管道泄漏的主要因素及其油气储运技术优化

杨靖梁

（中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江宁波 315812）

我国油气管道泄漏的主要因素可将以划分为外部因素、内部因素。外部因素主要集中体现在油气导管因受外部环境因素影响，导致管道外部出现腐蚀问题。我国油气管道工程埋设于地下与地上，需根据工程使用情况及地质条件确定，通常采用材料以碳素钢管为主，继而根据制造工艺可将其分为无缝钢管及焊接钢管，如管道材质选用高分子化合物，那么管道整体抵御外力冲击的安全性将大打折扣。此外，我国土壤及大气中含有的腐蚀性元素较改革开放初期更多，最为明显的就是，我国土壤中含有大量磷、硫等酸类物质，这一因素导致我国油气管道受到一定酸性腐蚀继而造成管道泄漏；内部因素主要体现在油气管道长时间工作或管道内部存在不良杂质，导致管道内部出现腐蚀问题。这些杂质本身就具有一定腐蚀性，且随着油气运输工作导致不良杂质依附在管道内表面，并随着时间的推移逐渐增多，对于管道内部的腐蚀也会不断加强。据此，研究管道泄漏与油气储运技术已成为油气企业亟待解决的重要问题。

1 油气储运中导致管道泄漏的主要因素

1.1 安全管理不到位

从油气储运本身来看，油气实质上就具有较强的挥发属性，如油气储运中发生泄漏问题，不仅会造成油气能源的浪费，更在一定程度上威胁到了相关运输人员，对社会及行业造成一定恐慌影响。我国安全管理意识欠缺主要体现在运输人员自身安全意识较为薄弱，储运过程中对车辆温度变化及安全性缺乏重视，继而导致火灾的发生。

1.2 储存设施不完善

油气资源的特性、所用的工具、技术等决定其安全问题。就油气资源而言，中国面临着储存设备的不足。严格意义上来说，我国现代化技术及科技发展有了跨越式提升，但这并不意味着我国在各个方面都能取得巨大进步。油气资源的储运与储存，常采用的机械设备使用寿命随着使用频率和环境的影响不同程度地减少，设备的损坏也会加剧机械设备的运转。与此同时，有关人员或企业没有对石油、天然气储运设备展开日常维护和定期维修，或在储运前未做好安全防范工作，车辆遇热时会发生安全事故。

2 油气储运工程关键技术

2.1 管道设计

油气管道设计是整体储运结构中的重要组成部分，如运输管道出现问题，不仅会对企业整体经济发展及环境造成不良影响，同时也会对社会及地区环境造成恶劣污染问题。设计人员应加强管道可靠性及安全性，以此保障油气管道储运技术合理性。基于现阶段我国油气管道设计情况来看，我国油气企业逐渐提高对油气管道设计的重视性，并充分根据企业发展及实际情况，制定了较为完善的油气运输体系，其中不仅涵盖了改善管道质量的若干措施，如材料选择、设计需求、运输距离等，通过精细化管理提高管道稳定性及可靠性的同时，在一定程度上保障了油气储运工作的应用质量。此外，在管道设计中，可融入全新信息技术如GIS技术。GIS技术是一个高度开放、自我学习能力的系统，依托GIS技术构建运气管道设计，不仅可以拓展GIS空间分析功能，更在一定程度上保障管道设计的安全性与科学性。且随着我国管道设计的不断发展与突破，GIS技术在管道设计中的应用日益广泛，将GIS空间分析功能与油气管道设计知识相结合，是我国管道设计及发展的主要方向。石油和天气的储运主要依靠管道和各种不同的油气站，实际运行中，这类基础设施大多分布在地下，肉眼无法直接观察到。为此，基于GIS系统设计的油气管道，通过可视化技术将管道埋深、规格、周边地质特征、地形特征、管线技术要求、管道运行参数、阀门位置直观呈现，为后续管理提供有力支撑。

2.2 油气储存技术

油气储存区包含油气及天然气。石油的储藏相对简单，天然气的储存比较困难。由于储气压力的增加，天然气储气库的储气能力变小，当压力降低时，气体体积增大，体积变化范围变小难以控制。此外，在天然气可以液化的条件下可通过液化天然气储运的方式进行运输。为了贮存油气，通常采用浮顶罐贮存，以减少蒸发造成的经济损失。

2.3 油气运输技术

2.3.1 油气混输技术

油气混输技术泛指由单口或多口油井生产的原油管道及其伴随生气的管道称为油气混合管道。相对于油气混输管道，单相输油管道分别输送原油和天然气，集输流程简化，缩短了集输设计与施工时间，降低了集输投资，提高油田开发经济效益。油气混输技术是近年来我国应用较为广泛且在具体实施中取得不错效果的一种运输技术。海底管道的不断增加及长距离管道混输技术跨越式发展，从实质角度来看，已经为我国油气混输技术发展提供有力支撑。

