石油知識-石油儲存與運(yùn)輸

1、1,2008年3月,石油存儲與運(yùn)輸,目錄,,三、 儲運(yùn)工藝篇,,二、 線路工程,四、 防腐技術(shù)篇,一、 概 述,1．石油、天然氣 的運(yùn)輸方式,,船運(yùn) 兩地由較深較寬闊的水域相隔，如深海油氣田、國際間海上運(yùn)輸?shù)?，通常采用船運(yùn)。管輸 管道運(yùn)輸是陸地及近海運(yùn)輸送流體的主要方式。 車運(yùn) 包括火車油罐車和汽車油罐車，是管道運(yùn)輸?shù)闹饕o助手段。,2.管道輸送的優(yōu)勢,,（1）運(yùn)輸成本低（2）占地少、投資小、建設(shè)

2、快（3）操作方便、運(yùn)油量大，容易實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化（4）對環(huán)境危害小，安全可靠,3.管道的分類,,城鄉(xiāng)生活管道包括：自來水管道、排水管道、供暖管道、 燃?xì)夤艿?、電力通信管道?特點(diǎn)：壓力低、管徑較小、成網(wǎng)狀布置，管路復(fù)雜工業(yè)廠礦管道包括：工廠、礦山、油田、氣田范圍內(nèi)輸送 水、油、氣、煤、礦石等原料的各種管道特點(diǎn)：壓力有高有低，管徑大小不一，距離短，管路非常復(fù)雜長輸管道 包

3、括：原油管道、成品油（汽油、煤油）管道、天然氣管道、 液化氣管道、煤氣管道、礦（煤）漿管道等 特點(diǎn)：距離長，一般可達(dá)上百甚至幾千千米；壓力高， 最高耐壓通常為4～10兆帕；管徑大，多數(shù)管徑為數(shù)百毫米， 目前的最大管徑是1.42米；輸量高，輸油管道多為每年輸油數(shù)百或數(shù)千萬噸， 最多超過一億噸，天然氣管道多為每年輸氣數(shù)十億立方米，最大已達(dá)三百億立方米。,4.

4、輸油泵和壓縮機(jī),,油氣管道應(yīng)用的輸油泵和壓縮機(jī)主要分為往復(fù)式和離心式。1 .往復(fù)式,往復(fù)式的工作原理與心臟類似，是利用工作室容積的周期性變化壓縮流體，增大流體的壓力能，推動(dòng)流體沿管道運(yùn)動(dòng)?；钊酵鶑?fù)機(jī)的原理是這樣的：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)活塞上下移動(dòng)，當(dāng)活塞向下移動(dòng)時(shí)，工作室內(nèi)壓力下降，排出閥被關(guān)閉，吸入閥被打開，上游管道中的流體進(jìn)入工作室，這個(gè)過程叫作吸入過程；當(dāng)活塞返回向上移動(dòng)時(shí)，工作室內(nèi)流體被壓縮，壓力升高，吸入閥被關(guān)閉，排出閥被打開，

5、高壓流體進(jìn)入下游管道，這個(gè)過程叫作排出過程。通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成流體的吸入過程和排出過程，達(dá)到對流體加壓和使流體沿下游管道順利輸送的目的。,4.輸油泵和壓縮機(jī),,2.離心式,離心式的工作原理是進(jìn)入葉輪的流體在葉片的作用下隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)。由于離心力的作用，一方面使葉輪中心處流體的壓力最低，可以連續(xù)從上游管道吸進(jìn)低壓流體；另一方面把流體高速甩向葉輪邊緣和出口，使其壓力、速度及溫度都得到提高，然后再進(jìn)入擴(kuò)壓管減速、壓縮，流體的動(dòng)能又變成壓

6、力能，最后向下游管道排出的是高壓流體。,5.管道儲運(yùn)行業(yè)中的計(jì)算機(jī)技術(shù),,,目前，國外廣泛采用“監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Supervisory Control and Data Acquisition），簡稱（SCADA系統(tǒng)）”來完成對油氣管道的自動(dòng)監(jiān)控和自動(dòng)保護(hù)，并已成為管道自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本模式。一個(gè)完整的管道自控系統(tǒng)一般可分為三級控制：現(xiàn)場控制、站場控制和調(diào)度控制中心控制。,6.管道和儲罐中的油、氣計(jì)量,,流量可分為體積流量、質(zhì)量流量

