油氣管道運行維護技術研究進展及發展趨勢

＊陳歆月

（東營市青德工程設計咨詢有限責任公司 山東 250000）

引言

隨著能源需求的大幅增長，油氣儲運業務快速發展。我國建設了許多主要的油氣儲運設施，包括西氣東輸的西2/3段、中亞油氣管道和中緬油氣管道。西北、東北、西南和近海地區的四條戰略油氣管道已基本建成。

油氣儲運管道網絡的可靠性、安全監控和腐蝕防護將是未來發展的關鍵方向。油氣儲運維護工作不僅要考慮油氣儲運自身的維護工作，還要考慮油氣儲運管道周圍關鍵的維護，避免出現洪澇、坍塌等自然災害對管道的損壞。

1.油氣管道運行維護技術研究進展

(1)油氣管道運行維護關鍵技術的進展

在“十三五”期間，我國逐步提高了石油和天然氣管道的運行效率以及關鍵設備的國產化水平。開展了多項油氣管道運行維護關鍵技術的研究工作，并且在國際上也發揮著重要的影響。控制運營的油氣管道網絡，實現了大型油氣管道網絡的智能化管理和運營，管道網絡負載優化率達到95%，開發了緩蝕劑以降低天然氣的阻力。

(2)油氣管道安全維護的進展

油氣管道安全維護對油氣的儲運具有重要的影響，因此，我國不斷加大對油氣管道安全維護技術的研究，已經建立了以風險預管理為中心的油氣管道安全維護體系。為了解決螺旋焊縫缺陷的檢測和評估問題，開發了一系列高分辨率的漏磁檢測器，并形成了一系列的檢測和評估技術，例如超聲波導波技術、泄漏監測技術等。基于壓力波和流量平衡的方法避免油氣儲運管道的泄漏，其預測精度在90%以上。

除此之外，先進的機器人技術也逐漸應用在油氣管道安全維護中，自動管道巡檢機器人可以高效的識別管道的安全故障，并根據程序員預先設計的程序指令，對油氣管道進行必要的維修和保養。油氣管道巡檢機器人在發現油氣管道存在安全隱患時，會準確的記錄故障發生的位置，并通過無線傳輸網絡技術，傳遞給相應的管理人員，為油氣管道的維護爭取了大量的時間，有效保證了油氣管道的安全、可靠運行。

(3)油氣管道網絡系統的可靠性

為了提高陸上油氣管道運輸的整個生命周期，我國相關部門積極與國外專家溝通、交流，制定了多個ISO和NACE國際標準，包括災難風險管理和管道防腐涂料的剝離強度測試方法，有效保證了油氣管道網絡系統的可靠性。

除此之外，還建立了大型復雜天然氣管道網絡系統可靠性總體框架和管道網絡運維系統，結合管網中各種工況的特點，建立了缺陷管段、壓縮機、閥門等的可靠性計算模型，為建立未來的可靠性管理系統奠定了基礎。在油氣行業生產的過程中，化學藥劑是不可或缺的生產材料。化學藥劑具有十分復雜的物理和化學性質，需要采取專業的管理技術和方法，如果管理不當，很容易引發安全問題。所以，要構建化學藥劑安全管理信息系統，應用網絡技術進行數據共享。

(4)主要設備本地化

國產20MW電動壓縮機組和40-48英寸大直徑全焊接球閥已完全本地化，打破了國外技術壟斷。56英寸的球閥即將完成工廠測試、2500kW油泵和14臺油氣管道國產化設備通過了工廠評估，性能指標達到國外同類產品等級，軸向高通量漏磁檢測儀和大口徑高壓攻絲機已完全實現國產化生產目標，關鍵技術指標已達到或超過國外同類產品水平。成功開發了PCS（管道控制系統）V1.0軟件，實現了油氣儲運網絡的大規模數據管理，可以滿足石油和天然氣管道的集中控制需求。油氣管道設備的本地化不光體現在整體設備上，在關鍵油氣管道零部件上，也取得了很大的進展，很多企業都具備了自主研發和生產的實力，與國外的關鍵零部件制造企業相比，我國的油氣管道自主品牌的售后服務和價格都有很大的優勢。

