馬響亮 趙偉剛 王斌
摘要:現(xiàn)如今石油和天然氣依舊是我國主要能源,并且石油也是眾多化工生產(chǎn)的原料,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)油氣的需求也在不斷的擴(kuò)大,但是,我國油氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)現(xiàn)在仍舊落后于部分發(fā)達(dá)國家,部分油氣儲(chǔ)運(yùn)還在應(yīng)用傳統(tǒng)的技術(shù),而這些技術(shù)存在著許多的缺點(diǎn),已經(jīng)影響到了我國油氣資源行業(yè)的發(fā)展,因此目前我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)已經(jīng)受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注,并越來越被重視?;诖?,本文對(duì)當(dāng)下油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展方向進(jìn)行了闡述,并提出了幾項(xiàng)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)改善措施,期望能為提升我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)提供參考。
關(guān)鍵詞:油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù);挑戰(zhàn);發(fā)展方向
油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是當(dāng)下社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中應(yīng)用到的重要技術(shù),可以有效的改善我國能源分布不均的現(xiàn)狀,近年來我國加大油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究和應(yīng)用,油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)也得到了顯著的提升,其中“西氣東輸”項(xiàng)目的建設(shè)為我國西部地區(qū)的生產(chǎn)和生活提供了便捷[1]。但是在當(dāng)前信息化的時(shí)代背景下,我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和理念仍舊存在著一些問題,而各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和油氣需求量的飛升給油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來了一定的挑戰(zhàn),為了提升我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),有關(guān)部門必須加快對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究,提高其應(yīng)用的先進(jìn)性和科學(xué)性,為我國的能源運(yùn)輸和應(yīng)用提供保障。
1油氣儲(chǔ)運(yùn)工程概述
油氣儲(chǔ)運(yùn)工程就是連接油氣開采、加工、分配和銷售的過程(如圖一:油氣儲(chǔ)運(yùn)工程)。它需要將油氣田內(nèi)開采的油氣進(jìn)行收集,再通過一些管道運(yùn)輸?shù)街贫ǖ膱鏊M(jìn)行處理,處理完成后會(huì)將符合標(biāo)準(zhǔn)的油氣運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的位置進(jìn)行儲(chǔ)存和應(yīng)用[2]。油氣需要經(jīng)過特定的管道進(jìn)行運(yùn)輸、處理后才可以進(jìn)行儲(chǔ)存或運(yùn)輸并進(jìn)行使用,因此國家在進(jìn)行油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的建設(shè)時(shí),都會(huì)將油氣開采和處理的環(huán)節(jié)加入到油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中,這種方式可以將油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的應(yīng)用性充分的發(fā)揮出來,有利于提升油氣儲(chǔ)運(yùn)的效率,有效的提高了我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程水平。
2油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展意義
當(dāng)前隨著我們的生產(chǎn)和生活的加快,油氣的使用量也在與日俱增,但是實(shí)際上我國的油氣資源分布極為不均,這種現(xiàn)象催生了油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的出現(xiàn)和研究,油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)已經(jīng)成為了我國使用油氣資源的重要方式。但是由于我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)起步較晚,因此這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時(shí)還存在著諸多問題,為了促進(jìn)我國油氣資源的使用,滿足各地區(qū)對(duì)油氣資源的需求,有關(guān)部門必須加大對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究,針對(duì)現(xiàn)在技術(shù)中出現(xiàn)的不足和問題進(jìn)行完善,并引進(jìn)和創(chuàng)新油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),促進(jìn)油氣的管理和運(yùn)輸效率,提升油氣資源的利用率[3]。目前,我國相較于個(gè)別發(fā)達(dá)國家來說油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)處于滯后階段,已經(jīng)影響了我國的工業(yè)生產(chǎn)效率和人們的生活質(zhì)量,為了促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的增長,油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究已經(jīng)成為了當(dāng)下發(fā)展的必經(jīng)途徑。并且油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的提升可以提高我國的對(duì)外輸出能力,有利于國外市場的開拓,是如今加快一帶一路建設(shè)和提升國際競爭力的重要助力。
