管輸工藝石油和天然氣

還不確定第一條原油管道何時建成。[3]管道運(yùn)輸發(fā)展的信譽(yù)受到爭議，[引證需要]與19世紀(jì)末弗拉基米爾舒霍夫和Branobel公司的競爭要求，以及首先建造2英寸（51毫米）鍛鐵管道的石油運(yùn)輸協(xié)會在19世紀(jì)60年代，從賓夕法尼亞州的一個油田到油溪的火車站，長達(dá)6英里（9.7公里）的軌道。管道通常是在陸地上運(yùn)輸大量石油，成品油或天然氣的最經(jīng)濟(jì)的方式。

天然氣（和類似的氣體燃料）被輕微加壓成液體，稱為天然氣液體（NGL）。小型NGL加工設(shè)施可以位于油田中，因此丁烷和丙烷液體在125磅/平方英寸（860 kPa）的輕微壓力下，可以通過鐵路，卡車或管道運(yùn)輸。丙烷可以用作油田中的燃料，以加熱油田中使用的石油鉆井工人或設(shè)備和卡車所使用的各種設(shè)施。 EG：丙烷將在輕壓，100 psi的壓力下從氣體轉(zhuǎn)化為液體，根據(jù)溫度提供或取出，并在零售站以低于125 psi（860 kPa）的速度泵入汽車和卡車。管道和軌道車使用的壓力是壓力的兩倍，以250 psi（1,700 kPa）的速度泵送。

由于成千上萬的天然氣加工廠位于油田內(nèi)或油田附近，因此將丙烷運(yùn)往市場的距離要短得多。北達(dá)科他州，蒙大拿州，曼尼托巴省和薩斯喀徹溫省天然氣田的許多巴肯盆地石油公司將該油田的NGL分開，允許鉆井商將丙烷直接出售給小批發(fā)商，從而消除了煉油廠對丙烷或丁烷產(chǎn)品和價格的大規(guī)?？刂?。

最近在北美開始運(yùn)營的主要管道是TransCanada天然氣管線，向北穿越尼亞加拉地區(qū)，與來自賓夕法尼亞州的Marcellus頁巖氣和其他與甲烷或天然氣源相連的橋梁進(jìn)入加拿大安大略省。 2012年秋季，供應(yīng)安大略省所有天然氣的16%。

這種新的美國天然氣取代了原先從加拿大西部阿爾伯塔省和曼尼托巴省運(yùn)往安大略省的天然氣，因此從氣源到消費(fèi)者的距離明顯縮短，從而放棄了政府監(jiān)管的管道運(yùn)輸費(fèi)用。與鐵路運(yùn)輸相比，管道單位成本更低，容量更高。出于多種原因，管道優(yōu)于卡車運(yùn)輸。已完成的管道上的就業(yè)僅占卡車運(yùn)輸行業(yè)的1%。

為了避免延誤和美國政府的監(jiān)管，北達(dá)科他州的許多小型，中型和大型石油生產(chǎn)商決定在加拿大北部運(yùn)輸一條輸油管道，以便從西向東與加拿大石油管道運(yùn)輸石油進(jìn)行會面。這使得Bakken盆地和Three Forks石油生產(chǎn)商能夠獲得更高的石油協(xié)議價格，因?yàn)樗鼈儾粌H限于美國的一個批發(fā)市場。北達(dá)科他州北威爾士頓最大的油田距離加拿大 - 美國邊境和馬尼托巴僅約85英里或137公里。共同基金和合資企業(yè)是新的石油和天然氣管道的重要投資者。在2012年秋季，美國開始向歐洲出口丙烷，即LPG，因?yàn)榕l(fā)價格遠(yuǎn)高于北美。此外，正在從北達(dá)科他州到伊利諾伊州建造一條管道，通常稱為Dakota Access Pipeline。

