油氣儲(chǔ)運(yùn)工程施工的技術(shù)現(xiàn)狀

孫德舟

摘 要：作為重要一環(huán)的能源保障系統(tǒng)，汽油儲(chǔ)運(yùn)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)里面占有著非常重要的位置。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，國家油氣資源戰(zhàn)略實(shí)施是標(biāo)志著油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施建設(shè)邁入新的發(fā)展時(shí)期。了解原油、成品油、天然氣儲(chǔ)存跟運(yùn)輸?shù)臍v史跟現(xiàn)在的情況，簡(jiǎn)單描述我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)工業(yè)發(fā)展的過程。介紹油氣儲(chǔ)運(yùn)在科學(xué)技術(shù)跟管理領(lǐng)域中研究的最新成果，對(duì)我國油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展結(jié)合我國相關(guān)的國情進(jìn)行討論。

關(guān)鍵詞：油氣儲(chǔ)運(yùn)；盾構(gòu)； 管道施工；油罐

最近幾年是我國長(zhǎng)輸管道建設(shè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，由于管道直徑增大、輸送壓力提高，使得管道壁厚增大，鋼材鋼級(jí)提高，這就要求管道施工技術(shù)水平更高，使得施工難度加大。尤其是世界級(jí)的大型管道工程―― 西氣東輸工程，西起新疆東到上海，橫跨中國大陸。干線全長(zhǎng)3800 km，經(jīng)過各種復(fù)雜的地形、地貌；管徑大、設(shè)計(jì)壓力高、剛級(jí)高、管壁厚。全線采用三層PE外防腐和內(nèi)建阻圖層，一類地區(qū)采用螺旋焊管，二、三、四類地區(qū)采用直縫埋弧焊管；并首次采用管道全位置自動(dòng)焊、自動(dòng)超聲波檢測(cè)。盾構(gòu)等技術(shù)和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的HSE管理，該工程大型穿跨越工程多：隧道穿越長(zhǎng)江黃河各1次，大型頂管加定向鉆穿越黃河1次；定向鉆穿穿越淮河1次，穿越其他大型河流12次，穿越中型河流80處，跨越黃河1次，穿越公路648處。線路工程共建設(shè)戰(zhàn)場(chǎng)35座，通信系統(tǒng)采用衛(wèi)星通信。下面分別介紹各種新技術(shù)的現(xiàn)狀。

1 國內(nèi)外長(zhǎng)輸管道施工技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 線路規(guī)劃

我國現(xiàn)今已成功應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行管道設(shè)計(jì)，優(yōu)化了線路方案，提高了選定線效率和對(duì)穿越方案的精細(xì)解釋分析，利用數(shù)字高程模型和數(shù)字線劃地圖及遙感影像，生成三維地面立體景觀，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了空中漫游觀察線路。

1.2 管道自動(dòng)焊

在西氣東輸工程中，采用了兩種全位置自動(dòng)焊焊接方式：一種是NOREAST內(nèi)焊機(jī)根焊+PAW2000國產(chǎn)外焊機(jī)熱焊、填充、蓋面焊和NOREAST內(nèi)焊機(jī)根焊+NOREAST外焊機(jī)熱焊、填充、蓋面焊焊接方式。運(yùn)用這兩種焊接技術(shù)共完成管線焊接約670 km?？梢哉f，國內(nèi)已經(jīng)全面掌握了管道全位置自動(dòng)焊內(nèi)、外焊接技術(shù)。

1.3 定向鉆穿越施工技術(shù)

自20世紀(jì)80年代中國石油天燃?xì)夤艿谰忠M(jìn)大型定向鉆穿越設(shè)備以來，已經(jīng)進(jìn)行了30年的管道穿越工程實(shí)踐，目前已經(jīng)掌握除卵石含量大于20%的各種地質(zhì)條件下的穿越施工方法，可穿越大、中、小型河流。到目前為止，共完成302條河流穿越，總長(zhǎng)度達(dá)150 km，其代表工程有：錢塘江、黃浦江、吳淞江、淮河、長(zhǎng)江、黃河、尼羅河穿越等。2002年7月完成的錢塘江定向鉆穿越以2308 m穿越長(zhǎng)度早入吉尼斯世界記錄。

1.4 泥水平衡盾構(gòu)穿越技術(shù)

盾構(gòu)是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)剛筒結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。中國石油管道局在忠―― 武輸氣管紅花套長(zhǎng)江江底隧道工程中采用了泥水平衡盾構(gòu)穿越技術(shù)。

2 管道施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 管道自動(dòng)焊接術(shù)、裝備應(yīng)不斷完善和國產(chǎn)化

管道自動(dòng)焊的技術(shù)先進(jìn)性，使得采用這種焊接工藝施工更具人性化，施工效率高，能夠更好地保護(hù)環(huán)境，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。因此，今后國內(nèi)管道工程建設(shè)，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能地采用自動(dòng)焊技術(shù)，使其不斷發(fā)展和完善，同時(shí)，隨著自動(dòng)焊機(jī)及配套裝置的不斷更新，完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，將會(huì)對(duì)自動(dòng)焊技術(shù)的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。

