专利汇可以提供一种防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,该方法包括:步骤一,利用现有数据并依据现行标准进行线路选择;步骤二,利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法找出各个备选线路的地磁暴灾害突变点,进行线路优化;步骤三,输出线路选择优化结果。本发明的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,通过对长距离埋地油气管网线路选择优化,能够减少管道地磁暴灾害突变点,减少管道PSP“燕尾峰”,从而减少管道 阴极 保护 装置的数量,大大的节约管道防 腐蚀 成本,提高埋地 油气管道 防御地磁暴灾害的能 力 ,延长管道及相关设备寿命。,下面是一种防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法专利的具体信息内容。
1.一种防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,该方法包括以下步骤:
步骤一,利用现有数据并依据现行标准进行线路选择;
所述利用现有数据是包括利用国家地理环境数据、工程地质资料数据、城市交通设施数据;
所述依据现行标准是包括依据国家现行标准《GB50251-2003输气管道工程设计规范》和《GB50253-2003输油管道工程设计规范》;
步骤二,利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法找出各个备选线路的地磁暴灾害突变点,进行线路优化;
所述管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法具体包括如下步骤:
(1)给定地磁暴灾害突变点阈值ESP1;
(2)给管道节点和支路编号,节点为N个,支路为L条;
(3)建立管道节点N和支路关联矩阵NL,支路PSP分布数据DPSP[1:L;PSP[1:L1(1:L)]],其中,L1(1:L)代表1:L支路的PSP数据长度;
(4)从N个节点中选定任意一个节点i=1作为初始点,定义管网端点个数为C,管网端点是地磁暴灾害突变点,所以,让b=C+1,同时,定义M矩阵存储地磁暴灾害突变点;
(5)从关联矩阵NL中选择与节点i相邻的支路j=1;
(6)从分布数据DPSP中取其PSP(1:L1(j))数据;
(7)对于管道中间点,如果在点x0左侧或右侧单调增加而在x0右侧或左侧单调减少,其x0点就是疑似地磁暴灾害点;进一步,如果在x0点处PSP值大于阈值ESP1,其x0点就是地磁暴灾害点,存入M(b),b=b+1;判断:如果还有支路没有被选取,就选择下一条支路j=j+1,转入第(6)步进行循环;
(8)判断:如果还有其它节点没有被选取,就选择下一条节点i=i+1,转入第(5)步进行循环;
(9)输出管道地磁暴灾害点矩阵M(1:b);
步骤三,输出线路选择优化结果。
2.如权利要求1所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:在所述步骤一中,利用国家地理环境数据、工程地质资料数据、城市交通设施数据,并依据现行标准包括依据国家现行标准《GB50251-2003输气管道工程设计规范》和《GB50253-2003输油管道工程设计规范》对输气管道线路进行选择,选择的要求包括:
(1)线路走向根据地形、工程地质、沿线进气、供气点的地理位置以及交通运输、动力条件,经多方案对比后确定;
(2)线路避开多年生经济作物区域和重要农田基本建设设施;
(3)大中型河流穿越工程和输气站、输油站位置的选择符合线路总走向,局部走向根据大、中型穿越工程和输气站、输油站的位置进行调整;
(4)线路避开重要的军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护区;
(5)线路避开城镇规划区、飞机场、铁路车站、海港码头、国家级自然保护区,当受条件限制,管道需要在上述区域内通过时,须征得主管部门同意并采取安全保护措施;
(6)除管道专用公路的隧道、桥梁外,线路严禁通过铁路或公路的隧道、桥梁、铁路编组站、大型客运站和变电所。
3.如权利要求1所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:在所述步骤一中,利用国家地理环境数据、工程地质资料数据、城市交通设施数据,并依据现行标准包括依据国家现行标准《GB50251-2003输气管道工程设计规范》和《GB50253-2003输油管道工程设计规范》对输油管道线路进行选择,选择的要求包括:
(1)根据该工程建设的目的和市场需要,结合沿线城市、工矿企业、交通、电力、水利建设的现状与规划,以及沿途地区的地形、地貌、地质、水文、气象、地震的自然条件,在营运安全和施工便利的前提下,通过综合分析和技术经济比较,确定线路总走向;
(2)中间站和大、中型穿跨越工程位置应符合线路总走向,但根据其具体条件必须偏离总走向时,局部线路的走向可做调整;
