油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中應(yīng)用的技術(shù)的分析與研究

郭亞妮 王貴國(guó) 王紫薇 楊蕊 王阿明 陳華鋒

【摘 要】我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的技術(shù)方法相對(duì)其他發(fā)達(dá)國(guó)家萌芽較晚，現(xiàn)正處于改革創(chuàng)新的攻堅(jiān)階段。新時(shí)期，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)本身的技術(shù)發(fā)展提出了新的期許，即在全球發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)擠壓下，實(shí)現(xiàn)快速并軌，迅速創(chuàng)新求變，爭(zhēng)取與高水平的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)接軌，完成我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展的近期目標(biāo)。

【Abstract】The technical method of oil and gas storage and transportation engineering in China is relatively late in germination compared with other developed countries， and it is in the stage of reform and innovation. In the new era， new expectations have been put forward for the technological development of oil and gas storage and transportation， namely， under the pressure of advanced oil and gas storage and transportation technology in developed countries around the world， to achieve rapid integration， rapid innovation and change， and strive to meet the high level of oil and gas storage and transportation technology， so as to complete the near-term target of the development of oil and gas storage and transportation technology in China.

【關(guān)鍵詞】油氣儲(chǔ)運(yùn);技術(shù);研究分析

【Keywords】 oil and gas storage and transportation; technology; research and analysis

【中圖分類號(hào)】TE978? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）05-0149-02

1 現(xiàn)階段我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的技術(shù)手段

1.1 天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

現(xiàn)階段，我國(guó)商業(yè)選擇利用水合物進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)油氣的途徑很多，這是利用水合物本身的物理及化學(xué)特性，即依靠水分子通過氫鍵相互結(jié)合成為一種籠形空穴晶體物質(zhì)，這種物質(zhì)對(duì)于液體、氣體客體分子具有良好的包絡(luò)性質(zhì)。天然氣的儲(chǔ)氣率和自我保護(hù)效應(yīng)良好，在-25℃到-10℃的條件下，1m3的體積內(nèi)可以儲(chǔ)存150～180m3的天然氣。

1.2 高壓水射流技術(shù)

高壓水射流技術(shù)是一種利用物體之間的沖擊力和摩擦，對(duì)設(shè)備內(nèi)部和管線表面的污垢去除的過程。在我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中，對(duì)承載、保護(hù)油氣的設(shè)備的潔凈性要求比較高，所以儲(chǔ)運(yùn)油氣的管線、設(shè)備內(nèi)部的油漬、污垢需要進(jìn)行徹底、無(wú)污染、環(huán)保的清洗，而高壓水射流技術(shù)在目前來(lái)看，可以滿足我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)需求。

1.3 自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)屬于一種疊加技術(shù)，其本身匯聚了很多有機(jī)結(jié)合的技術(shù)，包括傳感、電子、自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)這一危險(xiǎn)性較高的行業(yè)來(lái)講，將自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)與之結(jié)合，確實(shí)減少了很多油氣安全隱患。相對(duì)于原先的油氣儲(chǔ)運(yùn)方法，無(wú)論在智能把持方面、集中管理方面，還是在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面，油氣儲(chǔ)運(yùn)在人力成本以及物力成本上都得到了有效降低[1]。

2 我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程存在的不足

2.1 天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的不足

2.1.1 天然氣水合物的生成條件較為苛刻

天然氣水合物的生成是一件高要求、高標(biāo)準(zhǔn)的事情。除了具有水和氣體外，對(duì)其生成環(huán)境下的溫度和壓力的條件也提出了相對(duì)苛刻的標(biāo)準(zhǔn)?？扇急男纬捎窒鄬?duì)天然氣的其他形態(tài)具有較大的差異。而且可燃冰需要在高壓、低溫下進(jìn)行，對(duì)于這種溫壓帶，容易受到地表環(huán)境、海底溫度、地溫梯度、地層鹽度的影響，但是生成可燃冰的最主要條件還是高壓與低溫。

