油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中應(yīng)用的技術(shù)的分析與研究

郭亞妮，王貴國(guó)，王紫薇，楊蕊，王阿明，陳華鋒

（河南鑫安利安全科技股份有限公司，鄭州450001）

1 現(xiàn)階段我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的技術(shù)手段

1.1 天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)

現(xiàn)階段，我國(guó)商業(yè)選擇利用水合物進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)油氣的途徑很多，這是利用水合物本身的物理及化學(xué)特性，即依靠水分子通過(guò)氫鍵相互結(jié)合成為一種籠形空穴晶體物質(zhì)，這種物質(zhì)對(duì)于液體、氣體客體分子具有良好的包絡(luò)性質(zhì)。天然氣的儲(chǔ)氣率和自我保護(hù)效應(yīng)良好，在-25℃到-10℃的條件下，1m3的體積內(nèi)可以?xún)?chǔ)存150～180m3的天然氣。

1.2 高壓水射流技術(shù)

高壓水射流技術(shù)是一種利用物體之間的沖擊力和摩擦，對(duì)設(shè)備內(nèi)部和管線(xiàn)表面的污垢去除的過(guò)程。在我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中，對(duì)承載、保護(hù)油氣的設(shè)備的潔凈性要求比較高，所以?xún)?chǔ)運(yùn)油氣的管線(xiàn)、設(shè)備內(nèi)部的油漬、污垢需要進(jìn)行徹底、無(wú)污染、環(huán)保的清洗，而高壓水射流技術(shù)在目前來(lái)看，可以滿(mǎn)足我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)需求。

1.3 自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)

自動(dòng)化技術(shù)屬于一種疊加技術(shù)，其本身匯聚了很多有機(jī)結(jié)合的技術(shù)，包括傳感、電子、自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)這一危險(xiǎn)性較高的行業(yè)來(lái)講，將自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)與之結(jié)合，確實(shí)減少了很多油氣安全隱患。相對(duì)于原先的油氣儲(chǔ)運(yùn)方法，無(wú)論在智能把持方面、集中管理方面，還是在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方面，油氣儲(chǔ)運(yùn)在人力成本以及物力成本上都得到了有效降低[1]。

2 我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程存在的不足

2.1 天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的不足

2.1.1 天然氣水合物的生成條件較為苛刻

天然氣水合物的生成是一件高要求、高標(biāo)準(zhǔn)的事情。除了具有水和氣體外，對(duì)其生成環(huán)境下的溫度和壓力的條件也提出了相對(duì)苛刻的標(biāo)準(zhǔn)。可燃冰的形成又相對(duì)天然氣的其他形態(tài)具有較大的差異。而且可燃冰需要在高壓、低溫下進(jìn)行，對(duì)于這種溫壓帶，容易受到地表環(huán)境、海底溫度、地溫梯度、地層鹽度的影響，但是生成可燃冰的最主要條件還是高壓與低溫。

2.1.2 承載天然氣水合物的儲(chǔ)運(yùn)工藝流程的反應(yīng)器要求較高

首先，為了可燃冰的生產(chǎn)和良好儲(chǔ)運(yùn)，可以選擇寬度較廣的溫壓帶。其次，可燃冰的易分解性，給可燃冰的儲(chǔ)存作用帶來(lái)了難題，即怎樣才能保證反應(yīng)池的高壓和低溫在現(xiàn)實(shí)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中保持不變。常溫一般情況下為23℃，考慮到反應(yīng)池的熱量散發(fā)，密閉性不完美等情況的發(fā)生，很難保證可燃冰的生成質(zhì)量。

2.2 高壓水射流技術(shù)的不足

2.2.1 高壓水射流設(shè)備不符合標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)制造方面，需要有資質(zhì)的企業(yè)，按照行業(yè)特殊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，但是現(xiàn)實(shí)中，我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)內(nèi)所使用的高壓水射流設(shè)備有很多是從非正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)或者自行組裝的，甚至有的高壓水射流的清洗的完成都是較為敷衍了事的，因?yàn)槠滟?gòu)買(mǎi)的設(shè)備壓力不夠，所以對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的設(shè)備及管線(xiàn)內(nèi)部油漬、污垢清洗不到位、不徹底，影響貨運(yùn)安全的事件時(shí)有發(fā)生。

2.2.2 使用高壓水射流設(shè)備的人員資質(zhì)不夠

在許多油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，使用高壓水射流的人員的資質(zhì)不夠，不能完全正確地操作高壓水槍?zhuān)斐蓺怏w泄漏，造成人身安全傷害的事故比比皆是。而且企業(yè)內(nèi)部也缺乏對(duì)高壓水射流設(shè)備的使用培訓(xùn)，造成無(wú)證、無(wú)經(jīng)驗(yàn)上崗的人員劇增，帶來(lái)了不小的安全隱患。

2.2.3 使用高壓水射流設(shè)備的間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

現(xiàn)實(shí)生活中，高壓水射流設(shè)備的間隔時(shí)間較長(zhǎng)，造成高壓水射流設(shè)備中含有的水較少，而摻用的化學(xué)試劑超標(biāo)，造成了一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)的不足

2.3.1 原油脫水方面的技術(shù)不足

油田的開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了高含水的階段，對(duì)油氣脫水的狀況每況日下，導(dǎo)致油氣中含有超標(biāo)的水事件發(fā)生，這反映出我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化技術(shù)的不足。

