[发明专利]基于全站场内流场分析的腐蚀位置判定方法、装置及介质

说明书

本申请涉及天然气管道安全风险评价技术领域，公开了基于全站场内流场分析的腐蚀位置判定方法、装置及介质，其中，所述腐蚀位置判定方法具体包括：建立管道几何模型；将管道几何模型导入流体动力学计算模型中求解获得管道液相分布数据；基于管道液相分布数据获得腐蚀管段。本申请可在控制天然气管道安全状态检测成本的前提下提升检测结果的代表性和可信性。

技术领域

本申请涉及天然气管道安全风险评价技术领域，具体是指一种基于全站场内流场分析的 腐蚀位置判定方法、装置及介质。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，对天然气等能源需求量飞速增加，未来我国的天然气工 业将继往开来继续高速发展。在许多开发较早的气田，许多天然气井已经进入开采末期，产 量下降而产水量激增，当采出液量超过气相携液能力，含腐蚀介质采出液会在集输管道低洼 或特殊结构处聚集，加速管道壁面腐蚀从而引发刺漏破裂等管道事故。为了保证集输管道安 全运行，为防止管道事故的发生，需要针对管道安全状态进行定期检测。而在目前的检测方 法中，由于检测成本限制难以对管道所有部位进行检测，而只是检测一个或几个高风险部位， 这一定程度上埋下了安全隐患。由于经济效益是限制现场检测评价效果的主要因素之一，因 此提出一种预测判定管线易受腐蚀部位的方法十分必要，可以在控制检测成本的前提下提升 检测结果的代表性和可信性，在管道检测领域具有一定的技术和经济价值。

管道易受腐蚀位置主要有以下特点：

1、管线的易受腐蚀位置可能有多个，且风险水平有主次之分；

2、管道自身结构特点对管道流场有决定性的影响，而管线内流场又极大地影响管线腐蚀 位置和受腐蚀强弱；

3、站场内管线分布及其复杂，其中埋地管道更是难以进行全面性的大开挖检测，而埋地 管道低洼处通常容易形成积液加速腐蚀。

目前，在天然气集输管道安全状态检测工作中,检测点选方法取较为单一，检测位置主要 为弯头、三通、变径管等结构，直管段通常无测点或测点较疏。在选取好检测位置后，然后 垂直流向方向在壁面圆周上阵列出若干检测点(一般为4个或12个)，通过检测管壁上各点 的壁厚值来评价管道在检测点的安全状态。在完成检测合同规定的检测工作量前提下，管道 的高风险部位难以被全部检测评价；检测位置没有形成统一的标准，并且在检测工作进行前 通常不会进行检测位置的细分制定；此外单一的检测位置选取方法难以适应集输站场复杂的 管线环境，可能在检测工作忽略一些高风险位置，在开挖检测中还会增加额外的成本。

发明内容

基于以上技术问题，本申请提供了一种基于全站场内流场分析的腐蚀位置判定方法、装 置及介质，以在控制天然气管道安全状态检测成本的前提下提升检测结果的代表性和可信 性。

为解决以上技术问题，本申请采用的技术方案如下：

基于全站场内流场分析的腐蚀位置判定方法，包括：建立管道几何模型；将管道几何模 型导入流体动力学计算模型中求解获得管道液相分布数据；基于管道液相分布数据获得腐蚀 管段。

进一步的，建立管道几何模型的方法包括：采集管道基础数据，管道基础数据包括管路 分段单线图和管道规格数据；基于管道基础数据建立管道三维模型。

进一步的，流体动力学计算模型包括多相流模型和湍流模型，流体动力学计算模型的求 解方法包括：采集管道运行工况数据；基于管道运行工况数据设置流体材料的物理性质和用 于求解多相流模型和湍流模型的边界条件、求解方式；对管道几何模型进行网格划分，将网 格导入多相流模型和湍流模型；初始化流场并迭代求解多相流模型和湍流模型获得管道液相 分布数据。

进一步的，流体材料的主相为甲烷，次相为水；多相流模型为VOF多相流模型；湍流模 型为标准k-ε模型；管道运行工况数据包括管道运行的压力、温度、流量、产水量、产砂量；求解方式采用耦合求解。