石油天然氣長輸管道工程建設技術探討

李洋

摘 要：隨著石油天然氣長輸管道行業的快速發展和建設，使得長輸管道相關的企業也已經積累了大量的管道建設經驗。我國長輸天然氣管道項目建設的規模雖然越來越大，但長輸天然氣管道項目的設計施工數量也越來越多，在其建設的過程中任何一個關鍵環節出現安全問題，仍有可能會直接造成長輸管道項目工程設計中的風險安全事件或其他安全事故的再次發生。基于此，本文主要簡單分析我國石油天然氣長輸管道工程建設的技術應用。

關鍵詞：石油;天然氣;長輸管道;工程建設技術

石油天然氣長輸管道工程建設在設計、施工等過程常出現各種問題，易導致質量低下，且安全性得不到保障。由于石油天然氣長輸管道建設較為復雜，在設計過程中與線路專業、信息專業、穿跨越專業等多種專業有關，合理應用各技術并且促進各部門的合作，才能順利完成項目設計。科技技術的快速發展，使得CORS技術、SMAW+FCAW聯焊、一鍵啟停站技術等開始應用到長輸管道工程建設中來，在長輸管道等測繪工程領域中可快速、高效地獲取高精度、低誤差的定位和數據[1]。

1 石油天然氣長輸管道工程建設現狀

目前我國石油天然氣長輸管道的設計經過多年的經驗積累，成功建立和應用了勘察--設計--施工同時進行的設計質量管理體系。目前我國長輸管道建設管理的現行模式就是矩陣模式，實行項目責任制，并嚴格控制工程項目的費用、進度、質量等。矩陣項目組織具有很多優點，無可厚非，但是其依然出現很多問題，亟待解決，尤其是關于長輸管道工程建設中設計管理質量方面。工程設計中存在的質量問題可劃分為工程設計前出現的問題、工程設計中出現的質量問題兩大類，工程設計中出現的質量問題主要是指在進行工程設計的過程中往往疏忽了對質量的管理，如長輸管道的設計不合理等，因此工程設計應主動地分析出長輸管道設計中可能存在的問題，并加強管道設計質量。

2 石油天然氣長輸管道工程建設技術分析

2.1 基于GIS技術的測繪數據庫建設

2.1.1 數據無縫集成

我國管道數據類型復雜多樣，傳統的管道數據多為CAD格式，無法滿足現代社會下對于數據集成工作的高要求，因此近年來出現了衛星遙感等更多的測繪手段[2]。如，CORS管道測量方法，它能生成大量的GIS管道數據，需要建立統一的地理信息數據庫。目前管道測繪基礎地理數據主要包括CAD數據、失量數據、柵格數據三大類型。管道測量工程數據則以表格數據、紙質掃描件數據、其他元數據類型最為常見。為實現各類數據的無縫集成，需在應用統一的空間數據模型，各類數據可自由顯示控制，并實現數據庫之間的導入、導出、整合等工作。

2.1.2 管道測繪地理信息數據庫設計

數據庫的搭建方式包括CS和BS兩種方式，我國網絡基礎設施已完成了全面的改善，常采用BS結構搭建分布式管理數據庫，實現了各類數據的入庫。同時可搭建一個數據處理中心，該數據處理中心是一臺專用于存儲各類數據的服務器，能夠記錄各數據的類型和實際存儲位置，并能進行專門的管理與維護。

2.2 基于CORS的管道測量技術

2.2.1 CORS網布設

連續運行網站的建立將滿足數量的連續運行，基站均勻布設則能夠覆蓋所有的測區。但在布設CORS網時應嚴格遵守國家規范及要求，對基站的選址統一部署，確保各點位具有穩定的觀測條件，保障數據質量。基準站數據穩定并且精度較高，因此可加多GNSS監測點的建設，以進一步提高CORS網的精度[3]。建立好后的CORS網應涵蓋以下服務：①位置服務，包括實時、快速、事后三種類型;②衛星軌道服務，提供實時、精準的衛星軌道參數;③時間服務，可滿足10納秒級精度的時間服務;④源數據服務，與衛星跟蹤數據相關，由基準站監測提供基準站氣象數據。