隨著越來越多的北美管道建成，美國三個沿海地區(qū)的液化天然氣，丙烷，丁烷和其他天然氣產(chǎn)品的出口量將進(jìn)一步增加。為了提供見解，北達(dá)科他州巴肯地區(qū)的石油產(chǎn)量從2007年到2015年增長了600%。北達(dá)科他州的石油公司正在通過油罐車運(yùn)輸大量的石油，因?yàn)樗麄兛梢詫⑹鸵龑?dǎo)到市場，提供最優(yōu)惠的價格，而軌道車可以用來避免擁擠的石油管道將油輸送到不同的管道中。為了更快地將石油推向市場，或者為了不那么繁忙的煉油廠。但是，管道提供了更便宜的運(yùn)輸方式。

加拿大的Enbridge正在申請撤銷從東到西（9號線）的石油管道，并將其擴(kuò)建并用它向東運(yùn)送加拿大西部的瀝青油。從每天250,000桶當(dāng)量的管道，它將擴(kuò)大到每天100萬至130萬桶。到2014年初，它將把西部石油運(yùn)往安大略省，密歇根州，俄亥俄州，賓夕法尼亞州，魁北克省和紐約州的煉油廠。新不倫瑞克省還將對這些加拿大西部原油進(jìn)行精煉，并從其深水油ULCC向歐洲出口一些原油和成品油。裝貨港。

雖然管道可以在海底建造，但該過程在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上要求很高，因此海上的大部分石油都是由油輪運(yùn)輸?shù)摹Ｍ瑯?，以LNG的形式運(yùn)輸天然氣通常更經(jīng)濟(jì)可行，但LNG和管道之間的盈虧平衡點(diǎn)將取決于天然氣的體積及其行進(jìn)的距離。

Enbridge Sandpiper管道建議將有價值的石油從北達(dá)科他州西部轉(zhuǎn)移到明尼蘇達(dá)州西北部。管道直徑為24-30英寸。它每天將攜帶超過30萬桶石油，波動性為32.

管輸工藝市場

在2008年經(jīng)濟(jì)衰退之前，石油和天然氣管道建設(shè)的市場規(guī)模經(jīng)歷了巨大的增長。在2009年步履蹣跚之后，隨著能源產(chǎn)量的增長，對管道擴(kuò)建和更新的需求隨后增加。到2012年，將近32,000英里的北美管道正在規(guī)劃或正在建設(shè)中。當(dāng)管道受到限制時，額外的管道產(chǎn)品運(yùn)輸選擇可包括使用減阻劑，或通過卡車或鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品。

管輸工藝建設(shè)和運(yùn)營

輸油管道由鋼管或塑料管制成，內(nèi)徑通常為4至48英寸（100至1,220毫米）。大多數(shù)管道通常埋在約3至6英尺（0.91至1.83米）的深度。為了保護(hù)管道免受沖擊，磨損和腐蝕，使用了多種方法。這些可包括木材包膠（木板條），混凝土涂料，巖石，高密度聚乙烯，進(jìn)口沙墊和填充機(jī)。

原油含有不同量的石蠟，在較冷的氣候中，蠟可能在管道內(nèi)發(fā)生積聚。這些管道通常使用清管器進(jìn)行檢查和清潔，使用稱為“豬”的設(shè)備對管道進(jìn)行各種維護(hù)操作。這些設(shè)備也被稱為“刮刀”或“Go-devils”。 “智能豬”（也稱為“智能豬”）用于檢測管道中的異常情況，如凹陷，腐蝕，開裂或其他機(jī)械損傷引起的金屬損失。這些裝置從豬發(fā)射器站發(fā)射并穿過管道，在下游的任何其他站點(diǎn)接收，清潔蠟沉積物和可能已累積在管線內(nèi)的材料或檢查和記錄管線狀況。

對于天然氣，管道由碳鋼制成，直徑從2到60英寸（51到1,524毫米）不等，具體取決于管道的類型。氣體由壓縮機(jī)站加壓，除非與管理機(jī)構(gòu)要求的硫醇?xì)馕痘旌?，否則無氣味。