7、和能量流量 流量的測量方式分為兩大類：直接測量和間接測量。直接體積流量計(jì)是利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容積對被測流體連續(xù)計(jì)量，猶如不斷旋轉(zhuǎn)的量杯；間接體積流量計(jì)是通過測量流體的相關(guān)參量，利用它們與體積之間的關(guān)系式計(jì)算出體積流量。,6.管道和儲罐中的油、氣計(jì)量,,,天然氣流量主要采用孔板流量計(jì)計(jì)量。通過測量安裝在管路中的同心孔板兩側(cè)的差壓間接測量體積流量。石油多用直接體積流量計(jì)計(jì)量，如腰輪流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)等。橢圓齒輪流量計(jì)的殼體內(nèi)有

8、一對互相嚙合的橢圓齒輪，它們與殼體間分別形成半月形計(jì)量腔。在入口和出口的壓差作用下，兩個(gè)齒輪反方向旋轉(zhuǎn)，不斷將充滿計(jì)量腔的流體排走，每旋轉(zhuǎn)一圈就排走四個(gè)計(jì)量腔的流體。因此只要知道計(jì)量腔的容積和旋轉(zhuǎn)次數(shù)，即可知道通過流量計(jì)的流體體積。,7.西氣東輸管道工程,,西氣東輸管道橫貫我國東西，始自新疆的輪南，止于上海的白鶴鎮(zhèn)，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇、浙江、上海10個(gè)省市區(qū)66個(gè)縣，干線全長4000千米，管徑1016毫米

9、，輸氣壓力10兆帕，設(shè)計(jì)年輸氣量120億立方米，是我國管道建設(shè)史上投資最多、距離最長、輸量最大、壓力最高的管道。,目錄,,三、 儲運(yùn)工藝篇,,二、 線路工程,四、 防腐技術(shù)篇,一、 概 述,一.油氣管道線路的選擇,,,,二.管道施工安裝步驟,☆測算管道的系統(tǒng)參數(shù) 管道從哪到哪，直徑多大，管道需要多少壓力，怎么給管道加壓，怎么進(jìn)行自動(dòng)控制，怎么過河等。然后就按照工程師的圖紙制造設(shè)備 。 ☆建設(shè)管道線路

10、 把鋼管運(yùn)到現(xiàn)場，一節(jié)一節(jié)地用電焊的方法焊接成長段 ，檢查一下焊口金屬中有沒有缺陷 ，把焊口部位的防腐層也包上。把管子埋到溝里，進(jìn)行“試壓”－－把很長一段管子兩頭封（焊）起來，向管子里面灌滿水并且用泵加壓力，壓力高于正常輸送壓力的10%～50%，管道在高壓下經(jīng)過4～24小時(shí)不漏水、不滲水才叫合格。 ☆建設(shè)管道站場 安裝給管道加壓的設(shè)備、清理管道的設(shè)備以及檢測、控制儀器和儀表和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。,,3.管道如何穿越河流,,

11、導(dǎo)流開挖穿越在河中水流量不太大的情況下，在正常河道的一側(cè)另挖一條水道，把水引到水道中，然后筑一道圍堰將原河床段穿越的區(qū)域圍起來，使水淹不到穿越的區(qū)域，在圍堰中開挖管溝（同時(shí)要不斷地抽排四周滲來的地下水到圍堰以外）、焊接管道，并將管道穿越過這段河道，管道封上頭；然后拆除圍堰，使河水回到原河道中，再用圍堰的方法施工另一半河床，并把兩段接上，完成穿越。定向鉆法 定向鉆一般適合在細(xì)顆粒的土、砂和軟的巖石組成的河床中實(shí)施穿越。定向鉆是一種管道

12、穿越河流的專用設(shè)備，它就像一臺放倒了的鉆機(jī)—不是垂直向地下鉆，而是斜向鉆入河床下部，在河底平著走一段，到對岸再翹起來，斜著鉆到地面上來，形成一個(gè)曲線的孔，通過鉆機(jī)拉動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿上的切土刀，把這個(gè)孔一遍一遍地?cái)U(kuò)大，并始終用泥漿充滿這個(gè)孔。在鉆機(jī)的河對面地面上焊接一條長管段，當(dāng)河底下孔擴(kuò)得足夠大了，鉆桿連接上這個(gè)管段，把管道拖入孔內(nèi)。隧道穿越法 在河底建一條隧道，然后把管道敷設(shè)在隧道中。建隧道有兩種方法：一種是人工在巖石中挖出一條隧道，

13、即用人工打眼爆破的方法形成隧道；另一種是用盾構(gòu)機(jī)全斷面開挖，機(jī)械加自動(dòng)控制形成隧道。隧道穿越法比較慢，造價(jià)高，只有用別的方法都不行的時(shí)候才用這種方法。,4.管道如何穿越公路和鐵路,,頂管法對于與管道交叉的公路、鐵路，要在不影響地面交通的情況下，將管道敷設(shè)在公路、鐵路的下方。一般采用頂管法。頂管施工的做法是：先在公路或鐵路的兩側(cè)各挖一個(gè)長方形的坑，一端的大坑內(nèi)放置頂管機(jī)，頂管機(jī)后面設(shè)一個(gè)承力后背（用枕木或混凝土做成），將鋼套管或混凝土套管