2.油氣管道運行維護技術發展趨勢

根據我國油氣管道運行維護的內外部環境可以發現，未來幾年我國將繼續建設華東至俄羅斯航線、中俄第二原油管道、陜京第四管道。

油氣儲運企業將更加專注于油氣儲運的維護工作，也將會進一步加強對油氣儲運專業技術的支持。與此同時，也為油氣儲運創新發展奠定了良好的基礎，形成了專業化人才培養的良好局面。先進的油氣管道運行維護技術的研發，需要一個強大的綜合研究團隊和大型的測試平臺，而我國經濟的快速發展，也為油氣儲運運行維護的研究工作提供了經濟保障。我國各級政府對油氣儲運設施的安全空前關注，對外部利益的需求日益增加，確保了油氣儲運的安全和需求的持續增長。

我國東部到俄羅斯的許多天然氣管道已經擴展到更復雜的環境和地區，并且油氣管道系統也得到擴展以允許更多的操作和控制，操作技術得到了進一步提高，保證了油氣儲運業務的穩定發展。

在油氣化工行業中，化學藥劑的應用范圍十分廣泛，普遍在運輸、采集、天然氣鉆探等過程中采用，屬于化學助劑。其貫穿整個油氣生產過程，可以提升產量和效率。雖然化學藥劑在油氣化工行業中發揮了十分巨大的作用，但化學藥劑也十分容易引發安全事故。

統計顯示，超過80%的化學藥劑安全事故都是因為管理不當所引起的，這些事故可以在發生前預防和規避，但由于安全管理不足、措施不當，所以造成許多事故問題無法規避。為了提升化學藥劑的安全管理質量和水平，應該將管理工作貫穿到整個生命周期之中，對事故進行全面的分析，明確潛在的風險問題，并建設安全管理網絡基礎設施，實現信息化管理，全面提升安全管理的質量和效率。

3.油氣管道運行維護技術發展建議

(1)加強油氣大型管網系統的可靠性研究

與管道本身的安全性不同，管道網絡系統的可靠性是基于對管道網絡系統功能的實現，而該功能是油氣管道網絡的最終目標，必須要綜合考慮石油和天然氣管道、服務基站、儲氣設施等因素的影響。

石油和天然氣管道網絡系統的可靠性研究，將是未來10到15年的研究重點，油氣管道運維企業要為設備單元和管道網絡系統建立一套完整的可靠性理論和評估系統，并研究可靠性改進技術解決方案。通過建立油氣管道運行維護的輔助技術和管理系統，以提高天然氣供應的可靠性。

(2)油氣管道運行維護安全監控技術

為了防止人為和機械損壞造成的小泄漏和減速的現象，需要建立高精度的監測、預警、保護和處理地質災害（例如地震、多年凍土、黃土和山崩）的技術系統。油氣管道長期運行會增加管道中的腐蝕缺陷，并增加發生故障的風險。同時，隨著全國高壓電力線和電氣化鐵路建設的加快，油氣管道網絡平行于高壓電力線，電氣化鐵路和城市地鐵鋪設或穿越而產生漂移電流，會干擾油氣管道網絡中的陰極保護系統。另外，近年來，一些管道已經逐漸暴露于腐蝕之下，并且沒有有效的解決方案。因此，在“十四五”期間，油氣管道運行維護安全監控技術研究的重點應放在發展復雜的干擾防護和內部腐蝕防護技術上。

(3)油氣管道運行維護節能和智能管網技術

自2020年以來，國內經濟增長低迷，對石油公司生產和經營帶來了不小的壓力，需要技術創新以降低成本和提高效率。在“十四五”期間，有必要不斷跟蹤國產化設備的質量和應用的有效性，改善性能指標，并著重于壓縮機組的維護和緊急維修技術的發展。智能管道網絡技術將最先進的信息技術（例如云計算和物聯網）帶入管道管理，并將其與管道操作期間收集的各種數據集成在一起，以進行數據共享和運用。

在油氣管道網絡的調度和運營的過程中，根據實際情況不斷調整各種功能，最終建立高度智能化、信息化的油氣管道管理系統。

4.結束語

油氣管道的安全高效運行不僅關系到企業自身的發展，而且關系到國家能源供應的發展。因此，應該繼續加強和改善油氣管道人才團隊和實驗平臺的建設，優化科技資源配置，深化科技改革，加強油氣大型管網系統的可靠性和安全性研究，推動油氣管道運行維護技術的健康穩定發展。