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。     

漠大管道在沿线多年冻土区的位移监测

针对漠大管道在沿线多年冻土区面临的冻胀融沉灾害,提出了基于全站仪测量的管道位移监测技术。详细介绍了管道位移监测原理,设计了基准桩和标志桩结构,采取了3项措施保证基准桩的稳定。在漠大管道漠河首站-加格达奇泵站区间,选取了9个高风险区,安装了62套管道位移监测装置。2010年11月9日管道投产前采集了初始数据,2010年12月-2011年6月完成了5次数据采集,对监测数据进行分析发现:监测段管道未受到冻胀灾害的影响,部分监测段管道受到融沉灾害的影响。验证了该技术的可行性和有效性。     

漠大原油管道进出站阀门互锁的实现方法

为消除原油管道收发球过程中人为操作下误操作的可能性,介绍了一种新的阀门互锁方法,与以往使用电气设备进行互锁不同的是,该方法不需添加任何硬件,大大节约了成本,并减少了电气互锁流程操作的复杂性。其主要利用漠大原油管道站场目前使用的利密托克电动执行机构中的ESD功能,并采用PLC软件系统与执行机构硬件功能相结合的方式,启用执行机构的ESD功能,并设置ESD优先级别高于就地级别,进行现场线路连接,完成PLC程序的编制,使旁路阀门和主管道阀门只能按照工艺要求的操作流程操作,否则阀门命令无法执行,从而实现阀门在就地状态下的互锁,防止因操作人员的误操作带来的运行风险。     

基于SCADA的原油管道泄漏监测系统

用于过程控制的OLE(OPC)作为一种工业标准,提供了硬件设备的统一"驱动",极大地简化了软件和硬件之间的通讯编程.利用天津―石家庄原油管道现有的SCADA系统,基于虚拟仪器开发平台LabView,采用负压波法、流量平衡法和实时模型法等多种泄漏检测方法实现管道泄漏的判断和定位,通过OPC实现与SCADA系统各站PLC之间的数据通讯,成功开发了一套基于SCADA的管道泄漏监测系统.与其他管道泄漏监测系统相比,该系统减少了其硬件设备与投入成本,且采用各站PLC数据缓存的方式获得所需数据,提高了原始数据的可靠性和准确性.现场试验证明了系统的良好性能,可为其他原油管道的泄漏监测提供指导.     

中俄原油管道漠大线通过国家环保现场检查

5月12日至15日,国家环境保护部东北督查中心会同华北督查中心和环评司组织黑龙江与内蒙古环境保护厅,以及沿线地市环保和渔业等部门,对中俄原油管道漠河至大庆段工程竣工环境保护进行现场检查。中国石油集团为深化中俄两国人民友谊在建设绿色管道上所做的工作,得到专家的充分肯定。     

三塘湖原油管道水击保护措施

三塘湖输油管道两次翻越天山,落差较大,易发生水击,导致输油泵机组和进站阀门突然关闭,使泵进出口侧和阀前后产生高低压波。为了防止高压波超过最大允许工作压力而导致管道破裂,低压波使稳态运行时压力较低管道的液流分离而诱发输油泵汽蚀,基于三塘湖原油管道的实际情况,通过采取管道电动阀调节压力、安装泄压阀和全线超前水击保护等多重保护措施,可以避免水击危害的发生。     

塔河油田原油集输管道弯管开裂原因

针对塔河油田原油集输管道进联合站弯管段发生开裂的问题,通过观察分析弯管段失效样的宏观形貌、化学组成、力学性能、金相组织、腐蚀产物形貌与成分,确定其开裂原因是:弯管材料的质量低,韧性和硬度不符合标准要求;输送介质中含水(大于60%)、含硫(1.64%),伴生气中含有一定量的H2S,且管道承受一定程度的低应力作用,在管输介质中腐蚀性成分和低应力的联合作用下,管道产生了硫化物应力腐蚀开裂;管输介质中高含量的Cl-,加速了管道的应力腐蚀开裂;弯管材料的硬度远高于标准要求,增加了其对应力腐蚀的敏感性。     

石兰原油管道投产异常工况与解决措施

石兰原油管道采用管道部分充热水、以油顶水、综合热处理的投产方式。针对投产过程中出现的异常工况,提出了相应的解决措施:泵出口阀开关异常,检查阀门信号与实际状态是否同向;液体管道投产过程中无流量显示,采用泵曲线、清管器跟踪以及摩阻损失计算等方法估算流量;根据管道倾角和清管器速度估算管内流体经过高点后的流速,高点后管道仍处于不满流状态,是管道沿线起伏较大且油水界面间未使用清管球隔离造成的,应适当采取减少混油的有效措施。     

管输原油损耗原因与改进措施

结合多年原油储运工作的实际情况,分析了管输原油损耗的构成及存在的问题,提出了采取密闭输油流程、合理安排储量、减少倒罐次数等方式降低蒸发损耗,并就进一步降低我国管输原油损耗提出了应加强原油储运的安全监控和对我国管输原油进行科学界定等项措施.     

