石油天然气长输管道工程建设技术探讨

李洋

摘 要：随着石油天然气长输管道行业的快速发展和建设，使得长输管道相关的企业也已经积累了大量的管道建设经验。我国长输天然气管道项目建设的规模虽然越来越大，但长输天然气管道项目的设计施工数量也越来越多，在其建设的过程中任何一个关键环节出现安全问题，仍有可能会直接造成长输管道项目工程设计中的风险安全事件或其他安全事故的再次发生。基于此，本文主要简单分析我国石油天然气长输管道工程建设的技术应用。

关键词：石油;天然气;长输管道;工程建设技术

石油天然气长输管道工程建设在设计、施工等过程常出现各种问题，易导致质量低下，且安全性得不到保障。由于石油天然气长输管道建设较为复杂，在设计过程中与线路专业、信息专业、穿跨越专业等多种专业有关，合理应用各技术并且促进各部门的合作，才能顺利完成项目设计。科技技术的快速发展，使得CORS技术、SMAW+FCAW联焊、一键启停站技术等开始应用到长输管道工程建设中来，在长输管道等测绘工程领域中可快速、高效地获取高精度、低误差的定位和数据[1]。

1 石油天然气长输管道工程建设现状

目前我国石油天然气长输管道的设计经过多年的经验积累，成功建立和应用了勘察--设计--施工同时进行的设计质量管理体系。目前我国长输管道建设管理的现行模式就是矩阵模式，实行项目责任制，并严格控制工程项目的费用、进度、质量等。矩阵项目组织具有很多优点，无可厚非，但是其依然出现很多问题，亟待解决，尤其是关于长输管道工程建设中设计管理质量方面。工程设计中存在的质量问题可划分为工程设计前出现的问题、工程设计中出现的质量问题两大类，工程设计中出现的质量问题主要是指在进行工程设计的过程中往往疏忽了对质量的管理，如长输管道的设计不合理等，因此工程设计应主动地分析出长输管道设计中可能存在的问题，并加强管道设计质量。

2 石油天然气长输管道工程建设技术分析

2.1 基于GIS技术的测绘数据库建设

2.1.1 数据无缝集成

我国管道數据类型复杂多样，传统的管道数据多为CAD格式，无法满足现代社会下对于数据集成工作的高要求，因此近年来出现了卫星遥感等更多的测绘手段[2]。如，CORS管道测量方法，它能生成大量的GIS管道数据，需要建立统一的地理信息数据库。目前管道测绘基础地理数据主要包括CAD数据、失量数据、栅格数据三大类型。管道测量工程数据则以表格数据、纸质扫描件数据、其他元数据类型最为常见。为实现各类数据的无缝集成，需在应用统一的空间数据模型，各类数据可自由显示控制，并实现数据库之间的导入、导出、整合等工作。

2.1.2 管道测绘地理信息数据库设计

数据库的搭建方式包括CS和BS两种方式，我国网络基础设施已完成了全面的改善，常采用BS结构搭建分布式管理数据库，实现了各类数据的入库。同时可搭建一个数据处理中心，该数据处理中心是一台专用于存储各类数据的服务器，能够记录各数据的类型和实际存储位置，并能进行专门的管理与维护。

2.2 基于CORS的管道测量技术

2.2.1 CORS网布设

连续运行网站的建立将满足数量的连续运行，基站均匀布设则能够覆盖所有的测区。但在布设CORS网时应严格遵守国家规范及要求，对基站的选址统一部署，确保各点位具有稳定的观测条件，保障数据质量。基准站数据稳定并且精度较高，因此可加多GNSS监测点的建设，以进一步提高CORS网的精度[3]。建立好后的CORS网应涵盖以下服务：①位置服务，包括实时、快速、事后三种类型;②卫星轨道服务，提供实时、精准的卫星轨道参数;③时间服务，可满足10纳秒级精度的时间服务;④源数据服务，与卫星跟踪数据相关，由基准站监测提供基准站气象数据。

