楊靖梁

（中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江寧波 315812）

我國(guó)油氣管道泄漏的主要因素可將以劃分為外部因素、內(nèi)部因素。外部因素主要集中體現(xiàn)在油氣導(dǎo)管因受外部環(huán)境因素影響，導(dǎo)致管道外部出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。我國(guó)油氣管道工程埋設(shè)于地下與地上，需根據(jù)工程使用情況及地質(zhì)條件確定，通常采用材料以碳素鋼管為主，繼而根據(jù)制造工藝可將其分為無(wú)縫鋼管及焊接鋼管，如管道材質(zhì)選用高分子化合物，那么管道整體抵御外力沖擊的安全性將大打折扣。此外，我國(guó)土壤及大氣中含有的腐蝕性元素較改革開放初期更多，最為明顯的就是，我國(guó)土壤中含有大量磷、硫等酸類物質(zhì)，這一因素導(dǎo)致我國(guó)油氣管道受到一定酸性腐蝕繼而造成管道泄漏；內(nèi)部因素主要體現(xiàn)在油氣管道長(zhǎng)時(shí)間工作或管道內(nèi)部存在不良雜質(zhì)，導(dǎo)致管道內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。這些雜質(zhì)本身就具有一定腐蝕性，且隨著油氣運(yùn)輸工作導(dǎo)致不良雜質(zhì)依附在管道內(nèi)表面，并隨著時(shí)間的推移逐漸增多，對(duì)于管道內(nèi)部的腐蝕也會(huì)不斷加強(qiáng)。據(jù)此，研究管道泄漏與油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)已成為油氣企業(yè)亟待解決的重要問(wèn)題。

1 油氣儲(chǔ)運(yùn)中導(dǎo)致管道泄漏的主要因素

1.1 安全管理不到位

從油氣儲(chǔ)運(yùn)本身來(lái)看，油氣實(shí)質(zhì)上就具有較強(qiáng)的揮發(fā)屬性，如油氣儲(chǔ)運(yùn)中發(fā)生泄漏問(wèn)題，不僅會(huì)造成油氣能源的浪費(fèi)，更在一定程度上威脅到了相關(guān)運(yùn)輸人員，對(duì)社會(huì)及行業(yè)造成一定恐慌影響。我國(guó)安全管理意識(shí)欠缺主要體現(xiàn)在運(yùn)輸人員自身安全意識(shí)較為薄弱，儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中對(duì)車輛溫度變化及安全性缺乏重視，繼而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

1.2 儲(chǔ)存設(shè)施不完善

油氣資源的特性、所用的工具、技術(shù)等決定其安全問(wèn)題。就油氣資源而言，中國(guó)面臨著儲(chǔ)存設(shè)備的不足。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)代化技術(shù)及科技發(fā)展有了跨越式提升，但這并不意味著我國(guó)在各個(gè)方面都能取得巨大進(jìn)步。油氣資源的儲(chǔ)運(yùn)與儲(chǔ)存，常采用的機(jī)械設(shè)備使用壽命隨著使用頻率和環(huán)境的影響不同程度地減少，設(shè)備的損壞也會(huì)加劇機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，有關(guān)人員或企業(yè)沒(méi)有對(duì)石油、天然氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備展開日常維護(hù)和定期維修，或在儲(chǔ)運(yùn)前未做好安全防范工作，車輛遇熱時(shí)會(huì)發(fā)生安全事故。

2 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程關(guān)鍵技術(shù)

2.1 管道設(shè)計(jì)

油氣管道設(shè)計(jì)是整體儲(chǔ)運(yùn)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，如運(yùn)輸管道出現(xiàn)問(wèn)題，不僅會(huì)對(duì)企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境造成不良影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)社會(huì)及地區(qū)環(huán)境造成惡劣污染問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)管道可靠性及安全性，以此保障油氣管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)合理性?；诂F(xiàn)階段我國(guó)油氣管道設(shè)計(jì)情況來(lái)看，我國(guó)油氣企業(yè)逐漸提高對(duì)油氣管道設(shè)計(jì)的重視性，并充分根據(jù)企業(yè)發(fā)展及實(shí)際情況，制定了較為完善的油氣運(yùn)輸體系，其中不僅涵蓋了改善管道質(zhì)量的若干措施，如材料選擇、設(shè)計(jì)需求、運(yùn)輸距離等，通過(guò)精細(xì)化管理提高管道穩(wěn)定性及可靠性的同時(shí)，在一定程度上保障了油氣儲(chǔ)運(yùn)工作的應(yīng)用質(zhì)量。此外，在管道設(shè)計(jì)中，可融入全新信息技術(shù)如GIS技術(shù)。GIS技術(shù)是一個(gè)高度開放、自我學(xué)習(xí)能力的系統(tǒng)，依托GIS技術(shù)構(gòu)建運(yùn)氣管道設(shè)計(jì)，不僅可以拓展GIS空間分析功能，更在一定程度上保障管道設(shè)計(jì)的安全性與科學(xué)性。且隨著我國(guó)管道設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展與突破，GIS技術(shù)在管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用日益廣泛，將GIS空間分析功能與油氣管道設(shè)計(jì)知識(shí)相結(jié)合，是我國(guó)管道設(shè)計(jì)及發(fā)展的主要方向。石油和天氣的儲(chǔ)運(yùn)主要依靠管道和各種不同的油氣站，實(shí)際運(yùn)行中，這類基礎(chǔ)設(shè)施大多分布在地下，肉眼無(wú)法直接觀察到。為此，基于GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的油氣管道，通過(guò)可視化技術(shù)將管道埋深、規(guī)格、周邊地質(zhì)特征、地形特征、管線技術(shù)要求、管道運(yùn)行參數(shù)、閥門位置直觀呈現(xiàn)，為后續(xù)管理提供有力支撐。

