油氣儲運(yùn)技術(shù)發(fā)展新特點(diǎn)

王忠成 劉愛民

國家管網(wǎng)集團(tuán)山東天然氣管道有限公司 山東濰坊 262100

1 新技術(shù)、新型材料不斷促進(jìn)管道領(lǐng)域迅速發(fā)展趨勢

伴隨著管道有關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展趨勢，新技術(shù)、新型材料在管道領(lǐng)域的運(yùn)用變成推動管道技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。在其中，非金屬材料管道既具有鋼質(zhì)管件的抗壓強(qiáng)度，又具有極強(qiáng)的耐腐蝕特性，如納米復(fù)合材料、碳纖維材料及碳纖維材料高分子材料、優(yōu)秀高分子材料、石墨烯材料、超硬材料、智能材料、仿生技術(shù)原材料等，愈來愈多的新型材料有希望在油氣管道行業(yè)得到立足之地。諸多油氣設(shè)立公司了相對的科學(xué)研究組織，對具備顛覆性創(chuàng)新的新技術(shù)、新型材料開展儲備科學(xué)研究。2019年9月9日，ADNOC、AramcoTech、TWI宣布設(shè)立了坐落于英國劍橋的非金屬材料創(chuàng)新中心（NIC，Non-metallicInnovationCenter），將開發(fā)的非金屬材料解決方法，運(yùn)用新技術(shù)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(tǒng)推動聰慧管道網(wǎng)基本建設(shè)

在信息化管理的浪潮的沖擊性下，全智能化轉(zhuǎn)交、全智能化系統(tǒng)經(jīng)營、全業(yè)務(wù)流程遮蓋、項(xiàng)目生命周期管理方法的聰慧管道網(wǎng)發(fā)展前景慢慢清楚。聰慧管道網(wǎng)是在規(guī)范統(tǒng)一、智能化管道的基本上，以數(shù)據(jù)信息全方位統(tǒng)一、認(rèn)知互動可視性、系統(tǒng)軟件結(jié)合互連、供貨精確配對、運(yùn)作智能化高效率、預(yù)測分析預(yù)警信息可控性為特點(diǎn)，根據(jù)“端 云 互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)”管理體系構(gòu)架集成化管道項(xiàng)目生命周期數(shù)據(jù)信息，出示數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和管理決策適用，用信息化管理方式完成管道的數(shù)據(jù)可視化、數(shù)字化、智能化系統(tǒng)管理方法，并具備多方位認(rèn)知、綜合型預(yù)測、一體化監(jiān)管、響應(yīng)式提升的工作能力。

傳統(tǒng)式的管道智能化是智能化管道的基本，根據(jù)工程項(xiàng)目智能化交貨、在一管道數(shù)據(jù)修復(fù)數(shù)據(jù)成效與管道檢驗(yàn)、SCADA系統(tǒng)軟件、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等認(rèn)知數(shù)據(jù)信息全方位集成化，產(chǎn)生可動態(tài)更新的虛似管道數(shù)據(jù)模型；在數(shù)據(jù)模型的基本上，結(jié)合油氣輸送加工工藝、管身原材料及構(gòu)造、機(jī)械系統(tǒng)及驅(qū)動力、巖土工程結(jié)構(gòu)及致災(zāi)、浸蝕等原理實(shí)體模型，最后產(chǎn)生與實(shí)體線管道高度一致、同生共長的管道數(shù)字孿生體，完成虛似管道的預(yù)測分析、模擬仿真、提升，具體指導(dǎo)實(shí)體線管道基本建設(shè)、經(jīng)營業(yè)務(wù)流程的提升。效仿工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心理念而基本建設(shè)的智能化管道云服務(wù)平臺，在統(tǒng)一的服務(wù)平臺層部署公共性技術(shù)和業(yè)務(wù)流程作用服務(wù)項(xiàng)目部件，根據(jù)全業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)信息資源池安裝數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，完成各信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)干固、公共數(shù)據(jù)信息的結(jié)合共享資源；根據(jù)可動態(tài)性拓展的云計算服務(wù)器池安裝數(shù)字孿生體原理模擬仿真、人工智能技術(shù)優(yōu)化算法運(yùn)用，在信息共享的基本上，全方位支撐點(diǎn)信息管理系統(tǒng)松耦合構(gòu)架、程序模塊深層集成化及業(yè)務(wù)流程信息內(nèi)容線上互動[2]。

