格拉管道环境变化与管道工程问题的防治措施

总结了自运营以来格拉管道沿线的寒区环境变化及出现的管道工程问题.寒区环境变化主要有冻土退化、植被破坏、沙漠化加剧、冻害现象增多以及泄漏油品对沿线环境的污染等.管道工程问题主要包括冻胀与融沉、地震、冰堵及防腐层的损伤等对管道的破坏;并就各种工程问题给出了相关措施和建议.     

多年冻土地区油气管道工程建设

针对多年冻土地区修建油气管道会受到冻土稳定性的影响,以及由冻胀、融沉带来的其它工程冻害问题,从多年冻土地区的管道敷设、管道伴行道路建设和站场场地的选择几方面提出了冻害治理的措施,对我国多年冻土地区油气管道工程的建设,尤其对拟建的中俄原油管道工程具有积极的指导意义。     

冻土区输油管道工程基础稳定性研究

寒区管道基础设计和施工必须考虑沿线的地形和环境条件对冻胀和融沉,以及相应的管道工程基础和结构整体性的影响.输油管道工程需要充足的科研投入、论证及决策时间.在此基础上,采用一系列创新设计来保护(或预先融化)冻土,抑制融沉.这些研究围绕的关键问题是温热及环境温度油管在多年和季节冻土中的水热效应、差异性冻胀及融沉所导致的管道变形破坏.这些研究对可能出现的问题进行及早发现、充分理解、正确预测以及最终合理的设计、施工和维护至关重要.     

中俄东线岛状多年冻土现状及退化原因

多年冻土产生的冻胀和融沉可能导致管道变形破坏,探明中俄东线天然气管道岛状多年冻土的现状和退化原因非常必要。采用工程地质钻探、地温测试及高密度电法的综合勘察方法,对管道沿线16处疑似岛状多年冻土区进行勘察验证;通过搜集管道沿线气候和森林覆盖率等资料,分析近年来研究区域内各要素变化趋势,推测其对冻土环境的影响。研究表明:由于全球气候转暖及人为活动频繁等诸多因素,导致东北地区气温升高、森林覆盖率减少、湿地消失,冻土环境失去了原有的热平衡,造成管道沿线岛状多年冻土区显著退化;与此同时,20世纪70年代划定的东北地区多年冻土南界呈现明显北移的趋势。     

中俄东线黑龙江段地质灾害的特征及危险性

通过收集中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地质地貌、区域稳定性、地震活动等资料,结合实地踏勘,识别出管道沿线共发育78个潜在地质灾害点和6种地质灾害类型(冻土冻融、河道塌岸、崩塌、水土侵蚀、盐渍土化学腐蚀与盐胀、滑坡)。在识别管道沿线地质灾害的基础上,对管道沿线地质灾害的分布规律进行了研究,分析了地质灾害的发育情况和危险性,提出了相应的防治措施。研究表明:中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地形较平缓,地质构造稳定,断裂及地震活动不发育,整体地质灾害发育较少,其中管道沿线地貌及年平均温度是影响不同类型地质灾害分布的主要因素,而管道沿线主要地质灾害是冻土冻融和河道塌岸,地质灾害危险性均较小。     

中俄东线天然气管道运行保障关键技术

在中俄东线天然气管道投产后的运行阶段,因其高钢级、大口径、高压力、大输量的特点,且沿线途经高寒冻土区,故管道运行的不确定性因素多、风险高、维护与安全保障难度大。系统分析了中俄东线天然气管道在运行工艺方面面临的管网优化运行、冬季调峰、冰堵防治及放空回收等问题;在完整性管理方面面临的大口径管道内检测、高钢级管道安全状态评估等问题;在线路风险防控方面面临的天然气管道泄漏与安全状态监测、腐蚀、冻涨融沉防治等问题;在维抢修方面面临的管径1 422 mm管道的切割、退磁、修复等系列技术难题。归纳总结了国内外相关技术现状,提出解决问题的技术思路,总结了中俄东线天然气管道工程目前已取得的部分技术成果,以期为未来油气管道的建设与运营提供参考。(参52)     