(3)管道不得通过城市水源区、工厂、飞机场、火车站、海港码头、军事设施、国家重点文物保护单位和国家级自然保护区,当输油管道受条件限制必须通过时,应采取必要的保护措施并经国家有关部门批准;
(4)管道应避开滑坡、崩塌、沉陷、泥石流的不良工程地质区、矿产资源区、严重危及管道安全的地震区,当受条件限制必须通过时,应采取防护措施并选择合适位置,缩小通过距离;
(5)埋地输油管道同地面建筑物的最小间距应符合规定;
(6)敷设在地面的输油管道同建筑物的最小距离,应按上述第(5)条所规定的距离增加
1倍;
(7)当埋地输油管道与架空输电线路平行敷设时,其距离应符合国家现行标准
《GB50061 66kV及以下架空电力线路设计规范》及国家现行标准《DL/T5092 110~500kV架空送电线路设计技术规程》的规定;埋地液态液化石油气管道,其距离不小于上述标准中的规定,且不小于10m;
(8)埋地输油管道与埋地通信电缆的埋地管道平行敷设的最小距离,应符合国家现行标准《SY 0007钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》的规定;
(9)埋地输油管道同其他用途的管道同沟敷设,并采用联合阴极保护的管道之间的距离,根据施工和维修的需要确定,其最小净距不小于0.5m;
(10)管道与光缆同沟敷设时,其最小净距,即两断面垂直投影的净距不小于0.3m。
4.如权利要求3所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(5)项的对埋地输油管道同地面建筑物的最小间距的规定具体包括:
①原油、C5及C5以上成品油管道与城镇居民点或独立的人群密集的房屋的距离不小于
15m;
②原油、C5及C5以上成品油管道与飞机场、海港码头、大中型水库和水工建筑物、工厂的距离不小于20m;
③原油、液化石油气、C5及C5以上成品油管道与高速公路、一二级公路平行敷设时,其管道中心距公路用地范围边界不小于10m,三级及以下公路不小于5m;
④原油、C5及C5以上成品油管道与铁路平行敷设时,管道应敷设在距离铁路用地范围边线3m以外;
⑤液态液化石油气管道与铁路平行数设时,管道中心线与国家铁路干线、支线中心线之间的距离分别为不小于25m、不小于10m;
⑥原油、C5及C5以上成品油管道同军工厂、军事设施、易燃易爆仓库、国家重点文物保护单位的最小距离,应同有关部门协商解决,但液态液化石油气管道与上述设施的距离不小于200m;
⑦液态液化石油气管道与城镇居民点、公共建筑的距离不小于75m。
5.如权利要求3所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:在所述对输油管道线路进行选择的要求中,所述距离:对于城镇居民点,由边缘建筑物的外墙算起;对于单独的工厂、机场,码头、港口、仓库,由划定的区城边界线算起;对于公路用地范围,公路路堤侧坡脚加护道和排水沟外边缘以外1m,或路堑坡顶截水沟、坡顶外边缘以外1m。
6.如权利要求4所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:当情况特殊或受地形条件限制时,在采取有效措施保证相邻建筑物和管道安全后,允许缩小对埋地输油管道同地面建筑物的最小间距的规定的第①~③款规定的距离,但不小于8m;对处于地形特殊困难地段与公路平行的局部管段,在采取加强保护措施后,可埋设在公路路肩边线以外的公路用地范围以内。
7.如权利要求1所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:在所述步骤二中,利用管网地磁暴灾害突变点扫描搜索法找出各个备选线路的地磁暴灾害突变点,包括如下步骤:
(1)建立管网受地磁暴影响的机理模型;
(2)建立管网参数数据库;
(3)建立管网环境参数数据库;
(4)建立N种地磁暴模式数据库;
(5)定义地磁暴灾害突变点模式;
(6)计算管网管地电位DPSP分布;
(7)搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式;
(8)消掉各种地磁暴模式的相同突变点;
(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标。
8.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(2)项的建立管网参数数据库,其管网参数包括管道自身参数、管道附属部分参数,管道自身参数包括单位长度电阻、结构及材料成分性质,管道附属部分参数包括单位长度导纳、结构及性质、内外涂层成分和管道内流质。
9.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(3)项的建立管网环境参数数据库,其管网环境参数包括管道空间因素、管道大气半空间因素、管道土壤半空间因素、管道坐标系分量变化率因素、管道受电磁场源分布影响的因素。
10.如权利要求9所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道空间因素包括:构成整个空间的大气半空间和土壤半空间,涉及管道架空铺设和埋地铺设的问题。
