浅谈石油天然气长输管道设计模式的发展

宋航(中油国际管道有限公司，吉林 长春 130012)

1 油气长输管道运输的发展现状

截至20世纪末，中国各炼油厂生产的成品油，大部分是通过火车运输的，这就需要支付更高的运输费用，并且安全性也不能得到保障，并且造成了许多爆炸事故和空气污染等问题。而管道运输恰恰可以将这些问题进行改善。管道运输对于能源的损耗少，安全性较高，并且成本低。2002年，中国自行设计建设的东西向输气管道工程标志着我国长输管道技术设计已达到世界先进水平，自动化软件技术已成功应用于西部地区的管道工程中，实现了自动化软件技术的本地化。随着陕京，兰渝，茂昆，西气东输二线的生产和建设，中国的管道工业得到了很大的发展。总投资达1.8万亿元。石油和天然气管道的总长度达到80000多公里，形成了四个主要的石油和天然气管道：近海，西北，西南和东北。2010年，西三线天然气管线的规划建设已全面启动，大武山，大金原油管线，金正成品油管线等项目已开工建设。未来几年，中国的石油和天然气管道行业将有更大的发展，其中区域性的管道网络将得到进一步完善。

2 长输管道建设技术现状

2.1 管道的防腐工作一直是长输管道管道建设的重中之重

在油气长输管道的初期防腐工作中，一般采用石油沥青来达到防腐目的。到20世纪90年代，聚乙烯涂层能够更好地防止管道腐蚀。目前，环氧粉末防腐结构在世界范围内得到广泛应用。这种结构具有良好的防腐作用，不易脱落。我国长输管道工艺中的应用的是防腐技术减阻涂层技术，其原理是在钢管旋转喷涂过程中使用高压无气喷枪均匀地喷涂环氧材料，减少涂层的厚度，增加了管道中气体的运输速度和数量，从而实现了运输成本的降低。随着科学技术的不断进步，管道防腐技术也在不断地创新。新的防腐技术是围绕更好的防腐效果，更长的维护时间，更低的成本等目的开发的，可以更好地响应中国的可持续发展战略。

2.2 油气长输管道建设技术现状

(1)在油气输送管道的设计和施工中，管道焊接工艺的选择非常重要，从手工焊接和自动焊接到现在的半自动焊接，焊接技术发生了巨大的变化。管道焊接的合格与否直接影响油气运输的安全性。目前在管道施工中最常用的是半自动CO2保护焊和自动焊接技术，在设备中较难达到技术要求的往往是手工焊接。

(2)在油气输送管道的设计中，经常遇到一些特殊的地形，会妨碍施工，也容易因施工而造成环境破坏，不符合我国的可持续发展战略，因此应针对环境的具体情况进行设计，应充分重视管道铺设对地下水的影响，对水隧道的进出口进行调查，做好保护附近水源，动植物和居民的工作，防止管道在施工过程中过分对生态环境的破坏。

2.3 长输管道设计模式的发展

石油和天然气管道的设计存在许多问题。通过分析管道在通过隧道和山口时需要进行注意的问题，为了保证输送管道在隧道等地方的的安全，因此输送管道在长段隧道时的设计应注意以下问题：

(1)注意对地下水的影响

由于运输管道可能会在隧道或者其进出口附近中存在一定的危险，所以在设计的过程中应该距离隧道两轴线的距离为1000M至2km，对稀有物种和居民区等情况进行详细的调查，设置相应的保护防范措施，避免造成输送的破坏以及对周围的生态环境的破坏。

(2)石油天然气长输管道的剖面设计

输送管道在超过1km长度的隧道会存在排渣以及通风困难的问题，这些问题会导致影响输送管道施工的进度。因此为了确保施工能够如期完成，在施工的时候应该将剖面进行扩展处理。管道输送难免会进入山区，而山区内的交通通常十分困难，可适当增加其断面，为建筑运输一些设备等提供有利通道。

(3)长输管道在隧道中的安装方法

墩台架设和土堤铺设管道的方法一般是在隧道中进行应用的方法，通常在坡度比较小的而长度较长的地方采用土堤铺设的方法，而墩架设在坡度大的短隧道上。在一些弯道则需要进行详细的测量，根据坡度选择采取墩台架设或是土堤铺设，从而保证运输管道的安全性。

3 如何提高石油天然气长输管道设计技术水平

3.1 改进卫星遥感技术的应用

传统的管道选线过程会浪费大量的时间、人力和大量的资源，并且运输效率低下。在运输管道的设计施工过程中采用先进的卫星遥感技术，主要是由于这项技术可以将不同的地形地貌在多媒体中呈现出来，这对于设计师不仅节省了时间，而且有助于运输管道工程勘察人员对地形地貌的分析，从而使得设计师们可以设计出符合要求的管道路线。通过卫星遥感技术还可以获取城市，乡镇和居民点这些信息，设计师可以根据获取的这些信息来判断该段区域的市场信息和经济发展水平，帮助清理线路，采取有效的绕行或穿城计划，进而控制成本。

3.2 长输管道中信息系统的应用

长输管道信息系统能够提供整个输送管道在建设过程中的信息，并且能够监测输送管道的破坏情况，对自然灾害能够进行预测，从而确保输送管道的安全，这些信息能够及时的传递到项目负责人手中，长输管道信息系统已经成为重要的设计依据。现在我国的长输管道信息系统已经逐渐趋于完善，为我国的长输管道提供很多的有效信息。

4 油气长输管道设计模式的发展前景

随着科学技术的发展，现阶段，我国油气输送管道设计正在应用更先进的技术，如卫星遥感技术、全球定位技术、无人机勘测技术、现代通信技术、以及计算机技术与互联网相结合的技术。通过以上技术，可以详尽，全面地提供管道设计参数，从而实现管道布线的科学合理性。

4.1 石油天然气长输管道与卫星遥感技术的结合应用

在我国长输管道设计的初期，管线的选择主要依靠大量的人力现场调查，不仅造成大量的人力和时间浪费，而且其精度也无法得到保证，从而导致工程效率低。卫星遥感技术的应用，可以清晰地看到布线路径中的山脉，河流和地形的分布情况，可以大大提高测量人员的工作效率，并找到一种更快，更准确的合理布线方法。通过卫星遥感，还可以通过图像查看管道路径中遇到的城镇、河流、森林和其他情况。帮助设计人员在设计过程中调整路线，避免长输管道工程建设对人们生活的影响，并在一定程度上降低了投资成本。

4.2 计算机技术与互联网技术的在油气长输管道的应用

在当今大数据时代的背景下，信息的重要性不言而喻。在长输管道的设计中广泛应用信息技术，计算机技术和互联网技术也是必然的趋势。通过对勘测、线路设计、施工等过程中信息的全面收集和分析，可以实现对长输管道状况的实时掌握，设计人员可以对解决方案给出最佳解决办法。并尽快解决施工中出现的问题，从而提高施工效率，促进工程进度。相信随着计算机和互联网技术的发展，中国的油气管道设计将更加科学合理。

5 结语

石油和天然气的正常运输是保证人民生活水平的重要因素。由于石油和天然气的特殊性，长输管道运输过程中的事故会造成巨大的经济损失和环境污染。所以，在长输管道的设计中，设计人员应不断提高设计水平，应用更先进的技术，如现代通信技术、卫星遥感技术、无人机勘测技术、全球定位技术、以及计算机技术与互联网相结合的技术。通过以上技术，可以详尽，全面地提供管道设计参数，从而实现管道布线的科学合理性。从而为我国油气运输提供安全保障，同时注重生态保护与环境友好，进而为实现可持续发展战略做贡献。