冻土退化对格拉管道运行的影响及其防治措施

分析了青藏高原冻土地温的变化规律,指出随着青藏高原气候变暖致使格拉管道沿线冻土退化加剧,多数管段的埋设位置已不再是含水量小、冻胀和融沉敏感性较小的"弱冻胀层"。针对格拉管道途经区域冻土承载能力下降,管道融化下沉加剧,季节融化层加厚,冻胀量和冻胀力增大等不稳定因素,提出应加强管道沿线的地质勘查和冻土区域管段的泄漏监测,建立并实施定期清管及巡线制等相应的防治措施。     

管道工程环境与力学行为

长输管道所处的环境比较复杂，主要包括所输送介质的环境，运行操作环境、管道周边环境、沿线自然环境与灾害环境以及管道的施工制造环境。在这些环境的作用下，管道将产生相应的力学行为，主要有承载行为，变形行为，断裂行为，疲劳行为和腐蚀行为，为保证管道工程的经济合理性，使管道长期平稳运行，就要在设计阶段将管道所处环境与相应产生的力学行为有机地结合起来，从这一角度出发，提出合理选择线路，正确选用选材，腐蚀控制、管道保护、施工控制和管理维护等6项措施。     

基于GIS的兰成原油管道地质灾害风险评价

兰成原油管道途经区域地质环境条件复杂、地质灾害类型多样,对管道工程和人民生命财产安全潜在危害严重。为了应对各种地质灾害风险,基于GIS技术构建了区域管道地质灾害风险评价模型与评价指标体系,将管道沿线地质灾害风险划分为地质灾害高风险、较高风险、中等风险、较低风险、低风险5个等级。对兰成原油管道沿线地质灾害风险进行评价,根据地质灾害风险评价分区结果,将管道划分成53个地质灾害风险段。评价结果与兰成原油管道实际情况相符,为其地质灾害预防、治理提供了重要的辅助,也可为其他管道的地质灾害风险评价提供参考。(图3,表5,参20)     

西南成品油管道工程建设对水土流失的影响研究

针对西南成品油管道工程沿线地区山高谷深、河流水系纵横交错,雨量充沛,降水频率高、强度大,土壤瘠薄,生态环境脆弱的特点,对工程建设产生的新增水土流失进行了研究。管道工程建设过程中的新增水土流失形式表现为水力侵蚀、重力侵蚀和混合侵蚀。工程建设期产生的水土流失主要发生在管道的铺设和站场建设以及弃土弃渣堆置的过程。     

冻土区埋地油气管道管沟融陷机理

为了治理冻土区埋地油气管道管沟融陷工程病害,通过对管道病害现场调查,结合现场地质勘探、含水量试验测试及管周土体温度监测,分析了融陷病害的发生机理,并结合管沟融陷形成因素,提出了相应的防治措施。结果表明:冻土区埋地油气管道管沟融陷病害的发生与地层土质、土体含冰量、冻土类型、管道热扰动及施工方式等因素有关;冻土区埋地油气管道的敷设应选择合理的施工季节,综合分析冻土环境因素,确定合理的管道埋设深度,设置管道隔热保温措施,加强管道运行状态监测和科学管理,从而保证管道安全运行。研究成果可为冻土区埋地油气管道的设计、施工及安全运营提供借鉴。     

SPOT卫星影像数据在长输管道工程中的应用

SPOT卫星影像具有较高的分辨率，广泛应用于基础地理信息的更新和跨越区域工程建设中，可以为拟建的长输管道通过地区提供新的工程环境信息，应用SPOT卫星影像数据技术可以长输管道工程在节约投资，缩短建设周期，减灾防灾等方面提供了有效的技术保障。     

中俄原油管道项目特点与经验启示

中俄原油管道作为国内第一条途经多年冻土区的原油管道。该项目的主要特点：长距离穿越多年冻土区和原始森林区,采取常温输送的输油工艺,沿线野生动植物种类繁多,生态环境脆弱。项目建设取得的主要经验：多年冻土区采用＂埋地＋厚壁管＋换填＋保温层＂的管道敷设方法,纵坡地段采用木屑护坡,多年冻土区选择冬季施工,边境施工采用＂封闭建设区＂的管理模式等。该项目实测的油温、黏度等油品物性,根据实测地温反推得到的传热系数等基本参数可为类似项目提供设计依据,运行过程中发现的设计余量小、管道结露等相关问题可为今后类似项目提供参考。（参9）     