11.如权利要求9所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道大气半空间因素包括:空气温度、湿度、空气成分的浓度、高山、河流、冷源、热源、地裂和地形参数。
12.如权利要求9所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道土壤半空间因素包括:大地电阻率、土壤酸碱盐性、土壤酸碱性、土壤酸碱性、土壤化学成分的参数。
13.如权利要求9所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道坐标系分量变化率因素包括:直角坐标系、球坐标系、拄坐标系跟分量变化率,涉及管道拐角、管道分支和海拔高度的参数。
14.如权利要求9所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道受电磁场源分布影响的因素包括:高压直流输电、高压交流输电、电气化铁路、地磁暴、核爆、雷电、地磁场、自然电场和人工电磁场。
15.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(5)项的定义地磁暴灾害突变点模式,其模式包括:管道端点突变模式——月牙峰,管道中间点突变模式——燕尾峰。
16.如权利要求15所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道端点突变模式——月牙峰:端点PSP单调上升或单调下降;如果对于一个函数f(x),x∈[a,b],在左端点处x=a处右连续且存在一阶右导数f'(a),f'(a)<0或f'(a)>0;在右端点处x=b处左连续且存在一阶左导数f'(b),f'(b)<0或f'(b)>0,则f(a)和f(b)对应的图形为月牙峰。
17.如权利要求15所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述管道中间点突变模式——燕尾峰:中间点左侧PSP单调上升,右侧PSP单调下降;中间点左侧PSP单调上升,右侧PSP单调下降;如果对于一个函数f(x),x∈[a,b],在某一点x0处连续但不存在一阶导数f'(x0),如果在x0左侧一阶导数f'(x0-)>0而在x0右侧一阶导数f'(x0+)<0,或者在x0左侧一阶导数f'(x0-)<0而在x0右侧一阶导数f'(x0+)>0,则f(x0)所对应的图形为燕尾峰。
18.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(6)项的计算管网管地电位DPSP分布:从地磁暴模式数据库中任意选择一种地磁暴模式k=1,使用管网机理模型和给定的数据库计算该种地磁暴模式的管网管地电位DPSP分布。
19.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(7)项的搜索突变点并判断是否还有其它地磁暴模式:根据k种地磁暴模式的管网管地电位PSP分布数据DPSP,利用管道地磁暴灾害突变点搜索方法搜索管网地磁暴灾害突变点,Mk={Pk,1,Pk,2,…,Pk,Qk};其中Pk,Qk表示在第k种地磁暴模式扫描下在管网第Qk处位置搜索到的地磁暴灾害突变点;判断:如果还有其它地磁暴模式,k=k+1,转入第(7)步进行循环;搜索管网地磁暴灾害突变点的集合为:M1={P1,1,P1,2,…,P1,Q1}、M2={P2,1,P2,2,…,P2,Q2}、…、Mi={Pi,1,Pi,2,…,Pi,Qi}、…、MN={PN,1,PN,2,…,PN,QN}。
20.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(8)项的消掉各种地磁暴模式的相同突变点:经过“OR”逻辑运算后,消掉各种地磁暴模式的相同突变点后,管网地磁暴灾害突变点集合为:M=M1(P1,1,P1,2,…,P1,Q1)U M2(P2,1,P2,2,…,P2,Q2)U…Mi(Pi,1,Pi,2,…,Pi,Qi)U…U MN(PN,1,PN,2,…,PN,QN)。
21.如权利要求7所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:所述第(9)定义地磁暴灾害突变点评估指标:定义地磁暴灾害突变点处的燕尾峰和月牙峰PSP幅值为地磁暴灾害突变点评估指标,按评估指标对管网地磁暴灾害突变点集合进行排序,得到n个突变点位置Q及其对应的PSP评估指标A的集合为:M=(Q1,1,A1,2;Q2,1,A2,2;…;Qi,1,Ai,2;…;Qn,1,An,2)。
22.如权利要求1所述的防御地磁暴灾害的长输埋地油气管网线路选择优化方法,其特征在于:在所述步骤三中,输出线路选择优化结果:当有多条备选线路设计方案时,应选择地磁暴灾害突变点数量少且对管道总体影响小的线路设计方案,从而最大限度地在油气管道设计施工阶段就有效地减少管道地磁暴灾害造成的损失。
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