14、放到頂管機(jī)前面，頂管機(jī)把套管向路基下面頂進(jìn)，邊頂邊挖套管內(nèi)部的土，一節(jié)套管頂進(jìn)去之后，再放入第二節(jié)套管，套管之間相互連接（鋼套管焊接起來，混凝土套管采用承插式等接口）。這樣一條連續(xù)的套管就被頂?shù)搅寺坊南路?。在路基的一?cè)，焊接好輸送管道，將輸送管道拖拉進(jìn)套管內(nèi)，完成穿越。,5.管道建設(shè)的關(guān)鍵工序——焊接與探傷,,焊接一般采用管道專用的焊接材料，材料與鋼管的性能匹配。管道焊接是多層薄焊，比如管子壁厚8毫米，要至少焊接4層，這樣，焊上的金屬

15、內(nèi)部組織比較細(xì)，每一層之間不可能有大的缺陷。每一層用的焊條、電流大小還有區(qū)別：焊第一層時(shí)是把對口留的縫焊上，要求焊條熔化得細(xì)一些；一定要小心、平穩(wěn)；中間幾層是把焊縫用鐵水填滿；最外層要保證平滑、美觀。,探傷也叫“無損探傷”，就是檢查一下焊接的焊縫中有沒有缺陷。一般的缺陷有氣孔、裂紋、加渣、未焊透等。常用的無損探傷方法有超聲波探傷：用超聲波穿透焊縫金屬，檢查在示波器上的波形，波形的不同形式表示有無缺陷、何種缺陷。另一種為“多通道自動(dòng)超聲波

16、探傷”，就像給人做CT檢查身體一樣，可以分層、立體地反映缺陷的形態(tài)，并用計(jì)算機(jī)記錄下來。第三種為“射線探傷”，用X射線或γ射線穿透焊縫金屬，并用照相底片曝光，把影像做成照相底片，可以隨時(shí)檢查，就像給人檢查身體照X光一樣。管道的每一個(gè)焊縫都要經(jīng)過無損探傷，無損探傷的資料都要保留存檔。,6.驗(yàn)證管道質(zhì)量的關(guān)鍵工序——壓力試驗(yàn),,壓力試驗(yàn)簡稱“試壓”。管道是一種壓力容器，內(nèi)部承受的壓力是主要載荷。為了檢驗(yàn)管道的承壓能力如何，要對管道的各個(gè)

17、承壓部分進(jìn)行試壓，即在整個(gè)管道系統(tǒng)正常運(yùn)行之前用高于管道設(shè)計(jì)壓力一定值的壓力加在管道系統(tǒng)中穩(wěn)定（憋壓）一段時(shí)間，檢驗(yàn)有無泄露。如果管道經(jīng)過壓力試驗(yàn)沒有泄露，這條管道在正常運(yùn)行壓力下（低于試壓壓力）就不會(huì)泄露，說明承壓能力是滿足的。輸油、輸氣管道現(xiàn)場焊接之后，要進(jìn)行分段“強(qiáng)度試壓”和“嚴(yán)密性試壓”，有時(shí)還進(jìn)行站間整體試壓。輸油管道的強(qiáng)度試壓壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.25倍；嚴(yán)密性試壓壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.1倍。在試壓期間，管道內(nèi)憋

18、有很高的壓力，萬一突然泄露是有危險(xiǎn)的，用水在管道中憋壓叫水試壓，漏一點(diǎn)水壓力就下降了，危險(xiǎn)程度比較小。,7.清除管道內(nèi)雜物的高技術(shù)——清管,,管道安裝時(shí) 管子焊接之前要求把每一節(jié)管子內(nèi)部的塵土、鐵銹、焊接的焊渣和其他雜物清理干凈。管子在野外焊接一段距離，晚上收工時(shí)要在管道兩端焊上鐵板，以免下雨的泥水流進(jìn)去或動(dòng)物鉆進(jìn)去。壓力試驗(yàn)前 方法是每段管道兩端設(shè)“清管器收發(fā)桶”，管道的發(fā)球一端塞入清管器—幾個(gè)橡膠皮碗