2.3.2 化学添加剂技术

化学添加剂技术主要指我国油气储存过程中依托化学添加剂（如降凝剂、流动改进剂）的方法改变含蜡油气在低温状态下的流动性，不仅可以提高油气管道运输的安全性，且在一定程度上具有良好的经济效益。且随着我国学者的深入研究，现阶段新型复合纳米材料在我国得到全面应用，不仅在性能方面优于传统表面活性剂，其整体性能有了显著提升。

2.3.3 腐蚀控制技术

腐蚀控制技术主要指通过熟知模拟化的方式对油气管道储运中的状态及相关数据，通过可视化的方式分析与研究，主要有两种方法，即实时变更模式和分布式模式。近年来，我国阴极保护数值模拟技术取得了很大进展，但与发达国家相比仍存在较大差距，要进一步加强对该模式的探索和研究[6]。

3 油气储运技术优化

3.1 提高油气储运管道的抗腐蚀性能

油气储存管道的耐蚀性由专门机构负责监督。由主管机关出具储运管道检验结果，并提供有关检验资料。此外，对于石油化工企业，应加强储运管道的日常检查与维护，并采取经济合理的定期检查，改善储运管道的耐蚀性，从而提高储运技术的整体工艺性能。

3.2 确保油气储运工艺中计算数据的准确性

确保油气储运工艺计算数据的准确性是提高油气储运稳定性与促进我国油气运输发展的重要前提条件。在储运工程中，应对相关温度数据、力学数据及密度质量进行计算与分析，一方面可最大限度规避因施工工艺设计参数无法导致运气管道运输出现问题，另一方面可进一步规划与促进我国油气管道运输发展。在具体实施过程中，通过油气储运工艺相关软件对其数据进行计算，继而通过数据分析得出结果，帮助设计人员提高整体工艺设计水平。因此，应进一步提高工艺中计算数据的准确性。例如：依托负压力波储运过程中分析运输状态。负压力是一种基于信号处理的泄漏检测和定位方法。该方法无须建立管道数学模型，大多数用压力信号进行，尤其适合我国管道系统。而负压波法是一种声学方法，所谓压力波是由传输介质传播的声波。当发生泄漏时，由于管道内外压差，泄漏处立即产生由局部液体物质损失造成的局部液体密度减小，出现瞬时压力下降，此压力下降作用于流体介质作为减压波源，通过管道和流体介质向上游泄漏点的上游传播。传感装在泄漏点两端或两端，通过传感器采集压力波信号，根据泄漏产生的负压波向上游和下游传播的时间间隔和管内波的速度，采用信号相关处理等方法，可以确定泄漏程度和泄漏位置。

3.3 油气储运管道工艺设计的优化

油气储运管道优化设计中，为了保证在这一阶段，经常交替进行正反输入，确保管道不产生凝析油，不仅效果不好而且造成能源的大量浪费。因此，在完成油气运输任务的前提下，工程技术人员应不断探索和改进油气的储运方式。

（1）开展增改项目和混合运输技术研究。目前，西部油田增产改造的主要任务是每年增加油气产量，但由于管道老化、年久失修等原因，油气输送能力不能满足需求，加强混合运输技术的钻研，有助于实现油气储运管道设计的优化，为提高油气储运能力创造有利条件。

（2）油气管道模拟软件是设计和研究油气储运过程的重要方法和手段，受到了业界的广泛关注。目前，我国油气储运管道已经引进了一些发达国家先进的模拟软件，并根据自己的具体情况，对其进行了二次研究和改进，通过这些仿真软件，可以大提高现场测试的安全性和准确性。同时，在油气储运管道工艺设计的优化过程中，要进一步加强油气管道腐蚀控制因素。从传统施工工艺来看，部分施工单位在具体施工过程中没有根据油气管道施工标准或严格按照施工流程进行，导致油气管道密封性及坚固性下降的同时，管道腐蚀风险线性上升；还有部分施工单位在施工过程中在材料的选择及购买上过于疏忽，进而为管道腐蚀埋下隐患。在防腐技术施工中可选择阴极保护技术规避油气管道腐蚀造成的安全隐患。现阶段我国较为常见的阴极保护技术主要以排流保护技术、外加电流保护技术、牺牲阳极保护技术为主。这三种阴极保护技术在应用原理及应用场景中存在一定差异，因此，应充分结合现场实际情况，综合各方因素选择合理保护措施，以此提高油气管道防腐效果。

4 结 语

以管道泄漏与油气储运技术为讨论方向，在对管道泄漏常见问题进行分析的基础上，论述了油气储运技术的关键技术及优化措施。石油与天然气作为不可再生能源，在我国社会经济发展中扮演着较为关键的角色。为进一步提高我国现代化社会建设，应加强对油气储运技术的深入研究。从目前情况来看，我国油气储运技术虽然取得了一定成就，但仍需不断努力，以此实现油气储运技术发展的最佳化。