科技創(chuàng)新與國際標準雙輪驅(qū)動管道企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

王振聲 陳朋超 王禹欽 蔡培培 馬江濤

（中國石油管道公司）

黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視創(chuàng)新，把創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置加以推進。習近平總書記在十九大報告中指出：“創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，是建設現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐；樹立科技是核心戰(zhàn)斗力的思想，推進重大技術(shù)創(chuàng)新、自主創(chuàng)新；深化科技體制改革，建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，促進科技成果轉(zhuǎn)化。”習近平總書記在出席中國科學院第十九次院士大會時，又強調(diào)“中國要強盛、要復興，就一定要大力發(fā)展科學技術(shù)，努力成為世界主要科學中心和創(chuàng)新高地。”創(chuàng)新驅(qū)動已成為國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、改革開放再出發(fā)、破解國外技術(shù)封鎖的重要發(fā)展戰(zhàn)略[1-2]。

中國石油天然氣集團有限公司（簡稱中國石油）將“創(chuàng)新”納入總體發(fā)展戰(zhàn)略，強調(diào)要著力強化創(chuàng)新引領，以支撐和引領主營業(yè)務在低油價下實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級和穩(wěn)健發(fā)展[3]。“十三五”以來，中國石油管道公司（簡稱管道公司）認真貫徹中國石油科技創(chuàng)新工作部署，大力實施技術(shù)領先的創(chuàng)新戰(zhàn)略，加快實現(xiàn)從主要依靠投資和要素驅(qū)動向主要依靠創(chuàng)新驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。依托國家和中國石油重大科技專項，關鍵技術(shù)和瓶頸技術(shù)攻關取得重要突破并規(guī)模化應用，管道核心裝備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，推動新建管道建設運營向信息化、智能化轉(zhuǎn)變。同時，始終致力于技術(shù)向標準轉(zhuǎn)化，標準走向國際化，引領行業(yè)發(fā)展進步。已從最初的技術(shù)跟隨模仿者，成長為國際油氣管道領先技術(shù)的主要貢獻者和國際管道通則的制定者，科技創(chuàng)新為高質(zhì)量穩(wěn)健發(fā)展注入不竭動力。

1 管道運營企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)

國際政治形勢多變，中美貿(mào)易摩擦等問題的長期性和復雜性對國內(nèi)技術(shù)造成了很大沖擊，管道公司雖已掌握油氣儲運領域大部分核心技術(shù)，關鍵設備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，也開展了部分進口設備部件的國產(chǎn)化研制和替代工作，但在部分關鍵技術(shù)和設備方面仍然存在短板，受中美貿(mào)易摩擦及技術(shù)制裁封鎖會產(chǎn)生不同程度的影響，實現(xiàn)核心技術(shù)和裝備的自主研發(fā)已刻不容緩[4]。

安全環(huán)保形勢依然嚴峻復雜。特別是管道建設高峰期留下的焊口質(zhì)量問題，不合格率較高，不僅焊口質(zhì)量存在缺陷，而且還發(fā)現(xiàn)焊口沖擊韌性不足等新的系統(tǒng)性問題，在現(xiàn)有技術(shù)水平下，這些問題即使通過開挖也無法檢測到，焊口質(zhì)量隱患處于“不可知、不可控”的狀態(tài)，嚴重威脅管道安全；30%的管道穿越高后果區(qū)，大部分管道處于打孔盜油重災區(qū)，加上第三方施工日益增多，安全環(huán)保風險防控難度大。

油氣儲運設施建設環(huán)境日趨復雜，面臨的技術(shù)問題多為不易解決的新問題。中俄東線天然氣管道工程鋼級、口徑、壓力、輸量刷新紀錄；中俄原油雙線并行建設投產(chǎn)后的安全優(yōu)化運行等難題給科技創(chuàng)新提出前所未有的新挑戰(zhàn)。

新形勢、新機遇、新挑戰(zhàn)，對科技工作提出了更高的要求，倒逼我們必須依靠技術(shù)進步才能走出一條低成本的創(chuàng)新發(fā)展之路，必須牢牢抓住創(chuàng)新發(fā)展不放松, 以提升發(fā)展質(zhì)量、提高贏利能力、服務生產(chǎn)安全環(huán)保為目標，把握解決問題的主動權(quán)，保障公司質(zhì)量效益提升，穩(wěn)健發(fā)展。

