论文部分内容阅读
摘 要：作为重要一环的能源保障系统，汽油储运在国民经济建设里面占有着非常重要的位置。在社会经济发展中，国家油气资源战略实施是标志着油气储运设施建设迈入新的发展时期。了解原油、成品油、天然气储存跟运输的历史跟现在的情况，简单描述我国的油气储运工业发展的过程。介绍油气储运在科学技术跟管理领域中研究的最新成果，对我国油气储运技术的发展结合我国相关的国情进行讨论。
关键词：油气储运；盾构； 管道施工；油罐
最近几年是我国长输管道建设蓬勃发展的时期，由于管道直径增大、输送压力提高，使得管道壁厚增大，钢材钢级提高，这就要求管道施工技术水平更高，使得施工难度加大。尤其是世界级的大型管道工程―― 西气东输工程，西起新疆东到上海，横跨中国大陆。干线全长3800 km，经过各种复杂的地形、地貌；管径大、设计压力高、刚级高、管壁厚。全线采用三层PE外防腐和内建阻图层，一类地区采用螺旋焊管，二、三、四类地区采用直缝埋弧焊管；并首次采用管道全位置自动焊、自动超声波检测。盾构等技术和符合国际标准的HSE管理，该工程大型穿跨越工程多：隧道穿越长江黄河各1次，大型顶管加定向钻穿越黄河1次；定向钻穿穿越淮河1次，穿越其他大型河流12次，穿越中型河流80处，跨越黄河1次，穿越公路648处。线路工程共建设战场35座，通信系统采用卫星通信。下面分别介绍各种新技术的现状。
1 国内外长输管道施工技术现状
1.1 线路规划
我国现今已成功应用遥感技术进行管道设计，优化了线路方案，提高了选定线效率和对穿越方案的精细解释分析，利用数字高程模型和数字线划地图及遥感影像，生成三维地面立体景观，在计算机上实现了空中漫游观察线路。
1.2 管道自动焊
在西气东输工程中，采用了两种全位置自动焊焊接方式：一种是NOREAST内焊机根焊+PAW2000国产外焊机热焊、填充、盖面焊和NOREAST内焊机根焊+NOREAST外焊机热焊、填充、盖面焊焊接方式。运用这两种焊接技术共完成管线焊接约670 km。可以说，国内已经全面掌握了管道全位置自动焊内、外焊接技术。
1.3 定向钻穿越施工技术
自20世纪80年代中國石油天燃气管道局引进大型定向钻穿越设备以来，已经进行了30年的管道穿越工程实践，目前已经掌握除卵石含量大于20%的各种地质条件下的穿越施工方法，可穿越大、中、小型河流。到目前为止，共完成302条河流穿越，总长度达150 km，其代表工程有：钱塘江、黄浦江、吴淞江、淮河、长江、黄河、尼罗河穿越等。2002年7月完成的钱塘江定向钻穿越以2308 m穿越长度早入吉尼斯世界记录。
1.4 泥水平衡盾构穿越技术
盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动刚筒结构。盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。中国石油管道局在忠―― 武输气管红花套长江江底隧道工程中采用了泥水平衡盾构穿越技术。
2 管道施工技术的发展趋势
2.1 管道自动焊接术、装备应不断完善和国产化
管道自动焊的技术先进性，使得采用这种焊接工艺施工更具人性化，施工效率高，能够更好地保护环境，适应社会发展的需要。因此，今后国内管道工程建设，在条件允许的情况下，应尽可能地采用自动焊技术，使其不断发展和完善，同时，随着自动焊机及配套装置的不断更新，完全实现国产化，将会对自动焊技术的发展起到极大的推动作用。
2.2 水网地区管道施工装备标准化和施工技术完善
西气东输江南水网地区的地基承载力低、施工条件恶劣，给管道施工带来很大困难，经过各参见队伍的努力，创新了多种施工方法，比较顺利地完成管道建设任务。但同回头来看，我们的作业环境还是非常差，多数作业设备不能正常发挥作用，施工效率低，经济效益差，对施工企业的发展不利。因此，需要根据水网地区的地质地貌特点，研发与之相适应的标准化作业设备及配套的施工技术，减轻施工作业人员的劳动强度，提高作业效率和工程质量。
2.3 探索、完善大型顶管和盾构穿越技术
大型顶管和盾构穿越均是国内新引进的大型河流穿越技术，目前虽掌握了操作工艺，但复杂地质条件下的施工技术，尤其是各相关工序配套施工技术还需要进一步探索和完善，以提高穿越的成功率和施工效率。
2.4 施工新技术的开发
