管道同沟敷设经济界限分析

大庆油田工程建设有限公司大庆油田设计院

管道同沟敷设经济界限分析

赵兰水1张雪琴21大庆油田工程建设有限公司2大庆油田设计院

在总图设计中管道同沟敷设是区域总平面布置优化设计的重点，也是节约投资的主要手段。埋地管道投资包括三部分：一是管材费用（含焊接、管件等各种费用）；二是管沟挖填方费用；三是土地使用费用（地类参照耕地）。管道同沟敷设类型不同，其三种费用增减也不同。为研究管道同沟敷设经济界限，首先就油田常用管道单独敷设时的三种费用构成进行分析，以研究各种油田管道同沟敷设的潜力；其次，将管道同沟敷设与不同沟敷设费用进行对比，用节约的投资计算管道绕行所允许的最大长度，即为其管道同沟敷设的经济界限。

管道；同沟敷设；投资费用；经济界限

油田总图设计工作是在油田地面建设规划阶段对油、气、水、电、信、路等方面系统地进行区域总平面布置，结合区域现状，通过优化设计，协调处理各系统之间的矛盾，统一规划走向、路径，合理布局，达到流程顺畅、投资节约，为投资决策提供依据。

在总图设计中管道同沟敷设是区域总平面布置优化设计的重点，也是节约投资的主要手段。埋地管道投资包括三部分：一是管材费用（含焊接、管件等各种费用）；二是管沟挖填方费用；三是土地使用费用（地类参照耕地，以下同）。管道同沟敷设类型不同，其三种费用增减也不同。管道同沟敷设按起点和终点是否一致可分为两种类型：一种是起点和终点一致的管道，同沟敷设时管材费用、管沟费用和土地使用费用均为最低，一般同沟敷设经济可行；另一种是起点和终点有一处或两处都不一致的管道，要实现同沟敷设必然会增加其中一条管道或多条管道的长度。一般情况下，同沟敷设能够节约土地费用、管沟费用，但由于为同沟而绕行，单根管道综合费用会增加，那么管道长度增加多少在经济上可行就是本文研究的重点。

为研究管道同沟敷设经济界限，首先就油田常用管道单独敷设时的三种费用构成进行分析，以研究各种油田管道同沟敷设的潜力。管材费用所占比例越高，绕行的费用越大，同沟敷设的潜力越小；反之，则同沟敷设的潜力越大。表1为油田各系统管道按现行的各项指标在单根敷设时三种投资费用所占的比例。

表1 油田管道单根敷设时投资费用构成

由表1可以看出集油管道、集油掺水管道、污水管道等管线挖填方及临时占地的费用所占比例较低，同沟敷设潜力小，其原因是该类管道的介质有温度，埋地较浅，不放坡；而注水支管道虽然管径较小，但由于埋深在冻土层下，需要放坡，所以其管道挖方及临时占地的费用所占比例较高，同沟敷设潜力较大；注水支干管道因其管径大且壁厚，管材的费用所占比例较高，同沟敷设潜力较小；供水管道埋地较深其管道挖方及临时占地的费用所占比例也比较高，同沟敷设潜力也比较大。

其次，将管道同沟敷设与不同沟敷设费用进行对比，用节约的投资计算管道绕行所允许的最大长度，即为其管道同沟敷设的经济界限，绕行长度大于该长度，经济上不可行。具体计算方法是将1km两种管道同沟前的各项费用相加再减去1km两种管道同沟后的各项费用，这个差值即为同沟后可以节省的费用，该费用与单根管道的各项费用相比较可以算出增加管道的长度，该长度即为管道同沟1km所允许单根管道增加的极限长度，也就是管道同沟敷设的经济界限。

对油田总图设计中经常用到的各系统同沟敷设的管道进行计算，计算出的几个常用管道同沟敷设的经济界限见表2，同沟的长度以1km计。

由表2中两组管径相同的集油、掺水管道计算结果可以看出，集油系统采用两管流程，因管道埋地较浅，同沟距离为1km时，其中两条管线绕行增加的长度在130m以下时经济上是可行的；随着管径增加，同沟时其中两条管线增加的长度也会下降，如同样是两组管径相同的集油、掺水管道，管径由Ø76mm×4.5mm、Ø60mm×3.5mm改为Ø114mm×4.5mm、Ø89mm×4.5mm，同沟距离均为1km，同沟后其中两条管线增加的长度下降为100m。当采用三管流程同沟敷设时，其中三条管线绕行增加的长度可下降到60m。由此得出结论，集油系统因管道埋地浅、用地少，管道同沟敷设的经济界限与流程（管道的数量）和管径关系密切。

表2 油田常用管道同沟敷设经济界限

由表2可以看出，两条相同管径的注水（注污水）支管道同沟敷设的经济效益最明显，同沟时单根管道绕行长度增加470m以下时经济上是可行的，如注水支管道注的是清水，同沟时单根管道的绕行长度增加可以达到500m以上。分析原因为注水支管道管径小、埋地深、施工时用地多，管道同沟敷设的经济界限与管道挖方和用地关系密切。同样同沟后经济效益比较好的还有输气管道，同沟时单根管道的绕行长度增加可以达到350m。

由表2还可以看出，两个系统同沟如集油、掺水、热洗管道与输油管道同沟，即多根管道与单根管道同沟，增加单根管道的绕行长度在经济上更合理。两个系统同沟埋深相近，如注水（注清水）支干管道与供水管道，因压力高、管道壁厚的管材费用高，因此增加管径小、压力低的管道绕行长度在经济上更合理；两个系统同沟埋深相差不大，如注水（注污水）支干管道与聚合物母液管道，但管径、管道输送压力均有差别，从直观上难以判别哪条管线绕行在经济上更合理，就要通过计算得出结论。

上述结果是在特定的年份、各种概算指标一定的情况下计算的，随着时间的推移，管材、挖方、占地等指标会有不同程度的调整，以上的计算结果也会有变化。因此要想准确得出每一条管道同沟敷设的经济界限，应编制一个与经济概算指标动态关联的计算软件，输入管道的功能、管径、埋深、占地、管道同沟的长度等才可计算出单根管道绕行增加长度的经济临界点。

（栏目主持 李艳秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.003