大慶油田工程建設(shè)有限公司大慶油田設(shè)計(jì)院

管道同溝敷設(shè)經(jīng)濟(jì)界限分析

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在總圖設(shè)計(jì)中管道同溝敷設(shè)是區(qū)域總平面布置優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是節(jié)約投資的主要手段。埋地管道投資包括三部分：一是管材費(fèi)用（含焊接、管件等各種費(fèi)用）；二是管溝挖填方費(fèi)用；三是土地使用費(fèi)用（地類(lèi)參照耕地）。管道同溝敷設(shè)類(lèi)型不同，其三種費(fèi)用增減也不同。為研究管道同溝敷設(shè)經(jīng)濟(jì)界限，首先就油田常用管道單獨(dú)敷設(shè)時(shí)的三種費(fèi)用構(gòu)成進(jìn)行分析，以研究各種油田管道同溝敷設(shè)的潛力；其次，將管道同溝敷設(shè)與不同溝敷設(shè)費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，用節(jié)約的投資計(jì)算管道繞行所允許的最大長(zhǎng)度，即為其管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限。

管道；同溝敷設(shè)；投資費(fèi)用；經(jīng)濟(jì)界限

油田總圖設(shè)計(jì)工作是在油田地面建設(shè)規(guī)劃階段對(duì)油、氣、水、電、信、路等方面系統(tǒng)地進(jìn)行區(qū)域總平面布置，結(jié)合區(qū)域現(xiàn)狀，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)處理各系統(tǒng)之間的矛盾，統(tǒng)一規(guī)劃走向、路徑，合理布局，達(dá)到流程順暢、投資節(jié)約，為投資決策提供依據(jù)。

在總圖設(shè)計(jì)中管道同溝敷設(shè)是區(qū)域總平面布置優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是節(jié)約投資的主要手段。埋地管道投資包括三部分：一是管材費(fèi)用（含焊接、管件等各種費(fèi)用）；二是管溝挖填方費(fèi)用；三是土地使用費(fèi)用（地類(lèi)參照耕地，以下同）。管道同溝敷設(shè)類(lèi)型不同，其三種費(fèi)用增減也不同。管道同溝敷設(shè)按起點(diǎn)和終點(diǎn)是否一致可分為兩種類(lèi)型：一種是起點(diǎn)和終點(diǎn)一致的管道，同溝敷設(shè)時(shí)管材費(fèi)用、管溝費(fèi)用和土地使用費(fèi)用均為最低，一般同溝敷設(shè)經(jīng)濟(jì)可行；另一種是起點(diǎn)和終點(diǎn)有一處或兩處都不一致的管道，要實(shí)現(xiàn)同溝敷設(shè)必然會(huì)增加其中一條管道或多條管道的長(zhǎng)度。一般情況下，同溝敷設(shè)能夠節(jié)約土地費(fèi)用、管溝費(fèi)用，但由于為同溝而繞行，單根管道綜合費(fèi)用會(huì)增加，那么管道長(zhǎng)度增加多少在經(jīng)濟(jì)上可行就是本文研究的重點(diǎn)。

為研究管道同溝敷設(shè)經(jīng)濟(jì)界限，首先就油田常用管道單獨(dú)敷設(shè)時(shí)的三種費(fèi)用構(gòu)成進(jìn)行分析，以研究各種油田管道同溝敷設(shè)的潛力。管材費(fèi)用所占比例越高，繞行的費(fèi)用越大，同溝敷設(shè)的潛力越??；反之，則同溝敷設(shè)的潛力越大。表1為油田各系統(tǒng)管道按現(xiàn)行的各項(xiàng)指標(biāo)在單根敷設(shè)時(shí)三種投資費(fèi)用所占的比例。

表1 油田管道單根敷設(shè)時(shí)投資費(fèi)用構(gòu)成

由表1可以看出集油管道、集油摻水管道、污水管道等管線(xiàn)挖填方及臨時(shí)占地的費(fèi)用所占比例較低，同溝敷設(shè)潛力小，其原因是該類(lèi)管道的介質(zhì)有溫度，埋地較淺，不放坡；而注水支管道雖然管徑較小，但由于埋深在凍土層下，需要放坡，所以其管道挖方及臨時(shí)占地的費(fèi)用所占比例較高，同溝敷設(shè)潛力較大；注水支干管道因其管徑大且壁厚，管材的費(fèi)用所占比例較高，同溝敷設(shè)潛力較小；供水管道埋地較深其管道挖方及臨時(shí)占地的費(fèi)用所占比例也比較高，同溝敷設(shè)潛力也比較大。