2.1.2 承載天然氣水合物的儲(chǔ)運(yùn)工藝流程的反應(yīng)器要求較高

首先，為了可燃冰的生產(chǎn)和良好儲(chǔ)運(yùn)，可以選擇寬度較廣的溫壓帶。其次，可燃冰的易分解性，給可燃冰的儲(chǔ)存作用帶來(lái)了難題，即怎樣才能保證反應(yīng)池的高壓和低溫在現(xiàn)實(shí)油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中保持不變。常溫一般情況下為23℃，考慮到反應(yīng)池的熱量散發(fā)，密閉性不完美等情況的發(fā)生，很難保證可燃冰的生成質(zhì)量。

2.2 高壓水射流技術(shù)的不足

2.2.1 高壓水射流設(shè)備不符合標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)制造方面，需要有資質(zhì)的企業(yè)，按照行業(yè)特殊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但是現(xiàn)實(shí)中，我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)內(nèi)所使用的高壓水射流設(shè)備有很多是從非正規(guī)渠道購(gòu)買或者自行組裝的，甚至有的高壓水射流的清洗的完成都是較為敷衍了事的，因?yàn)槠滟?gòu)買的設(shè)備壓力不夠，所以對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的設(shè)備及管線內(nèi)部油漬、污垢清洗不到位、不徹底，影響貨運(yùn)安全的事件時(shí)有發(fā)生。

2.2.2 使用高壓水射流設(shè)備的人員資質(zhì)不夠

在許多油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中，使用高壓水射流的人員的資質(zhì)不夠，不能完全正確地操作高壓水槍，造成氣體泄漏，造成人身安全傷害的事故比比皆是。而且企業(yè)內(nèi)部也缺乏對(duì)高壓水射流設(shè)備的使用培訓(xùn)，造成無(wú)證、無(wú)經(jīng)驗(yàn)上崗的人員劇增，帶來(lái)了不小的安全隱患。

2.2.3 使用高壓水射流設(shè)備的間隔時(shí)間過長(zhǎng)

現(xiàn)實(shí)生活中，高壓水射流設(shè)備的間隔時(shí)間較長(zhǎng)，造成高壓水射流設(shè)備中含有的水較少，而摻用的化學(xué)試劑超標(biāo)，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)的不足

2.3.1 原油脫水方面的技術(shù)不足

油田的開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了高含水的階段，對(duì)油氣脫水的狀況每況日下，導(dǎo)致油氣中含有超標(biāo)的水事件發(fā)生，這反映出我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)的不足。

2.3.2 儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)不足

油氣儲(chǔ)運(yùn)的過程中多采用泵類設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，但是油氣性質(zhì)、設(shè)備生產(chǎn)效率和摩擦阻力對(duì)油氣的泵類儲(chǔ)運(yùn)造成了很大困擾。我國(guó)雖然采取儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)，但是不能夠克服這幾類難題，給我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)帶來(lái)了不利影響。

3 對(duì)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的不足的完善

3.1 改善天然氣水合物技術(shù)的不足

3.1.1 生成系統(tǒng)中含有較高的氣源和水源

雖然可燃冰的生成需要高壓和低溫，這在我們?nèi)祟惼綍r(shí)的聚集地是無(wú)法找到的，但是根據(jù)權(quán)威的科學(xué)家實(shí)踐表明，在特定的高壓條件下，小分子氣體會(huì)在相對(duì)較高溫度的區(qū)間形成水合物，這對(duì)于可燃冰的形成無(wú)疑帶來(lái)了可喜的兆頭。據(jù)相關(guān)調(diào)研表明，在壓力34～77MPa特定高壓條件下，溫度為28℃時(shí)，甲烷的水合物可以形成。而在380MPa的環(huán)境中，甲烷的水合物生成溫度甚至可以提高至47℃。而且，在溫度相對(duì)較低的環(huán)境中，壓力不太高的反應(yīng)器中也可以形成水合物。

