油氣儲運技術發展新特點

王忠成 劉愛民

國家管網集團山東天然氣管道有限公司 山東濰坊 262100

1 新技術、新型材料不斷促進管道領域迅速發展趨勢

伴隨著管道有關領域技術的發展趨勢，新技術、新型材料在管道領域的運用變成推動管道技術發展的關鍵驅動力。在其中，非金屬材料管道既具有鋼質管件的抗壓強度，又具有極強的耐腐蝕特性，如納米復合材料、碳纖維材料及碳纖維材料高分子材料、優秀高分子材料、石墨烯材料、超硬材料、智能材料、仿生技術原材料等，愈來愈多的新型材料有希望在油氣管道行業得到立足之地。諸多油氣設立公司了相對的科學研究組織，對具備顛覆性創新的新技術、新型材料開展儲備科學研究。2019年9月9日，ADNOC、AramcoTech、TWI宣布設立了坐落于英國劍橋的非金屬材料創新中心（NIC，Non-metallicInnovationCenter），將開發的非金屬材料解決方法，運用新技術的能量提高工作效率，并釋放出來更高使用價值[1]。

2 智能化、智能化系統推動聰慧管道網基本建設

在信息化管理的浪潮的沖擊性下，全智能化轉交、全智能化系統經營、全業務流程遮蓋、項目生命周期管理方法的聰慧管道網發展前景慢慢清楚。聰慧管道網是在規范統一、智能化管道的基本上，以數據信息全方位統一、認知互動可視性、系統軟件結合互連、供貨精確配對、運作智能化高效率、預測分析預警信息可控性為特點，根據“端 云 互聯網大數據”管理體系構架集成化管道項目生命周期數據信息，出示數據分析系統和管理決策適用，用信息化管理方式完成管道的數據可視化、數字化、智能化系統管理方法，并具備多方位認知、綜合型預測、一體化監管、響應式提升的工作能力。

傳統式的管道智能化是智能化管道的基本，根據工程項目智能化交貨、在一管道數據修復數據成效與管道檢驗、SCADA系統軟件、物聯網技術等認知數據信息全方位集成化，產生可動態更新的虛似管道數據模型；在數據模型的基本上，結合油氣輸送加工工藝、管身原材料及構造、機械系統及驅動力、巖土工程結構及致災、浸蝕等原理實體模型，最后產生與實體線管道高度一致、同生共長的管道數字孿生體，完成虛似管道的預測分析、模擬仿真、提升，具體指導實體線管道基本建設、經營業務流程的提升。效仿工業物聯網技術核心理念而基本建設的智能化管道云服務平臺，在統一的服務平臺層部署公共性技術和業務流程作用服務項目部件，根據全業務流程數據信息資源池安裝數字孿生體數據庫系統，完成各信息管理系統數據標準干固、公共數據信息的結合共享資源；根據可動態性拓展的云計算服務器池安裝數字孿生體原理模擬仿真、人工智能技術優化算法運用，在信息共享的基本上，全方位支撐點信息管理系統松耦合構架、程序模塊深層集成化及業務流程信息內容線上互動[2]。

管道數字孿生體在管道設計方案、生產調度提升、機器設備運作維護保養、項目生命周期管理方法等環節充分發揮得不一樣功效使其變成推動聰慧管道網基本建設的強勁驅動力。2019年12月創立的國家管網集團公司明確提出“堅持不懈信息化管理與現代化緊密結合，應用互聯網大數據、云計算技術、物聯網技術、人工智能技術等新一代信息內容技術，搭建數字孿生管道網系統軟件及其具備專業知識運用和管理決策適用工作能力的人工智能技術人的大腦。”的核心理念，并在中國俄羅斯東線工程項目多方面貫徹，無人化站場、機器設備保護性維護保養、全生命周期管理方法等個人行為也在該集團公司隸屬各子公司落地式。

3 缺陷檢測精確度及高效率持續提高

金屬材料管道的鑄造缺陷會顯著降低構造的承載力，在管道焊接電焊焊接進行后，務必對焊接開展質量檢驗。針對長期性服現役的管道，因為歷史時間、技術、地理環境及管理方法等各個方面緣故，管身焊接難以避免地存有浸蝕坑、碰撞坑、機械設備損害等多種多樣缺點，因而務必對管道焊接尤其是安全隱患多發性地區開展無損檢測，搜索隱敝缺點，并對其采用保護性對策，完成管道安全性、穩定運作。現階段，在超聲波檢測行業，超聲波相控陣、透射時間差（TimeofFlightDiffraction，TOFD）是全新升級的最前沿檢驗技術。在其中，三維超聲波技術可詳盡檢驗管道重要缺點位置，并將缺點位置立即顯像，根據缺點導致的反射面波出現異常波場，可推算缺點的具體規格，進而獲得被檢驗地區的真正圖像。

4 二氧化碳、氫燃料電池等新式物質變成科學研究最前沿

近些年，空氣污染物排出造成全世界全球氣候變暖的難題日漸突顯，在其中二氧化碳對全球變暖的奉獻達55%。在世界各國全力提倡碳節能減排及二氧化碳引入保存、驅油的態勢下，管道輸送技術變成碳收集與保存（CCUS）全步驟關鍵技術之一。現階段，很多降低成本、新科技、高節能減排量的新項目及行業被資本主義國家前期把握和綜合利用。歐美國家早已完工幾千千米的二氧化碳管道，將來還將不斷提升，有關的管道技術產品研發司空見慣[3]，中國各種油氣田也是有小量二氧化碳管道完工投入使用。此外，氫燃料電池作為一種高效率、安全性、零污染、可持續發展觀的新能源技術，被視作二十一世紀最有發展前景的電力能源，是人們發展戰略電力能源的發展前景。管道輸送氫氣是完成氫氣規模性、遠距離運送的方法，英國、歐洲已各自完工2500km、1569km的輸氫管道。全世界范疇內輸氫管道不超過4500km，與已完工的油氣管道里程數對比，區別極大。現階段，世界各國對于氫氣管道堿脆與氫致裂開缺點、運送與電焊焊接全過程中的安全隱患等已進行了科學研究。

在我國現有好幾條輸氫管道在運作，如總長為25km的中石化洛陽市煉制濟源—洛陽市的氫氣輸送管道，年輸氣量為10.04萬噸級；除基本建設純氫管道運送以外，還能夠在燃氣（液化氣）管道網中復混肥成分不超20%的氫氣，在運送完畢后再對混合氣開展氫氣純化的方法開展氫氣輸送，如總長為 216.4km的烏海—銀川市高爐煤氣輸氣管道線管道，年輸氣量達 16.1×108米3，關鍵用以輸送高爐煤氣和氫氣混合氣體，該運輸工具的合理性與安全系數早已獲得認證，非常值得效仿營銷推廣。