19、串在一起組成，又叫“球”，堵滿管道內(nèi)徑，給球的后部加壓縮空氣，推動(dòng)球在管道內(nèi)行走，至少走兩遍，這樣就把管道內(nèi)的垃圾雜物掃到收球桶內(nèi)，管道內(nèi)就干凈了。 管道運(yùn)行時(shí) 管道沿途每隔約200千米就設(shè)置一座“清管站”，管道運(yùn)行一段時(shí)間（比如半年或一年）之后還要進(jìn)行清管作業(yè)。管道內(nèi)可以定期通“智能清管器”。智能清管器內(nèi)部有檢測和遙控裝置，檢查管道的內(nèi)壁和外壁的腐蝕情況，還可以檢查出哪里變形了（橢圓、管子癟了），并準(zhǔn)確地指出存在這

20、些問題的位置，這些數(shù)據(jù)都記入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可以依照這些數(shù)據(jù)對管道進(jìn)行維護(hù)，保證管道安全運(yùn)行。,目錄,,三、 儲運(yùn)工藝篇,,二、 線路工程,四、 防腐技術(shù)篇,一、 概 述,最佳管道直徑,管道直徑是依據(jù)管道總費(fèi)用或年當(dāng)量費(fèi)用最低的原則設(shè)計(jì)的，總費(fèi)用等于投資總額和使用年限中所付出的總經(jīng)營費(fèi)用之和。 基礎(chǔ)建設(shè)投資中有三種類型的投資： 第一種投資隨管徑的增大而增加 ，如管材用量、管材運(yùn)輸、組裝焊接、防腐絕緣、建設(shè)施工等。第二種投資

21、則相反，隨管徑的增加而減少。H還有一種投資與管徑無關(guān)，是基本不變的投資，如勘察設(shè)計(jì)、土地征購、水電設(shè)施、通訊與道路等。 對于某一輸量，總費(fèi)用（投資總額與經(jīng)營總費(fèi)用之和）最低的管徑叫做最佳管徑。依據(jù)大量計(jì)算結(jié)果及設(shè)計(jì)、運(yùn)行實(shí)踐，總結(jié)出輸送不同油品時(shí)某一管徑的經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)輸量，給設(shè)計(jì)計(jì)算帶來很大方便。各個(gè)國家情況不同，得出的經(jīng)濟(jì)流速也不同。電價(jià)低的國家，經(jīng)濟(jì)流速就高。我國目前對管徑為300～700毫米的原油管道，設(shè)計(jì)時(shí)一般取流速為1.

22、5～2.0米/秒；成品油管道流速取2.0米/秒左右。,長輸油氣管道的運(yùn)行工藝,在輸油管道首端建有輸油站（泵站），稱為首站。站內(nèi)油罐用于收集、儲存石油和保證管線輸油量的穩(wěn)定，輸油泵用來從油罐汲取石油并對其加壓后輸入管道。管道沿線設(shè)立若干個(gè)間隔一定距離的輸油站，叫做中間站，其作用是對油品補(bǔ)充加壓，保證油品像接力賽跑那樣一段接一段流過去。處于管道終點(diǎn)的輸油站是末站，其任務(wù)是接收和儲備來油，并提供給用油單位。熱油管道沿線還需要建設(shè)加熱站。,

23、長輸油氣管道的運(yùn)行工藝,“通過油罐”方式。來油先進(jìn)入油罐，再被輸油泵從油罐中抽出、加壓后輸往下站，其特點(diǎn)是油品全部通過油罐。該方式可避免各種雜質(zhì)和管道內(nèi)空氣直接進(jìn)入輸油泵，但是操作繁雜、輕質(zhì)油品在油罐蒸發(fā)損耗大，故而只在施工掃線、投產(chǎn)初期、通球清蠟時(shí)及早期原油管道中應(yīng)用。 “旁接油罐”方式。來油同時(shí)進(jìn)入油罐和輸油泵，經(jīng)加壓輸入下站，只有少量油品進(jìn)出油罐，調(diào)節(jié)輸油量的變化，輕質(zhì)油品的蒸發(fā)損耗明顯減少。由于自動(dòng)化水平要求不高，易于各站獨(dú)立

24、操作管理，因此我國的原油管道過去大都采用這種輸送方式。 “密閉輸送”方式。中間站不接入連通大氣的油罐，來油直接進(jìn)入輸油泵，全線是一個(gè)密封管道輸送系統(tǒng)。,緩沖油罐是否接入和怎樣接入管線，輸油管道又存在三種輸送方式:,提高油氣管道輸量的方法,油氣管道的輸量也是限定的，若不采取有效措施而隨意增輸，管道壓力必然增大，甚至超過管道耐壓，其危險(xiǎn)是可想而知的。如何不提高壓力也能增加輸量，方法如下：降低流體黏度 管壁敷蓋內(nèi)涂層 （填平凹陷，增加光