3.1.2 對(duì)天然氣水合物進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的挖掘

水合物防治的歷程比較復(fù)雜，主要涉及的領(lǐng)域?yàn)橛蜌鈨?chǔ)運(yùn)管線方面，而近年來(lái)，其已經(jīng)成為油氣業(yè)常態(tài)性的研究方向?；谄湮：ο鄬?duì)其他不可再生資源比較高，所以對(duì)于此方面的研究將更加富有可行性。

3.2 高壓水射流技術(shù)方面的完善

3.2.2 建立相對(duì)嚴(yán)格的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

為了禁止我國(guó)部分油氣儲(chǔ)運(yùn)違反法律規(guī)定通過非正規(guī)渠道購(gòu)買高壓水射流設(shè)備的現(xiàn)狀、以及自造高壓水射流設(shè)備的現(xiàn)象，建議除了我國(guó)或者世界在近3年內(nèi)的高壓水射流設(shè)備研究的發(fā)明、改良技術(shù)，應(yīng)該將高壓水射流設(shè)備的構(gòu)造原理以及工藝流程按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放給各個(gè)需要油氣儲(chǔ)運(yùn)的企業(yè)，并且對(duì)此進(jìn)行登記，簽訂合同，要求其保守行業(yè)秘密，對(duì)泄漏高壓水射流設(shè)備構(gòu)造的企業(yè)根據(jù)違法情節(jié)處以罰款或者拘留。

3.2.3 對(duì)高壓水射流使用人員資格進(jìn)行規(guī)范

各地政府應(yīng)該出臺(tái)適合與本土經(jīng)濟(jì)、環(huán)境情況的高壓水射流使用人員的資質(zhì)考試，所有通過考試的企業(yè)人員方可以使用該設(shè)備，在正確運(yùn)用的條件下發(fā)生的高壓漏氣傷害才能享用工傷待遇，否則將對(duì)企業(yè)與個(gè)人進(jìn)行連帶處罰。

3.2.3 適當(dāng)縮短高壓水射流的清洗時(shí)間

對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)中設(shè)備內(nèi)壁仍然存有油漬和污垢的情況，各企業(yè)董事會(huì)應(yīng)該督促油氣儲(chǔ)運(yùn)人員進(jìn)行短期間隔式的清洗計(jì)劃，并且督促其按照計(jì)劃完成定期清洗。對(duì)于洗滌劑使用過量的情況，應(yīng)該督促清洗人員增加清洗的次數(shù)，并且在使用洗滌劑之前應(yīng)該使用物理沉降的方法對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)器材進(jìn)行合理清洗。

3.3 完善自動(dòng)化技術(shù)的不足

3.3.1 原油脫水的自動(dòng)化技術(shù)的完善

在原油脫水處理的過程中，應(yīng)該考慮將分水器進(jìn)行改良，以達(dá)到對(duì)原油分離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。并且根據(jù)各項(xiàng)處理信息，在附近安裝監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備，將各種數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能反應(yīng)和分析，即將各項(xiàng)參數(shù)輸入中央處理器。

3.3.2 對(duì)儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)的完善

針對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的監(jiān)控技術(shù)的不足，可以通過在油氣運(yùn)輸過程中，采取對(duì)油氣的儲(chǔ)運(yùn)壓力、溫度以及黏度進(jìn)行有效的智能化控制，提高溫度與降低摩擦方式實(shí)現(xiàn)的可能性，并且在網(wǎng)絡(luò)傳播中將各個(gè)參數(shù)進(jìn)行有效反饋與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，從而使輸油量自動(dòng)化、智能化成為可能。

在新時(shí)期下，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的目標(biāo)也有所改變，為了完成新時(shí)期下我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的目標(biāo)，首先應(yīng)該實(shí)現(xiàn)天然氣水合物技術(shù)、高壓水射流使用以及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的完善。只有這樣，我國(guó)才能與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)接軌，達(dá)到油氣儲(chǔ)運(yùn)的商業(yè)化水平。

【參考文獻(xiàn)】

【1】姚胡剛.油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，472（14）：161-162.