不斷創新的中國油氣管道技術

張瑞鵬　王麗娟　姚士洪

摘要：文章結合中國油氣管道業發展的歷程，從管道勘察設計技術、管道施工安裝技術、管道輸油氣技術服務技術等三大技術領域，詳細剖析了科技創新給中國油氣管道業帶來的發展變化。

關鍵詞：科技創新；油氣管道；輸油管線

中圖分類號：TE973文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）14-0178-02

中國油氣管道業從無到有、從弱到強的發展歷程證明，是依靠科技創新促進了中國油氣管道技術的不斷發展，是科技創新為中國油氣管道業插上了騰飛的翅膀。

一、中國油氣管道業發展歷程

中國是最早使用管子輸送流體的國家。據史料記載，早在公元前的秦漢時期，我們的祖先就利用打通了的竹節輸送鹵水。

1958年，我國建成了克拉瑪依～獨山子的輸油管道，這是我國依靠自主創新建設的國內第一條長距離原油輸送管道，也是我國長輸管道建設史上的一次有益嘗試。

20世紀70年代，以大慶～鐵嶺輸油管道（即東北“八三”管道）的建設為標志，掀起了中國管道建設史上的第一次發展高峰，先后興建了貫穿東北、華北和華東的原油管道輸送網，總長度約5000公里，開啟了中國管道規模建設的新紀元，使中國管道運輸業的發展有了第一次騰飛。

20世紀80年代，我國在鐵嶺～大連輸油管線的技術改造以及東營～黃島輸油管道復線的建設中，基本實現了中國管道業科技水平與世界管道技術發展的同步接軌，使中國管道運輸業的發展有了第二次騰飛。

20世紀90年代以來，迎來了我國天然氣長輸管道建設的發展高峰，先后建設了靖邊～北京、澀北～西寧～蘭州、忠縣～武漢、新疆～上海（簡稱西氣東輸）、靖邊～北京復線、冀寧聯絡線等多條天然氣管道，總長度約10000公里。以西氣東輸管道的成功建設為標志，使中國管道運輸業的發展有了第三次騰飛。

目前，正在建設的西氣東輸二線管道，與國內已建管道相比，西氣東輸二線管道工程設計壓力最高、輸量最大、距離最長、鋼管材質等級最高、管道沿線地質條件最復雜，這些都開創了中國管道建設史之最，堪稱世界級管道工程。以西氣東輸二線管道工程開工建設為標志，拉開了中國管道建設的又一個新高潮，使中國管道運輸業的發展有了第四次騰飛。

二、不斷創新的中國油氣管道技術

經過50年的發展與努力，中國油氣管道工業走出了一條依靠科技創新與引進消化吸收再創新，具有中國特色的自我發展之路，目前已建成了橫跨東西、縱貫南北、連通海外，長達60000余公里的油氣管道干線運輸網，管道運輸已成為我國繼鐵路、公路、水路、航空運輸之后的第五大運輸業。中國油氣管道技術的發展與進步，凝聚并凸顯了科技創新作為第一生產力推動中國油氣管道業不斷發展的靈魂作用。

（一）在管道勘察設計技術方面

1．管道輸氣工藝設計技術。2002年開工建設的西氣東輸管道工程，是我國自行設計和建設的第一條世界級天然氣管道工程，標志著我國長輸管道輸氣工藝設計達到了世界先進水平。

2．大落差輸油管道設計技術。蘭成渝成品油管道的一個突出特點是大落差，全線落差2253米，蘭成渝成品油管道的建設標志著我國大落差輸油管道設計技術邁向國際先進水平。

3．遙感技術在油氣管道設計選定線的應用。在蘭成渝、忠武線、西氣東輸等工程上，我國成功地開展了利用衛星遙感手段進行長輸管道線路選線、定線工作，標志著我國長輸管道線路工程選線、定線技術水平邁上了一個新臺階。

4．管道自動化設計技術。在管道自動化技術方面，成功地解決了蘭成渝管道的多油源、多分輸點、密閉順序輸送的管道自動化設計技術難題，實現了全線采用以計算機為核心的數據采集、監控管理系統。在自動化軟件技術方面，研究開發的長輸管道SCADA控制系統、模擬仿真系統、運行管理信息系統等軟件，在西部管道等工程上得到了成功應用，實現了自動化軟件產品技術國產化。

5．數字管道應用技術。我國已成功將基于GIS平臺的數字管道技術應用到西氣東輸冀寧管道、西部管道的工程設計及施工管理全過程，為管道設計、施工以及運營管理水平的提高提供了技術平臺。

6．大口徑輸氣管道減阻內涂技術。我國在西氣東輸工程設計中首次采用了減阻內涂技術，并編制了國內第一部減阻內涂技術標準《非腐蝕氣體管道內壁覆蓋層推薦做法》。西氣東輸管道由于采用了減阻內涂層設計技術，在增加管輸量、減少壓氣站、降低燃料動力消耗等方面產生經濟效益10多億元人民幣。

（二）在管道施工安裝技術方面

1．大口徑、高鋼級管材制造技術

（1）在鋼管制造技術方面，我國以西氣東輸工程一線和二線建設為標志，先后依靠自主創新全面掌握了φ1016毫米、X70級和φ1219毫米、X80級螺旋埋弧焊鋼管和JCOE直縫鋼管的生產工藝及裝備制造技術。大口徑、高鋼級鋼管產品已在西氣東輸工程一線和二線建設中得到全面應用，形成規模成產能力。

（2）在X70、X80大口徑熱煨彎管及管件加工技術方面，我國自主研制了大口徑熱煨彎管及管件加工設備，全面掌握了加工工藝技術，大口徑、高鋼級熱煨彎管及管件產品已在西氣東輸工程一線和二線建設中得到全面推廣應用，打破了此類產品長期以來依賴進口的局面，取得了較好的經濟效益和社會效益。