25、滑度）抑制橫向流動(dòng) （加入減阻劑有利于石油橫向流動(dòng)）擴(kuò)大管道通徑（定期清洗管道）,中國原油大多需要先加熱后輸送,未經(jīng)加工煉制的天然石油稱為原油，是非常復(fù)雜的混合物，其組成決定了原油的物理性質(zhì)，也直接影響著原油的管道輸送過程。 原油是分子大小不同的各種烴類與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的混合物，若高分子烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較低，則它們在常溫下都呈單分子狀態(tài)溶解分散在液態(tài)烴中，固態(tài)烴是分散相，液態(tài)烴為連續(xù)相，原油整體呈現(xiàn)為液體，可以像水一樣直接沿管道

26、流動(dòng)，即能夠常溫輸送。中東原油就屬于這種情況。 當(dāng)這些高分子物質(zhì)含量很高時(shí)，常溫下只有少部分能溶解在液態(tài)烴中，而大部分呈固態(tài)析出，經(jīng)過彼此搭接、纏繞和黏連，形成具有一定強(qiáng)度的海綿狀骨架結(jié)構(gòu)，將液態(tài)烴分割、包圍并使其失去流動(dòng)性，固態(tài)烴是連續(xù)相，液態(tài)烴是分散相，原油整體上“凝固”了。大部分中國原油含蠟（高分子烷烴）很高，常溫下呈固態(tài)或非常黏稠而無法輸送。 將多蠟原油加熱后，原油分子的熱運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，彼此間的相互約束能力減弱，一方面使液態(tài)

27、烴變稀，能夠溶解更多的蠟；另一方面使海綿狀蠟結(jié)構(gòu)松散、解體，并形成許多小顆粒蠟塊分布在液態(tài)烴中。固態(tài)烴變成分散相，液態(tài)烴變成連續(xù)相，原油就可以沿管道流動(dòng)了。,中國原油大多需要先加熱后輸送,,熱油管道的安全運(yùn)行,溫度變化： 冷油管道油溫基本不變并近似等于地溫，而熱油管道油溫高于地溫且沿管線發(fā)生周期性變化：原油在加熱站被加熱到某一高溫（出站油溫）后流出，沿管道邊流動(dòng)邊向周圍土壤散熱，油溫逐漸下降，到下一個(gè)加熱站時(shí)，油溫降到最低。接

28、著再加熱再降溫。 油管道停輸：冷油管道停輸后，原油的溫度和黏度基本不變，能夠順利啟動(dòng)。熱油管道停輸后，停留在管道中的熱油不斷散熱，油溫逐漸下降。當(dāng)停輸時(shí)間較長時(shí)，大部分管段的油溫降到接近甚至低于原油凝點(diǎn)。這時(shí)，原油非常黏甚至已經(jīng)凝固，再啟動(dòng)所需要的泵壓往往會(huì)超過管道耐壓或允許泵壓，必須及時(shí)進(jìn)行事故處理。 輸油量：冷油管道的油溫與輸油量無關(guān)，所需泵壓或流動(dòng)摩擦阻力總是隨輸油量的減少而減小，即管道運(yùn)行總是穩(wěn)定的。熱油管道的油溫隨輸油

29、量的減少而降低（流動(dòng)越慢、散熱越多），因此，所需泵壓不僅隨輸油量的減少而減小，還會(huì)因其他因素。 為防止堵管停輸，熱油管道輸量不能太小，必須大于臨界安全輸量。油源不足時(shí)應(yīng)實(shí)行正反輸或提高加熱站油溫，確保管道油溫正常。此外，熱油管道的泵壓要有一定的富余量，一旦發(fā)現(xiàn)泵壓隨輸量減少而增加的反常現(xiàn)象，可以通過提高泵壓使管道恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行。,熱油管道的安全運(yùn)行,,輸送難以流動(dòng)的原油,眾所周知，只有液體和氣體才能沿管道流動(dòng)。如果原油在常溫下呈固態(tài)、半

30、固態(tài)或黏稠得像皮鞋油一樣，那么只有采用特殊的方法才能輸送。方法可分為兩大類：一類是把原油變稀使其容易流動(dòng)；另一類是借助其他低黏液體，使原油沿管道滑動(dòng)。 第一類：加熱保溫 油溫越高，流動(dòng)性越好；稀釋混合 稠油中摻入稀油或輕油后，凝點(diǎn)和黏度肯定降低；熱處理 第二類：降凝劑處理 ；乳化與懸浮 ；低黏液環(huán),怎樣沿一條管道順序輸送多種油品,相鄰油品混合的原因很多，首先是管道截面上油速不同，管道中心油速大，管壁附近油速小，后一種油品會(huì)

