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石油与天然气的储运

 梁猛

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大多数油气田是分布在辽阔的旷野、草原、荒漠和无垠的海洋中,而石油和天然气的消费市场却在人口稠密、经济发达的大中城市及周边地区,两者可能相距数百甚至数千公里。从全球贸易来看,油气是世界交易中最大宗的商品之一,在各类商品货运总量中,石油约占一半以上。那么石油与天然气是如何运往各地的呢?

  石油和天然气陆上的输送方式,主要靠管道输送。随着管道输送的发展,火车运输的比例愈来愈小,油罐车成为陆地运输的辅助工具,它灵活、方便,适于少量、分散、短距离的输送。
  石油与天然气的管道输送,它的优点很多,在输送过程中比较安全,油气外泄事故少,对环境污染也少,因为管道运输一般都采用密闭输送,输送的油气始终与外界隔离,不会发生因装卸车或装船时产生污染;另外管道输送对周围的环境破坏小,不影响原生态的平衡。一般来说,输送油气的管道建成后,除若干个输油气站外,沿线地表都会恢复原貌;管道也不会遭受日晒、风吹、雨淋、雷击、冰雪等来自地表面的自然损坏,也不会像其它运送方式,易受交通事故等外因的破坏。
  但要建设一条地下长输管道也不是一件容易的事。它要经过选线、铺管、建站、试运四个阶段。从经济合理性、技术可行性及安全可靠性综合考虑,选出一条油气管道最佳线路尤为重要。选择油气管道线路的方式,首先是在地形图、卫星遥感图上找出管道起点、终点及几个控制点并连成折线,尽量使折线最短,尽量避开建设难度大的区域:如大山、江河、沙漠、湖泊、沼泽、城镇及工矿等,当选出几条较优线路时,还要进行现场踏勘,详细了解沿线的自然、交通及人文地质情况,再优化出每条线路,最后确定一条最佳线路,接着就是铺设管道了。
  铺设管道就像铁路的车站一样,每隔一定距离,就要在地面上建设输油站或输气站。输油站和输气站建成后,最后一道工序就是试运行,试运行主要是试压和清扫管线,再通入石油或天然气试运行,当达到设计要求后,才能正式使用。
  管道建设有时必须穿越江河、湖泊、海底或地上建筑时,先在穿越区域地下挖出一个能让管道贯穿通过的“拱形圆截面”通道。一般用三种方法,那就是“定向钻法”、“顶管法”、“隧道法”。
  石油与天然气在输送时,是依靠安装在输油、输气站内的输油泵或压缩机产生的压力而沿管线输送的。一站加压可流动数十或数百公里,甚至更远。现代化的输油气管道实现了整个管网的自动化控制,采用了以监控与数据采集系统为主的管道自动化系统,可以对全线的输油、输气站、截断阀室、阴极保护站、计量站、清管站、通信站等实时监控和数据采集,按照就地人工控制、场站自动控制和接受调度中心指令实现远程控制的三级控制模式,实现全线统一的调度管理。
  我国的西气东输工程就是如此,这项规模宏大的工程建设加速了我国西部资源优势向经济优势的转化,为优化我国的资源结构、改善大气生态环境,提高人民的生活质量,具有深远的影响。
  西气东输的主气源地是塔里木盆地,天然气后备资源充足,开发潜力巨大,截止2005年,已累计探明天然气地质储量6801亿立方米,探明率仅为8.3%,目前石油地质专家正在努力勘探,争取能实现年输气200亿立方米,稳定供气30年。
  西气东输的管道工程包括上游气田开发,中游输气管道和下游天然气的利用等建设项目,是一项综合庞大系统工程,它自西向东跨越新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、浙江、上海10个省区市,同时还接下游44个城市和工业用户,其中,气田投资273亿元,管道投资663亿元。
  西气东输工程是我国管道建设史上距离最长,管径最大,管壁最厚,输送压力最高,技术最先进,而施工条件最复杂的输气管道,由于采用全自动焊接施工工艺,全自动超声波检测技术和“盾构”,“顶管”,“定向钻穿越”技术,创造了“单机组合全自动连续焊接”2092道焊口。创一次合格率100%的记录,并成功地穿越长江、黄河、淮河等大江大河,攻克江南水网,西部山地,西北黄土塬施工的技术难题,西气东输管道工程建设科技含量达到当今世界先进水平。
