输油管道泄漏原因探究

刘 睿，吴 明，宋博强

（辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001）

输油管道泄漏原因探究

刘 睿，吴 明，宋博强

（辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院， 辽宁 抚顺 113001）

简要的阐述了通过管线来运载和输送油气资源的优势以及当其由于运输不当而泄漏时对自然和生态系统产生的的损害，系统的分析了导致管线输送的多种原因。总结了不同学者在管道泄露分析方面所做的研究，对管道泄露分析未来的发展方向发表了看法。

输油管道；管道泄漏；资源浪费；环境污染

说起石油，大多数人会联想到汽车、飞机等交通工具的燃油。其实，石油也是生活用品的重要原料，我们身边的几乎所有的生活用品都是由石油直接或者间接生产出来的。人们常说石油是工业的血液，没有石油就不会有经济的快速发展，没有石油，人类的生活就会恢复到衰退的时代，它是一个国家经济持续发展的不朽保证。石油是由古代有机物演变而来的。随着成千上万年的地壳变迁，大量生活在天空、陆地以及海洋里的动植物尸体堆积在一起被泥沙覆盖和掩埋，在长年的积累、微生物的侵蚀以及高温高压环境的作用下，这些动植物尸体逐步分解，就转化成为了石油和天然气。石油是一种化石能源，这种来自于腐烂有机物的黑色粘稠液体中包含了多种碳化物，是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油主要是被用来加工成燃油和汽油，燃油和汽油是目前世界上最重要的能源之一。

1 管道运输的优势

管道运输是近几十年发扬起来的的一种既经济又方便快捷的运输方式。它与铁路、公路、水运和航空并列为五大油气资源运输方式。不同于车、船、飞机等其他运输方式，管道运输最大优点就是它的方便性和安全性。管道运输的输送量大。1条管径为1 200 mm的原油管道年运输量可以达到1亿t。

二是它的平稳性和不停的运输。随着油气资源大规模的被利用，不间断的生产和不间断的输出是首先需要解决的大问题。管道运输起到了独特的作用。管道不间断的运出化工工业生产出的成品，推进了我国油气资源的发展与利用。三是管道建设的投资相对少许多，占地面积少受环境和地理位置的限制少。它可以横穿河流湖泊的下部，也可以翻越高山横贯平原，不受地域环境的限制。四是管道运输所需仪器设备较少，也相对简单。通过增加先进的管道增压站来做到无人值守。可以降低运输费用。五是管道运输可以最大限度的降低泄漏和污染，保证质量。但是管道运输也有其不可避免的缺点，油气资源运输管道的专用性强，只可以运输石油、天然气及固体浆料，无法进行拓展。而且在油田开发的初期，采用管道运输困难时，也需要用其他的运输方式替代管道运输作为过渡。目前，世界上建成的各种类型的管道总长度已超过了世界上铁路的总里程，管道化运输已占据发达国家油气资源运输方式中的首要地位。几乎全世界的油气资源都是靠管道的运输到达世界各地的。它是国民经济综合运输业的重要组成部分，也是衡量一个国家的能源利用率高效与否的重要特征之一。我们国家的管道建设符合国家的战略利益，随着我国对能源的需求一直在不断的增加，管道运输因为有着既安全又经济的特点而被广为运用。

2 管道泄漏的危害

1989年3月24日，美国埃克森公司的“瓦尔迪兹”号油轮在美国阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，3.4万t原油像泼墨一般流入威廉王子湾，造成大批海鸟和鱼类死亡。将近1 300 km的沿海地区受到相当严重的污染。当地著名的鱼类如鲑鱼和鲱鱼等都会因为遭受污染而濒临灭绝。

海水受到泄漏的原油污染后,石油中的有毒化合物如苯和甲苯会很快随着石油进入到海洋中，进而迅速的进入食物链中，不论是低级的藻类植物还是高级的哺乳动物都会被毒害。。而其潜在的损害将会更加扩展到当地的生态系统中去，那些侥幸存活下来的生物经过几十年的繁衍，这些有毒物质也会一代一代的存在在那些生物的后代中，这些影响是不可想象的。

