我國油氣管道建設運行管理技術及發(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期就開始了，而且技術非常的高超。不過發(fā)展至今我國的管道技術卻逐漸的落后了。從新中國建設以來，許多大規(guī)模的油氣開發(fā)企業(yè)又重新推動了油氣管道行業(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技術有了嶄新的進展，使得管道在建設、完整、管理和調(diào)控等方面都獲得了有效的進展。如今我國的油氣管道成為了極為可靠、有效和關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。因為油氣管道建設運行管理的過程中會遇到許多問題，所以還有待完善和發(fā)展。

【關鍵詞】油氣管道；管理技術；展望

管道作為一項關鍵的運輸形式，并具有安全性、可靠性和環(huán)保的優(yōu)點，所以應該合理的借助地下空間，更加深入的進行研究。陸地上70%的石油以及99%的天然氣都是采用管道進行運輸?shù)?，因此油氣管道對各國的?jīng)濟發(fā)展和安全方面有著很大的影響。從二十一世紀的初期開始，美俄等國家就建設了跨國性的油氣管道并對油氣管網(wǎng)進行了完善。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、東北和西南這三個大陸的跨國管道，給我國的經(jīng)濟帶來了可觀的效益。

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)達國家。在1942年時，我國將第一條原油管道建設在了新疆的獨山子，全長為2.5km。后來又在四川建設了一些鋼質(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中印的公路，并且隨著公路建設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，并運作了七個月，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。從新中國建設以來，許多大規(guī)模的油氣開發(fā)企業(yè)推動了管道行業(yè)的發(fā)展。通過西氣東輸管道的建設，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、壓力大的運輸管道，同時也標志著我國油氣管道技術進入到了世界領先的地位。

二、我國油氣管道的技術進展

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，為管道技術的發(fā)展和進步帶來了新的進展，并研發(fā)出了很多新的技術。

（一）易凝高黏原油

我國80%的原油都屬于易凝高黏原油，其對管道的損害較大，而且耗能較多。因此應該重點對易凝高黏原油的性質(zhì)進行探究，解決其存在的問題。通過深究發(fā)現(xiàn)原油當中的蠟狀物以及聚集性是影響原油流動性的關鍵指標。因此我們就制定出了可以代表原油流動性的指標，來研究原油的流動狀況。對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。同時研究出了對不同溫度原油的運輸技術，才充分的達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鋼和高壓力的主要問題，會很大程度上抑制管道的發(fā)展。因此本文就對X80鋼管在高壓力的情況中斷裂和止裂方面進行了探究，找出斷裂和止裂的規(guī)律。對X80螺旋管的運輸情況與氣體爆破進行了模擬實驗，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，有效的增強了管道的止裂性能，使X80鋼管的性能顯著提高。

（三）管道工程建設

由于我國的地形地貌非常的復雜，所以在建設油氣管道的時候會非常的困難，由此我們就借助了極為專業(yè)化設計平臺來進行建設，采用多約束因子自識別算法來構(gòu)建管道的模型，通過對管道的性質(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，有效的計算出了油氣管道的敷設設計標準。

（四）加強管道管理

由于管道會受地震、洪水以及腐蝕等條件的影響，隨時都會危機管道的安全，所以必須從風險著手，對管道進行系統(tǒng)的分析，采取有效的防護措施，充分提高管道的安全與管理。對于管道所存在的缺點，我們可借助高清漏磁檢測器來進行檢測，同時建設出檢測的模型，來有效的解決螺旋焊縫檢測所存在的困難。并且成立出了對應力投影的螺旋焊縫缺陷剩余強度的措施，解決了對螺旋焊縫檢測不準確的問題。同時我國還成立出了油氣管道的相關信息數(shù)據(jù)庫，采取了對管道風險的防控措施，從而達到了對油氣管網(wǎng)風險預測以及防控。

（五）大型管網(wǎng)

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

三、我國油氣管道發(fā)展展望

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

（一）重質(zhì)原油

為保障重質(zhì)原油的運輸質(zhì)量，必須對其屬性進行充分的了解，采用快速有效的運輸方法。為此我們就對納米等新型材料進行了研究，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，保障含蠟原油的運輸效率。

（二）天然氣

在天然氣運輸?shù)倪^程當中會嚴重損耗掉大量的天然氣，因此減少天然氣的運輸損失是保障天然氣經(jīng)濟利益最為關鍵的部分。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)被大量的應用，不過此技術還處于基礎階段需要更加深入的研究。

（三）X90和X100 的高鋼

通過增強管道的鋼級，發(fā)現(xiàn)能夠有效地避免能源的運輸損耗，并且還能加大運輸?shù)膲毫?，因此我們就重點對X90和X100 的高鋼進行了研究，發(fā)現(xiàn)X90的高鋼應該注意制管以及焊接時的問題，而X100的高鋼還需進一步探究如何防止斷裂的措施。

（四）機械化施工

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

四、總結(jié)

如今我國的油氣管道發(fā)展的非常迅速，預計在未來的二十年里將會更加的發(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輸?shù)淖罡疽?，如今隨著技術的不斷完善，使得油氣管道建設運行管理技術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（加格達奇）輸油氣分公司）