3油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
3.1多年凍土地輸管道敷設(shè)技術(shù)
我國的國土面積遼闊,油氣資源也遍布大江南北,而部分油氣資源處于動(dòng)土地帶,這些凍土地區(qū)的油氣輸運(yùn)工程,需要我國具有一定的輸管道敷設(shè)技術(shù),并且技術(shù)需要足夠的完備,防止在建設(shè)完成后由于各種原因產(chǎn)生的運(yùn)輸問題。如今我國的凍土油氣開采中的管道的敷設(shè)工作仍然是一大難題,在進(jìn)行凍土地輸管道敷設(shè)過程中,需要考慮凍土的融沉和凍融問題,給凍土地輸管道敷設(shè)技術(shù)的應(yīng)用帶來了一定的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在我國的凍土地輸管道敷設(shè)通常應(yīng)用的是常溫輸送管道,但是這種常溫輸送管道會(huì)隨著環(huán)境的變化出現(xiàn)一定的安全風(fēng)險(xiǎn),給油氣儲(chǔ)運(yùn)工廠帶來不利的影響,造成運(yùn)輸中斷和資金投入增加[4]。即使現(xiàn)在我國現(xiàn)有的凍土地輸管道敷設(shè)技術(shù)的研究和應(yīng)用逐漸成熟,但是,在面對(duì)長距離凍土輸送管道的凍融問題時(shí),其施工的還存在一定的難度,施工完成后一會(huì)因?yàn)橐恍┮蛩卦斐晒艿雷冃?,并且管道敷設(shè)缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù)的保障體系,導(dǎo)致了凍土地區(qū)的油氣得不到更好的開采和運(yùn)輸。
3.2油氣混輸技術(shù)
油氣混輸技術(shù)是新研發(fā)的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),并且已經(jīng)已經(jīng)應(yīng)用到了實(shí)際油氣輸運(yùn)工程中(如圖二:油氣混輸智能控制系統(tǒng))。如涉及的海底混輸管道,可以將開采的石油和天然氣通過一條管道混合運(yùn)輸出去,有效的提高了運(yùn)輸?shù)男?,并?jié)省了投資建設(shè)成本。但是,由于我國的研發(fā)的多項(xiàng)流動(dòng)態(tài)計(jì)算軟件還沒有被油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)認(rèn)可,因此其使用的范圍局限于國內(nèi),并且使用的效果也不明顯,因此不具備推廣的意義;而國外的先進(jìn)設(shè)備和軟件比較先進(jìn),在這種情況下,我國的油氣輸運(yùn)相關(guān)軟件大多依靠其他國家的軟件,嚴(yán)重影響了我國油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的國際競爭力[5]。另外由于我國大型多相混輸泵功率較低,容積較小和國外相比還有極大的差距,并且沒有相應(yīng)的生產(chǎn)廠,因此油氣混輸技術(shù)技術(shù)在應(yīng)用上還有很大的進(jìn)步空間。
3.3海洋油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)
我國的海洋面積極為遼闊,其中蘊(yùn)含著大量的石油和天然氣,近幾年我國已經(jīng)開展了海洋油氣的探索和開采,但是由于海洋中的水壓較強(qiáng),油氣的位置在深海下,因此有關(guān)的開采和管道鋪設(shè)技術(shù)人員需要在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行水下工作,這就需要技術(shù)人員具有極強(qiáng)的專業(yè)能力和素質(zhì)[6]。要保證在應(yīng)用油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的過程中不出現(xiàn)差錯(cuò),確保設(shè)備能夠長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)和工作,并在高壓下進(jìn)行開采,因?yàn)橐坏﹥?chǔ)運(yùn)管道和開采出現(xiàn)問題,就會(huì)影響到海洋的環(huán)境,造成嚴(yán)重的污染,因此在進(jìn)行海洋油氣開采的時(shí)候,需要將其中的困難解決才能實(shí)現(xiàn)海洋能源開采的進(jìn)步(如圖三:海上油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng))。
3.4天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)
天然氣會(huì)因?yàn)橐恍┓磻?yīng)形成天然氣水合物,而油氣在管道中進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候,往往會(huì)因?yàn)楣艿纼?nèi)部壓力和溫度的影響形成水合物,這些水合物會(huì)阻塞管道,影響到油氣的運(yùn)輸。但是相比于天然氣來說,這些水合物運(yùn)輸?shù)捏w積會(huì)相對(duì)的減少,因此我們應(yīng)該將天然氣的這一特點(diǎn)重視起來,并采取有效的措施將這種優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來,運(yùn)用到天然氣的儲(chǔ)運(yùn)中[7]。近年來我國不斷增加對(duì)天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究投入,目前這項(xiàng)技術(shù)還處于試驗(yàn)的階段,而發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)應(yīng)用到了油氣儲(chǔ)運(yùn)中,并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)來自于兩個(gè)方面:一方面是怎樣降低儲(chǔ)存成本率;另一方面是如何提高水合物合成效率。
