淺談石油天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)模式的發(fā)展

宋航(中油國(guó)際管道有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130012)

1 油氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀

截至20世紀(jì)末，中國(guó)各煉油廠生產(chǎn)的成品油，大部分是通過火車運(yùn)輸?shù)?，這就需要支付更高的運(yùn)輸費(fèi)用，并且安全性也不能得到保障，并且造成了許多爆炸事故和空氣污染等問題。而管道運(yùn)輸恰恰可以將這些問題進(jìn)行改善。管道運(yùn)輸對(duì)于能源的損耗少，安全性較高，并且成本低。2002年，中國(guó)自行設(shè)計(jì)建設(shè)的東西向輸氣管道工程標(biāo)志著我國(guó)長(zhǎng)輸管道技術(shù)設(shè)計(jì)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，自動(dòng)化軟件技術(shù)已成功應(yīng)用于西部地區(qū)的管道工程中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化軟件技術(shù)的本地化。隨著陜京，蘭渝，茂昆，西氣東輸二線的生產(chǎn)和建設(shè)，中國(guó)的管道工業(yè)得到了很大的發(fā)展。總投資達(dá)1.8萬億元。石油和天然氣管道的總長(zhǎng)度達(dá)到80000多公里，形成了四個(gè)主要的石油和天然氣管道：近海，西北，西南和東北。2010年，西三線天然氣管線的規(guī)劃建設(shè)已全面啟動(dòng)，大武山，大金原油管線，金正成品油管線等項(xiàng)目已開工建設(shè)。未來幾年，中國(guó)的石油和天然氣管道行業(yè)將有更大的發(fā)展，其中區(qū)域性的管道網(wǎng)絡(luò)將得到進(jìn)一步完善。

2 長(zhǎng)輸管道建設(shè)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 管道的防腐工作一直是長(zhǎng)輸管道管道建設(shè)的重中之重

在油氣長(zhǎng)輸管道的初期防腐工作中，一般采用石油瀝青來達(dá)到防腐目的。到20世紀(jì)90年代，聚乙烯涂層能夠更好地防止管道腐蝕。目前，環(huán)氧粉末防腐結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)具有良好的防腐作用，不易脫落。我國(guó)長(zhǎng)輸管道工藝中的應(yīng)用的是防腐技術(shù)減阻涂層技術(shù)，其原理是在鋼管旋轉(zhuǎn)噴涂過程中使用高壓無氣噴槍均勻地噴涂環(huán)氧材料，減少涂層的厚度，增加了管道中氣體的運(yùn)輸速度和數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸成本的降低。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，管道防腐技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。新的防腐技術(shù)是圍繞更好的防腐效果，更長(zhǎng)的維護(hù)時(shí)間，更低的成本等目的開發(fā)的，可以更好地響應(yīng)中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2.2 油氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)技術(shù)現(xiàn)狀

(1)在油氣輸送管道的設(shè)計(jì)和施工中，管道焊接工藝的選擇非常重要，從手工焊接和自動(dòng)焊接到現(xiàn)在的半自動(dòng)焊接，焊接技術(shù)發(fā)生了巨大的變化。管道焊接的合格與否直接影響油氣運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｄ壳霸诠艿朗┕ぶ凶畛Ｓ玫氖前胱詣?dòng)CO2保護(hù)焊和自動(dòng)焊接技術(shù)，在設(shè)備中較難達(dá)到技術(shù)要求的往往是手工焊接。

(2)在油氣輸送管道的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到一些特殊的地形，會(huì)妨礙施工，也容易因施工而造成環(huán)境破壞，不符合我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此應(yīng)針對(duì)環(huán)境的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)充分重視管道鋪設(shè)對(duì)地下水的影響，對(duì)水隧道的進(jìn)出口進(jìn)行調(diào)查，做好保護(hù)附近水源，動(dòng)植物和居民的工作，防止管道在施工過程中過分對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

2.3 長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)模式的發(fā)展

石油和天然氣管道的設(shè)計(jì)存在許多問題。通過分析管道在通過隧道和山口時(shí)需要進(jìn)行注意的問題，為了保證輸送管道在隧道等地方的的安全，因此輸送管道在長(zhǎng)段隧道時(shí)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下問題：

(1)注意對(duì)地下水的影響

由于運(yùn)輸管道可能會(huì)在隧道或者其進(jìn)出口附近中存在一定的危險(xiǎn)，所以在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該距離隧道兩軸線的距離為1000M至2km，對(duì)稀有物種和居民區(qū)等情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)防范措施，避免造成輸送的破壞以及對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境的破壞。

(2)石油天然氣長(zhǎng)輸管道的剖面設(shè)計(jì)

輸送管道在超過1km長(zhǎng)度的隧道會(huì)存在排渣以及通風(fēng)困難的問題，這些問題會(huì)導(dǎo)致影響輸送管道施工的進(jìn)度。因此為了確保施工能夠如期完成，在施工的時(shí)候應(yīng)該將剖面進(jìn)行擴(kuò)展處理。管道輸送難免會(huì)進(jìn)入山區(qū)，而山區(qū)內(nèi)的交通通常十分困難，可適當(dāng)增加其斷面，為建筑運(yùn)輸一些設(shè)備等提供有利通道。