管道數(shù)字孿生體在管道設(shè)計方案、生產(chǎn)調(diào)度提升、機(jī)器設(shè)備運(yùn)作維護(hù)保養(yǎng)、項(xiàng)目生命周期管理方法等環(huán)節(jié)充分發(fā)揮得不一樣功效使其變成推動聰慧管道網(wǎng)基本建設(shè)的強(qiáng)勁驅(qū)動力。2019年12月創(chuàng)立的國家管網(wǎng)集團(tuán)公司明確提出“堅持不懈信息化管理與現(xiàn)代化緊密結(jié)合，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等新一代信息內(nèi)容技術(shù)，搭建數(shù)字孿生管道網(wǎng)系統(tǒng)軟件及其具備專業(yè)知識運(yùn)用和管理決策適用工作能力的人工智能技術(shù)人的大腦。”的核心理念，并在中國俄羅斯東線工程項(xiàng)目多方面貫徹，無人化站場、機(jī)器設(shè)備保護(hù)性維護(hù)保養(yǎng)、全生命周期管理方法等個人行為也在該集團(tuán)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(xù)提高

金屬材料管道的鑄造缺陷會顯著降低構(gòu)造的承載力，在管道焊接電焊焊接進(jìn)行后，務(wù)必對焊接開展質(zhì)量檢驗(yàn)。針對長期性服現(xiàn)役的管道，因?yàn)闅v史時間、技術(shù)、地理環(huán)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(jī)械設(shè)備損害等多種多樣缺點(diǎn)，因而務(wù)必對管道焊接尤其是安全隱患多發(fā)性地區(qū)開展無損檢測，搜索隱敝缺點(diǎn)，并對其采用保護(hù)性對策，完成管道安全性、穩(wěn)定運(yùn)作。現(xiàn)階段，在超聲波檢測行業(yè)，超聲波相控陣、透射時間差（TimeofFlightDiffraction，TOFD）是全新升級的最前沿檢驗(yàn)技術(shù)。在其中，三維超聲波技術(shù)可詳盡檢驗(yàn)管道重要缺點(diǎn)位置，并將缺點(diǎn)位置立即顯像，根據(jù)缺點(diǎn)導(dǎo)致的反射面波出現(xiàn)異常波場，可推算缺點(diǎn)的具體規(guī)格，進(jìn)而獲得被檢驗(yàn)地區(qū)的真正圖像。

4 二氧化碳、氫燃料電池等新式物質(zhì)變成科學(xué)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(xiàn)達(dá)55%。在世界各國全力提倡碳節(jié)能減排及二氧化碳引入保存、驅(qū)油的態(tài)勢下，管道輸送技術(shù)變成碳收集與保存（CCUS）全步驟關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)階段，很多降低成本、新科技、高節(jié)能減排量的新項(xiàng)目及行業(yè)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(guān)的管道技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)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(xù)發(fā)展觀的新能源技術(shù)，被視作二十一世紀(jì)最有發(fā)展前景的電力能源，是人們發(fā)展戰(zhàn)略電力能源的發(fā)展前景。管道輸送氫氣是完成氫氣規(guī)模性、遠(yuǎn)距離運(yùn)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(nèi)輸氫管道不超過4500km，與已完工的油氣管道里程數(shù)對比，區(qū)別極大。現(xiàn)階段，世界各國對于氫氣管道堿脆與氫致裂開缺點(diǎn)、運(yùn)送與電焊焊接全過程中的安全隱患等已進(jìn)行了科學(xué)研究。

在我國現(xiàn)有好幾條輸氫管道在運(yùn)作，如總長為25km的中石化洛陽市煉制濟(jì)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(shè)純氫管道運(yùn)送以外，還能夠在燃?xì)猓ㄒ夯瘹猓┕艿谰W(wǎng)中復(fù)混肥成分不超20%的氫氣，在運(yùn)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(dá) 16.1×108米3，關(guān)鍵用以輸送高爐煤氣和氫氣混合氣體，該運(yùn)輸工具的合理性與安全系數(shù)早已獲得認(rèn)證，非常值得效仿營銷推廣。