为了提高管道设计、运营管理水平，油气输送管道正向数字化方向发展，与之相配套的施工作业也要满足数字管道的要求，需要研究数字管道施工技术和装备。新型输送介质LNG、LPG管道，需要研究新的焊接工艺及焊接方法。中俄管线的建设需要研究冻土地区的管道施工技术及装备，以及新型防腐材料及施工技术、装备。
3 油罐施工的技术现状与发展趋势
20世纪70年代后期到80年代，我国政治经济形势发生了翻天覆地的变化，石油工业也迅猛发展，储罐建设随之发生了巨大的变化。首先，从分布地域上来看，原来的油气田及炼油厂。石油化工厂均在内地，油罐也建在内地。随着改革开放政策的实施，我国石油进出口量增大，再加上海上石油的开采，使石油储罐建设在沿海地区得到迅速发展。其次，储罐的容积也不断向大型化发展。自1985年从日本引进100000 m3浮顶罐的设计和施工技并在秦皇岛建成之后，陆续又引进建造了40多台100000 m3浮顶油罐，国内第一台150000 m3浮顶罐2005年在江苏仪征建成并投入使用，并且开始研制大型储罐用国产钢材。但是，从我国现有油罐来看，绝大部分油罐的容积不超过50000 m3，而且50000 m3油罐所用钢材的大部分是从日本或其他国家进口的，国产钢材主要是16MnR，因其强度较低，使50000 m3浮顶罐下部第一节壁板厚达34 mm，给大型储罐的建造带来了很大的困难。
根据我国石油及化工企业的发展状况，今后储罐的发展方向是大容积、国产化。自动焊和国产化等。根据有关资料分析：储罐容积越大，单位容积的钢材耗用量越低，建罐投资相应节省，同时灌区总占地面积也越小。最为经济的是125000 m3浮顶罐，150000 m3储罐和100000 m3储罐次之，50000 m3容积储罐的经济型最差。因而。我国的储罐应以125000 m3为首选对象，尽可能避免建造50000 m3及其以下的小容积储罐。
从施工角度来看，尽管我们根据日本以有关国家的规范，结合我国具体情况，首创了各种大型储罐的施工方法，但是在大型储罐的自动焊设备方面，目前尚不过关，特别是与引进的高强度钢材相匹配的自动焊丝，尚依赖进口，这是今后我们建造大型储罐所必须解决的课题。
参考文献 ：
[1] 周德培，张俊云.植被护坡工程技术[M].北京：人民交通出版社，2003.
[2] 严大凡.输油管道设计与管理[M].北京：石油工业出版社，1986.
关键词：油气储运；盾构； 管道施工；油罐
最近几年是我国长输管道建设蓬勃发展的时期，由于管道直径增大、输送压力提高，使得管道壁厚增大，钢材钢级提高，这就要求管道施工技术水平更高，使得施工难度加大。尤其是世界级的大型管道工程―― 西气东输工程，西起新疆东到上海，横跨中国大陆。干线全长3800 km，经过各种复杂的地形、地貌；管径大、设计压力高、刚级高、管壁厚。全线采用三层PE外防腐和内建阻图层，一类地区采用螺旋焊管，二、三、四类地区采用直缝埋弧焊管；并首次采用管道全位置自动焊、自动超声波检测。盾构等技术和符合国际标准的HSE管理，该工程大型穿跨越工程多：隧道穿越长江黄河各1次，大型顶管加定向钻穿越黄河1次；定向钻穿穿越淮河1次，穿越其他大型河流12次，穿越中型河流80处，跨越黄河1次，穿越公路648处。线路工程共建设战场35座，通信系统采用卫星通信。下面分别介绍各种新技术的现状。
1 国内外长输管道施工技术现状
1.1 线路规划
我国现今已成功应用遥感技术进行管道设计，优化了线路方案，提高了选定线效率和对穿越方案的精细解释分析，利用数字高程模型和数字线划地图及遥感影像，生成三维地面立体景观，在计算机上实现了空中漫游观察线路。
1.2 管道自动焊
在西气东输工程中，采用了两种全位置自动焊焊接方式：一种是NOREAST内焊机根焊+PAW2000国产外焊机热焊、填充、盖面焊和NOREAST内焊机根焊+NOREAST外焊机热焊、填充、盖面焊焊接方式。运用这两种焊接技术共完成管线焊接约670 km。可以说，国内已经全面掌握了管道全位置自动焊内、外焊接技术。
1.3 定向钻穿越施工技术
自20世纪80年代中國石油天燃气管道局引进大型定向钻穿越设备以来，已经进行了30年的管道穿越工程实践，目前已经掌握除卵石含量大于20%的各种地质条件下的穿越施工方法，可穿越大、中、小型河流。到目前为止，共完成302条河流穿越，总长度达150 km，其代表工程有：钱塘江、黄浦江、吴淞江、淮河、长江、黄河、尼罗河穿越等。2002年7月完成的钱塘江定向钻穿越以2308 m穿越长度早入吉尼斯世界记录。