4油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展方向
4.1玻璃管道應(yīng)用
玻璃管道的應(yīng)用降低了金屬管道因?yàn)榄h(huán)境和油氣產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象,并且玻璃管道對(duì)交通運(yùn)輸?shù)囊蟛桓撸诘乩砦恢貌患训牡胤揭部梢越ㄔO(shè)并投入使用。并且玻璃管道和傳統(tǒng)的儲(chǔ)運(yùn)管道相比,其施工過程中應(yīng)用的人力較少,并且施工的方式也更加容易[8]。目前,玻璃管道應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn):第一點(diǎn),玻璃管道儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的技術(shù)和過程進(jìn)行完善,可以使油氣在其中的流動(dòng)性得到大幅度的提升;第二點(diǎn),由于玻璃管道的施工流程和方式相對(duì)固定和簡單,因此其大幅度的縮短油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的施工工期,提高了工作效率。第三點(diǎn),提升工作人員的綜合實(shí)力,也提高了油氣運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性。
4.2管道仿真技術(shù)
管道仿真技術(shù)就是應(yīng)用現(xiàn)代化的信息平臺(tái)對(duì)于管道進(jìn)行模擬和監(jiān)察,有效的優(yōu)化了管道輸運(yùn)的組織系統(tǒng),是油氣儲(chǔ)運(yùn)中未來的重要發(fā)展方向之一。管道仿真技術(shù)的應(yīng)用是在信息數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,信息系統(tǒng)平臺(tái)會(huì)將油氣儲(chǔ)運(yùn)區(qū)分為三個(gè)階段,在計(jì)算出儲(chǔ)運(yùn)管道中的儲(chǔ)運(yùn)高峰,通過數(shù)據(jù)的分析和處理對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外,管道仿真技術(shù)會(huì)根據(jù)管道的運(yùn)行形成模型,并將信息反饋到系統(tǒng)信息平臺(tái)中,管理人員可以以此實(shí)現(xiàn)對(duì)輸運(yùn)過程的監(jiān)督和檢查,保證油氣儲(chǔ)運(yùn)的正常運(yùn)行,提高油氣儲(chǔ)運(yùn)的效率[9]。近幾年,各國都在致力于管道仿真技術(shù)的研究,管道仿真技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)代油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)信息化的象征。
4.3管道消磁
管道消磁技術(shù)目前是油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)中的熱點(diǎn)研究技術(shù)。油氣儲(chǔ)運(yùn)管道在進(jìn)行安裝焊接的時(shí)候出有磁偏吹的現(xiàn)象,管道中電磁量的激增,會(huì)增加管道作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以管道消磁技術(shù)的應(yīng)用十分的重要,可以有效的解決油氣管道儲(chǔ)運(yùn)中的存在的帶磁量問題。施工人員可以通過升溫法將繞線管道進(jìn)行剩磁進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的正常焊接和應(yīng)用。另外,智能化清管也是現(xiàn)在管道消磁中常用的技術(shù)之一,通過將兩個(gè)單電焊機(jī)聯(lián)結(jié)在一起,消除管道電磁。
5油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)改善措施
5.1加強(qiáng)監(jiān)管工作
首先,要將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到油氣儲(chǔ)運(yùn)過程中,提升油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的應(yīng)用效率,還可以檢測油氣儲(chǔ)過程中的加熱時(shí)間點(diǎn)。其次,要運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)等信息化技術(shù)和設(shè)備,對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的輸送管的壓力、溫度、流量等信息記錄并整理,為油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)改善和創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)參數(shù),為油氣儲(chǔ)運(yùn)的管理提供數(shù)據(jù)資料基礎(chǔ)。最后,油氣儲(chǔ)運(yùn)的工作人員需要運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將油氣儲(chǔ)運(yùn)觀察和計(jì)算的數(shù)據(jù)信息,傳輸?shù)接蜌庹究刂剖?,讓油氣站控制室的工作人員可以隨時(shí)掌握油氣儲(chǔ)運(yùn)過程的情況和狀態(tài),提高油氣儲(chǔ)運(yùn)的效率。