2.2 油氣儲(chǔ)存技術(shù)

油氣儲(chǔ)存區(qū)包含油氣及天然氣。石油的儲(chǔ)藏相對(duì)簡(jiǎn)單，天然氣的儲(chǔ)存比較困難。由于儲(chǔ)氣壓力的增加，天然氣儲(chǔ)氣庫(kù)的儲(chǔ)氣能力變小，當(dāng)壓力降低時(shí)，氣體體積增大，體積變化范圍變小難以控制。此外，在天然氣可以液化的條件下可通過(guò)液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)的方式進(jìn)行運(yùn)輸。為了貯存油氣，通常采用浮頂罐貯存，以減少蒸發(fā)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 油氣運(yùn)輸技術(shù)

2.3.1 油氣混輸技術(shù)

油氣混輸技術(shù)泛指由單口或多口油井生產(chǎn)的原油管道及其伴隨生氣的管道稱為油氣混合管道。相對(duì)于油氣混輸管道，單相輸油管道分別輸送原油和天然氣，集輸流程簡(jiǎn)化，縮短了集輸設(shè)計(jì)與施工時(shí)間，降低了集輸投資，提高油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益。油氣混輸技術(shù)是近年來(lái)我國(guó)應(yīng)用較為廣泛且在具體實(shí)施中取得不錯(cuò)效果的一種運(yùn)輸技術(shù)。海底管道的不斷增加及長(zhǎng)距離管道混輸技術(shù)跨越式發(fā)展，從實(shí)質(zhì)角度來(lái)看，已經(jīng)為我國(guó)油氣混輸技術(shù)發(fā)展提供有力支撐。

2.3.2 化學(xué)添加劑技術(shù)

化學(xué)添加劑技術(shù)主要指我國(guó)油氣儲(chǔ)存過(guò)程中依托化學(xué)添加劑（如降凝劑、流動(dòng)改進(jìn)劑）的方法改變含蠟油氣在低溫狀態(tài)下的流動(dòng)性，不僅可以提高油氣管道運(yùn)輸?shù)陌踩裕以谝欢ǔ潭壬暇哂辛己玫慕?jīng)濟(jì)效益。且隨著我國(guó)學(xué)者的深入研究，現(xiàn)階段新型復(fù)合納米材料在我國(guó)得到全面應(yīng)用，不僅在性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)表面活性劑，其整體性能有了顯著提升。

2.3.3 腐蝕控制技術(shù)

腐蝕控制技術(shù)主要指通過(guò)熟知模擬化的方式對(duì)油氣管道儲(chǔ)運(yùn)中的狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)可視化的方式分析與研究，主要有兩種方法，即實(shí)時(shí)變更模式和分布式模式。近年來(lái)，我國(guó)陰極保護(hù)數(shù)值模擬技術(shù)取得了很大進(jìn)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)該模式的探索和研究[6]。

3 油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)優(yōu)化

3.1 提高油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的抗腐蝕性能

油氣儲(chǔ)存管道的耐蝕性由專門機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)督。由主管機(jī)關(guān)出具儲(chǔ)運(yùn)管道檢驗(yàn)結(jié)果，并提供有關(guān)檢驗(yàn)資料。此外，對(duì)于石油化工企業(yè)，應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)運(yùn)管道的日常檢查與維護(hù)，并采取經(jīng)濟(jì)合理的定期檢查，改善儲(chǔ)運(yùn)管道的耐蝕性，從而提高儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的整體工藝性能。