苏丹GNPOC原油管道减阻剂工业试验及应用

介绍了在苏丹GNPOC原油长输管道超长管段上采用EP W2 0 3减阻剂进行工业试验及其应用情况。先后在 1号站和 3号站间进行 1号站单点注入减阻试验与增输试验 ,在 1号站和 2号站进行两点注入增输试验。其后开始例行两点注入工业应用。分析了减阻剂工业应用中存在的问题 ,由于原油来源发生变化 ,原油粘度升高 ,同时受到雨季环境条件的影响 ,导致该管道 2号、3号站间原油雷诺数大大降低 ,因此降低了减阻剂的作用效果     

漠大线多年冻土沼泽区管道融沉防治及温度监测

漠大线管道自投产以来,全年均为正温输送,且输送温度远高于设计预期温度,因而加速了管道周围冻土区的融化,管道容易发生融沉,安全性面临极大考验。结合漠大线投产后的实际运行情况,参考冻土区工程建设经验,设计了热棒与粗颗粒土换填相结合的多年冻土沼泽区域管道融沉防治方案,并在漠大线K305处完成了100 m示范段建设,并在示范段管道周围土壤中安装了温度监测系统,通过近一年的温度监测数据分析了目前示范段的融沉防治情况。结果表明：热棒的安装降低了管道地基的温度,增加了土壤的冷储量,起到了稳定地基的作用,而管道底部换填的粗颗粒土可以保障热棒的制冷作用不会引发管道冻胀灾害。     

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）     

中缅原油管道跨越国际河流定量环境风险评价

近年来,原油管道建设与环境保护的关系备受关注,为了全面评价中缅原油管道澜沧江跨越工程的环境风险水平,参照国内外原油管道风险评价的理论和方法,采用环境本底调查、环境风险识别、环境后果模拟等手段,对中缅原油管道澜沧江跨越管桥进行定量环境风险评价。结果表明：管道发生泄漏后,将对澜沧江沿岸的动植物、江水水质等产生较严重的影响,但是持续时间较短,不是永久性或者灾难性的;原油泄漏也不会对缅甸等澜沧江下游国家境内的江水水质造成影响。中缅原油管道澜沧江跨越环境风险在可接受的范围之内。通过本次环境风险评价,对原油管道跨越国际河流的环境影响定量评价进行了有益的探索。     

西部原油管道余热回收系统的设计与应用

西部原油管道冬季运行油品热处理外输出站温度达到50-55℃,不但损伤管道防腐层,而且造成能源浪费。为此,对乌鲁木齐首站、鄯善站原油加热系统进行余热回收技术改造,在热媒换热器的基础上增加了油油换热器,使热原油与进站冷油进行热量交换,对综合热处理后的原油进行余热回收,既满足了原油综合热处理65℃的温度要求和40℃出站的温度要求,又达到节能降耗的目的,实际节约能源近30％。同时,冬季运行投用余热回收装置后,可防止紧急停输再启输工况下输油泵因油温过高保护停泵及部分冷油进入下游,并满足急冷热处理后的外输条件。（图7,表6,参8）     

热历史对西部原油管道外输吐哈油物性的影响

针对重复热处理初始温度相同和不同两种情况,研究了热历史对西部原油管道冬季外输加剂吐哈油在沿线各站的凝点变化规律,结果表明:初始油温高于20℃,重复热处理对加剂吐哈油的凝点影响较小;初始油温低于20℃,重复热处理对油品的凝点影响较大,重复热处理温度在20～35℃之间将使原油物性明显恶化。开展了现场跟踪试验,结果表明:西部原油管输加剂吐哈油出站油温高于50℃、进站油温高于20℃,能够确保安全生产;出站油温为20～35℃,加剂吐哈油的凝点明显升高,安全生产将难以保证;采用首站一站式启炉,目前尚可满足管道安全运行的需要,一旦其因管道输量变化不能满足要求时,中间热泵站启炉热处理温度需避开20～35℃温度区间。     

原油流动性测量及在管输应用中的若干问题

高粘原油(特别是改性原油)的流动性与原油经历的热历史和剪切历史密切相关,在管输应用中,凝点(倾点)、流变曲线及屈服应力是表征原油低温流动性的主要参数,也是影响管输安全性和经济性的关键因素。分析讨论了这些参数的测量及测量结果在管输应用中的若干问题,主要包括凝点测定中观察液面的扰动剪切、分层原油凝点(倾点)的测量、平衡流变曲线测定中剪切率上行与下行的影响、含水原油流动性质的测定、原油屈服应力及其测定方法和管输应用等,并指出为管输应用提供数据的流动性测试应与管输条件的模拟密切结合起来。     

马岭及红井子原油冷掺输送的节能效果

为了使马惠宁输油管道的运行方案不断优化，在室内试验的基础上又进行了现场试验，将原“二，四，六”运行方案，改为“三，三，六”运动方案。改后的方案既满足了佃油生产又了能源。     

俄罗斯和哈萨克斯坦原油的硫化物腐蚀分析

通过试验测试,分析了俄罗斯和哈萨克斯坦原油中总硫含量和活性硫的分布,讨论了原油中活性硫与总硫含量、活性硫与腐蚀间的关系.为考察两种原油的硫化物对X70钢和X60钢的腐蚀性,在原油中以开路电位进行了试验,结果表明,X70钢的抗腐蚀性优于X60钢.     

库鄯输油管道光纤通信系统与SCADA系统的接口

介绍了库鄯输油管道的基本特点、ＳＣＡＤＡ系统的组成及接口的特征（机械特性、电器特性、功能特性和规程特性）。ＳＣＡＤＡ系统对点通信方式中通信接口的要求为６４ｋｂ／ｓ的同步通信方式；对点对多点通信中方式中通信接口的要求为１２００ｂ／ｓ的异步通信方式。根据此要求和接口特点，库鄯输油管道光纤通信系统的与ＳＣＡＤＡ系统 口在点地点通信方式中采用Ｖ．３５接口；在点对多点通信方式中采用Ｖ．２８／Ｖ．２４接口。