2．管道防腐施工技術。在防腐施工裝備方面，我局針對西氣東輸工程特點，研究制造了大口徑、撬裝式、多功能管道內減阻及外防腐涂敷作業線，適應管徑為426～1500mm。在大口徑熱煨彎管外防腐涂敷作業線研制方面，我國依靠自主創新，成功研制了世界上第一條自動化彎管防腐作業線，填補了國內外彎管防腐不能機械化施工的空白，實現了整條管線的防腐等級和壽命的一致性。

3．管道焊接工藝技術。在西氣東輸工程一線和二線建設中，我國先后針對X70和X80級管線鋼焊接工藝技術進行試驗研究，完成了厚壁鋼管對接接頭的小角度V型及復合型等新型坡口結構形式的設計，為工程建設提供了適用于不同焊接條件的百余種可靠的焊接工藝，在工程建設中得到全面推廣應用。

針對管線冬季焊接施工問題，我國研究提出了X65、X70、X80管材，在-30℃超低溫環境條件下合格的焊接施工工藝，并已成功應用于哈中管道等工程的現場施工，突破了管線冬季不能焊接施工的禁區。

4．管道焊接施工裝備研制技術。我國自主研發了管道全位置自動外焊機、管端坡口整形機、管道氣動內對口器、數控式大口徑管道全自動內焊機、大口徑管道雙焊炬全位置自動焊機、帶有能量控制器的專用焊接電源。這些自主研發的管道焊接施工設備已在西氣東輸管道、陜京二線管道等工程上成功進行了現場工業化推廣應用，取得了較好的效果。

5．特殊地區管道施工技術。針對山區大落差石方段、濕陷性黃土及沙漠、沼澤、灘涂、水網等不同地形地貌復雜條件下的施工難點，我國長輸管道施工企業研究提出的優化方案成功地應用于西氣東輸、澀寧蘭、蘭成渝、忠武管道工程特殊地段施工，有效地解決了特殊地區施工技術難題。

6．非開挖管道穿越技術。非開挖管道定向鉆穿越技術成果在西氣東輸黃河、沁河、蘇丹尼羅河等二十多條大型河流水平定向鉆穿越施工中得到了成功應用，取得了滿意的效果。同時，在西部管道施工中，采用非開挖定向鉆穿越技術，成功穿越仁壽山（穿越長度1033米），為在充分保護自然環境、實現大自然的生態平衡與環保、建立人與自然和諧的情況下敷設管道，開辟了一條“綠色”通道和一種新的途徑。

（三）在管道輸油氣技術服務技術方面

1．埋地管道漏磁檢測技術。我國與國外公司聯合開發了φ1016大口徑高清晰度智能化漏磁檢測設備，已在陜京二線輸氣管道上進行了工業性現場應用。該設備填補了我國輸氣管道高清晰度智能化檢測技術及工藝上的空白，標志著我國在高清晰度漏磁檢測技術上達到了國際先進水平。目前，我國又自主研發了從φ200mm-914mm共14套管道高清晰度漏磁檢測設備，實現了管道高清晰度漏磁檢測設備的系列化研發，并已投入工業現場應用，填補了國內空白。

2．管道安全預警技術。管道安全預警技術在國外尚沒有成功的先例。我國經過近三年的研究探索，目前已研制出一套監測距離達100公里的光纖安全預警監測系統。該系統正在西氣東輸一線上海至南京段（310公里）、蘭鄭長管道河南段（750公里）、阿獨線（全線240公里）進行工業化推廣應用，對長輸管道的安全運行管理將會起到非常重要的作用。

3．管道維搶修技術。圍繞管道維搶修技術，通過對引進開孔、封堵設備的消化吸收和技術革新，開展了開孔、封堵設備的系列化研發和配套機具研制工作，已形成了從25毫米至1500毫米不同管徑管道開孔、封堵作業能力。目前，我國管道維搶修業務已經拓展到海外市場，先后在蘇丹、利比亞、敘利亞等多個國家承擔了管道維搶修業務，創造了較好的經濟效益。

在儲罐機械清洗及維修方面，自行研制的大罐清洗設備在工程中得到成功應用，改變了過去由人工清洗油罐所造成的安全性差、清洗效率低、油品回收率低、環境污染嚴重的狀況。

五、結語

經過50年的發展與努力，中國油氣管道工業走出了一條依靠科技創新與引進消化吸收再創新，具有中國特色的自我發展之路。伴隨著我國西氣東輸一線管道的建成投產和西氣東輸二線管道的開工建設，我國油氣管道工業在設計、施工等主要技術領域，整體已經達到國際先進水平，有些達到當今國際領銜水平。在當今經濟全球化、技術國際化的發展進程中，科技創新將是中國油氣管道技術實現持續有效較快協調發展的必然選擇。無論過去還是將來，科技進步永遠是推動管道業發展的強大動力，誰擁有并掌握科技前沿技術，誰就將成為行業領跑者。依靠科技進步，帶動我國油氣管道技術的不斷創新與發展，推動世界管道事業的不斷進步，為中國和世界經濟的繁榮和人類的和平進步做出貢獻，這是我們每一位中國管道人義不容辭的責任和使命。

作者簡介：張瑞鵬（1974- ），男，中國石油天然氣管道局科技部業務主管，工程師，研究方向：科研管理；王麗娟（1978- ），女，工程師，中國石油天然氣管道局科技部業務主管，研究方向：科研管理；姚士洪（1958- ），男，中國石油天然氣管道局科技部副經理，高級工程師，研究方向：科研管理。