(3)長(zhǎng)輸管道在隧道中的安裝方法

墩臺(tái)架設(shè)和土堤鋪設(shè)管道的方法一般是在隧道中進(jìn)行應(yīng)用的方法，通常在坡度比較小的而長(zhǎng)度較長(zhǎng)的地方采用土堤鋪設(shè)的方法，而墩架設(shè)在坡度大的短隧道上。在一些彎道則需要進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量，根據(jù)坡度選擇采取墩臺(tái)架設(shè)或是土堤鋪設(shè)，從而保證運(yùn)輸管道的安全性。

3 如何提高石油天然氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)技術(shù)水平

3.1 改進(jìn)衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的管道選線過程會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間、人力和大量的資源，并且運(yùn)輸效率低下。在運(yùn)輸管道的設(shè)計(jì)施工過程中采用先進(jìn)的衛(wèi)星遙感技術(shù)，主要是由于這項(xiàng)技術(shù)可以將不同的地形地貌在多媒體中呈現(xiàn)出來，這對(duì)于設(shè)計(jì)師不僅節(jié)省了時(shí)間，而且有助于運(yùn)輸管道工程勘察人員對(duì)地形地貌的分析，從而使得設(shè)計(jì)師們可以設(shè)計(jì)出符合要求的管道路線。通過衛(wèi)星遙感技術(shù)還可以獲取城市，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和居民點(diǎn)這些信息，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)獲取的這些信息來判斷該段區(qū)域的市場(chǎng)信息和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，幫助清理線路，采取有效的繞行或穿城計(jì)劃，進(jìn)而控制成本。

3.2 長(zhǎng)輸管道中信息系統(tǒng)的應(yīng)用

長(zhǎng)輸管道信息系統(tǒng)能夠提供整個(gè)輸送管道在建設(shè)過程中的信息，并且能夠監(jiān)測(cè)輸送管道的破壞情況，對(duì)自然災(zāi)害能夠進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而確保輸送管道的安全，這些信息能夠及時(shí)的傳遞到項(xiàng)目負(fù)責(zé)人手中，長(zhǎng)輸管道信息系統(tǒng)已經(jīng)成為重要的設(shè)計(jì)依據(jù)?，F(xiàn)在我國(guó)的長(zhǎng)輸管道信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸趨于完善，為我國(guó)的長(zhǎng)輸管道提供很多的有效信息。

4 油氣長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)模式的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段，我國(guó)油氣輸送管道設(shè)計(jì)正在應(yīng)用更先進(jìn)的技術(shù)，如衛(wèi)星遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)、無人機(jī)勘測(cè)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù)。通過以上技術(shù)，可以詳盡，全面地提供管道設(shè)計(jì)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)管道布線的科學(xué)合理性。

4.1 石油天然氣長(zhǎng)輸管道與衛(wèi)星遙感技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用

在我國(guó)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)的初期，管線的選擇主要依靠大量的人力現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，不僅造成大量的人力和時(shí)間浪費(fèi)，而且其精度也無法得到保證，從而導(dǎo)致工程效率低。衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用，可以清晰地看到布線路徑中的山脈，河流和地形的分布情況，可以大大提高測(cè)量人員的工作效率，并找到一種更快，更準(zhǔn)確的合理布線方法。通過衛(wèi)星遙感，還可以通過圖像查看管道路徑中遇到的城鎮(zhèn)、河流、森林和其他情況。幫助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中調(diào)整路線，避免長(zhǎng)輸管道工程建設(shè)對(duì)人們生活的影響，并在一定程度上降低了投資成本。

4.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在油氣長(zhǎng)輸管道的應(yīng)用

在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，信息的重要性不言而喻。在長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用信息技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也是必然的趨勢(shì)。通過對(duì)勘測(cè)、線路設(shè)計(jì)、施工等過程中信息的全面收集和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)輸管道狀況的實(shí)時(shí)掌握，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)解決方案給出最佳解決辦法。并盡快解決施工中出現(xiàn)的問題，從而提高施工效率，促進(jìn)工程進(jìn)度。相信隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，中國(guó)的油氣管道設(shè)計(jì)將更加科學(xué)合理。

5 結(jié)語

石油和天然氣的正常運(yùn)輸是保證人民生活水平的重要因素。由于石油和天然氣的特殊性，長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸過程中的事故會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。所以，在長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高設(shè)計(jì)水平，應(yīng)用更先進(jìn)的技術(shù)，如現(xiàn)代通信技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、無人機(jī)勘測(cè)技術(shù)、全球定位技術(shù)、以及計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù)。通過以上技術(shù)，可以詳盡，全面地提供管道設(shè)計(jì)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)管道布線的科學(xué)合理性。從而為我國(guó)油氣運(yùn)輸提供安全保障，同時(shí)注重生態(tài)保護(hù)與環(huán)境友好，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做貢獻(xiàn)。