2.2 水網(wǎng)地區(qū)管道施工裝備標(biāo)準(zhǔn)化和施工技術(shù)完善

西氣東輸江南水網(wǎng)地區(qū)的地基承載力低、施工條件惡劣，給管道施工帶來很大困難，經(jīng)過各參見隊(duì)伍的努力，創(chuàng)新了多種施工方法，比較順利地完成管道建設(shè)任務(wù)。但同回頭來看，我們的作業(yè)環(huán)境還是非常差，多數(shù)作業(yè)設(shè)備不能正常發(fā)揮作用，施工效率低，經(jīng)濟(jì)效益差，對(duì)施工企業(yè)的發(fā)展不利。因此，需要根據(jù)水網(wǎng)地區(qū)的地質(zhì)地貌特點(diǎn)，研發(fā)與之相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)設(shè)備及配套的施工技術(shù)，減輕施工作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率和工程質(zhì)量。

2.3 探索、完善大型頂管和盾構(gòu)穿越技術(shù)

大型頂管和盾構(gòu)穿越均是國內(nèi)新引進(jìn)的大型河流穿越技術(shù)，目前雖掌握了操作工藝，但復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工技術(shù)，尤其是各相關(guān)工序配套施工技術(shù)還需要進(jìn)一步探索和完善，以提高穿越的成功率和施工效率。

2.4 施工新技術(shù)的開發(fā)

為了提高管道設(shè)計(jì)、運(yùn)營管理水平，油氣輸送管道正向數(shù)字化方向發(fā)展，與之相配套的施工作業(yè)也要滿足數(shù)字管道的要求，需要研究數(shù)字管道施工技術(shù)和裝備。新型輸送介質(zhì)LNG、LPG管道，需要研究新的焊接工藝及焊接方法。中俄管線的建設(shè)需要研究?jī)鐾恋貐^(qū)的管道施工技術(shù)及裝備，以及新型防腐材料及施工技術(shù)、裝備。

3 油罐施工的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

20世紀(jì)70年代后期到80年代，我國政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)生了翻天覆地的變化，石油工業(yè)也迅猛發(fā)展，儲(chǔ)罐建設(shè)隨之發(fā)生了巨大的變化。首先，從分布地域上來看，原來的油氣田及煉油廠。石油化工廠均在內(nèi)地，油罐也建在內(nèi)地。隨著改革開放政策的實(shí)施，我國石油進(jìn)出口量增大，再加上海上石油的開采，使石油儲(chǔ)罐建設(shè)在沿海地區(qū)得到迅速發(fā)展。其次，儲(chǔ)罐的容積也不斷向大型化發(fā)展。自1985年從日本引進(jìn)100000 m3浮頂罐的設(shè)計(jì)和施工技并在秦皇島建成之后，陸續(xù)又引進(jìn)建造了40多臺(tái)100000 m3浮頂油罐，國內(nèi)第一臺(tái)150000 m3浮頂罐2005年在江蘇儀征建成并投入使用，并且開始研制大型儲(chǔ)罐用國產(chǎn)鋼材。但是，從我國現(xiàn)有油罐來看，絕大部分油罐的容積不超過50000 m3，而且50000 m3油罐所用鋼材的大部分是從日本或其他國家進(jìn)口的，國產(chǎn)鋼材主要是16MnR，因其強(qiáng)度較低，使50000 m3浮頂罐下部第一節(jié)壁板厚達(dá)34 mm，給大型儲(chǔ)罐的建造帶來了很大的困難。

根據(jù)我國石油及化工企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，今后儲(chǔ)罐的發(fā)展方向是大容積、國產(chǎn)化。自動(dòng)焊和國產(chǎn)化等。根據(jù)有關(guān)資料分析：儲(chǔ)罐容積越大，單位容積的鋼材耗用量越低，建罐投資相應(yīng)節(jié)省，同時(shí)灌區(qū)總占地面積也越小。最為經(jīng)濟(jì)的是125000 m3浮頂罐，150000 m3儲(chǔ)罐和100000 m3儲(chǔ)罐次之，50000 m3容積儲(chǔ)罐的經(jīng)濟(jì)型最差。因而。我國的儲(chǔ)罐應(yīng)以125000 m3為首選對(duì)象，盡可能避免建造50000 m3及其以下的小容積儲(chǔ)罐。

從施工角度來看，盡管我們根據(jù)日本以有關(guān)國家的規(guī)范，結(jié)合我國具體情況，首創(chuàng)了各種大型儲(chǔ)罐的施工方法，但是在大型儲(chǔ)罐的自動(dòng)焊設(shè)備方面，目前尚不過關(guān)，特別是與引進(jìn)的高強(qiáng)度鋼材相匹配的自動(dòng)焊絲，尚依賴進(jìn)口，這是今后我們建造大型儲(chǔ)罐所必須解決的課題。

參考文獻(xiàn) ：

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