2 以重大科技專項為抓手，引領管道技術(shù)跨越式發(fā)展

“十三五”以來，管道公司共牽頭承擔國家重點研發(fā)計劃項目1項、中國石油重大科技專項2項。重大科技專項的運行管理實行一把手工程，由總經(jīng)理親自掛帥，成立專項管理辦公室，制定管理辦法，強化經(jīng)費預算編制和執(zhí)行，“人財物”配齊；加強頂層設計引導，抓牢“關鍵技術(shù)”這個牛鼻子，形成科學合理的技術(shù)指標體系；強化攻關過程的要素和時間節(jié)點管理，保證關鍵技術(shù)重點突出，進展有序；統(tǒng)一部署，滾動實施，確保路線清晰可監(jiān)控、組織實施有保障，應用深化有效能。

作為國家重點研發(fā)計劃項目“油氣長輸管道及儲運設施檢驗評價與安全保障技術(shù)”的項目經(jīng)理單位，以強烈的責任感和事業(yè)心，組織協(xié)調(diào)中國石油內(nèi)部4家單位和外部16家高校、研究院所，集中力學、檢測與評價、地災及腐蝕防護等近20個專業(yè)的領軍人才開展攻關。探究油氣管網(wǎng)事故成因和對公共安全的致災機理，建立油氣管道及儲運設施安全保障技術(shù)體系，提升管網(wǎng)事故防控和應急搶險技術(shù)水平，保障國家管網(wǎng)公共安全。預期將形成設備18臺套、重大技術(shù)成果5項、國家標準8項、國家特種設備安全技術(shù)規(guī)范（TSG）3項、專利45件、軟件著作權(quán)登記11件、論文105篇。在國家項目推進考評會上，獲專家組A級評價。成果將有力推動國內(nèi)長輸管道及儲運設施行業(yè)技術(shù)水平的跨越式發(fā)展，實現(xiàn)本質(zhì)安全。

作為中國石油重大專項“油氣管道關鍵設備國產(chǎn)化”項目經(jīng)理單位，創(chuàng)新組織管理方法，建立了“企業(yè)提需求和推廣應用，廠家投資研發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)，市場化運作”的開放式研究模式，從始至終注重質(zhì)量控制，監(jiān)控技術(shù)路線和性能指標，研究與實際需求保持同步，與工程建設緊密結(jié)合。通過6年聯(lián)合攻關，形成了5大系列43項創(chuàng)新技術(shù)，研制了20種管道關鍵設備110臺套樣機，配套建設了3個工業(yè)性試驗測試基地，搭建了工業(yè)試驗臺位76個，打破了國外同行業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)壟斷，已在中俄東線，中俄原油二線，西氣東輸一、二、三線，陜京四線等十余條管道及工程改造中進行規(guī)模應用，數(shù)量達750余臺。為中國石油節(jié)約工程采購成本逾2億元，對保障國家能源安全、降低成本和工程造價、拉動內(nèi)需，以及落實國務院關于裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃具有重大意義。

作為中國石油重大專項“智慧管網(wǎng)建設運行關鍵技術(shù)研究與應用”項目經(jīng)理單位，從智慧管網(wǎng)建設頂層設計出發(fā)，開展了管道全業(yè)務鏈技術(shù)需求分析、信息化技術(shù)調(diào)研、國外管道公司最佳實踐咨詢，分別針對管道數(shù)字孿生體構(gòu)建、管道狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)挖掘、知識庫構(gòu)建與智能決策，以及標準體系建設等方面進行了細化設計，現(xiàn)已順利通過開題論證。將聯(lián)合國內(nèi)外在AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)領域頂尖的高校和研究院所，開展管道智能化研究，確保專項研究的先進性；充分發(fā)揮院士、專家的智庫支持作用，確保專項研究的科學性；與工程和生產(chǎn)實際緊密結(jié)合，確保專項研究的實用性。智慧管網(wǎng)建設運行技術(shù)的研發(fā)成功和應用，將帶來世界管網(wǎng)運行管理的顛覆性變革，引領管道建設與運行向數(shù)字化、可視化、自動化和智能化發(fā)展，實現(xiàn)管網(wǎng)全生命周期安全、優(yōu)化、高效運行，提升管網(wǎng)運行效率和價值體現(xiàn)[5]。

