我國油氣管道建設(shè)運(yùn)行管理技術(shù)及發(fā)展展望

張政 孟璐 李博

【摘 要】我國油氣管道是從公元前的秦漢時(shí)期就開始了，而且技術(shù)非常的高超。不過發(fā)展至今我國的管道技術(shù)卻逐漸的落后了。從新中國建設(shè)以來，許多大規(guī)模的油氣開發(fā)企業(yè)又重新推動(dòng)了油氣管道行業(yè)的壯大。從2011年西氣東輸二線的建成就代表了我國的管道建設(shè)技術(shù)有了嶄新的進(jìn)展，使得管道在建設(shè)、完整、管理和調(diào)控等方面都獲得了有效的進(jìn)展。如今我國的油氣管道成為了極為可靠、有效和關(guān)鍵的輸送能源的通道，其安全方面是油氣管道最為重要的內(nèi)容。因?yàn)橛蜌夤艿澜ㄔO(shè)運(yùn)行管理的過程中會(huì)遇到許多問題，所以還有待完善和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】油氣管道；管理技術(shù)；展望

管道作為一項(xiàng)關(guān)鍵的運(yùn)輸形式，并具有安全性、可靠性和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)該合理的借助地下空間，更加深入的進(jìn)行研究。陸地上70%的石油以及99%的天然氣都是采用管道進(jìn)行運(yùn)輸?shù)模虼擞蜌夤艿缹?duì)各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和安全方面有著很大的影響。從二十一世紀(jì)的初期開始，美俄等國家就建設(shè)了跨國性的油氣管道并對(duì)油氣管網(wǎng)進(jìn)行了完善。而我國從2000 年開始通過十多年的不斷努力終于建成了西北、東北和西南這三個(gè)大陸的跨國管道，給我國的經(jīng)濟(jì)帶來了可觀的效益。

一、我國油氣管道的發(fā)展

我國的油氣管道是從秦漢時(shí)期開始的。通過《華陽國志》可知，其被稱作火筧。不過后期就漸漸的落后于發(fā)達(dá)國家。在1942年時(shí)，我國將第一條原油管道建設(shè)在了新疆的獨(dú)山子，全長為2.5km。后來又在四川建設(shè)了一些鋼質(zhì)的管道，長度只有30km。經(jīng)過太平洋戰(zhàn)爭以后，加拿大就決定了建設(shè)中印的公路，并且隨著公路建設(shè)了中印成品油的管道，此管道于1945年的六月開始投產(chǎn)使用，并運(yùn)作了七個(gè)月，為我國共輸送了10×104t的油，給我國抗日戰(zhàn)爭帶來了非常大的作用。從新中國建設(shè)以來，許多大規(guī)模的油氣開發(fā)企業(yè)推動(dòng)了管道行業(yè)的發(fā)展。通過西氣東輸管道的建設(shè)，全程共3843km（長為5700 km），管徑為1016mm，壓力為10MPa，材質(zhì)為X70的鋼，輸送量為170×108m3/年，屬于我國第一條距離長、壓力大的運(yùn)輸管道，同時(shí)也標(biāo)志著我國油氣管道技術(shù)進(jìn)入到了世界領(lǐng)先的地位。

二、我國油氣管道的技術(shù)進(jìn)展

自西氣東輸管道建成以后，我國又開始探究了“1+N”的新形式，為管道技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步帶來了新的進(jìn)展，并研發(fā)出了很多新的技術(shù)。

（一）易凝高黏原油

我國80%的原油都屬于易凝高黏原油，其對(duì)管道的損害較大，而且耗能較多。因此應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)易凝高黏原油的性質(zhì)進(jìn)行探究，解決其存在的問題。通過深究發(fā)現(xiàn)原油當(dāng)中的蠟狀物以及聚集性是影響原油流動(dòng)性的關(guān)鍵指標(biāo)。因此我們就制定出了可以代表原油流動(dòng)性的指標(biāo)，來研究原油的流動(dòng)狀況。對(duì)原油采取了熱處理和添加劑等措施，發(fā)現(xiàn)能夠有效的減少原油的凝聚程度及黏性。同時(shí)研究出了對(duì)不同溫度原油的運(yùn)輸技術(shù)，才充分的達(dá)到了西部與東北管網(wǎng)原油的輸送。

（二）高壓輸氣管道斷裂防控

使用具有高強(qiáng)度的鋼材質(zhì)和高壓力能夠有效的提高天然氣的輸送效率，但是斷裂情況是高級(jí)鋼和高壓力的主要問題，會(huì)很大程度上抑制管道的發(fā)展。因此本文就對(duì)X80鋼管在高壓力的情況中斷裂和止裂方面進(jìn)行了探究，找出斷裂和止裂的規(guī)律。對(duì)X80螺旋管的運(yùn)輸情況與氣體爆破進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，得出了止裂的措施及修改系數(shù)。研發(fā)出了口徑較大厚壁式的X80螺旋管，并采用了X80彎管和制造等技術(shù)，有效的增強(qiáng)了管道的止裂性能，使X80鋼管的性能顯著提高。

（三）管道工程建設(shè)