2.2.2 图根控制测量及管道中线测量

管道测量时数量多、范围大、视角广阔，因此可直接利用GPS-RTK流动站接收CORS信息，从而实施对图根控制测量中大部分通视良好的平面区域的测量设计[4]。而针对不适合手持RTK进行观测的较为复杂的区域，则科采用全站仪三联脚架法联合光电测距三角高程导线的方法进行加密图根控制测量。使用全站仪三联脚架法测量时，图根导线可以将由CORS网收集的首级控制点作为起算数据;使用三角高程测量时，垂直角采用中丝法测回。管道中线的测量常采用传统中线测量法，但其放样误差不均、受限于测站频繁，为弥补这一不足，近年来开始使用基于CORS的BTK放样法测量管道中线，BTK放样法时手持GNSS接受机即可独立完成管线中桩的测设，只需要连续运行CORS系统为其提供精准位置数据即可进程测量。

2.3 长输管道焊接技术

长输管道现当下常采用SMAW+FCAW联焊方法进行焊接，焊条电弧焊以下向焊技术最为常见，适合大机组流水作业，在操作过程中具有快速、热输入小且合格率高的优势[5]。此外，自保护药芯焊丝半自动焊工艺近年来也得到广泛应用，是目前管道施工中一种重要的下向填充盖面的焊接方法，操作灵活并且熔敷效率高。两者联用能够熔化气体，保护电弧焊，从而达到全位置焊接的目的。

2.4 一键启停站技术

2.4.1 一键启站

一键启站包括6个部分，其中，状态反馈与报警检测用于自动判断一键启站所涉及到的设备状态是否正常。自动导通站内工艺流程则是在站场工艺流程满足启站要求的基础下自动导通站内工艺流程，需要注意的是，压差大于0.2MPa时应先打开进/出站旁通阀，当压差低于0.2MPa后将进/出站阀打开，将旁通阀关闭;而压差小于0.2MPa时则主需要依照管路进气的流程顺序打开进/出站阀[6]。压缩空气系统自启停用于自动对压缩空气管路的压力情况进行检查，核实是否正常，若压力低，自动启动空压机后针对空压机与对应送风机进行连锁启停。压缩机厂房风机自动分配是以分组对比的形式进行，将排风机分为4组，计算每组累计运行时间，选取其中1台时间最短的排风机投用。压缩机组一键启动是按照预选的顺序，依次启动2台压缩机机组，第1台机组达到最低工作转速后方可启动第2台。防喘控制与负荷分配的自动投用与退出则是单台压缩机机组以最小控制转速为基础，启动到达此目标后经过一段延时防喘控制，实施工作。

2.4.2 一键停站

单台压缩机组的停机模式以正常停机、保压停机、泄压停机最为常见，正常停机、保压停机变频器的停止方式不同，正常停机先降转速到最低工作转速后才将变频器停止，保压停机则直接将变频器停下就行，二者的相同点则是在停机结束后不泄压;而泄压停机则直接断开变频器供电。根据压缩机组的3种停机模式与站场实际需求，又可将其分为正常停站、多机停止、多机保压停机、多机泄压停机、全站ESD5种模式，以上模式的实施能够降低功调度员工作难度，使其将工作重心投入到整体运行参数维护中，对于提高天然气管网自控水平来说意义重大。

3 结束语

CORS技术的应用使得石油天然气长输管道工程建设中测量的覆盖范围得以扩展，CORS技术能够建立大量可供参考的地理数据，实现了数据获取、数据管理、数据共享的目标。一键启停站控制技术则为管道无人站建设奠定了基础，实现了无人站、智慧管道的目标，为“中国制造2025”国产控制系统的推广应用提供了可靠参考。对于提高管道测绘数据准确性以及保证管道信息安全性来说具有显著价值，能够促进未来经济发展，也能够为企业各部门提供丰富的数据服务和支持。

参考文献：

[1]崔巍.石油燃气长输管道地面建设施工技术与质量管理[J].化工设计通讯，2019（5）：58-58.

[2]王瑞，谭淑艳，郑慨光.长输管道施工项目目标成本管理研究[J].石油天然气学报，2018（3）：65-69.

[3]张益权，孟翔宇，罗立缘.浅谈石油管道工程建设中风险管理的应用[J].石化技术，2019，026（007）：315+193.

[4]张凯，刘武.爆破施工对长输天然气管道安全影响研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018（12）：20-21.

[5]李进，王永军，崔进杰，论EPC总承包长输油气管道工程交工验收不符合项整改管理[J].石油天然气学报，2018 （3）：120-125.

[6]杨全.石油天然气管道场站土建施工常见质量问题分析[J].江西建材，2018（002）：95+98.