2.3.2 儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)不足

油氣儲(chǔ)運(yùn)的過(guò)程中多采用泵類(lèi)設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，但是油氣性質(zhì)、設(shè)備生產(chǎn)效率和摩擦阻力對(duì)油氣的泵類(lèi)儲(chǔ)運(yùn)造成了很大困擾。我國(guó)雖然采取儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)，但是不能夠克服這幾類(lèi)難題，給我國(guó)的油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)帶來(lái)了不利影響。

3 對(duì)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的不足的完善

3.1 改善天然氣水合物技術(shù)的不足

3.1.1 生成系統(tǒng)中含有較高的氣源和水源

雖然可燃冰的生成需要高壓和低溫，這在我們?nèi)祟?lèi)平時(shí)的聚集地是無(wú)法找到的，但是根據(jù)權(quán)威的科學(xué)家實(shí)踐表明，在特定的高壓條件下，小分子氣體會(huì)在相對(duì)較高溫度的區(qū)間形成水合物，這對(duì)于可燃冰的形成無(wú)疑帶來(lái)了可喜的兆頭。據(jù)相關(guān)調(diào)研表明，在壓力34～77MPa 特定高壓條件下，溫度為28℃時(shí)，甲烷的水合物可以形成。而在380MPa 的環(huán)境中，甲烷的水合物生成溫度甚至可以提高至47℃。而且，在溫度相對(duì)較低的環(huán)境中，壓力不太高的反應(yīng)器中也可以形成水合物。

3.1.2 對(duì)天然氣水合物進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的挖掘

水合物防治的歷程比較復(fù)雜，主要涉及的領(lǐng)域?yàn)橛蜌鈨?chǔ)運(yùn)管線(xiàn)方面，而近年來(lái)，其已經(jīng)成為油氣業(yè)常態(tài)性的研究方向。基于其危害相對(duì)其他不可再生資源比較高，所以對(duì)于此方面的研究將更加富有可行性。

3.2 高壓水射流技術(shù)方面的完善

3.2.2 建立相對(duì)嚴(yán)格的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)

為了禁止我國(guó)部分油氣儲(chǔ)運(yùn)違反法律規(guī)定通過(guò)非正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)高壓水射流設(shè)備的現(xiàn)狀、以及自造高壓水射流設(shè)備的現(xiàn)象，建議除了我國(guó)或者世界在近3年內(nèi)的高壓水射流設(shè)備研究的發(fā)明、改良技術(shù)，應(yīng)該將高壓水射流設(shè)備的構(gòu)造原理以及工藝流程按照從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放給各個(gè)需要油氣儲(chǔ)運(yùn)的企業(yè)，并且對(duì)此進(jìn)行登記，簽訂合同，要求其保守行業(yè)秘密，對(duì)泄漏高壓水射流設(shè)備構(gòu)造的企業(yè)根據(jù)違法情節(jié)處以罰款或者拘留。

3.2.3 對(duì)高壓水射流使用人員資格進(jìn)行規(guī)范

各地政府應(yīng)該出臺(tái)適合與本土經(jīng)濟(jì)、環(huán)境情況的高壓水射流使用人員的資質(zhì)考試，所有通過(guò)考試的企業(yè)人員方可以使用該設(shè)備，在正確運(yùn)用的條件下發(fā)生的高壓漏氣傷害才能享用工傷待遇，否則將對(duì)企業(yè)與個(gè)人進(jìn)行連帶處罰。

3.2.3 適當(dāng)縮短高壓水射流的清洗時(shí)間

對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)中設(shè)備內(nèi)壁仍然存有油漬和污垢的情況，各企業(yè)董事會(huì)應(yīng)該督促油氣儲(chǔ)運(yùn)人員進(jìn)行短期間隔式的清洗計(jì)劃，并且督促其按照計(jì)劃完成定期清洗。對(duì)于洗滌劑使用過(guò)量的情況，應(yīng)該督促清洗人員增加清洗的次數(shù)，并且在使用洗滌劑之前應(yīng)該使用物理沉降的方法對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)器材進(jìn)行合理清洗。

3.3 完善自動(dòng)化技術(shù)的不足

3.3.1 原油脫水的自動(dòng)化技術(shù)的完善

在原油脫水處理的過(guò)程中，應(yīng)該考慮將分水器進(jìn)行改良，以達(dá)到對(duì)原油分離實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。并且根據(jù)各項(xiàng)處理信息，在附近安裝監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備，將各種數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行智能反應(yīng)和分析，即將各項(xiàng)參數(shù)輸入中央處理器。

3.3.2 對(duì)儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控技術(shù)的完善

針對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的監(jiān)控技術(shù)的不足，可以通過(guò)在油氣運(yùn)輸過(guò)程中，采取對(duì)油氣的儲(chǔ)運(yùn)壓力、溫度以及黏度進(jìn)行有效的智能化控制，提高溫度與降低摩擦方式實(shí)現(xiàn)的可能性，并且在網(wǎng)絡(luò)傳播中將各個(gè)參數(shù)進(jìn)行有效反饋與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，從而使輸油量自動(dòng)化、智能化成為可能。

在新時(shí)期下，我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的目標(biāo)也有所改變，為了完成新時(shí)期下我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的目標(biāo)，首先應(yīng)該實(shí)現(xiàn)天然氣水合物技術(shù)、高壓水射流使用以及自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)的完善。只有這樣，我國(guó)才能與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)接軌，達(dá)到油氣儲(chǔ)運(yùn)的商業(yè)化水平。