[發明專利]基于全站場內流場分析的腐蝕位置判定方法、裝置及介質

在審

• 申請號: 202110376150.2
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113095008A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 鮑明昱;齊昌超;張健;杜炘潔;崔銘芳;王磊;舒潔;李玉丹;付進;孫明楠;劉暢;吳冠霖;高健;秦林
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14;G06F111/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 軒勇麗

本申請涉及天然氣管道安全風險評價技術領域，公開了基于全站場內流場分析的腐蝕位置判定方法、裝置及介質，其中，所述腐蝕位置判定方法具體包括：建立管道幾何模型；將管道幾何模型導入流體動力學計算模型中求解獲得管道液相分布數據；基于管道液相分布數據獲得腐蝕管段。本申請可在控制天然氣管道安全狀態檢測成本的前提下提升檢測結果的代表性和可信性。

技術領域

本申請涉及天然氣管道安全風險評價技術領域，具體是指一種基于全站場內流場分析的 腐蝕位置判定方法、裝置及介質。

背景技術

隨著我國國民經濟的高速發展，對天然氣等能源需求量飛速增加，未來我國的天然氣工 業將繼往開來繼續高速發展。在許多開發較早的氣田，許多天然氣井已經進入開采末期，產 量下降而產水量激增，當采出液量超過氣相攜液能力，含腐蝕介質采出液會在集輸管道低洼 或特殊結構處聚集，加速管道壁面腐蝕從而引發刺漏破裂等管道事故。為了保證集輸管道安 全運行，為防止管道事故的發生，需要針對管道安全狀態進行定期檢測。而在目前的檢測方 法中，由于檢測成本限制難以對管道所有部位進行檢測，而只是檢測一個或幾個高風險部位， 這一定程度上埋下了安全隱患。由于經濟效益是限制現場檢測評價效果的主要因素之一，因 此提出一種預測判定管線易受腐蝕部位的方法十分必要，可以在控制檢測成本的前提下提升 檢測結果的代表性和可信性，在管道檢測領域具有一定的技術和經濟價值。

管道易受腐蝕位置主要有以下特點：

1、管線的易受腐蝕位置可能有多個，且風險水平有主次之分；

2、管道自身結構特點對管道流場有決定性的影響，而管線內流場又極大地影響管線腐蝕 位置和受腐蝕強弱；

3、站場內管線分布及其復雜，其中埋地管道更是難以進行全面性的大開挖檢測，而埋地 管道低洼處通常容易形成積液加速腐蝕。

目前，在天然氣集輸管道安全狀態檢測工作中,檢測點選方法取較為單一，檢測位置主要 為彎頭、三通、變徑管等結構，直管段通常無測點或測點較疏。在選取好檢測位置后，然后 垂直流向方向在壁面圓周上陣列出若干檢測點(一般為4個或12個)，通過檢測管壁上各點 的壁厚值來評價管道在檢測點的安全狀態。在完成檢測合同規定的檢測工作量前提下，管道 的高風險部位難以被全部檢測評價；檢測位置沒有形成統一的標準，并且在檢測工作進行前 通常不會進行檢測位置的細分制定；此外單一的檢測位置選取方法難以適應集輸站場復雜的 管線環境，可能在檢測工作忽略一些高風險位置，在開挖檢測中還會增加額外的成本。

發明內容

基于以上技術問題，本申請提供了一種基于全站場內流場分析的腐蝕位置判定方法、裝 置及介質，以在控制天然氣管道安全狀態檢測成本的前提下提升檢測結果的代表性和可信 性。

為解決以上技術問題，本申請采用的技術方案如下：

基于全站場內流場分析的腐蝕位置判定方法，包括：建立管道幾何模型；將管道幾何模 型導入流體動力學計算模型中求解獲得管道液相分布數據；基于管道液相分布數據獲得腐蝕 管段。

進一步的，建立管道幾何模型的方法包括：采集管道基礎數據，管道基礎數據包括管路 分段單線圖和管道規格數據；基于管道基礎數據建立管道三維模型。

進一步的，流體動力學計算模型包括多相流模型和湍流模型，流體動力學計算模型的求 解方法包括：采集管道運行工況數據；基于管道運行工況數據設置流體材料的物理性質和用 于求解多相流模型和湍流模型的邊界條件、求解方式；對管道幾何模型進行網格劃分，將網 格導入多相流模型和湍流模型；初始化流場并迭代求解多相流模型和湍流模型獲得管道液相 分布數據。

進一步的，流體材料的主相為甲烷，次相為水；多相流模型為VOF多相流模型；湍流模 型為標準k-ε模型；管道運行工況數據包括管道運行的壓力、溫度、流量、產水量、產砂量；求解方式采用耦合求解。