Pipeline和Gas Journal的全球調(diào)查數(shù)據(jù)表明，118,623英里（190,905公里）的管道正在規(guī)劃和建設(shè)中。其中，88,976英里（143,193公里）代表規(guī)劃和設(shè)計階段的項目; 29,647英里（47,712公里）反映了不同施工階段的管道。液體和氣體通過管道輸送，任何化學(xué)穩(wěn)定的物質(zhì)都可以通過管道輸送。管道存在用于運(yùn)輸原油和精煉石油，燃料（如石油，天然氣和生物燃料）以及其他流體，包括污水，泥漿，水，啤酒，熱水或蒸汽，用于較短距離。當(dāng)管道需要在山上移動時，或者由于考慮到蒸發(fā)，污染或環(huán)境影響而導(dǎo)致運(yùn)河或渠道選擇不當(dāng)時，管道可用于長距離輸送飲用水或灌溉用水。

輸油管道由鋼管或塑料管制成，通常埋在地下。油沿著管道通過泵站移動通過管道。天然氣（和類似的氣體燃料）輕微加壓成稱為天然氣液體（NGL）的液體。天然氣管道由碳鋼制成。氫氣管道輸送是通過管道輸送氫氣。輸送易燃或爆炸性材料（如天然氣或石油）的管道存在特殊的安全問題，并且發(fā)生了各種事故。管道可能成為盜竊，破壞，破壞甚至恐怖襲擊的目標(biāo)。在戰(zhàn)爭中，管道通常是軍事攻擊的目標(biāo)。

高毒性氨在理論上是通過長距離管道運(yùn)輸?shù)淖钗ｋU物質(zhì)。然而，氨運(yùn)輸線上的事件并不常見 - 與工業(yè)氨加工設(shè)備不同。一條主要的氨管道是 烏克蘭Transammiak線路連接俄羅斯的TogliattiAzot設(shè)施和出口的黑海港口敖德薩。

管道已被用于巴西的乙醇運(yùn)輸，巴西和美國也有幾個乙醇管道項目。與管道輸送乙醇有關(guān)的主要問題是其腐蝕性和吸收管道中的水和雜質(zhì)的傾向，這不是石油和天然氣的問題。數(shù)量不足和成本效益是限制乙醇管道建設(shè)的其他考慮因素。

泥漿管道有時用于從礦井運(yùn)輸煤或礦石。待輸送的物料在引入管道之前與水緊密混合;在遠(yuǎn)端，材料必須干燥。一個例子是一條525公里（326英里）的泥漿管道，計劃將鐵礦石從Minas-Rio礦（每年生產(chǎn)2650萬噸）運(yùn)輸?shù)桨臀鞯腁?u港。一個現(xiàn)有的例子是位于澳大利亞塔斯馬尼亞的85公里（53英里）Savage River Slurry管道，可能是世界上第一條建于1967年的管道。它包括一個366米（1,201英尺）的橋梁跨度167米（548英尺） ）在薩維奇河上方。

主條目：氫氣管道運(yùn)輸

氫氣管道輸送是通過管道輸送氫氣作為氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。氫氣管道輸送用于連接氫氣生產(chǎn)或氫氣輸送點(diǎn)與需求點(diǎn)，運(yùn)輸成本與CNG相似，該技術(shù)得到證實(shí)。大多數(shù)氫氣是在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施每50到100英里（160公里）的需求地點(diǎn)生產(chǎn)的。1938年萊茵 - 魯爾240公里（150英里）的氫氣管道仍在運(yùn)行。[22]截至2004年，美國有900英里（1,400公里）的低壓氫氣管道，歐洲有930英里（1,500公里）。

在建造管道時，建設(shè)項目不僅包括鋪設(shè)管道和建造泵/壓縮機(jī)站的土木工程工作，還必須涵蓋與支持遠(yuǎn)程操作的現(xiàn)場設(shè)備的安裝相關(guān)的所有工作。

管道沿著所謂的“通行權(quán)”路由。管道通常使用以下階段開發(fā)和建造：

開放季節(jié)以確定市場興趣：潛在客戶有機(jī)會注冊新管道的部分容量權(quán)利。

路線（路權(quán)）選擇

管道設(shè)計：管道項目可采取多種形式，包括建造新管道，將現(xiàn)有管道從一種燃料類型轉(zhuǎn)換為另一種燃料類型，或改進(jìn)當(dāng)前管道路線上的設(shè)施。

