不断创新的中国油气管道技术

张瑞鹏　王丽娟　姚士洪

摘要：文章结合中国油气管道业发展的历程，从管道勘察设计技术、管道施工安装技术、管道输油气技术服务技术等三大技术领域，详细剖析了科技创新给中国油气管道业带来的发展变化。

关键词：科技创新；油气管道；输油管线

中图分类号：TE973文献标识码：A

文章编号：1674-1145（2009）14-0178-02

中国油气管道业从无到有、从弱到强的发展历程证明，是依靠科技创新促进了中国油气管道技术的不断发展，是科技创新为中国油气管道业插上了腾飞的翅膀。

一、中国油气管道业发展历程

中国是最早使用管子输送流体的国家。据史料记载，早在公元前的秦汉时期，我们的祖先就利用打通了的竹节输送卤水。

1958年，我国建成了克拉玛依～独山子的输油管道，这是我国依靠自主创新建设的国内第一条长距离原油输送管道，也是我国长输管道建设史上的一次有益尝试。

20世纪70年代，以大庆～铁岭输油管道（即东北“八三”管道）的建设为标志，掀起了中国管道建设史上的第一次发展高峰，先后兴建了贯穿东北、华北和华东的原油管道输送网，总长度约5000公里，开启了中国管道规模建设的新纪元，使中国管道运输业的发展有了第一次腾飞。

20世纪80年代，我国在铁岭～大连输油管线的技术改造以及东营～黄岛输油管道复线的建设中，基本实现了中国管道业科技水平与世界管道技术发展的同步接轨，使中国管道运输业的发展有了第二次腾飞。

20世纪90年代以来，迎来了我国天然气长输管道建设的发展高峰，先后建设了靖边～北京、涩北～西宁～兰州、忠县～武汉、新疆～上海（简称西气东输）、靖边～北京复线、冀宁联络线等多条天然气管道，总长度约10000公里。以西气东输管道的成功建设为标志，使中国管道运输业的发展有了第三次腾飞。

目前，正在建设的西气东输二线管道，与国内已建管道相比，西气东输二线管道工程设计压力最高、输量最大、距离最长、钢管材质等级最高、管道沿线地质条件最复杂，这些都开创了中国管道建设史之最，堪称世界级管道工程。以西气东输二线管道工程开工建设为标志，拉开了中国管道建设的又一个新高潮，使中国管道运输业的发展有了第四次腾飞。

二、不断创新的中国油气管道技术

经过50年的发展与努力，中国油气管道工业走出了一条依靠科技创新与引进消化吸收再创新，具有中国特色的自我发展之路，目前已建成了横跨东西、纵贯南北、连通海外，长达60000余公里的油气管道干线运输网，管道运输已成为我国继铁路、公路、水路、航空运输之后的第五大运输业。中国油气管道技术的发展与进步，凝聚并凸显了科技创新作为第一生产力推动中国油气管道业不断发展的灵魂作用。

（一）在管道勘察设计技术方面

1．管道输气工艺设计技术。2002年开工建设的西气东输管道工程，是我国自行设计和建设的第一条世界级天然气管道工程，标志着我国长输管道输气工艺设计达到了世界先进水平。

2．大落差输油管道设计技术。兰成渝成品油管道的一个突出特点是大落差，全线落差2253米，兰成渝成品油管道的建设标志着我国大落差输油管道设计技术迈向国际先进水平。

3．遥感技术在油气管道设计选定线的应用。在兰成渝、忠武线、西气东输等工程上，我国成功地开展了利用卫星遥感手段进行长输管道线路选线、定线工作，标志着我国长输管道线路工程选线、定线技术水平迈上了一个新台阶。

4．管道自动化设计技术。在管道自动化技术方面，成功地解决了兰成渝管道的多油源、多分输点、密闭顺序输送的管道自动化设计技术难题，实现了全线采用以计算机为核心的数据采集、监控管理系统。在自动化软件技术方面，研究开发的长输管道SCADA控制系统、模拟仿真系统、运行管理信息系统等软件，在西部管道等工程上得到了成功应用，实现了自动化软件产品技术国产化。

5．数字管道应用技术。我国已成功将基于GIS平台的数字管道技术应用到西气东输冀宁管道、西部管道的工程设计及施工管理全过程，为管道设计、施工以及运营管理水平的提高提供了技术平台。

6．大口径输气管道减阻内涂技术。我国在西气东输工程设计中首次采用了减阻内涂技术，并编制了国内第一部减阻内涂技术标准《非腐蚀气体管道内壁覆盖层推荐做法》。西气东输管道由于采用了减阻内涂层设计技术，在增加管输量、减少压气站、降低燃料动力消耗等方面产生经济效益10多亿元人民币。

（二）在管道施工安装技术方面

1．大口径、高钢级管材制造技术

（1）在钢管制造技术方面，我国以西气东输工程一线和二线建设为标志，先后依靠自主创新全面掌握了φ1016毫米、X70级和φ1219毫米、X80级螺旋埋弧焊钢管和JCOE直缝钢管的生产工艺及装备制造技术。大口径、高钢级钢管产品已在西气东输工程一线和二线建设中得到全面应用，形成规模成产能力。

（2）在X70、X80大口径热煨弯管及管件加工技术方面，我国自主研制了大口径热煨弯管及管件加工设备，全面掌握了加工工艺技术，大口径、高钢级热煨弯管及管件产品已在西气东输工程一线和二线建设中得到全面推广应用，打破了此类产品长期以来依赖进口的局面，取得了较好的经济效益和社会效益。