由于我國的地形地貌非常的復(fù)雜，所以在建設(shè)油氣管道的時(shí)候會(huì)非常的困難，由此我們就借助了極為專業(yè)化設(shè)計(jì)平臺(tái)來進(jìn)行建設(shè)，采用多約束因子自識(shí)別算法來構(gòu)建管道的模型，通過對(duì)管道的性質(zhì)、環(huán)境以及地理等方面的全面考慮，充分形成了三維的管道選線。通過彈坑模型和失效概率事故樹模型，有效的計(jì)算出了油氣管道的敷設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（四）加強(qiáng)管道管理

由于管道會(huì)受地震、洪水以及腐蝕等條件的影響，隨時(shí)都會(huì)危機(jī)管道的安全，所以必須從風(fēng)險(xiǎn)著手，對(duì)管道進(jìn)行系統(tǒng)的分析，采取有效的防護(hù)措施，充分提高管道的安全與管理。對(duì)于管道所存在的缺點(diǎn)，我們可借助高清漏磁檢測器來進(jìn)行檢測，同時(shí)建設(shè)出檢測的模型，來有效的解決螺旋焊縫檢測所存在的困難。并且成立出了對(duì)應(yīng)力投影的螺旋焊縫缺陷剩余強(qiáng)度的措施，解決了對(duì)螺旋焊縫檢測不準(zhǔn)確的問題。同時(shí)我國還成立出了油氣管道的相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫，采取了對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)的防控措施，從而達(dá)到了對(duì)油氣管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測以及防控。

（五）大型管網(wǎng)

我國對(duì)大型管網(wǎng)實(shí)施了集中調(diào)控的管理技術(shù)，借助單管道的控制權(quán)互鎖以及主控中心的同步技術(shù)形成了對(duì)油氣管網(wǎng)統(tǒng)一化管理的平臺(tái)，充分達(dá)到了對(duì)大型管網(wǎng)的有效監(jiān)管與集中調(diào)控。同時(shí)還對(duì)大型管網(wǎng)及單管道形成了單獨(dú)的物理化模型，能夠?qū)λ纬傻膭?dòng)靜態(tài)信息實(shí)施同步化的技術(shù)。將分布式的數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及單管道控制權(quán)切換互鎖技術(shù)使用在雙中心控制平臺(tái)上能夠有效地對(duì)油氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管。采用管道內(nèi)壁摩阻和管輸效率自修正等措施來進(jìn)行在線模擬，能夠很大程度的增強(qiáng)檢測的準(zhǔn)確度，增加管網(wǎng)的性能。

三、我國油氣管道發(fā)展展望

由于人們對(duì)油氣需求的不斷加大，使得如何安全合理的建設(shè)油氣管網(wǎng)變得極為主要，為了保證油氣管道的安全性和可靠性，我們必須有針對(duì)性的進(jìn)行研究。

（一）重質(zhì)原油

為保障重質(zhì)原油的運(yùn)輸質(zhì)量，必須對(duì)其屬性進(jìn)行充分的了解，采用快速有效的運(yùn)輸方法。為此我們就對(duì)納米等新型材料進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這種新型的材料能夠有效地降低原油的凝固性與黏性，保障含蠟原油的運(yùn)輸效率。

（二）天然氣

在天然氣運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中會(huì)嚴(yán)重?fù)p耗掉大量的天然氣，因此減少天然氣的運(yùn)輸損失是保障天然氣經(jīng)濟(jì)利益最為關(guān)鍵的部分。通過研究發(fā)現(xiàn)天然氣管道減阻劑能夠有效地降低天然氣的損失，并且已經(jīng)被大量的應(yīng)用，不過此技術(shù)還處于基礎(chǔ)階段需要更加深入的研究。

（三）X90和X100 的高鋼

通過增強(qiáng)管道的鋼級(jí)，發(fā)現(xiàn)能夠有效地避免能源的運(yùn)輸損耗，并且還能加大運(yùn)輸?shù)膲毫Γ虼宋覀兙椭攸c(diǎn)對(duì)X90和X100 的高鋼進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)X90的高鋼應(yīng)該注意制管以及焊接時(shí)的問題，而X100的高鋼還需進(jìn)一步探究如何防止斷裂的措施。

（四）機(jī)械化施工

對(duì)管道機(jī)械化施工是為了提升自動(dòng)焊接的工藝技術(shù)。由于我國的地形地貌比較特殊，所以必須借助機(jī)械化施工才能保障管道的質(zhì)量，提升運(yùn)輸效率。

四、總結(jié)

如今我國的油氣管道發(fā)展的非常迅速，預(yù)計(jì)在未來的二十年里將會(huì)更加的發(fā)展和壯大，使配套的管網(wǎng)更加的健全、安全和可靠。安全是保障油氣管道正常運(yùn)輸?shù)淖罡疽螅缃耠S著技術(shù)的不斷完善，使得油氣管道建設(shè)運(yùn)行管理技術(shù)還有很大的上升程度，因此必須更加發(fā)展和完善。

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（作者單位：中國石油天然氣股份有限公司管道

大慶（加格達(dá)奇）輸油氣分公司）