然气的扩散距离增加.[结论]相关研究可为海底掺氢天然气管道的安全输送与泄漏防护提供参考.(图12,表5,参29)

    海底管道天然气掺氢输送泄漏扩散数值模拟

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    隧道穿越段变形管道应力评估及应对措施

    邱春斌
    887-895,915页
    查看更多>>摘要：[目的]山岭隧道穿越对于长输油气管道工程较为常见,当隧道内管道约束或补偿不足时,在输送内压与温度作用下,管道易发生较大变形,开展隧道穿越段变形管道应力评估显得尤为必要.[方法]综合利用理论计算、管道超声应力检测及有限元分析3种方法,对隧道穿越段变形管道应力进行计算;基于管道应力计算结果,合理布设管道应力监测点,高频动态监控隧道穿越段变形管道应力变化情况;基于管道应力动态监测数据,采用分阶段梯次释放管道应力的治理措施;根据治理前管道应力计算结果与治理中管道应力变化量(即管道应力监测数据),计算治理后的管道应力,从而评估管道的安全裕量.[结果]将评估方法应用于国家管网集团西气东输分公司某隧道穿越段变形管道,应力评估后发现变形管道处于高应力水平,应力集中点位于隧道入口和出口段管道处,在运行压力12 MPa、运行温度40 ℃的设计工况下,隧道出口处管道焊缝的当量应力占屈服应力比例为93.87％,不满足管道当量应力不大于0.9倍屈服应力的安全要求.通过非动火治理后,隧道入口段管道当量应力安全裕量由68.50 MPa增至181.14 MPa,而隧道出口段则由47.50 MPa增至183.66 MPa,应力释放效果较好.[结论]研究结果有助于长输油气管道隧道穿越段的设计与监测方案的制定.(图8,表3,参20)

    油气管道隧道穿越变形初始应力评估应力监测非动火治理

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    天然气管道系统目标供气可靠度计算方法

    姚广玉郑洪龙李大全魏然然...
    896-904页
    查看更多>>摘要：[目的]天然气管道系统是由众多单元组成的大型、复杂及开放系统,确保安全可靠运行显得尤为重要.随着管道系统可靠性研究的不断深入,系统可靠性指标体系逐渐完善,但尚缺乏有效的系统目标可靠度计算方法,严重制约了天然气管道系统可靠性评价方法的工程实际应用.[方法]提出了一种基于单元可接受风险的天然气管道系统目标供气可靠度计算方法,其包括单元目标可靠度与系统目标供气可靠度两个部分:根据风险可接受准则与风险后果计算方法,构建了基于社会风险与个人风险的管道单元目标可靠度确定模型;考虑天然气管道系统关键单元具有随机失效、气源与用户需求随机波动的特性,构建了基于蒙特卡洛模拟的供气可靠度评价方法,并结合单元目标可靠度计算结果,确定天然气管道系统的目标供气可靠度.[结果]将新建的计算方法应用于中国某天然气管道系统,得到该系统目标供气可靠度为0.999 383,将其与基于历史数据统计方法得到的实际供气可靠度0.999 404进行对比,评估得出该天然气管道系统可靠度高于目标供气可靠度,能够安全、高效地完成管输任务.[结论]通过实例应用验证了新建计算方法应用于天然气管道系统目标供气可靠度评价的可行性,为后续天然气管道系统可靠性提升与优化研究奠定了技术基础.(图5,表3,参30)

    天然气管道供气能力管输任务目标可靠度社会风险个人风险

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    成品油管道泄漏次声波监测及信号处理方法

    尹渊博李玉星杨文芦澍...
    905-915页
    查看更多>>摘要：[目的]随着油气输送管道总里程不断增加,泄漏监测已成为保证管道安全平稳运行的关键技术之一.次声波监测因其灵敏度高、定位精度高、维护费用低等诸多优点备受关注,但其在成品油管道中的工程应用有待探讨.[方法]基于次声波监测基本原理,自主搭建了液体管道泄漏监测实验装置,分析了不同的泄漏孔尺寸、管道压力以及泄漏点距离工况下,次声波传感器采集信号的特征.分析了 db系小波基与sym系小波基1～9层小波变换的信号处理效果;利用信号的15个时域特征与4个频域特征参与随机森林分类模型建模,以ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线下的面积(Area Under Curve,AUC)作为目标函数对模型参数进行优化,并采用基于WT-RF(Wavelet Transform-Random Forest)的方法对实验数据进行信号处理与分类.[结果]将新建方法应用于国家管网集团华南分公司某成品油输送管道发现,经过sym2小波基8层分解处理后的次声波信号在时频域具有明显可识别特征,随机森林识别模型结合定位信息可实现生产管道中泄漏工况的误报率、漏报率均为0;在91 km的成品油管道监测区间,定位误差800m左右,稳定泄漏速率0.0016m3/s,最小可检测泄漏速率为0.000 46m3/s.[结论]次声波泄漏监测技术在成品油管道测试中获得了较好的效果,其误报率、漏报率均极低,且定位误差小,相关研究成果可为该技术在成品油管道的应用提供技术支持与参考.(图13,表2,参20)