5.2加強(qiáng)設(shè)備管理的工作
油氣儲(chǔ)運(yùn)管道會(huì)出現(xiàn)各種問題,因此有關(guān)的部門要制定并完善油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的維護(hù)、檢查制度,并為其配備相應(yīng)的技術(shù)人員和管理人員,對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù),一旦發(fā)現(xiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道和有關(guān)的設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí),需要進(jìn)行上報(bào)并及時(shí)采取有效的方式進(jìn)行檢修。同時(shí)根據(jù)油氣儲(chǔ)運(yùn)的特點(diǎn)和要求,需要對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的管道進(jìn)行檢查,對(duì)管道密集和重點(diǎn)的區(qū)域要加大檢修力度,保障油氣儲(chǔ)運(yùn)管道的正常運(yùn)輸,防止其出現(xiàn)泄漏和損壞。另外,油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)想要得到有效的實(shí)施,還需要按照標(biāo)準(zhǔn)安裝靜電管道,由于國家下發(fā)了有關(guān)油氣儲(chǔ)運(yùn)的安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),因此石油化工企業(yè)在進(jìn)行管道建設(shè)的時(shí)候需要對(duì)每個(gè)油氣儲(chǔ)運(yùn)管段設(shè)置靜電接地裝置,其中一些人員較為稀少的高原、沙漠等地,在嚴(yán)格按照要求安裝完成電氣連接工作后有關(guān)人員需要對(duì)其進(jìn)行檢查,保障油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
5.3加強(qiáng)油氣儲(chǔ)運(yùn)管道監(jiān)測控制
由于我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)管道大多采取的是金屬管道,這些管道在長期的使用中會(huì)受到外界和油氣中部分物質(zhì)的腐蝕,長期下來會(huì)影響到管道的運(yùn)輸性能,如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重的管道,一旦其發(fā)生泄漏就會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生污染,并且會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力進(jìn)行建設(shè)。因此為了完善油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)需要加強(qiáng)對(duì)油氣輸運(yùn)管道的防腐處理工作,通過采取合適的方式提高管道的防腐性能,并對(duì)其技術(shù)的進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)還要利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段油氣輸運(yùn)管道進(jìn)行及檢測控制,通過合理的運(yùn)用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)管道儲(chǔ)運(yùn)油氣時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,并根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)和管道的性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,分析管道的防護(hù)能力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道存在的問題,并采取有效措施對(duì)管道進(jìn)行檢修和維護(hù),以此實(shí)現(xiàn)管道防腐能力的提升。
結(jié)束語:我國的油氣資源豐富但是資源分布不均,并且油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和一些發(fā)達(dá)國家相比又處于落后的狀態(tài),因此研究和發(fā)展油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是當(dāng)前油氣行業(yè)的重點(diǎn)問題。當(dāng)下我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,油氣資源在我國工業(yè)發(fā)展中具有重要的作用,加大對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究可以有效的提升油氣儲(chǔ)運(yùn)的能力,促進(jìn)我國工業(yè)的健康發(fā)展。但是我國的油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)面臨著一些問題,需要科研人員和油氣儲(chǔ)運(yùn)工作人員共用進(jìn)行努力,創(chuàng)新儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)完善儲(chǔ)運(yùn)管道管理和維護(hù),以此促進(jìn)我國油氣儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展。
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作者簡介:馬響亮,1990出生,性別:男,民族:漢族,籍貫:陜西扶風(fēng)縣,職稱:工程師,學(xué)歷:大學(xué)本科,主要從事石油天然氣行業(yè)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程設(shè)計(jì)。