高含硫气田集输管道安全分析及腐蚀预测技术研究

摘要

高含硫气田集输管道受湿气输送工艺及高含H2S/CO2的恶劣腐蚀环境的影响，呈现出的腐蚀开裂和可燃气体泄漏燃烧爆炸等安全问题越来越突出，仅靠现有的在线监测和智能清管检测手段难以保证其安全稳定运行。因此，本论文旨在通过分析高含硫气田集输系统的现场监测数据获得实际工况条件下的腐蚀变化规律和腐蚀因素，建立了集输管道生产及腐蚀数据库，为集输管道安全状态分析提供了数据基础；利用数值模拟方法，采用欧拉多相流模型对集输管道内的气液多相流动过程进行了详细分析，结合点蚀发展机理模型建立了半经验点蚀发展预测模型；利用建立的生产及腐蚀数据库及多层BP神经网络数学方法，构建适合高含硫气田集输系统的管线钢材内腐蚀预测模型。所建立的均匀腐蚀预测模型和点蚀发展预测模型经与实际现场数据对比验证，均具有较高预测精度，可以用于集输系统的安全分析。将建立的模型和方法与现有高含硫气田集输系统安全防护措施结合，可以形成“抗硫管材+缓蚀剂+阴极保护+智能清管+腐蚀检测+腐蚀预测”六位一体的综合腐蚀防控措施，为恶劣环境下的高含硫湿气输送集输管道的安全运行提供了更为全面的保障措施。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题相关背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 天然气集输管道的设计构成及导致腐蚀的相关因素研究

1.3.2 数据库介绍

1.3.3 腐蚀预测方法

1.4 研究内容及研究思路

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究思路

第2章 基于多相流动数值模拟的集输管道安全分析及点蚀预测模型

2.1 集输管道多相流数值模拟方法

2.1.1 湍流模型

2.1.2 多相流模型

2.1.3 计算方法

2.2 集输系统腐蚀现状及安全分析

2.2.1集输系统腐蚀现状

2.2.2集输系统安全状态分析

2.3 集输管线三维无简化几何建模及工况分析

2.4 集输管道内多相流动数值模拟安全分析

2.4.1 P101-P102段流动及积液分析

2.4.2 P106-P104段多相流动数值模拟分析

2.5 基于多相流动数值模拟危险点分析的点蚀预测模型

2.5.1 点蚀预测模型

2.5.2 点蚀预测模型准确性验证

2.6 本章小结

第3章 集输管道腐蚀数据库构建及数据分析

3.1 数据处理

3.1.1 坏值剔除

3.1.2 插值

3.2 腐蚀数据库的建立

3.3 腐蚀数据相关性分析

3.4 本章小结

第4章 基于集输管道腐蚀数据库的腐蚀预测及安全分析

4.1 均匀腐蚀模型建立

4.1.1 均匀腐蚀预测模型

4.1.2 BP神经元网络预测模型

4.2 腐蚀预测模型准确性验证

4.3 基于腐蚀预测模型的管道安全分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢

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