3.2 確保油氣儲(chǔ)運(yùn)工藝中計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

確保油氣儲(chǔ)運(yùn)工藝計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是提高油氣儲(chǔ)運(yùn)穩(wěn)定性與促進(jìn)我國(guó)油氣運(yùn)輸發(fā)展的重要前提條件。在儲(chǔ)運(yùn)工程中，應(yīng)對(duì)相關(guān)溫度數(shù)據(jù)、力學(xué)數(shù)據(jù)及密度質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算與分析，一方面可最大限度規(guī)避因施工工藝設(shè)計(jì)參數(shù)無(wú)法導(dǎo)致運(yùn)氣管道運(yùn)輸出現(xiàn)問(wèn)題，另一方面可進(jìn)一步規(guī)劃與促進(jìn)我國(guó)油氣管道運(yùn)輸發(fā)展。在具體實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)油氣儲(chǔ)運(yùn)工藝相關(guān)軟件對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，繼而通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果，幫助設(shè)計(jì)人員提高整體工藝設(shè)計(jì)水平。因此，應(yīng)進(jìn)一步提高工藝中計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。例如：依托負(fù)壓力波儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中分析運(yùn)輸狀態(tài)。負(fù)壓力是一種基于信號(hào)處理的泄漏檢測(cè)和定位方法。該方法無(wú)須建立管道數(shù)學(xué)模型，大多數(shù)用壓力信號(hào)進(jìn)行，尤其適合我國(guó)管道系統(tǒng)。而負(fù)壓波法是一種聲學(xué)方法，所謂壓力波是由傳輸介質(zhì)傳播的聲波。當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，由于管道內(nèi)外壓差，泄漏處立即產(chǎn)生由局部液體物質(zhì)損失造成的局部液體密度減小，出現(xiàn)瞬時(shí)壓力下降，此壓力下降作用于流體介質(zhì)作為減壓波源，通過(guò)管道和流體介質(zhì)向上游泄漏點(diǎn)的上游傳播。傳感裝在泄漏點(diǎn)兩端或兩端，通過(guò)傳感器采集壓力波信號(hào)，根據(jù)泄漏產(chǎn)生的負(fù)壓波向上游和下游傳播的時(shí)間間隔和管內(nèi)波的速度，采用信號(hào)相關(guān)處理等方法，可以確定泄漏程度和泄漏位置。

3.3 油氣儲(chǔ)運(yùn)管道工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化

油氣儲(chǔ)運(yùn)管道優(yōu)化設(shè)計(jì)中，為了保證在這一階段，經(jīng)常交替進(jìn)行正反輸入，確保管道不產(chǎn)生凝析油，不僅效果不好而且造成能源的大量浪費(fèi)。因此，在完成油氣運(yùn)輸任務(wù)的前提下，工程技術(shù)人員應(yīng)不斷探索和改進(jìn)油氣的儲(chǔ)運(yùn)方式。

（1）開展增改項(xiàng)目和混合運(yùn)輸技術(shù)研究。目前，西部油田增產(chǎn)改造的主要任務(wù)是每年增加油氣產(chǎn)量，但由于管道老化、年久失修等原因，油氣輸送能力不能滿足需求，加強(qiáng)混合運(yùn)輸技術(shù)的鉆研，有助于實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道設(shè)計(jì)的優(yōu)化，為提高油氣儲(chǔ)運(yùn)能力創(chuàng)造有利條件。

（2）油氣管道模擬軟件是設(shè)計(jì)和研究油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的重要方法和手段，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道已經(jīng)引進(jìn)了一些發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的模擬軟件，并根據(jù)自己的具體情況，對(duì)其進(jìn)行了二次研究和改進(jìn)，通過(guò)這些仿真軟件，可以大提高現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的安全性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，在油氣儲(chǔ)運(yùn)管道工藝設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中，要進(jìn)一步加強(qiáng)油氣管道腐蝕控制因素。從傳統(tǒng)施工工藝來(lái)看，部分施工單位在具體施工過(guò)程中沒(méi)有根據(jù)油氣管道施工標(biāo)準(zhǔn)或嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，導(dǎo)致油氣管道密封性及堅(jiān)固性下降的同時(shí)，管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)線性上升；還有部分施工單位在施工過(guò)程中在材料的選擇及購(gòu)買上過(guò)于疏忽，進(jìn)而為管道腐蝕埋下隱患。在防腐技術(shù)施工中可選擇陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)避油氣管道腐蝕造成的安全隱患?，F(xiàn)階段我國(guó)較為常見的陰極保護(hù)技術(shù)主要以排流保護(hù)技術(shù)、外加電流保護(hù)技術(shù)、犧牲陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)為主。這三種陰極保護(hù)技術(shù)在應(yīng)用原理及應(yīng)用場(chǎng)景中存在一定差異，因此，應(yīng)充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合各方因素選擇合理保護(hù)措施，以此提高油氣管道防腐效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

以管道泄漏與油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)為討論方向，在對(duì)管道泄漏常見問(wèn)題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，論述了油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及優(yōu)化措施。石油與天然氣作為不可再生能源，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著較為關(guān)鍵的角色。為進(jìn)一步提高我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的深入研究。從目前情況來(lái)看，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)雖然取得了一定成就，但仍需不斷努力，以此實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展的最佳化。