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天然氣管道泄露爆炸動力效應研究及危險區(qū)

文檔作者：段洪亮文檔來源：陜西延長石油（集團）有效責任公司油氣勘探公司		點擊數：	更新時間： 2021年11月18日
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化 工 設 計 通 訊 油氣開采
Chemical Engineering Design Communications Oil and Gas Production
·43·
第43卷第7期
2017年7月
1 天然氣管道泄露爆炸動力效及危險區(qū)域劃分的必要性
天然氣是現代社會發(fā)展的主要資源形式，在現代社會發(fā)
展中占有重要地位，對天然氣管道泄露爆炸動力效及危險區(qū)
域的分析，可以實現社會發(fā)展的整體資源輸送的安全性提升[1]，
為現代社會發(fā)展提供可靠的資源供應保障；其次，對天然氣
管道泄露爆炸動力效及危險區(qū)域的分析，是我國西氣東輸等
大型工程施工建設的理論基礎，做好天然氣管道泄露爆炸動
力效及危險區(qū)域的規(guī)劃，能夠針對當前我國天然氣管道建設
與資源供應中存在的問題，帶來有力的解決途徑，實現天然
氣輸送的資源傳輸結構具有更好的問題解決新途徑，實現現
代天然氣資源應用逐步形成合理的層次，為現代社會經濟發(fā)
展帶來更有力的發(fā)展結構規(guī)劃需求，從而實現現代社會發(fā)展
的基本動力供應結構完善。
2 天然氣管道泄露爆炸動力分析
2.1 天然氣管道泄露傳播距離
天然氣管道泄露爆炸動力分析，與天燃氣的泄露傳播距
離之間存在直接性關聯(lián)，天然氣擴散主要是天熱氣中的甲烷
擴散，實施現代天然氣擴散氣體的計算中，基于甲烷的基礎上，
實現天然氣的整體數量上的分析，是實現爆炸振動力分析的
有效途徑?？梢圆扇∮邢拊男问竭M行氣體初步估算，例如：
在天然氣泄露計算中，假定氣體流速為自變量[2]，管道內的
壓力與泄漏量的傳播距離看作是氣體分析的因變量，當氣體
泄露量的數值發(fā)生變化，依據相應的自變量運算公式進行氣
體運算，可以得到相應的氣體輸出計算的整體總量，從而實
現對天然氣的輸出后期擴散的范圍進行評價，是現代氣體評
價與分析的初始部分。例如：某次天然氣管道建設前對氣體
擴散的泄漏量進行分析，假設自變量為70m，管道內部壓力為
50Pa，則依據密度計算公式，可以得到相應的流量的計算結
構數值變化結構趨勢，實現現代經營的基本規(guī)劃結構上的泄
漏量的分析。
2.2 擴散系數
天然氣管道泄露的爆炸動力的分析，可以采用天然氣管道
泄露的擴散性分析，一般而言，天然氣管道泄露的擴散范圍
的探究，采用網格化分析為主要分析方式，例如：基于天然
氣管道泄露下的初始位置作為原點，并建立網格規(guī)劃結構圖，
建立擴大的分布坐標，假設天然氣管道泄露的原點坐標為（0，
0），橫坐標是天然氣的擴散的空間數，縱坐標為擴散的速率，
確定天然氣管道泄露的擴散范圍，建立氣體計算的相關數據
分析，依據擴散分析的基本結構，實現現代企業(yè)的綜合控制，
為天然氣管道泄露的危險區(qū)域劃分作基礎。
3 天然氣管道泄露爆炸危險區(qū)域的劃分
3.1 開放性爆炸危險區(qū)域
天然氣管道泄露的開放區(qū)域的計劃，開放性爆炸危險區(qū)
域的預測，可以建立天然氣爆炸動能和連續(xù)性方程作為區(qū)劃
分的基礎，例如：天然氣體泄露的動能方程計算的公式為：
dp
dt +p ·u→=0
依據天然氣管道泄露后，氣體發(fā)生化學反應的熱量因素
進行分析，天然氣泄漏的運動除了分子內部運動，同時管道
內部的壓力與管道外部溫度變化，都是天然氣開放性爆炸區(qū)
域的影響因素。結合網格規(guī)劃的相關性數據，對天然氣管道
泄露后的氣體進行二維空間的計算，得到計算的最大值和最
小值，假設氣體運行中的d 為15，p 為12，t 為30，依據計算
公式，可以獲得相應的開放性區(qū)域的天然氣爆炸的開放性區(qū)
域的資源結構分析，另一方面，天然氣管道泄露的開放性分析，
也要對天然氣的濃度進行綜合檢驗，天然氣的氣體變化的密
度一般具有相應的氣體運動的上限分析，結合網格數據，對
天然氣的氣體泄露，與空氣中融合密度比重進行分配，達到
對天然氣爆炸的周圍的建筑、人群的范圍進行初步評估，從
而實現現代天然氣管道泄露開放性危險區(qū)域的合理規(guī)劃，做
好天然氣管道泄露的開放區(qū)域的劃分。
3.2 沖擊波危險區(qū)域
天然氣管道泄露的危險區(qū)域中，沖擊波區(qū)域也是需要做