獲得批準(zhǔn)：一旦設(shè)計完成并且第一個管道客戶購買了他們的容量份額，該項目必須得到相關(guān)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。

調(diào)查路線

清除路線

挖溝 - 主要道路和過境點(diǎn)（道路，鐵路，其他管道等）

安裝管道

安裝閥門，交叉路口等

覆蓋管道和溝槽

測試：一旦施工完成，新管道將進(jìn)行測試以確保其結(jié)構(gòu)完整性。這些可能包括水壓試驗(yàn)和線路包裝。[38]

俄羅斯有“管道部隊”作為后勤服務(wù)的一部分，他們接受過培訓(xùn)，可以建造和修理管道。俄羅斯是擁有管道部隊的國家。

因?yàn)橄♂寗┑娜軇┎糠滞ǔ０瑩]發(fā)性芳族化合物如石腦油和苯，所以可以預(yù)期合理快速的載體蒸發(fā)可以跟隨地上溢出 - 表面上能夠通過僅留下遷移緩慢的粘性殘余物來及時干預(yù)。盡量減少石油化學(xué)蒸汽暴露的有效方案已經(jīng)確立，并且從管道溢出的石油不太可能到達(dá)含水層，除非采用另一種載體（例如一系列暴雨）進(jìn)行不完全修復(fù)。

將苯和其他揮發(fā)性有機(jī)化合物（統(tǒng)稱為BTEX）引入地下環(huán)境會加劇管道泄漏帶來的威脅。特別是如果隨后下雨，管道破裂將導(dǎo)致BTEX溶解和苯在水中的平衡，然后將混合物滲透到含水層中。苯可導(dǎo)致許多健康問題，并且對于飲用水，EPA最大污染物水平（MCL）設(shè)定為5μg/ L是致癌的。盡管尚未對其進(jìn)行充分研究，但單一苯暴露事件與急性致癌作用有關(guān)。此外，家畜（主要是牛）接觸苯已被證明會引起許多健康問題，例如神經(jīng)毒性，胎兒受損和致命中毒。

可以直接檢查地上管道的整個表面是否存在材料破壞。匯集的石油是明確的，容易被發(fā)現(xiàn)，并指出所需修理的位置。由于遠(yuǎn)程檢測的有效性受到監(jiān)測設(shè)備成本，傳感器之間的差距以及需要解釋的數(shù)據(jù)的限制，埋地管道中的小泄漏有時會被檢測不到。

管道開發(fā)人員并不總是優(yōu)先考慮有效的泄漏監(jiān)控。埋地管道減少投訴。它們在環(huán)境溫度下與極端絕緣，它們不受紫外線的影響，并且它們較少暴露于光降解。埋地管道與空中碎片，電風(fēng)暴，龍卷風(fēng)，颶風(fēng)，冰雹和酸雨相隔離。它們受到保護(hù)，不受筑巢鳥類，車轍哺乳動物和流浪糞便的影響。埋地管道不易受到事故損壞（例如汽車碰撞）的影響，并且不易受到破壞者，破壞者和恐怖分子的侵害。2100433B

輸煤裝置簡介

用管道輸煤或輸送其它固體礦物都以液體為介質(zhì)，也就是固體加液體制成漿體后,再經(jīng)管道輸送。管道輸煤系統(tǒng)由制漿廠、管道與泵站、終端脫水廠三個主要部分組成，同時還包括供水、供電、通訊和自動控制等有關(guān)配套措施。首先在原煤廠內(nèi)，經(jīng)過初步分選和破碎礦石，在泵駁機(jī)中加工成粒度、濃度合適管道輸送要求的煤水夾雜漿體(煤水比例各約占50%)，然后采用多級泵站，把煤漿壓進(jìn)管道，并選擇一定的流速，以穩(wěn)流輸送方式輸送煤漿，最后經(jīng)過專門的脫水裝備，把煤漿制成含水15%左右的粉煤供電廠使用。管道輸煤,可以實(shí)現(xiàn)長距離、高運(yùn)量、低成本地運(yùn)輸煤炭。管道藏匿于凍土之下，具有施工周期短、地形順應(yīng)性強(qiáng)、占用耕地少、無污染、無消耗等優(yōu)點(diǎn)，而且自動化水平高。但管道輸煤也存在單品種、單向運(yùn)輸和運(yùn)量固定等局限。