其次，將管道同溝敷設(shè)與不同溝敷設(shè)費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比，用節(jié)約的投資計(jì)算管道繞行所允許的最大長(zhǎng)度，即為其管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限，繞行長(zhǎng)度大于該長(zhǎng)度，經(jīng)濟(jì)上不可行。具體計(jì)算方法是將1km兩種管道同溝前的各項(xiàng)費(fèi)用相加再減去1km兩種管道同溝后的各項(xiàng)費(fèi)用，這個(gè)差值即為同溝后可以節(jié)省的費(fèi)用，該費(fèi)用與單根管道的各項(xiàng)費(fèi)用相比較可以算出增加管道的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度即為管道同溝1km所允許單根管道增加的極限長(zhǎng)度，也就是管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限。

對(duì)油田總圖設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的各系統(tǒng)同溝敷設(shè)的管道進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出的幾個(gè)常用管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限見(jiàn)表2，同溝的長(zhǎng)度以1km計(jì)。

由表2中兩組管徑相同的集油、摻水管道計(jì)算結(jié)果可以看出，集油系統(tǒng)采用兩管流程，因管道埋地較淺，同溝距離為1km時(shí)，其中兩條管線(xiàn)繞行增加的長(zhǎng)度在130m以下時(shí)經(jīng)濟(jì)上是可行的；隨著管徑增加，同溝時(shí)其中兩條管線(xiàn)增加的長(zhǎng)度也會(huì)下降，如同樣是兩組管徑相同的集油、摻水管道，管徑由?76mm×4.5mm、?60mm×3.5mm改為?114mm×4.5mm、?89mm×4.5mm，同溝距離均為1km，同溝后其中兩條管線(xiàn)增加的長(zhǎng)度下降為100m。當(dāng)采用三管流程同溝敷設(shè)時(shí)，其中三條管線(xiàn)繞行增加的長(zhǎng)度可下降到60m。由此得出結(jié)論，集油系統(tǒng)因管道埋地淺、用地少，管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限與流程（管道的數(shù)量）和管徑關(guān)系密切。

表2 油田常用管道同溝敷設(shè)經(jīng)濟(jì)界限

由表2可以看出，兩條相同管徑的注水（注污水）支管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益最明顯，同溝時(shí)單根管道繞行長(zhǎng)度增加470m以下時(shí)經(jīng)濟(jì)上是可行的，如注水支管道注的是清水，同溝時(shí)單根管道的繞行長(zhǎng)度增加可以達(dá)到500m以上。分析原因?yàn)樽⑺Ч艿拦軓叫?、埋地深、施工時(shí)用地多，管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限與管道挖方和用地關(guān)系密切。同樣同溝后經(jīng)濟(jì)效益比較好的還有輸氣管道，同溝時(shí)單根管道的繞行長(zhǎng)度增加可以達(dá)到350m。

由表2還可以看出，兩個(gè)系統(tǒng)同溝如集油、摻水、熱洗管道與輸油管道同溝，即多根管道與單根管道同溝，增加單根管道的繞行長(zhǎng)度在經(jīng)濟(jì)上更合理。兩個(gè)系統(tǒng)同溝埋深相近，如注水（注清水）支干管道與供水管道，因壓力高、管道壁厚的管材費(fèi)用高，因此增加管徑小、壓力低的管道繞行長(zhǎng)度在經(jīng)濟(jì)上更合理；兩個(gè)系統(tǒng)同溝埋深相差不大，如注水（注污水）支干管道與聚合物母液管道，但管徑、管道輸送壓力均有差別，從直觀上難以判別哪條管線(xiàn)繞行在經(jīng)濟(jì)上更合理，就要通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論。

上述結(jié)果是在特定的年份、各種概算指標(biāo)一定的情況下計(jì)算的，隨著時(shí)間的推移，管材、挖方、占地等指標(biāo)會(huì)有不同程度的調(diào)整，以上的計(jì)算結(jié)果也會(huì)有變化。因此要想準(zhǔn)確得出每一條管道同溝敷設(shè)的經(jīng)濟(jì)界限，應(yīng)編制一個(gè)與經(jīng)濟(jì)概算指標(biāo)動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的計(jì)算軟件，輸入管道的功能、管徑、埋深、占地、管道同溝的長(zhǎng)度等才可計(jì)算出單根管道繞行增加長(zhǎng)度的經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.003