3 技術(shù)標準化、標準國際化，主導制定管道技術(shù)領域國際通則

管道公司始終致力于技術(shù)向標準轉(zhuǎn)化，標準走向國際化，引領行業(yè)發(fā)展進步。牽頭編制國際標準4項，國外先進標準3項，參與編制國際標準1項；牽頭制定并發(fā)布國標、行標、中國石油企業(yè)標準134項，制定標準數(shù)量占國內(nèi)管道行業(yè)的80%；科技成果成功轉(zhuǎn)化為國內(nèi)外各級標準71項。每年均獲得中國石油績效考核標準化工作最高加分，同時也為國資委對中國石油的考核加分做出了重要貢獻。

3.1 主導制定國際標準，面向全國“推先”

歷經(jīng)15年的科研攻關與實踐，管道公司在管道完整性管理技術(shù)領域已達國際先進水平。國內(nèi)率先牽頭制訂并發(fā)布完整性管理國家標準，并于2013年牽頭立項陸地和海上管道完整性管理ISO國際標準2項。歷時6年，7次國際會議，千余條各國意見的論證修改，最終融合了多國的文化、技術(shù)和認知，于2019年先后成功發(fā)布。這是中國油氣管道行業(yè)首次主導制定的國際標準，提升了中國油氣管道企業(yè)的標準話語權(quán)，為“一帶一路”地區(qū)管道安全提供了重要標準指導，有利于保障我國能源通道的安全。國家能源局將管道公司確定為完整性管理的標桿企業(yè)，面向全國開展“推先”工作，大幅提升了全國油氣管道行業(yè)完整性管理的整體水平。此外，管道公司自主研發(fā)了管道地質(zhì)災害風險管理及監(jiān)測預警系統(tǒng)，對滑坡、水毀、凍土等6類11種常見災害風險的識別與評價進行動態(tài)管理，在中國石油全面推廣實施，已應用于1.7×104km管線，對超過4500處災害點進行風險管理，為災害防護投資提供了決策支持，研究成果轉(zhuǎn)化的ISO國際標準“陸上管道地質(zhì)災害風險管理”已于2019年7月30日正式發(fā)布。

3.2 積極踐行“一帶一路”政策，推動中國標準“走出去”

在標準化領域首次牽頭承擔國家重點研發(fā)計劃項目中的“重大裝備標準走出去適用性技術(shù)研究”課題，聯(lián)合中國標準化研究院等單位，依托跨國管道工程，應用于烏茲別克斯坦、哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、俄羅斯、緬甸等“一帶一路”沿線國家。已成功推動2項中國標準轉(zhuǎn)化為塔吉克斯坦行業(yè)標準，其余7項標準也將陸續(xù)在塔吉克斯坦發(fā)布，為中國油氣管道標準理念向“一帶一路”沿線國家的輸出做出了開拓性貢獻，有效指導了管道的安全建設和運行，顯著降低了中國石油海外工程投資成本，服務國家“一帶一路”重要戰(zhàn)略，加快中國企業(yè)技術(shù)、服務、裝備的對外輸出和轉(zhuǎn)化。

4 關鍵技術(shù)和瓶頸技術(shù)取得突破并轉(zhuǎn)化應用，有效支撐主營業(yè)務高質(zhì)量發(fā)展

緊扣主營業(yè)務需求，瞄準世界科技前沿，在核心技術(shù)領域前瞻部署、重點研究，取得了重要突破，夯實了科技創(chuàng)新的基礎支撐作用。強化科研與生產(chǎn)的緊密結(jié)合，加強現(xiàn)場試驗和成果推廣，加快技術(shù)集成配套和轉(zhuǎn)化應用，提升科技創(chuàng)新對業(yè)務發(fā)展和降本增效的貢獻，有效保障主營業(yè)務高質(zhì)量發(fā)展。

