[发明专利]高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法

权利要求书

1.一种高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

管道运行数据自动录入与统计分析；

高含水埋地热油管道流动失效概率计算，包括管道运行过程模拟与失效概率计算、及管道停输过程模拟与失效概率计算；

其中，所述管道运行过程模拟与失效概率计算包括如下步骤：

设置土壤边界初始含水率；

设置土壤浸水模拟总时长t_总；

设置时间步长Δt；

更新温度场t，所述温度场t＝k·Δt＞0；

更新含水率分布；

计算临界输量；

计算进入不稳定工作区概率；

若t＞t_总，则存储进入不稳定工作区概率数据，否则返回重新更新温度场t后继续循环；

其中，所述停输过程模拟与失效概率计算包括如下步骤：

设置土壤边界初始含水率；

设置停输前土壤已浸水时长t₀；

设置停输模拟总时长t_停输；

设置时间步长Δt；

更新温度场t，所述温度场t＝t₀+k·Δt＞t₀；

更新含水率分布；

计算启动压力；

计算停输过程凝管概率；

若t＞t₀+t_停输，则存储停输过程凝管概率数据，否则返回重新更新温度场t后继续循环；

其中，k为模拟时步数，k＝0,1,2,3…；

高含水率下管道主要流动失效模式判定，包括下述步骤：

比较管道进入不稳定工作区概率和停输凝管概率的大小，初步确定受含水率影响较为敏感的流动失效模式，提醒和指导生产管理人员关注所述流动失效模式；

根据安全生产对管道进入不稳定工作区和停输凝管这两种流动失效概率的规定标准，判定不同含水率下管道所处的风险等级，进而确定该管道的主要流动失效模式。

2.根据权利要求1所述的高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法，其特征在于，所述温度场计算过程中，建立了原油管道热—湿耦合方程，如下所示：

式中：φ为土壤体积含水率；

C_干燥土为干燥土的比热容；

ρ_干燥土为干燥土的密度；

λ_干燥土为干燥土的导热系数；

C_水为水的比热容；

ρ_水为水的密度；

t为模拟时长；

r为距管道中心线的径向距离；

T为温度；D_φ为含水率差别作用下的水分扩散率，且D_φ＝0.0004exp(0.14611φ)；

D_T为温差作用下的水分扩散系数，且D_T＝6×10^-16T^5.9146。

3.根据权利要求1所述的高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法，其特征在于，所述管道运行数据自动录入与统计分析是以实际生产报表为基础，通过软件数据库模块自动收集输量、进出站温度、压力、地温、传热系数、管道埋深、土壤物性数据，统计分析各影响因素不确定性，建立概率分布函数。

4.根据权利要求1所述的高含水土壤埋地热油管道流动失效模式判定方法，其特征在于，所述管道运行过程模拟是模拟不同时刻土壤温度场及含水率分布，所述管道运行过程失效概率计算是计算不同时刻管道进入不稳定工作区概率；所述管道停输过程模拟是模拟不同停输时间下土壤温度场及含水率分布，所述管道停输过程的失效概率计算是计算不同停输时间下管道凝管概率。