油气管道运行维护技术研究进展及发展趋势

2021-04-11陈歆月

当代化工研究 2021年12期

关键词：储运药剂油气

＊陈歆月

（东营市青德工程设计咨询有限责任公司山东 250000）

引言

随着能源需求的大幅增长，油气储运业务快速发展。我国建设了许多主要的油气储运设施，包括西气东输的西2/3段、中亚油气管道和中缅油气管道。西北、东北、西南和近海地区的四条战略油气管道已基本建成。

油气储运管道网络的可靠性、安全监控和腐蚀防护将是未来发展的关键方向。油气储运维护工作不仅要考虑油气储运自身的维护工作，还要考虑油气储运管道周围关键的维护，避免出现洪涝、坍塌等自然灾害对管道的损坏。

1.油气管道运行维护技术研究进展

(1)油气管道运行维护关键技术的进展

在“十三五”期间，我国逐步提高了石油和天然气管道的运行效率以及关键设备的国产化水平。开展了多项油气管道运行维护关键技术的研究工作，并且在国际上也发挥着重要的影响。控制运营的油气管道网络，实现了大型油气管道网络的智能化管理和运营，管道网络负载优化率达到95%，开发了缓蚀剂以降低天然气的阻力。

(2)油气管道安全维护的进展

油气管道安全维护对油气的储运具有重要的影响，因此，我国不断加大对油气管道安全维护技术的研究，已经建立了以风险预管理为中心的油气管道安全维护体系。为了解决螺旋焊缝缺陷的检测和评估问题，开发了一系列高分辨率的漏磁检测器，并形成了一系列的检测和评估技术，例如超声波导波技术、泄漏监测技术等。基于压力波和流量平衡的方法避免油气储运管道的泄漏，其预测精度在90%以上。

除此之外，先进的机器人技术也逐渐应用在油气管道安全维护中，自动管道巡检机器人可以高效的识别管道的安全故障，并根据程序员预先设计的程序指令，对油气管道进行必要的维修和保养。油气管道巡检机器人在发现油气管道存在安全隐患时，会准确的记录故障发生的位置，并通过无线传输网络技术，传递给相应的管理人员，为油气管道的维护争取了大量的时间，有效保证了油气管道的安全、可靠运行。

(3)油气管道网络系统的可靠性

为了提高陆上油气管道运输的整个生命周期，我国相关部门积极与国外专家沟通、交流，制定了多个ISO和NACE国际标准，包括灾难风险管理和管道防腐涂料的剥离强度测试方法，有效保证了油气管道网络系统的可靠性。

除此之外，还建立了大型复杂天然气管道网络系统可靠性总体框架和管道网络运维系统，结合管网中各种工况的特点，建立了缺陷管段、压缩机、阀门等的可靠性计算模型，为建立未来的可靠性管理系统奠定了基础。在油气行业生产的过程中，化学药剂是不可或缺的生产材料。化学药剂具有十分复杂的物理和化学性质，需要采取专业的管理技术和方法，如果管理不当，很容易引发安全问题。所以，要构建化学药剂安全管理信息系统，应用网络技术进行数据共享。

(4)主要设备本地化

国产20MW电动压缩机组和40-48英寸大直径全焊接球阀已完全本地化，打破了国外技术垄断。56英寸的球阀即将完成工厂测试、2500kW油泵和14台油气管道国产化设备通过了工厂评估，性能指标达到国外同类产品等级，轴向高通量漏磁检测仪和大口径高压攻丝机已完全实现国产化生产目标，关键技术指标已达到或超过国外同类产品水平。成功开发了PCS（管道控制系统）V1.0软件，实现了油气储运网络的大规模数据管理，可以满足石油和天然气管道的集中控制需求。油气管道设备的本地化不光体现在整体设备上，在关键油气管道零部件上，也取得了很大的进展，很多企业都具备了自主研发和生产的实力，与国外的关键零部件制造企业相比，我国的油气管道自主品牌的售后服务和价格都有很大的优势。