1.4 泥水平衡盾构穿越技术
盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动刚筒结构。盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。中国石油管道局在忠―― 武输气管红花套长江江底隧道工程中采用了泥水平衡盾构穿越技术。
2 管道施工技术的发展趋势
2.1 管道自动焊接术、装备应不断完善和国产化
管道自动焊的技术先进性，使得采用这种焊接工艺施工更具人性化，施工效率高，能够更好地保护环境，适应社会发展的需要。因此，今后国内管道工程建设，在条件允许的情况下，应尽可能地采用自动焊技术，使其不断发展和完善，同时，随着自动焊机及配套装置的不断更新，完全实现国产化，将会对自动焊技术的发展起到极大的推动作用。
2.2 水网地区管道施工装备标准化和施工技术完善
西气东输江南水网地区的地基承载力低、施工条件恶劣，给管道施工带来很大困难，经过各参见队伍的努力，创新了多种施工方法，比较顺利地完成管道建设任务。但同回头来看，我们的作业环境还是非常差，多数作业设备不能正常发挥作用，施工效率低，经济效益差，对施工企业的发展不利。因此，需要根据水网地区的地质地貌特点，研发与之相适应的标准化作业设备及配套的施工技术，减轻施工作业人员的劳动强度，提高作业效率和工程质量。
2.3 探索、完善大型顶管和盾构穿越技术
大型顶管和盾构穿越均是国内新引进的大型河流穿越技术，目前虽掌握了操作工艺，但复杂地质条件下的施工技术，尤其是各相关工序配套施工技术还需要进一步探索和完善，以提高穿越的成功率和施工效率。
2.4 施工新技术的开发
为了提高管道设计、运营管理水平，油气输送管道正向数字化方向发展，与之相配套的施工作业也要满足数字管道的要求，需要研究数字管道施工技术和装备。新型输送介质LNG、LPG管道，需要研究新的焊接工艺及焊接方法。中俄管线的建设需要研究冻土地区的管道施工技术及装备，以及新型防腐材料及施工技术、装备。
3 油罐施工的技术现状与发展趋势
20世纪70年代后期到80年代，我国政治经济形势发生了翻天覆地的变化，石油工业也迅猛发展，储罐建设随之发生了巨大的变化。首先，从分布地域上来看，原来的油气田及炼油厂。石油化工厂均在内地，油罐也建在内地。随着改革开放政策的实施，我国石油进出口量增大，再加上海上石油的开采，使石油储罐建设在沿海地区得到迅速发展。其次，储罐的容积也不断向大型化发展。自1985年从日本引进100000 m3浮顶罐的设计和施工技并在秦皇岛建成之后，陆续又引进建造了40多台100000 m3浮顶油罐，国内第一台150000 m3浮顶罐2005年在江苏仪征建成并投入使用，并且开始研制大型储罐用国产钢材。但是，从我国现有油罐来看，绝大部分油罐的容积不超过50000 m3，而且50000 m3油罐所用钢材的大部分是从日本或其他国家进口的，国产钢材主要是16MnR，因其强度较低，使50000 m3浮顶罐下部第一节壁板厚达34 mm，给大型储罐的建造带来了很大的困难。
根据我国石油及化工企业的发展状况，今后储罐的发展方向是大容积、国产化。自动焊和国产化等。根据有关资料分析：储罐容积越大，单位容积的钢材耗用量越低，建罐投资相应节省，同时灌区总占地面积也越小。最为经济的是125000 m3浮顶罐，150000 m3储罐和100000 m3储罐次之，50000 m3容积储罐的经济型最差。因而。我国的储罐应以125000 m3为首选对象，尽可能避免建造50000 m3及其以下的小容积储罐。
从施工角度来看，尽管我们根据日本以有关国家的规范，结合我国具体情况，首创了各种大型储罐的施工方法，但是在大型储罐的自动焊设备方面，目前尚不过关，特别是与引进的高强度钢材相匹配的自动焊丝，尚依赖进口，这是今后我们建造大型储罐所必须解决的课题。
参考文献 ：
[1] 周德培，张俊云.植被护坡工程技术[M].北京：人民交通出版社，2003.
[2] 严大凡.输油管道设计与管理[M].北京：石油工业出版社，1986.