盐穴型地下储气库注采系统完整性评价研究
本文选题:盐穴型储气库 + 注采系统 ; 参考:《西安建筑科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:盐穴型地下储气库作为战略型能源储备设施,其在注采运行过程中吞吐量大、工作模式切换灵活、有效工作气量比例较高等特点,广泛应用于天然气能源储备。但由于注采系统可能受腐蚀、设备失效、冲蚀、误操等危害因素的影响,造成储气库稳定性和安全可靠性降低,甚至引发灾难性的事故。因此,有必要对盐穴型地下储气库注采系统的完整性问题进行了系统性的研究。论文基于国内外大量文献阅读和对金坛储气库及平顶山储气库的实地调研的基础上运用理论分析、数值模拟、实证验证与现行标准规范结合等研究方法对盐穴型地下储气库注采系统管柱的完整性问题进行了系统的分析,构建了较为健全的完整性评价体系。采用数值分析法评价注采系统管柱载荷及剩余强度,模拟管柱在储气库运行过程中的基础受力环境;利用概率神经网络方法结合蒙特卡洛模拟预测运行环境下的管柱失效概率,为提高神经网络的预测效率与精度,使用基于贝叶斯最小风险准则并行算法改进了神经网络,提高注采系统工程评价的精确性;设计基于断裂力学的FAD失效评估模型,计算了影响注采系统管柱完整性的三项剩余寿命,包括腐蚀剩余寿命、受夹带盐岩颗粒天然气形成的冲蚀剩余寿命及受交变载荷影响的疲劳剩余寿命;最后设计开发了盐穴型地下储气库完整性评价软件。结合金坛盐穴地下储气库工程实例,验证了提出模型的可靠性与精确度,表明研究成果可以为盐穴型地下储气库注采系统工程完整性评价提供可靠参考。由于完整性评价的工程实际情况更为复杂,文章对于注采系统管柱受到的注采气交变载荷对管柱剩余强度评价产生影响的研究缺乏全面性,腐蚀剩余寿命的预测结果较为保守,上述研究还应进一步深入。
[Abstract]:As a strategic energy storage facility, salt cavernous underground gas storage is widely used in natural gas storage due to its large throughput, flexible mode switching and high effective working gas ratio. However, due to the influence of corrosion, equipment failure, erosion, misoperation and other harmful factors, the stability and safety reliability of gas storage are reduced, and even catastrophic accidents are caused. Therefore, it is necessary to systematically study the integrity of the injection-production system of salt cavern underground gas storage. Based on a large number of literature at home and abroad and the field investigation of Jintan gas storage and Pingdingshan gas storage, the paper applies theoretical analysis, numerical simulation, The integrality of injection and production system in salt cavern underground gas storage system is systematically analyzed by combining empirical verification with current standard and standard, and a relatively sound integrity evaluation system is constructed. The load and residual strength of injection and production system are evaluated by numerical analysis method, and the stress environment of pipe string is simulated in the process of gas storage, and the failure probability of pipe string under running environment is predicted by using probabilistic neural network method combined with Monte Carlo simulation. In order to improve the prediction efficiency and accuracy of neural network, a parallel algorithm based on Bayesian minimum risk criterion is used to improve the accuracy of engineering evaluation of injection-production system, and a failure evaluation model of fad based on fracture mechanics is designed. Three remaining life factors affecting the integrity of injection-production system are calculated, including corrosion residual life, erosion residual life formed by entrained salt grain natural gas, and fatigue residual life affected by alternating load. Finally, the integrality evaluation software of salt cavern underground gas storage is designed and developed. The reliability and accuracy of the proposed model are verified by a practical example of the underground gas storage system in Jintan Salt Cave, which indicates that the research results can provide a reliable reference for the engineering integrity evaluation of the underground gas storage system of the salt cavern type. Because the engineering practice of integrality evaluation is more complicated, the research on the influence of injection-gas alternating load on the residual strength evaluation of pipe string in injection-production system is lack of comprehensiveness, and the prediction result of corrosion residual life is conservative. The above research should be further studied.
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE972.2
【参考文献】
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,本文编号:2029947
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