31、形成楔形油頭插入前一種油品。其次是在濃度差、密度差作用下的分子擴(kuò)散，通過油泵時(shí)造成的劇烈剪切混合，紊流狀態(tài)下的無規(guī)則波動(dòng)等。 減少混油的方法可分為兩類：一類是在相鄰油品間投放或形成隔離塞，隨油品沿管道推進(jìn)，使兩邊油品“不見面”；另一類是優(yōu)化管道運(yùn)行操作，減少油品混合機(jī)會(huì)，如采用密閉輸送、防止中途停輸、盡量提高油速、簡化工藝流程及消除管內(nèi)不滿流等。,輸油管線決不能急停,由于石油難以壓縮和輸油管道不易膨脹，因此沖擊壓力很大，容易引起重大事

32、故：增壓波可能會(huì)使正常壓力較高的地方超壓，憋破管道、損壞設(shè)備。而減壓波可能會(huì)使正常壓力較低的地方形成“負(fù)壓”—壓力低于大氣壓，會(huì)發(fā)生大口徑管道被壓癟的危險(xiǎn)，也可能會(huì)使壓力低于油品的飽和蒸氣壓力，油品汽化，形成氣泡空穴，使油柱分離。當(dāng)分離油柱再匯合時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生更大的水擊壓力。 突然關(guān)閉管道閥門時(shí)，由于流體不能馬上停止而壓縮自身和沖撞管道，使管內(nèi)壓力急劇上升，還?？陕牭角脫艚饘俚穆曧?，人們把這種因流速突變而引起壓力劇變（增壓或減壓）的現(xiàn)

33、象叫“水擊”。依據(jù)動(dòng)能定理，流體動(dòng)能的減少等于對外界做的功，而功又等于沖擊壓力與位移的乘積，因此，當(dāng)流體容易壓縮（如氣體）或管壁容易膨脹（如橡皮管）時(shí)，沖擊壓力就很小，反之就極大。從能量觀點(diǎn)看，流體動(dòng)能的一部分形成摩擦熱耗散掉，另一部分變成流體縮小和管壁脹大后的彈性勢能。 緩慢關(guān)閉閥門是降低石油管道水擊壓力的根本方法，采用各種各樣的自動(dòng)控制技術(shù)（如泄壓保護(hù)、水擊超前保護(hù)等）也可避免水擊的危害。,天然氣會(huì)堵塞管道嗎,天然氣中不可避免地會(huì)

34、含有水汽，故而天然氣也存在類似的水露點(diǎn)。在溫度等于或低于水露點(diǎn)的管壁上，水汽就會(huì)冷凝聚集成水。在不同的條件下，這些水會(huì)形成不同的固態(tài)沉積物，減小當(dāng)量管徑，增加流動(dòng)摩擦阻力甚至堵塞管道。沉積物有兩類，一類是冰塊，另一類是天然氣水合物。當(dāng)管壁溫度既低于水露點(diǎn)又低于水的凝點(diǎn)時(shí)，冷凝水會(huì)結(jié)冰，形成冰塞。防止天然氣堵塞管道的四種途徑：1、首先是脫水法或干燥法。 2、其次是化學(xué)抑制劑法。 3、再次是加熱保溫法。 4、最后是降壓法。,城市用氣量的

35、平衡調(diào)節(jié),最有效、最靈活的方法是建設(shè)各種形式的儲氣設(shè)施 ,儲氣設(shè)施的儲氣容積不是依據(jù)用氣量大小而是依據(jù)其波動(dòng)的大小設(shè)計(jì)的。 地上儲氣罐一般是鋼制儲氣罐，儲氣量小，可分為低壓儲氣罐和高壓儲氣罐。低壓儲氣罐依靠增加容積增大儲量，已逐漸被淘汰。高壓儲氣罐的容積固定，靠提高壓力增大儲量，具有筒形和球形兩種結(jié)構(gòu)。球形較優(yōu)越，但制造難度大。 地下管束是一組或幾組埋在地下的鋼管。 輸氣管道末段是指從最后一個(gè)輸氣站的出口到城市配氣站之間的管段，依

36、據(jù)其平均壓力計(jì)算儲氣量。 液化儲存。 上述儲存設(shè)施的儲氣量都較小，當(dāng)需要儲存大量天然氣時(shí)，只有采用地下儲氣庫。,天然氣的地下儲存,地下儲氣庫由集氣層、墊氣層、氣井和地面設(shè)施（如壓縮機(jī)站、集輸系統(tǒng)、氣體處理及計(jì)量站）等基本部分構(gòu)成，大多利用距消費(fèi)市場不超過200千米的枯竭油氣田、含水層、鹽巖層、廢棄礦井及洞穴建造。含水層儲氣庫是另一種大型儲氣庫，建設(shè)這種儲氣庫需具備兩個(gè)基本的地質(zhì)條件，一個(gè)是覆蓋層—不透氣的中部隆起的巖石蓋層；另一個(gè)