2010年5月5日，美国墨西哥湾石油泄漏事件震惊了世界，为了能尽早的处理漏油所造成的污染问题，联合国的许多国家向美国运送了大量的技术人员和设备，尽最大努力的将污染降到最低，尽量减少生态环境的所遭受的损害。但是油污已经形成2 000平方英里的污染区，并冲上了美国路易斯安那州的一些小岛。据估计，想要封闭泄漏的油井，需要花费几个月的时间，而油污的清理工作将会持续将近十年的时间，而在这十年中，昔日繁华的墨西哥湾将不复存在，取而代之的是一片废海，这次泄漏会给美国带来数以千亿美元的严重损失。

3 管道泄漏的原因

产生泄漏的原因可能千差万别。总结如下：

（1）管道的制造材质过于劣质，由此造成材料开裂，存在砂眼；

（2）管道内涂层由于长年累月的运输造成损坏或脱落，形成管道腐蚀穿孔；

（3）管道的接头、阀门因为安装不良而造成泄露；

（4）由于地下管道拥挤，在施工其他地下工程时而影响所致；

（5）由于高层建筑工程的重压，使地基下沉，重压致使管道开裂；

（6）因为没有提前了解地质构造，在使用过程中致使地基下沉，造成管道开裂；

（7）穿越公路的管道在重载车辆的通行形成重压的情况下所造成管道开裂[1]。

4 管道泄漏分析工作的进展

唐刚[2]等人结合管道微裂纹扩展的力学理论知识、借助有限元基础，应用ANSYS软件强大的分析功能，建立了二维的有限元模型，模拟了输气管道点腐蚀损伤缺陷中微裂纹的扩展路径和应力分布，动态地描述了输气管道在运行过程中加载受损时微裂纹的扩展情况，计算出了微裂纹单位长度所释放出来的能量和Von Mises应力值分布。

秦政先[3]通过对流体力学、热力学、爆炸力学、计算数学和计算机技术的掌握，学习了有关专家对气体泄漏和扩散而导致爆炸的研究情况，通过对专业知识的运用，推导了气体流动的基本控制方程。并且通过建立模型，利用仿真软件FLUENT对天然气泄漏扩散进行了模拟计算。

邓宏平[4]等分析管线泄漏的原因，采用合理的检测定位技术来检测管线有无泄漏点、泄漏量等情况，及时采取有效的处理措施。并且在安装管线时要涂敷防腐涂层结合阴极保护来预测泄漏的发生来增加管线运行的可靠性与安全性。

5 结 语

石油泄漏事故的不断发生，已经演变成为严重的环境问题，不仅严重的浪费了资源，也造成了人身和财产的重大损失。这已经不是单纯的学术和技术问题，是关系到我们切身利益的经济和社会问题[5,6]。如何尽早的采取预防措施，在源头上解决问题，有效的减少泄漏的发生，将会是今后工作的重中之重。

［1］颜春者.浅谈管道泄漏检测技术[C].提高输油（气）管道综合效率技术研讨会文集, 2009,1(1):8-9.

［2］唐刚.石油工业技术监督[J].油气加工理论和配套技术研究,2012,6(1): 2-3.

［3］秦政先.天然气管道泄漏扩散及爆炸数值模拟研究[J].西南石油大学,2007,1(1):2.

［4］邓宏平.天然气长输管道防泄漏研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,7(1):67.

［5］白真权.油气管线腐蚀剩余寿命预测研究现状分析[J].天然气与石油,1998,16(1):28-29.

［6］帅健.腐蚀管线的剩余寿命预测[J].石油大学学报,2003,27(4):91-93.

Research on the Oil Pipeline Leak Problem

LIU Rui，WU Ming，SONG Bo-qiang
（College of Petroleum Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

Advantages of the oil pipeline were introduced as well as the damage of oil pipeline leakage to the natural and ecological system; reasons of the pipeline leak were analyzed, relevant research results were summarized. Development direction of the research on of the pipeline leakage in the future was discussed.

Oil pipeline; Pipeline leakage; Resource waste; Environment pollution

TE 832

： A

： 1671-0460（2015）10-2460-03

2015-04-13

刘睿（1990-），女，辽宁盘锦人，在读硕士，就读于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究工作：管道泄漏分析。E-mail：938763460@qq.com。