1891年，輸煤管道技術(shù)就已在美國出現(xiàn)。不過，全美國，也是全球第一條商業(yè)性輸煤管道時隔66年后才建成。這條毗連俄荷俄州喬治城選煤廠和東圖電廠的小型輸煤管道運(yùn)行5年后，因受萬噸單元列車開行的沖擊而關(guān)閉。爾后，為了輸送亞利桑那州的煤炭，供給內(nèi)華達(dá)州發(fā)電用煤，美國修建了從菲邁莎露天煤礦到莫哈夫電廠的跨州輸煤管道。這條管道1970年建成，長439千米，年運(yùn)煤量約500萬噸，至今仍平安運(yùn)行。其間，煤炭運(yùn)輸成本和發(fā)電成本年年下降，使莫哈夫電廠效益名列全美第二。可是，由于鐵路財團(tuán)竭力否決，美國鐵路和交通十分蓬勃，輸煤管道再也沒有新的成長。

輸煤裝置我國管道輸煤

1995年，我國煤炭產(chǎn)量已達(dá)12億噸，占世界的第一位。但我國煤炭分布極不平衡：東少西多,南少北多。60-70%的煤炭儲量集中在山西、陜西和內(nèi)蒙西部。在北煤南運(yùn)、西煤東運(yùn)的形式下,煤炭生產(chǎn)同煤炭運(yùn)輸之間存在較突出的矛盾。

煤炭運(yùn)輸有水運(yùn)、鐵路和公路三種途徑。由于北方缺少便于航運(yùn)的江河，水運(yùn)是欠發(fā)達(dá)的。公路短途運(yùn)輸便當(dāng)，但遠(yuǎn)程運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)?？焖俣?jīng)濟(jì)地長距離運(yùn)輸煤炭只有鐵路。面臨日益增加的煤炭產(chǎn)量和需求，鐵路沒法一柱擎天，需要尋覓其它運(yùn)輸方式。經(jīng)過長期研究論證，煤炭部門于1981年提出管道輸煤，為西煤、北煤外運(yùn)再找一條前途。

1982年，清華大學(xué)和唐山煤礦學(xué)院牽頭做了我國管道輸煤的理論研究和實(shí)驗(yàn)工作，科研人員在煤漿穩(wěn)定性、輸送速度和阻力特征等方面實(shí)現(xiàn)了突破，管道運(yùn)輸煤技術(shù)上已成熟。經(jīng)過多方面綜合論證，煤炭部門把我國第一條輸煤管道選擇在山西榆縣至山東淮坊之間。位于山西中部的榆縣，煤炭產(chǎn)量很是豐碩，但相當(dāng)一部分煤運(yùn)不出去；而山東膠東半島地域近幾年經(jīng)濟(jì)成長很快，發(fā)電用煤欠缺，淮坊電廠二期擴(kuò)建工程行將開工。選擇這樣一條輸煤管道，既解決了山西煤炭外運(yùn)問題，又解決了山東發(fā)電用煤問題。設(shè)計中的榆濰輸煤管道全長600千米，年輸送能力500萬噸。1996年7月，國家計委正式核準(zhǔn)總投資30億元的榆濰輸煤管道立項。

長輸管道儲氣研究背景

天然氣管道建設(shè)施工中，站間干燥作為施工的最后一道工序，其主要作用是清除試壓后管道內(nèi)的殘留水，這對于管道的安全投產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。如果管道內(nèi)存有積水，不僅使管道內(nèi)壁（如焊道）產(chǎn)生腐蝕，還可能與所輸天然氣中的雜質(zhì)（如H2S、CO2）生成水合物，水合物越積越多，最終可能導(dǎo)致堵塞，影響管道的正常運(yùn)行，甚至造成管道癱瘓。