37、是儲氣層—多孔隙的滲透性良好的含水巖層。 利用水溶解地下鹽層形成的空穴稱為鹽穴儲氣庫。這種儲氣庫容積較小、單位成本較高，但利用率高、注采容易。,如果居民采暖用氣時(shí)間較長，用氣量較大，那么會(huì)使城市天然氣的季節(jié)用氣量很不均衡。為滿足用戶要求和實(shí)現(xiàn)供需平衡，需要把夏季多余的燃?xì)鈨Υ嫫饋淼蕉驹儆谩鴥?nèi)外實(shí)踐證明，地下儲氣庫是解決這些問題的最好方式。,,目錄,三、 儲運(yùn)工藝篇,,二、 線路工程,四、 防腐技術(shù)篇,一、 概 述,

38、為什么埋地鋼質(zhì)管道會(huì)很快發(fā)生腐蝕穿孔,由于土壤中含有水，具有導(dǎo)電性，對金屬的腐蝕過程經(jīng)常以腐蝕速度較快的電化學(xué)方式進(jìn)行，導(dǎo)電性越好的土壤腐蝕性也就越強(qiáng)。大多數(shù)土壤中生存著各種微生物，土壤微生物的新陳代謝會(huì)參與或影響著腐蝕的進(jìn)行。電氣化鐵路、電解/電鍍車間以及電焊機(jī)等在土壤中產(chǎn)生的雜散電流對地下金屬結(jié)構(gòu)更是具有較強(qiáng)的破壞性。 干旱的沙漠地區(qū)，盡管土壤中含水量非常低，但是由于沙漠土壤的透氣性非常好（砂質(zhì)土壤），且含鹽量很高，所以也具有

39、極強(qiáng)的腐蝕性。,防腐涂層結(jié)合陰極保護(hù)是埋地管道的最佳防腐方法,對于埋地管道，廣泛采用的保護(hù)方法是施加防腐蝕涂層并附加陰極保護(hù)，這也是世界范圍內(nèi)所公認(rèn)的最佳保護(hù)方法 通過給管道施加陰極電流，主動(dòng)為腐蝕環(huán)境提供足夠的電子，來阻止管道金屬腐蝕（失去電子），這個(gè)過程叫做陰極極化。,確保腐蝕控制系統(tǒng)長期有效的措施,涂層完整和陰極保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行是腐蝕控制長期有效的關(guān)鍵。 首先要針對具體的使用環(huán)境，正確選擇適宜的涂層品種和涂層結(jié)構(gòu)；其次是產(chǎn)品

40、的質(zhì)量保證和良好的涂裝施工；此外通過定期檢測涂層并對破損、剝離、脫落的涂層進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)或更新，也是維持涂層的完整性所不可缺少的。如果涂層整體性能下降，則要考慮防腐大修，更換新的涂層。 定期檢測防腐涂層的性能和陰極保護(hù)系統(tǒng)的作用效果，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修補(bǔ)或更新，可以確保腐蝕控制系統(tǒng)的長期有效性。,管道通電可以起到防腐作用,給管道通陰極（負(fù)極）電流的過程也就是主動(dòng)提供電子、防止管道腐蝕的過程，這種方法叫做陰極保護(hù)。 外

41、加電流法和犧牲陽極法。 前者由外部直流電源供電，管道與電源的負(fù)極相連，除了電源設(shè)備、連接電纜外，還需要有輔助陽極構(gòu)成保護(hù)回路，管道上每隔一定距離就要設(shè)置一個(gè)陰極保護(hù)站； 后者則是根據(jù)不同金屬之間存在電位差的原理，選擇比被保護(hù)金屬更容易腐蝕的活潑金屬材料與被保護(hù)金屬構(gòu)成腐蝕電池對，依靠活潑金屬的腐蝕犧牲向被保護(hù)金屬提供保護(hù)電流，一般犧牲陽極沿管道分組安裝。,油氣管道和儲罐常用的防腐涂層,具有防腐蝕功能的涂層可分為：金屬涂層（鍍鋅層、鍍