2.2.2 圖根控制測量及管道中線測量

管道測量時數量多、范圍大、視角廣闊，因此可直接利用GPS-RTK流動站接收CORS信息，從而實施對圖根控制測量中大部分通視良好的平面區域的測量設計[4]。而針對不適合手持RTK進行觀測的較為復雜的區域，則科采用全站儀三聯腳架法聯合光電測距三角高程導線的方法進行加密圖根控制測量。使用全站儀三聯腳架法測量時，圖根導線可以將由CORS網收集的首級控制點作為起算數據;使用三角高程測量時，垂直角采用中絲法測回。管道中線的測量常采用傳統中線測量法，但其放樣誤差不均、受限于測站頻繁，為彌補這一不足，近年來開始使用基于CORS的BTK放樣法測量管道中線，BTK放樣法時手持GNSS接受機即可獨立完成管線中樁的測設，只需要連續運行CORS系統為其提供精準位置數據即可進程測量。

2.3 長輸管道焊接技術

長輸管道現當下常采用SMAW+FCAW聯焊方法進行焊接，焊條電弧焊以下向焊技術最為常見，適合大機組流水作業，在操作過程中具有快速、熱輸入小且合格率高的優勢[5]。此外，自保護藥芯焊絲半自動焊工藝近年來也得到廣泛應用，是目前管道施工中一種重要的下向填充蓋面的焊接方法，操作靈活并且熔敷效率高。兩者聯用能夠熔化氣體，保護電弧焊，從而達到全位置焊接的目的。

2.4 一鍵啟停站技術

2.4.1 一鍵啟站

一鍵啟站包括6個部分，其中，狀態反饋與報警檢測用于自動判斷一鍵啟站所涉及到的設備狀態是否正常。自動導通站內工藝流程則是在站場工藝流程滿足啟站要求的基礎下自動導通站內工藝流程，需要注意的是，壓差大于0.2MPa時應先打開進/出站旁通閥，當壓差低于0.2MPa后將進/出站閥打開，將旁通閥關閉;而壓差小于0.2MPa時則主需要依照管路進氣的流程順序打開進/出站閥[6]。壓縮空氣系統自啟停用于自動對壓縮空氣管路的壓力情況進行檢查，核實是否正常，若壓力低，自動啟動空壓機后針對空壓機與對應送風機進行連鎖啟停。壓縮機廠房風機自動分配是以分組對比的形式進行，將排風機分為4組，計算每組累計運行時間，選取其中1臺時間最短的排風機投用。壓縮機組一鍵啟動是按照預選的順序，依次啟動2臺壓縮機機組，第1臺機組達到最低工作轉速后方可啟動第2臺。防喘控制與負荷分配的自動投用與退出則是單臺壓縮機機組以最小控制轉速為基礎，啟動到達此目標后經過一段延時防喘控制，實施工作。

2.4.2 一鍵停站

單臺壓縮機組的停機模式以正常停機、保壓停機、泄壓停機最為常見，正常停機、保壓停機變頻器的停止方式不同，正常停機先降轉速到最低工作轉速后才將變頻器停止，保壓停機則直接將變頻器停下就行，二者的相同點則是在停機結束后不泄壓;而泄壓停機則直接斷開變頻器供電。根據壓縮機組的3種停機模式與站場實際需求，又可將其分為正常停站、多機停止、多機保壓停機、多機泄壓停機、全站ESD5種模式，以上模式的實施能夠降低功調度員工作難度，使其將工作重心投入到整體運行參數維護中，對于提高天然氣管網自控水平來說意義重大。

3 結束語

CORS技術的應用使得石油天然氣長輸管道工程建設中測量的覆蓋范圍得以擴展，CORS技術能夠建立大量可供參考的地理數據，實現了數據獲取、數據管理、數據共享的目標。一鍵啟停站控制技術則為管道無人站建設奠定了基礎，實現了無人站、智慧管道的目標，為“中國制造2025”國產控制系統的推廣應用提供了可靠參考。對于提高管道測繪數據準確性以及保證管道信息安全性來說具有顯著價值，能夠促進未來經濟發展，也能夠為企業各部門提供豐富的數據服務和支持。

參考文獻：

[1]崔巍.石油燃氣長輸管道地面建設施工技術與質量管理[J].化工設計通訊，2019（5）：58-58.

[2]王瑞，譚淑艷，鄭慨光.長輸管道施工項目目標成本管理研究[J].石油天然氣學報，2018（3）：65-69.

[3]張益權，孟翔宇，羅立緣.淺談石油管道工程建設中風險管理的應用[J].石化技術，2019，026（007）：315+193.

[4]張凱，劉武.爆破施工對長輸天然氣管道安全影響研究[J].中國石油和化工標準與質量，2018（12）：20-21.

[5]李進，王永軍，崔進杰，論EPC總承包長輸油氣管道工程交工驗收不符合項整改管理[J].石油天然氣學報，2018 （3）：120-125.

[6]楊全.石油天然氣管道場站土建施工常見質量問題分析[J].江西建材，2018（002）：95+98.