好評估的主要區(qū)域，天然氣管道泄露的輻射波對外部人和建
筑的沖擊情況作為分析的重點。其一，依據氣體輻射公式，
將輻射波分別歸結為死亡區(qū)、重傷區(qū)、輕傷區(qū)幾部分，例如：
沖擊波的計算公式為：
Δp2=2Δp1+
（i+1）Δp1
2
（i-1）Δp1+2iΔp0
依據天然氣管道泄露輻射波的計算結構，分別在坐標中
確定p 與i 的值，同時對應網格坐標中的數據，整體數據分析
結構更加靈活，得到輻射波的輻射的基本結構，然后進行輻
射波的等級劃分；其次，輻射波度建筑的損害，也要依據這
一計算公式，但值得注意的是天然氣管道泄露對建筑的危險
損害，要考慮輻波對建筑的后期影響，其對建筑的損壞評估
上應當具有相應的損壞評估的空間預留。
4 結論
天然氣管道泄露，是現代社會資源應用的突出性問題，結
（下轉第80 頁）
摘 要：天然氣管道泄露是現代社會發(fā)展的主要危險形式，天然氣管道泄露產生的巨大的震動波容易發(fā)生爆炸?；谔?
然氣管道泄露的爆炸動力為基礎，對天然氣管道泄露爆炸動力效應及危險區(qū)域的劃分進行分析，為現代天然氣應用提供安全
保障。
關鍵詞：天然氣管道；泄露；爆炸；動力效應；危險區(qū)
中圖分類號：X703 文獻標志碼：B 文章編號：1003–6490（2017）07–0043–02
Study on Dynamic Effect of Explosive Explosive of Natural Gas
Pipeline and Its Hazardous Area
Duan Hong-liang
Abstract ：The leakage of natural gas pipeline is the main dangerous form of the development of modern society.The huge
vibration wave generated by the leakage of natural gas pipeline is easy to explode.Based on the explosion power of natural gas pipeline
leakage，the dynamic effect of natural gas pipeline leakage and the division of dangerous area To provide security for modern natural gas
applications.
Key words ：natural gas pipeline ；leakage ；explosion ；dynamic effect ；hazard area
天然氣管道泄露爆炸動力效應研究及危險區(qū)
段洪亮
（陜西延長石油（集團）有效責任公司油氣勘探公司，陜西延安 716000）
收稿日期：2017–05–22
作者簡介： 段洪亮（1985—），男，吉林白城人，助理工程師，主要
研究方向為天然氣開采。
萬方數據
新材料與新技術化 工 設 計 通 訊
New Material and New Technology Chemical Engineering Design Communications
·80·
第43卷第7期
2017年7月
從圖2 可以看出，云杉木粉的纖維細胞基本已經被破壞，
導致細胞腔大部分裸露在外；而1 號楊木粉的纖維細胞大部分
沒有被破壞，2 號楊木粉的粒徑較小，和1 號楊木粉相比，被
破壞的細胞數量增加。
2.2 木粉的種類和粒徑對材料性能的影響
將木粉烘干，之后經高速和樹脂進行混合造粒，最后經
過擠出機擠出成型，將所得到的板材制樣，并對制樣進行性
能測試。PVC 份為100phr，當木粉的質量分數是66.7% 時，
在拉伸強度以及沖擊強度兩個方面來說，云杉木粉比2 號楊
木粉高，然而，2 號楊木粉比1 號楊木粉高，而且差值較大；
對于彎曲強度來說，大致趨勢也是如此，但是其差值不如拉
伸強度以及沖擊強度的差值大。塑料和木粉的兩相界面和所
得制品的性能有著密不可分的關系，其中，對其起著決定性
作用的因素是木粉的分散程度。木粉分散的程度越高，即越
均勻，則兩相接面積就越大，所得到的的制品的性能就越好。
在SEM 電鏡中可以看出，2 號楊木粉的粒徑小于1 號楊木粉，
則其接觸面積要比1 號鹽母粉的接觸面積大，所以，其各種性
能都比1 號楊木粉好。
上述結果表明，木粉表面纖維的裸露程度決定了木塑復
合材料的性能，即細胞被破壞的程度越嚴重，表面纖維的裸
露程度就越高，接觸面積越大，性能越好。
2.3 木粉添加量對材料性能的影響