    成品油管道泄漏次声波监测小波分析随机森林最小可检测泄漏量

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    高含水原油干线管道低温集输理论基础及现场试验

    吕杨张瀚文刘罗茜张富强...
    916-925页
    查看更多>>摘要：[目的]目前中国大部分内陆油田已进入高含水开采阶段,含水率达90％以上甚至有个别区块的含水率大于95％,导致油田地面集输系统的加热能耗较高.为解决这一问题,部分高含水油田开展了高含水原油低温集输的现场试验,但仍存在"能否降温、降到多少温度以及是否发生粘壁现象"的工程技术问题.[方法]利用室内实验与数值模拟相结合的方法对高含水原油低温集输粘壁温度(最低进站温度)进行了测试与模拟,得到了输送温度、析蜡特性对粘壁现象的影响规律,发现了析蜡点、析蜡高峰与粘壁温度的相关性.利用Pipesim软件对集输管道的水力热力特性进行了模拟计算,探究了不同进站温度下管道沿线的温度与压降.[结果]集输干线实现了外输温度从原本的55 ℃降至39 ℃的低温集输,在外输温度降低16 ℃的工况下,低温集输管道可安全运行.同时热力中转站W5的加热炉单日可节省天然气2 032 m3,取得了良好的经济效益,并在此基础上制定了高含水原油的低温集输方案与流动保障措施.[结论]研究成果可保障集输管道在降温过程中的安全运行与风险预测预警,未来可通过引入修正系数或优化水力热力计算模型算法来提升高含水原油地面集输管网的水力热力计算精度.该集输干线低温集输现场试验可为高含水油田开展低温集输工作提供经验参考与工程应用实例.(图11,表2,参23)

    高含水原油低温集输粘壁现象粘壁温度工程应用

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    盐穴储库水平对接井造腔物理模拟实验

    王建夫金作良李剑光贾建超...
    926-935,951页
    查看更多>>摘要：[目的]水平对接井造腔是一种高效的盐穴建造方法,采用垫层阻溶可以较好地控制对接井腔体形态.但该造腔方式尚未应用于对接井,其对腔体形态及排卤浓度的影响规律尚不明确,无法有效指导现场技术应用.[方法]基于现有盐企采卤方式特点及存在的问题,提出采用垫层阻溶双井交替注水、分阶段上提造腔管柱与垫层的对接井造腔方式.基于相似理论搭建实验平台,开展新造腔方式下的对接井造腔物理模拟实验,采用江苏淮安盐矿某一对接井现场实际数据验证了实验模型的准确性,随后分析了地层倾角、注水排量、垫层及管柱控制、注水循环方式对腔体形状及排卤质量浓度的影响.[结果]水平对接井造腔腔体形态呈U形,腔体体积大,排卤质量浓度高,相对于单直井具有显著优势;地层倾角的存在会增加水平通道高度,降低直井注水时的排卤质量浓度;大排量可扩展腔体体积,增大水平通道及两侧腔体尺寸;垫层控制对腔体形状影响较大,垫层长期停留在同一位置易出现平顶状畸形,而管柱控制对腔体形状影响较小;存在地层倾角时,注水循环方式会显著影响腔体形态与排卤质量浓度.[结论]水平对接井造腔是一种高效的造腔方式,具有腔体形状可控、排卤浓度高等优点,可作为未来盐穴储库造腔技术的主要发展方向,但室内实验研究具有局限性,应加强该造腔方式的现场试验研究.(图12,表3,参18)

    盐穴储库对接井造腔地层倾角循环方式垫层控制腔体形态排卤浓度

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    纵向连续冷弯管管段沉管下沟的可行性

    王炎兵石彤刘海春赵一桦...
    936-943页
    查看更多>>摘要：[目的]沉管下沟是管道埋地敷设的主要方式之一,用连续冷弯管代替热煨弯头可以实现埋地管道纵向转弯,管道的最大应力是评判纵向连续冷弯管沉管下沟安全施工的关键指标.[方法]选取管径1 219 mm、壁厚22 mm的X80管道为例,采用有限元方法建立纵向连续冷弯管管段沉管下沟数值模型,分析下沟过程中管道应力的变化规律,探讨下沟深度、连续冷弯角度、管沟开挖方向等对管道应力的影响.[结果]连续冷弯管的存在会加大下沟过程中管道的最大应力,且最大应力位置位于冷弯管起始边界附近;下沟过程中,管道上坡、下坡时产生的最大应力分别为压应力、拉应力,且同一上坡、下坡角度下的两种应力绝对值基本相当;从坡面向平面进行管沟开挖将会加大管道最大应力,且管道应力随下沟深度、连续冷弯角度的增加而增大.通过对管径1 219mm、壁厚22 mm 的X80管道的纵向连续冷弯管沉管下沟应力进行计算,得出在冷弯角度26°、下沟深度5 m内,管道的最大应力满足油气输送管道沉管下沟施工要求.为控制管道应力,可在冷弯管区域前、后100 m范围内进行分层开挖.[结论]管道下沟过程中应力受多个沉管参数的影响,依据下沟过程中最大应力的变化趋势,采取有效的控制措施即可实现纵向转弯管道的连续冷弯管管段沉管下沟施工.(图6,表4,参24)

    连续冷弯管沉管下沟深度冷弯角度最大应力

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