2．管道防腐施工技术。在防腐施工装备方面，我局针对西气东输工程特点，研究制造了大口径、撬装式、多功能管道内减阻及外防腐涂敷作业线，适应管径为426～1500mm。在大口径热煨弯管外防腐涂敷作业线研制方面，我国依靠自主创新，成功研制了世界上第一条自动化弯管防腐作业线，填补了国内外弯管防腐不能机械化施工的空白，实现了整条管线的防腐等级和寿命的一致性。

3．管道焊接工艺技术。在西气东输工程一线和二线建设中，我国先后针对X70和X80级管线钢焊接工艺技术进行试验研究，完成了厚壁钢管对接接头的小角度V型及复合型等新型坡口结构形式的设计，为工程建设提供了适用于不同焊接条件的百余种可靠的焊接工艺，在工程建设中得到全面推广应用。

针对管线冬季焊接施工问题，我国研究提出了X65、X70、X80管材，在-30℃超低温环境条件下合格的焊接施工工艺，并已成功应用于哈中管道等工程的现场施工，突破了管线冬季不能焊接施工的禁区。

4．管道焊接施工装备研制技术。我国自主研发了管道全位置自动外焊机、管端坡口整形机、管道气动内对口器、数控式大口径管道全自动内焊机、大口径管道双焊炬全位置自动焊机、带有能量控制器的专用焊接电源。这些自主研发的管道焊接施工设备已在西气东输管道、陕京二线管道等工程上成功进行了现场工业化推广应用，取得了较好的效果。

5．特殊地区管道施工技术。针对山区大落差石方段、湿陷性黄土及沙漠、沼泽、滩涂、水网等不同地形地貌复杂条件下的施工难点，我国长输管道施工企业研究提出的优化方案成功地应用于西气东输、涩宁兰、兰成渝、忠武管道工程特殊地段施工，有效地解决了特殊地区施工技术难题。

6．非开挖管道穿越技术。非开挖管道定向钻穿越技术成果在西气东输黄河、沁河、苏丹尼罗河等二十多条大型河流水平定向钻穿越施工中得到了成功应用，取得了满意的效果。同时，在西部管道施工中，采用非开挖定向钻穿越技术，成功穿越仁寿山（穿越长度1033米），为在充分保护自然环境、实现大自然的生态平衡与环保、建立人与自然和谐的情况下敷设管道，开辟了一条“绿色”通道和一种新的途径。

（三）在管道输油气技术服务技术方面

1．埋地管道漏磁检测技术。我国与国外公司联合开发了φ1016大口径高清晰度智能化漏磁检测设备，已在陕京二线输气管道上进行了工业性现场应用。该设备填补了我国输气管道高清晰度智能化检测技术及工艺上的空白，标志着我国在高清晰度漏磁检测技术上达到了国际先进水平。目前，我国又自主研发了从φ200mm-914mm共14套管道高清晰度漏磁检测设备，实现了管道高清晰度漏磁检测设备的系列化研发，并已投入工业现场应用，填补了国内空白。

2．管道安全预警技术。管道安全预警技术在国外尚没有成功的先例。我国经过近三年的研究探索，目前已研制出一套监测距离达100公里的光纤安全预警监测系统。该系统正在西气东输一线上海至南京段（310公里）、兰郑长管道河南段（750公里）、阿独线（全线240公里）进行工业化推广应用，对长输管道的安全运行管理将会起到非常重要的作用。

3．管道维抢修技术。围绕管道维抢修技术，通过对引进开孔、封堵设备的消化吸收和技术革新，开展了开孔、封堵设备的系列化研发和配套机具研制工作，已形成了从25毫米至1500毫米不同管径管道开孔、封堵作业能力。目前，我国管道维抢修业务已经拓展到海外市场，先后在苏丹、利比亚、叙利亚等多个国家承担了管道维抢修业务，创造了较好的经济效益。

在储罐机械清洗及维修方面，自行研制的大罐清洗设备在工程中得到成功应用，改变了过去由人工清洗油罐所造成的安全性差、清洗效率低、油品回收率低、环境污染严重的状况。

五、结语

经过50年的发展与努力，中国油气管道工业走出了一条依靠科技创新与引进消化吸收再创新，具有中国特色的自我发展之路。伴随着我国西气东输一线管道的建成投产和西气东输二线管道的开工建设，我国油气管道工业在设计、施工等主要技术领域，整体已经达到国际先进水平，有些达到当今国际领衔水平。在当今经济全球化、技术国际化的发展进程中，科技创新将是中国油气管道技术实现持续有效较快协调发展的必然选择。无论过去还是将来，科技进步永远是推动管道业发展的强大动力，谁拥有并掌握科技前沿技术，谁就将成为行业领跑者。依靠科技进步，带动我国油气管道技术的不断创新与发展，推动世界管道事业的不断进步，为中国和世界经济的繁荣和人类的和平进步做出贡献，这是我们每一位中国管道人义不容辞的责任和使命。

作者简介：张瑞鹏（1974- ），男，中国石油天然气管道局科技部业务主管，工程师，研究方向：科研管理；王丽娟（1978- ），女，工程师，中国石油天然气管道局科技部业务主管，研究方向：科研管理；姚士洪（1958- ），男，中国石油天然气管道局科技部副经理，高级工程师，研究方向：科研管理。