[01142613]长期服役原油管道安全运行关键技术研究与应用

我国油气长输干线管道里程已突破13万公里,承担着全国70%的石油和99%的天然气运输。目前在役管道中约60%服役时间超过20年,相当一部分原油管道建于上世纪七八十年代的油气管道,服役年限已近40年。随着管道服役时间延长,油田产量逐渐递减,很多原油管道进入低输量运行状态,管道保障运行安全前提下,最大限度提升经济效益的难度不断加大;同时,设备及材料的老化日渐显现,因外部干扰、腐蚀等导致管道本体失效风险加大,为维护人民生命财产和环境安全,保障管道安全运行显得刻不容缓。 管道安全涵盖“流动安全”与“本体安全”。针对长期服役的老龄管道,由于磨损、疲劳、老化和耗损等原因,管道本体的故障率随着时间的延长而急剧增加,对于东部管网管道主要体现在由螺旋焊缝开裂和腐蚀穿孔所引起的管道泄漏事故逐渐增多以及防腐层老化所引起的管道本体严重腐蚀。课题组通过调研、检测、试验、分析评价等手段获取老旧油气管线的本体性能及缺陷数据,包括理化性能、金属损失、焊缝异常、变形等,获取腐蚀防护系统、环境腐蚀性等数据,并进行综合分析评价,并建立了一套适用于中石化老旧长输油气管道特征的评估方法,通过对管道本体理化性能、缺陷、服役环境、腐蚀防护系统等分项进行考核评分,实现了对老旧管线技术状况的量化考评。 原油管道凝管是困扰流动安全的重大难题,也是输油管道系统安全性评价的重要组成部分。管道因油源不足等原因出现输量低于设计输量的情况,即低输量运行。热含蜡原油低输量管道面临更多能耗和更大“凝管”事故风险。解决低输量问题,要求安全前提下尽量节能降耗。国际上常用对策有：掺稀输送、间歇输送、正反输、管道转产或报废。正反输能耗惊人,掺稀需要稀油源,间歇输送较经济但需解决安全问题。间歇运行核心环节就是确定安全停输时间。根据安全停输时间可以科学认识凝管风险,最大限度降低输油温度,实现安全节能;测算显示鲁宁线油温下降1℃,能耗费用下降逾1000万元/年,但油温和凝管风险此消彼长。目前国内外尚无一套完整的“安全停输时间”测算体系,也鲜有研究成果的现场应用。课题组建立“安全停输时间”研究体系,开展现场应用,专家评审鉴定为：理论创新性强,工程经济效益显著。课题组综合考虑地理环境、胶凝原油弹塑性启动特性、蜡沉积层滑脱等因素,形成全新的热油管道停输再启动热力和水力问题的测算体系。