多年冻土地区长输管道工程地质选线

通过分析我国东北地区多年冻土的分布特征及冻害现状,结合线状工程经过多年冻土地段的病害及冻害发展趋势分析,提出了多年冻土地区长输管道选线应注意的工程地质问题,以及管道工程建设需采取的防治措施,对拟建的中俄管道工程地质选线具有指导性意义。     

漠大管道安全运行经验总结与思考

中俄漠大管道是我国第一条穿越多年冻土区域的大口径长距离输油管道,因地理位置特殊,运营条件恶劣,维修维护困难,而受到前所未有的关注。概述了该跨国管道的基本情况,对其建设运行以来遇到的各类风险进行了详细分析,介绍了面对这些风险的解决方案和成功经验,总结了运行以来取得的各类成果,如针对性地采取缺陷修复、冻土灾害治理、低温维抢修设备改造等一系列预控措施。基于问题分析和经验总结,提出了高寒冻土区管道设计、建设过程中的优化建议,从而为我国高寒地区管道设计、施工管理和技术发展提供参考。     

油气管道选线和风险评价相关法规与方法

油气长输管道合理选线是保证管道安全运行的基础,也是降低管道事故概率及沿线事故影响区域人员风险的重要措施.梳理了国内外油气长输管道选线法规与方法,总结了控制安全距离和管道自身安全性的两种管道选线原则,论述了其在不同国家的应用情况.综述了油气长输管道选线方法与步骤的研究进展,在选线中需考虑的主要因素,管道风险分析的发展历程,以及风险评价方法和风险可接受标准的研究进展.建议制定基于风险的选线标准,开展多目标优化算法研究,确定可接受风险标准,完善管道事故数据库.     

水下管道“人工草”固定技术及应用

水睛管道所处的自然环境非常复杂，水流将对管道产生各种作用力并且危及管道安全。针对我辆有水下管道的实际状况，在广泛搜集国内外有关资料的基础上，提出了一种新型稳定水下管道的方法－－水下管道“人工草”固定技术。该方法具有技术先进、用途广、施工简便、费用低等特点，不但可以决现有管道埋深不够及裸露，悬空等问题，而且可以为管道无沟敷设提供一种有铲的稳管方法。     

无人机技术在油气管道巡护中的应用

中国长输油气管道具有运行里程长、分布范围广、沿线环境复杂等特点,提高管道安全管理水平,尤其是有效的线路巡护,对于减少管道安全事故、降低管道安全风险、保障管道平稳安全运行具有重要意义。受油气管道沿线地理条件限制和自然环境影响,传统的人工巡护方式表现出一定的局限性,制约了巡护质量和效率。为了解决该问题,研究利用无人机技术对油气管道进行巡护的方法,并结合油气管道企业实际情况开展了可行性验证。结果表明:无人机巡护技术可以有效地弥补人工巡护方式的不足,同时降低巡护成本,提高巡护效率,能够促进油气管道企业现代化管理水平的提升,是未来管道巡护发展的重点方向。     

二氧化碳输送管道工程设计的关键问题

CO2管道输送是碳捕集、利用和封存（CCUS）技术的重要环节,具有真正意义的长距离、大输量CO2管道在国内尚属空白。结合二氧化碳物性特点和国外二氧化碳输送管道建设经验,对国内二氧化碳输送管道工程设计在气源气体组分要求、输送相态的选择和控制、路由选择、阀室设计原则、地区等级划分、涂层选用、设备材料的密封性能、管材性能以及其他安全措施等方面进行了深入探讨,分别提出了切实可行的建议措施,指出编制适合中国国情的CO2输送管道的设计、建造、运营规范十分迫切。研究内容对于推动我国二氧化碳输送管道工程和CCUS技术的发展具有重要意义。（图1,表1,参7）