  西气东输工程是石油人贯彻落实科学发展观的具体体现。从工程的启动伊始,就确定了“高标准、高质量、高水平、高效益”和建设世界一流工程的方针。组织最优秀的队伍,调集最精良的装备,全面推进工程建设。
  西气东输工程是石油人在中国管道建设发展史上树起的一座丰碑,为我国石油天然气工业的发展留下了一笔宝贵的精神财富,它将激励一代代的中国石油人为祖国的油气工业发展拼搏奉献。
  是啊,我国石油工业的发展与建设能有今天,不仅有科学的技术力量作为保障,同时还拥有一支特别能吃苦、特别能忍耐、特别能战斗、特别能奉献、特别能创业的钢铁般过硬的石油队伍。才使得我国石油工业的发展不断壮大。上面我们看到的是陆地上石油运输和管道建设的情况,那么在海上又是如何完成油气输送的呢?
  海上油气田生产的油气一般使用海底管道输送和大型油轮运输。
  海底管道要采用双层钢管加保温材料制作而成,外层钢管内径粗,在海上安装时需要先把外层钢管推开,焊接内管,然后再焊接外管,施工周期长,所以工程建设投资非常之大。
  经过科学研究,现在研发了一种可用于50米以内浅海的“单层保温加混凝土配重层”的“海底保温输送管道”,填补了我国海上“单层海底管道设计”、制造与海上安装的一项空白。这种管道只有里面一层是用来输送油气的钢管;在钢管外表面涂覆一层由“粘接剂”及“熔结环氧粉末”构成起防腐作用的防腐涂层;然后用“聚氨酯材料”发泡形成包覆在“防腐涂层外表面”的保温层;在保温层外表面加一层聚乙烯保护管;在聚乙烯保护管外表面,由“钢丝网”夹在中间与“混凝土混合而成”起配重作用的“混凝土配重层”。这样各层之间紧密结合,构成一个“单层保温复合型”海底管道。
  还有使用可弯曲的“挠性软管”,其管体一般由尼龙密封材料、不锈钢加强材料、聚氨脂泡沫保温材料、抗滑与抗磨材料和高密度聚乙烯外套保护材料组成。“挠性软管”以它优越的性能已经越来越多地用于水下工程。
  海底管道的铺设一般用“铺管船”铺设。在“铺管船”上将单根管道对中,然后逐根焊接,经流水作业后自船尾的“托管架”入水,靠往前移动“铺管船”,骑在管道上的挖沟机先挖沟,然后管道被埋在管沟里,覆盖上泥土,海底管道就这样被埋到海底。
  这是我国自主研制的亚洲最大的“全旋转起重兼铺管作业船”棗“蓝疆”号,它最大起重能力为3800吨,能把一座3500吨重的“导管架”稳稳地抓举起来。用它可以铺设直径4.5寸到48寸的海底管道,作业水深为8至150米。
  海上运输的另一种方式,是采用超级油轮运输。而天然气的运输方式比较特殊。因为,天然气的体积比较大,一般采用先将天然气液化。在常压下,将天然气冷却至零下162℃时,天然气就会由气态变为液态,我们称为液化天然气,英文简称LNG,其体积约为同量气态天然气体积的1/600,而重量仅为同体积水的45%。这是专用的“液化天然气”运输船舶,即LNG运输船,LNG运输船可分球罐型、薄膜型二种类型进行海上运输。
  我们基本了解了从油气田开采出来的石油和天然气是怎样通过陆地和海上运输方式进行输送的。然而石油、天然气也象其它商品一样,从它的生产到它的消费,不仅需要长途运输,还必须建立各种形式的储存仓库。以保证协调生产和满足供应,那么石油和天然气是怎样储存的呢?
  石油与天然气的储存是依据地理位置的差别,分别选择建立地上和地下两种储油、气库。油、气库的核心设施是直接存放石油和天然气的储油罐和储气罐。国内外应用最多的地上油罐是“立筒状地上钢质油罐”和“浮顶油罐”。为了使储油气更加安全,一般采取容积更大的“地下储油库”,有的“地下储油库”可储藏石油数百万立方米甚至更多。为了保证能源安全,还需要建立国家油气战略储备库。
  气体是可以压缩的,故而一般采用高压储存天然气。应用最多的储气罐是“球形地上钢质储气罐”,实际上,埋在地下的一组钢管或输气管道的末段,都建有储气罐。
  为了调节季节的供需差异,还需要建立超大型地下储气库,储气量可达数十亿立方米。石油和天然气的储运,关系到石油和天然气在供需两大方面的平衡。因此,它是整个石油产业链中的重要环节。(石油知识)
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