對PVC 木塑復合材料的性能有較大影響的另一個因素是
木粉的添加量，隨著木粉質量分數的增加，沖擊強度不斷下降，
而拉伸強度在木粉質量分數為16.7% 的時候達到最小值，后逐
漸增加，并趨于平穩(wěn)。隨著木粉用量的增加，復合材料的彎
曲模量在木粉比例為16.7% 時，達到最小值，之后逐漸增加；
彎曲強度逐漸降低，在木粉比例達到34% 時，有最小的彎曲
強度，之后逐漸增加，并趨于平穩(wěn)，達到58MPa。
沖擊強度下降主要是由于木粉的數量增加導致沖擊更容
易引起瞬間破壞；而且，隨著木粉用量的增加，一些木粉顆
粒之間會交叉接觸，阻止因外力作用而發(fā)生的形變。當木粉
的質量分數較小時（16.7%），無法形成連續(xù)相，因此，木粉
顆粒分散不均勻，呈“海島狀”，分散在塑料中，而且，木粉
顆粒之間間距較大，不能相互制約，在外力的作用下，因木
粉顆粒的存在，塑料相會形成銀紋，而其受力屈服會受到阻礙。
隨著木粉數量的增加（66.7%），由于木粉自身密度較小，而
體積較大，所以使得木粉顆粒之間的間距變小，而且木粉之
間會互相接觸、交叉，使得性能大大提高。
3 結論
隨著技術的進步，人們對于材料的要求也在逐漸提高，
漸漸開始不滿足于原有的單一材料，因此，復合材料應運而生。
本文主要研究了PVC 木塑復合材料的成分以及對PVC 木塑復
合材料的性能進行了分析研究，得出如下相關結論：
1）木塑復合材料的性能和木粉的粒徑以及種類有關。粒
徑為212μm 的楊木粉所制成的制品的性能不如粒徑為150μm
的楊木粉制品；當粒徑相同，均為212μm 時，云杉木粉制品
的性能要好于楊木粉制品的性能，因其表面有較多的裸露的細
胞腔以及裸露纖維，使得兩相界面能夠更加充分地接觸，因此，
云杉木粉制品的強度較高。
2）隨著木粉用量的增加，PVC 木塑復合材料的彎曲強度
以及拉伸強度均有小幅度下降，之后提升，并最終趨于平穩(wěn)，
而其沖擊強度隨著木粉用量的增加則會下降。
參考文獻
[1] 鐘鑫，薛平，丁筠. 改性木粉/PVC 復合材料的性能研究[J]. 中國
塑料，2004，（3）：62-66.
（上接第52頁）
措施，對于不同的開發(fā)區(qū)塊采取不同的開發(fā)方式，使油氣田
的開發(fā)達到最佳的效果。滿足油氣田生產節(jié)能降耗的技術要
求，不斷應用油氣田生產的新技術措施，提高油氣田開發(fā)的
水平，逐漸形成數字化的油氣田生產管理模式。
參考文獻
[1] 劉曉輝，王建立，劉欣欣. 油氣田開發(fā)新技術探討[J]. 石化技術，
2015，（2）.
（上接第49頁）
可持續(xù)發(fā)展性是當前石油開采產業(yè)的發(fā)展方向。因此，為進
一步實現石油開采效益的有效提升，各石油開發(fā)企業(yè)應更加
重視對高科技技術的研發(fā)與應用。
參考文獻
[1] 陳卓. 石油采油工程技術中存在的問題與對策[J]. 石化技，2016，
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[2] 張傲雪. 石油采油工程技術中存在的問題與對策[J]. 中小企業(yè)管理
與科技（上旬刊），2015，（12）：110.
（上接第43頁）
合相應數據，對天然氣管道輸送中存在的安全隱患進行綜合
分析，不僅可以及時對危險做出預測，同時也可以為天然氣
安全輸送帶來更合理的設計要求，為我國新資源開發(fā)和應用
提供更確切的發(fā)展需求，實現現代發(fā)展的資源供應結構的完
善。
參考文獻
[1] 田輝. 天然氣管道泄漏爆炸動力效應研究及危險區(qū)域的劃分[D]. 淮
南：安徽理工大學，2012.
[2] 劉學通. 爆破振動下埋地天然氣管道的動力響應研究[D]. 成都：西
南交通大學，2015.
（上接第35頁）
制。一定要重視管道的重量不可以直接作用在泵上，防止泵
發(fā)生變形的情況，從而影響到正常的運行。
7 結束語
石油是全球經濟發(fā)展非常重要的一項能源，對石油管道
進行安裝的工作是一項非常復雜的系統(tǒng)性工程，安裝的過程
當中必然會發(fā)生很多的問題，這就大大地影響到安裝的進度
以及施工的質量，石油管道進行安裝的過程主要的特點就是：
投資的量非常大而且安裝建設的規(guī)模特別大等，因此，在對
石油進行運輸上有著無法替代的作用。
參考文獻
[1] 王凡. 石油化工工藝管道安裝工程施工管理中的常見問題及處理研
究[J]. 中國石油和化工標準與質量，2013，（17）.

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