4.1 中俄東線天然氣管道工程運行技術(shù)保障國家能源戰(zhàn)略通道運行安全

在全世界沒有成熟經(jīng)驗和成果可以直接借鑒使用的前提下，認真謀劃、重點部署，攻關具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大口徑、高鋼級、高壓力天然氣管道運行系列技術(shù)。研制的投產(chǎn)前綜合內(nèi)檢測器，可實現(xiàn)對管體形變、管道中心線和焊縫特征全面檢測與識別，已應用于中俄東線北段、漠大二線、錦鄭等2000km管道，創(chuàng)收檢測費約1600萬元；建立了X80管道裂紋型缺陷的失效評估及環(huán)焊縫缺陷極限容許尺寸計算方法，在中緬天然氣管道國內(nèi)段環(huán)焊縫專項完整性評價工作中進行了應用，評價環(huán)焊縫約16萬道，為中緬天然氣管道復產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持；天然氣放空回收技術(shù)年均可回收計劃性放空天然氣750×104m3起，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益1580萬元以上，并大幅降低因大體量放空造成的周圍安全環(huán)保風險；復雜環(huán)境線路狀態(tài)監(jiān)測及地質(zhì)災害評價技術(shù)實現(xiàn)了土體移動的在線檢測和凍脹及熱融侵蝕等典型地質(zhì)災害的判別，有效降低了管道線路風險；研發(fā)的OD1422大口徑管道隔離囊、封頭堵漏卡具和對開卡具等維搶修設備，為中俄東線快速應急響應和維搶修提供保障。

4.2 油氣管道輸送工藝技術(shù)持續(xù)助推增輸增效

重點支持一批生產(chǎn)急需、經(jīng)濟效益突出的課題，推動科研成果快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。成品油管道低溫輸送技術(shù)、稠油管道摻混輸送技術(shù)、成品油多品種輸送質(zhì)量控制及管道適應性分析技術(shù)等油氣管道輸送工藝技術(shù)實現(xiàn)系列化推廣應用，累計增輸0號柴油49×104t，增輸稠油525×104t，增輸小批量多品種成品油10×104t/a，處理不合格油品3.7×104t，產(chǎn)生經(jīng)濟效益近3.8億元。

4.3 管道風險評價與廢棄管道處置技術(shù)保障管道安全運行和科學退役

為確保在役管道的運行安全和老舊管道的退役安全，研發(fā)了管道風險評價、管道判廢、廢棄管道處置等系列關鍵技術(shù)。新一代風險評價方法大幅提高了評價結(jié)果準確性和精細度，與委托國外評價機構(gòu)相比，每年可節(jié)約評價費用9880萬元。油氣管道判廢準則及廢棄管道處置關鍵技術(shù)，可為超過3000km的待退役管道節(jié)約工程投資約2.2億元。

4.4 高風險管道全生命周期安全保障系列技術(shù)取得重大突破

在國內(nèi)率先研究形成了一套高應力管道全生命周期完整性關鍵技術(shù)及體系，建立了基于超聲波技術(shù)的環(huán)焊縫裂紋內(nèi)檢測識別評價方法，研發(fā)了管道慣性測繪檢測系統(tǒng)，形成了多類型缺陷修復方法和融沉風險消減技術(shù)，成功應用于超過15000km管道的完整性檢測、評價和管理工作，大幅度減少了管道本體失效，有效保障了管道的運行安全，節(jié)約管道內(nèi)檢測成本2000余萬元，節(jié)省修復成本9000余萬元，效益效果顯著。

4.5 一批自主研發(fā)裝備推廣應用，解決生產(chǎn)經(jīng)營重要難題

研發(fā)的打孔盜油內(nèi)檢測器，便捷易用成本低，能夠在清管過程中實現(xiàn)對盜油支管的快速定位，已應用于中國石油、中國石化2500km以上管道，創(chuàng)收1125萬元。研制的站場低溫環(huán)境用X80三通在中俄東線北段中標采購78個，大幅降低了采購成本。研發(fā)的國內(nèi)首套管道清管器智能化跟蹤專用設備及軟件，提高了清管器的定位精度和監(jiān)測距離，有效降低了清管器跟蹤成本和人員安全風險，應用于漠大、泰青威等管道5000km以上。

