非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法与流程

技术特征：
1.一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，包括：获取非粘结型复合管的增强层与内衬层之间的夹层体积、非粘结型复合管的运行温度、非粘结型复合管的运行时间以及非粘结型复合管的输送气体组分；根据所述运行温度和所述输送气体组分，分别测试所述非粘结型复合管内衬层的气体渗透系数和所述非粘结型复合管外保护层的气体渗透系数；将所述夹层体积、所述运行温度、所述运行时间、所述内衬层的气体渗透系数和所述外保护层的气体渗透系数输入预先构建的非粘结型复合管增强层与内衬层之间的夹层渗透压力模型中，得到所述非粘结型复合管增强层与内衬层之间的夹层渗透压力；确定所述非粘结型复合管内衬层的径向坍塌压力；将所述夹层渗透压力和所述径向坍塌压力输入预先构建的临界坍塌失效判据模型，得到所述非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力。2.根据权利要求1所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述夹层渗透压力模型具体为：其中，式中，p
a
为夹层渗透压力；p1为临界气体运行压力；p2为大气压；r为摩尔气体常数；t为运行温度；v为夹层体积；t为运行时间；c1为内衬层的气体渗透系数；c2为外保护层的气体渗透系数；d1为内衬层直径；d2为外保护层直径；l1为内衬层壁厚；l2为外保护层壁厚。3.根据权利要求2所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述临界坍塌失效判据模型具体为：p
a
＝p1 p
c
式中，p
c
为非粘结型复合管内衬层的径向坍塌压力。4.根据权利要求1所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述根据所述运行温度和所述输送气体组分，测试所述非粘结型复合管内衬层的气体渗透系数和所述非粘结型复合管外保护层的气体渗透系数，具体包括：将与所述非粘结型复合管内衬层相同的原材料制备成第一热塑性塑料薄膜试样，将与所述非粘结型复合管外保护层相同的原材料制备成第二热塑性塑料薄膜试样；设定气体渗透测试温度为所述运行温度，采用气体渗透仪，测试所述输送气体组分在所述第一热塑性塑料薄膜试样中的气体渗透系数，即为所述非粘结型复合管内衬层的气体渗透系数，测试所述输送气体组分在所述第二热塑性塑料薄膜试样中的气体渗透系数，即为所述非粘结型复合管外保护层的气体渗透系数。5.根据权利要求4所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述第一热塑性塑料薄膜试样的制备工艺与所述非粘结型复合管内衬层的制备工艺相同；所述第二热塑性塑料薄膜试样的制备工艺与所述非粘结型复合管外保护层的制备工艺相同。6.根据权利要求1所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方
法，其特征在于，所述确定所述非粘结型复合管内衬层的径向坍塌压力，具体包括：对非粘结型复合管试验样品进行环境模拟试验；对非粘结型复合管试验样品内衬层进行径向打压试验，记录非粘结型复合管样品的增强层与内衬层之间的夹层压力变化；根据非粘结型复合管样品的增强层与内衬层之间的夹层压力变化，绘制非粘结型复合管样品的增强层与内衬层之间的夹层压力变化曲线；根据夹层压力变化曲线得到所述非粘结型复合管内衬层的径向坍塌压力。7.根据权利要求6所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述对非粘结型复合管试验样品内衬层进行径向打压试验时，打压速率控制在0.1mpa/s～0.5mpa/s。8.根据权利要求1所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，所述非粘结型复合管的增强层与内衬层之间的夹层体积的计算公式为：夹层体积＝内衬层外表面积
×
增强层厚度
×
(1-增强层体积分数)；所述增强层体积分数通过阿基米德排水法测试得到。9.根据权利要求1所述的一种非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，其特征在于，当非粘结型复合管中运行压力存在波动或负压时，所述径向坍塌压力应进行修正，修正系数为0.5～0.8。

技术总结
本发明公开了非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力确定方法，获取非粘结型复合管的增强层与内衬层之间的夹层体积、运行温度、运行时间以及输送气体组分；根据运行温度和输送气体组分，分别测试内衬层的气体渗透系数和外保护层的气体渗透系数；将夹层体积、运行温度、运行时间、内衬层的气体渗透系数和外保护层的气体渗透系数输入预先构建的非粘结型复合管增强层与内衬层之间的夹层渗透压力模型中，得到增强层与内衬层之间的夹层渗透压力；确定内衬层的径向坍塌压力；将夹层渗透压力和径向坍塌压力输入预先构建的临界坍塌失效判据模型，得到非粘结型复合管内衬坍塌的临界气体运行压力。本发明能够确定非粘结型复合管的临界气体运行压力。管的临界气体运行压力。管的临界气体运行压力。


技术研发人员：李厚补 张冬娜 蔡雪华 张立 丁晗 张学敏 丁楠
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团公司管材研究所
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2023/2/17