42、鋁層、鋼鐵磷化層／氧化層）；有機(jī)涂層（油漆、橡膠和塑料）；無機(jī)涂層（玻璃、陶瓷、混凝土）；復(fù)合涂層（金屬涂層+有機(jī)涂層、有機(jī)涂層+有機(jī)涂層、有機(jī)涂層+無機(jī)涂層）。一般埋地管道采用有機(jī)涂層或有機(jī)復(fù)合涂層，而水下管道則通常要采用有機(jī)涂層與混凝土涂層復(fù)合 對埋地管道而言，一般只在外表面采用防腐涂層。目前用于埋地管道的防腐涂層主要有四大類：瀝青類、薄膜環(huán)氧類、聚烯烴類以及復(fù)合涂層類。 瀝青類涂層包括石油瀝青和煤焦油瓷漆兩種，該類涂層屬于熱

43、塑性材料，熱澆涂施工，一般采用玻璃布或玻璃纖維氈增強(qiáng)，涂層較厚（2.4～7毫米），是埋地管道應(yīng)用最早的涂層品種。,油氣管道和儲罐常用的防腐涂層,薄膜環(huán)氧類涂層是目前應(yīng)用最為廣泛的涂層類型，以環(huán)氧樹脂為主要原材料，可單獨(dú)用做管道防蝕涂層，也可作為底漆與聚烯烴復(fù)合使用。有粉末環(huán)氧和液態(tài)環(huán)氧兩種形式。金屬儲罐大都為地上罐，罐外表面用涂層除防腐性能外，還應(yīng)具有良好的耐候性能。常用涂層有氯磺化聚乙烯、氯化橡膠、高氯乙烯、丙烯酸樹脂、聚氨

44、酯等,鋼材表面處理是涂層質(zhì)量的關(guān)鍵因素,涂保護(hù)涂層之前必須對金屬表面進(jìn)行處理，除去天然氧化皮、腐蝕產(chǎn)物、油脂以及熱處理和加工過程中形成的氧化皮等，其目的是清潔基體表面，在表面制造一定的粗糙度，以使涂層和鋼材表面牢固黏結(jié) 對鋼材表面進(jìn)行處理是整個(gè)涂層系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，涂層系統(tǒng)的預(yù)期使用壽命在很大程度上取決于表面處理的徹底程度。表面處理的一般程序包括:除油（脫脂），除銹 ,表面缺陷修整,油氣管道的泄漏原因及檢測方法,管道產(chǎn)生泄漏的原因是多

45、方面的，主要可分為三大類：腐蝕穿孔、疲勞破裂和外力破壞。 檢測方法：1、對于大的突發(fā)性管道泄漏事故如爆管、斷裂等，由于管道突然失壓，一般都能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但是需要現(xiàn)場檢查確定具體位置。2、對于小的泄漏，則需要采用泄漏探測技術(shù)。泄漏探測技術(shù)包括離線檢測和在線監(jiān)測兩種。離線檢測是指定期或按要求沿管道進(jìn)行的巡查，可步行檢查、駕車巡視或乘專用飛機(jī)進(jìn)行飛行檢測。通過觀察地表、儀器探測或紅外成像技術(shù)等發(fā)現(xiàn)泄漏。 因?yàn)闄z測不是時(shí)時(shí)進(jìn)行的，這種方法一

46、般不能在泄漏發(fā)生后及時(shí)發(fā)現(xiàn)。,在線監(jiān)測則是利用管道上專門安裝的泄漏監(jiān)測系統(tǒng)對管道進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，在泄漏的瞬間捕捉到泄漏信息，發(fā)出報(bào)警并通過計(jì)算機(jī)快速計(jì)算確定泄漏位置。,管道內(nèi)部病情診斷技術(shù),管道內(nèi)檢測是通過專門的發(fā)射裝置將內(nèi)檢測器送入管道，借助流體驅(qū)動(dòng)內(nèi)檢測器在管道內(nèi)運(yùn)行，運(yùn)行過程中，內(nèi)檢測器上攜帶的眾多傳感器可記錄很多管道信息，如凹陷（腐蝕或外傷引起）、裂紋等，內(nèi)檢測器在檢測過程中所記錄的有關(guān)管道信息的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理和解釋后可形成管道狀

47、況診斷報(bào)告。 內(nèi)檢測報(bào)告不僅可提供管道上缺陷的類型、數(shù)量、分布，而且可以區(qū)分缺陷是在管道的內(nèi)表面還是外表面，通過地面標(biāo)記系統(tǒng)，還可以給出各缺陷的地理位置。,非金屬管道或不銹鋼管道不能用作長輸管道,承受高壓的能力和經(jīng)濟(jì)的價(jià)格是管道選材所要考慮的主要問題 非金屬材料用作管道有兩類：各種工程塑料管和水泥管塑料管耐腐蝕、價(jià)格低廉，但其強(qiáng)度和剛度都比金屬材料低，承壓能力也要低得多，一般只有零點(diǎn)幾兆帕，即使鋁塑、鋼塑復(fù)合管的工作壓力最高也就1