2.油气管道运行维护技术发展趋势

根据我国油气管道运行维护的内外部环境可以发现，未来几年我国将继续建设华东至俄罗斯航线、中俄第二原油管道、陕京第四管道。

油气储运企业将更加专注于油气储运的维护工作，也将会进一步加强对油气储运专业技术的支持。与此同时，也为油气储运创新发展奠定了良好的基础，形成了专业化人才培养的良好局面。先进的油气管道运行维护技术的研发，需要一个强大的综合研究团队和大型的测试平台，而我国经济的快速发展，也为油气储运运行维护的研究工作提供了经济保障。我国各级政府对油气储运设施的安全空前关注，对外部利益的需求日益增加，确保了油气储运的安全和需求的持续增长。

我国东部到俄罗斯的许多天然气管道已经扩展到更复杂的环境和地区，并且油气管道系统也得到扩展以允许更多的操作和控制，操作技术得到了进一步提高，保证了油气储运业务的稳定发展。

在油气化工行业中，化学药剂的应用范围十分广泛，普遍在运输、采集、天然气钻探等过程中采用，属于化学助剂。其贯穿整个油气生产过程，可以提升产量和效率。虽然化学药剂在油气化工行业中发挥了十分巨大的作用，但化学药剂也十分容易引发安全事故。

统计显示，超过80%的化学药剂安全事故都是因为管理不当所引起的，这些事故可以在发生前预防和规避，但由于安全管理不足、措施不当，所以造成许多事故问题无法规避。为了提升化学药剂的安全管理质量和水平，应该将管理工作贯穿到整个生命周期之中，对事故进行全面的分析，明确潜在的风险问题，并建设安全管理网络基础设施，实现信息化管理，全面提升安全管理的质量和效率。

3.油气管道运行维护技术发展建议

(1)加强油气大型管网系统的可靠性研究

与管道本身的安全性不同，管道网络系统的可靠性是基于对管道网络系统功能的实现，而该功能是油气管道网络的最终目标，必须要综合考虑石油和天然气管道、服务基站、储气设施等因素的影响。

石油和天然气管道网络系统的可靠性研究，将是未来10到15年的研究重点，油气管道运维企业要为设备单元和管道网络系统建立一套完整的可靠性理论和评估系统，并研究可靠性改进技术解决方案。通过建立油气管道运行维护的辅助技术和管理系统，以提高天然气供应的可靠性。

(2)油气管道运行维护安全监控技术

为了防止人为和机械损坏造成的小泄漏和减速的现象，需要建立高精度的监测、预警、保护和处理地质灾害（例如地震、多年冻土、黄土和山崩）的技术系统。油气管道长期运行会增加管道中的腐蚀缺陷，并增加发生故障的风险。同时，随着全国高压电力线和电气化铁路建设的加快，油气管道网络平行于高压电力线，电气化铁路和城市地铁铺设或穿越而产生漂移电流，会干扰油气管道网络中的阴极保护系统。另外，近年来，一些管道已经逐渐暴露于腐蚀之下，并且没有有效的解决方案。因此，在“十四五”期间，油气管道运行维护安全监控技术研究的重点应放在发展复杂的干扰防护和内部腐蚀防护技术上。

(3)油气管道运行维护节能和智能管网技术

自2020年以来，国内经济增长低迷，对石油公司生产和经营带来了不小的压力，需要技术创新以降低成本和提高效率。在“十四五”期间，有必要不断跟踪国产化设备的质量和应用的有效性，改善性能指标，并着重于压缩机组的维护和紧急维修技术的发展。智能管道网络技术将最先进的信息技术（例如云计算和物联网）带入管道管理，并将其与管道操作期间收集的各种数据集成在一起，以进行数据共享和运用。

在油气管道网络的调度和运营的过程中，根据实际情况不断调整各种功能，最终建立高度智能化、信息化的油气管道管理系统。