4.6 油氣站場完整性管理體系及關鍵技術(shù)為站場安全管理模式帶來全新變革

為實現(xiàn)站場設備安全經(jīng)濟運行，在國內(nèi)首次建立了站場完整性管理體系，創(chuàng)新形成了站場工藝管道與儲罐腐蝕泄漏風險評價技術(shù)，形成了基于動設備特點的壓縮機組和輸油泵機組FMECA（故障模式、影響和危害性分析）評價技術(shù)，首次提出了油氣站場人身安全風險可接受標準，建立了站場完整性管理數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了站場完整性管理工作的標準化、規(guī)范化。在中石油管道有限責任公司5家成員企業(yè)近200個站場進行了應用，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益8500余萬元。

5 創(chuàng)新組織管理，有力保障科技創(chuàng)新

加強國家和中國石油科技創(chuàng)新平臺建設與運行，重視應用基礎研究，營造寬松的創(chuàng)新環(huán)境，切實激發(fā)科技創(chuàng)新動力活力。

5.1 強化科技基礎平臺建設運行，加快科技創(chuàng)新步伐

充分發(fā)揮以國家工程實驗室、國家能源油氣長輸管道技術(shù)裝備研發(fā)（試驗）中心和中國石油重點實驗室為核心的科技基礎研發(fā)平臺作用。開展科研攻關180余項，完成室內(nèi)實驗、中試、工業(yè)性試驗2300余次，產(chǎn)生260余項成果，累計培養(yǎng)中國石油技術(shù)專家6人，管道公司技術(shù)專家27人、技術(shù)帶頭人50人，教授級高工20人。3人榮獲孫越崎優(yōu)秀青年獎。油氣儲運重點實驗室獲評中國石油優(yōu)秀重點實驗室。

5.2 拓展國際科研合作，應對管道發(fā)展挑戰(zhàn)

加入國際管道研究協(xié)會（PRCI），組織開發(fā)了PRCI資料數(shù)據(jù)庫，及時將最新研究成果、國際研發(fā)動態(tài)等信息同步共享；100多項國際研究成果在公司科研、生產(chǎn)管理和國際標準制修訂工作中得到深化應用，既提高了課題的研究起點，又避免了重復研究。國內(nèi)首次并累計承擔國際課題5項，國際課題能夠?qū)掖瘟㈨棾晒Γ靡嬗谶@些年管道公司在國際油氣管道行業(yè)良好口碑和日益增長的影響力，以及所承擔課題的優(yōu)良研究質(zhì)量。創(chuàng)新能力持續(xù)提高，技術(shù)實力已獲得國際管道行業(yè)高度認可。

5.3 重視應用基礎研究，營造崇尚創(chuàng)新文化氛圍

為增強發(fā)展后勁和提升核心競爭力，加大了對前瞻性的應用基礎研究的投入，在電磁渦流內(nèi)檢測、地磁暴和潮汐對管道防腐系統(tǒng)影響規(guī)律等方面組織開展應用基礎研究。同時，積極營造有利于基礎研究的寬松氛圍，在收入分配、職稱評定、出國交流等方面進行一定傾斜，科研人員參與基礎研究的積極性大幅提高，培育出“打破常規(guī)、敢闖未知、不怕失敗”的創(chuàng)新精神。

6 結(jié)束語

2019年是全面實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃目標的關鍵之年，在新的歷史坐標下，管道安全環(huán)保風險依然高企，解鎖“卡脖子”問題依舊任重道遠，我們所處的是一個愈進愈難而又非進不可的時候。回首中國油氣管道發(fā)展的50年，依靠科技創(chuàng)新，走出了一條由弱到強的發(fā)展之路。展望未來，在工業(yè)4.0時代，科技創(chuàng)新將成為大國間戰(zhàn)略競爭能力決勝的關鍵。要建設世界科技強國，就必須在關鍵領域、卡脖子的地方狠下功夫。管道公司將深化實施國家科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，立足長遠謀未來，努力推進重大技術(shù)創(chuàng)新，加速實施裝備、技術(shù)國產(chǎn)化，全面推動管道智能化建設和運營。融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡，通過積極推進國際標準和國外先進標準的制定與發(fā)布，樹立國家形象，破解歐美國家的技術(shù)壁壘，從受制于人的跟隨者成為國際管道技術(shù)通用導則的制定者,持續(xù)推進技術(shù)和標準沿“一帶一路”的輸出轉(zhuǎn)化。打贏新時期科技競技場的“上甘嶺”之戰(zhàn)，切實保障我國能源輸送安全！