西氣東輸二線管道工程東段施工過程中，受多種因素的影響，管道安裝工期被多次壓縮，對關(guān)鍵線路關(guān)鍵工序產(chǎn)生很大影響。對于一些控制性工程，如隧道、定向鉆，受空間和地質(zhì)等不確定因素影響，難以采用增加人力、設(shè)備資源等趕工措施，使得管道干燥工序的施工時間沒有調(diào)整的空間。

經(jīng)過研究分析，決定采用以截斷閥室為節(jié)點(diǎn)，對未連通段兩端相鄰段先期分段干燥，然后利用截斷閥門關(guān)斷對已干燥完管段進(jìn)行儲氣升壓，待整體貫通后利用儲氣壓力對未干燥段進(jìn)行吹掃干燥，以達(dá)到露點(diǎn)要求的施工方法。 該干燥工藝在西二線東段輸氣工程中進(jìn)行實(shí)施，既有效地保證了干燥質(zhì)量，又縮短了施工周期，保證了按期投產(chǎn)，取得了良好的實(shí)施效果。

長輸管道儲氣儲氣升壓平衡干燥的基本原理

儲氣升壓干空氣干燥主要是利用低露點(diǎn)空氣對管道進(jìn)行低壓連續(xù)吹掃，使殘留在管道內(nèi)壁及低洼處的水以水蒸氣的形式進(jìn)入干空氣，并隨著干空氣排出的過程。管道內(nèi)水汽壓力與外部輸入干空氣的水汽壓力之間的差值越大、管道內(nèi)水氣化的動力越大，氣化速度越快。進(jìn)入管道內(nèi)的干空氣的露點(diǎn)越低，則含水量也越低，管道內(nèi)干燥動力越大。注入管內(nèi)的干空氣壓力越高、流量越大，干空氣在管道內(nèi)流動速度越快，則管道干燥速度越快。干燥時間越長，干燥效果越好。

管道內(nèi)殘余水被干空氣干燥的過程是吸熱過程，熱源來自管道周圍的大地，通過管壁傳導(dǎo)，水分子獲得足夠熱量，轉(zhuǎn)化為分子動能，在干空氣內(nèi)低壓水汽的壓力差值驅(qū)動下，進(jìn)入干空氣。因此，干燥的速度和質(zhì)量與干空氣的露點(diǎn)、流量有很大關(guān)系。

在西氣東輸二線管道工程中，管道干燥的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是管道末端出口處空氣露點(diǎn)不高于-20℃，注入干空氣的露點(diǎn)不高于-40℃。

長輸管道儲氣研究結(jié)論

采用儲氣升壓平衡干燥工藝，在西二線東段施工工期緊的情況下有效地解決了線路安裝與干燥施工的矛盾，將站間干燥作業(yè)按照閥室間距為最小單元進(jìn)行分段，采取線路貫通一段，干燥施工一段，封閉一段，利用相鄰段儲氣升壓方式進(jìn)行干燥氣源儲備，保證貫通后短時間內(nèi)達(dá)到干燥要求，確保了管道按期投產(chǎn)。儲氣升壓平衡干燥工藝充分采用時間統(tǒng)籌方法，與線路實(shí)施交叉施工，在保證干燥質(zhì)量的前提下，有效地縮短了投產(chǎn)關(guān)鍵工期，降低了投產(chǎn)安全風(fēng)險，具有較高的使用和推廣價值。

第一章 油氣集輸相關(guān)知識

第一節(jié) 機(jī)械制圖知識

第二節(jié) 電工基礎(chǔ)知識

第三節(jié) 常用工具、用具、量具

第四節(jié) 安全生產(chǎn)知識

第二章 油氣集輸工藝

第一節(jié) 油氣集輸知識

第二節(jié) 油氣集輸工藝流程

第三節(jié) 油氣集輸工藝流程圖的繪制和識讀

第四節(jié) 油氣集輸管閥工藝安裝圖的識讀

第五節(jié) 油氣集輸設(shè)備

第三章 原油脫水工藝

第一節(jié) 原油脫水知識

第二節(jié) 原油脫水工藝流程

第三節(jié) 原油脫水設(shè)備2100433B