输油管道设计与管理1 ——【输油管道设计与管理】.pdf

输油管道设计与管理 管道是石油生产过程中的重要环节管道是石油生产过程中的重要环节，，是石油工业的动脉是石油工业的动脉在石油在石油 的生产过程中的生产过程中，，自始至终都离不开管道自始至终都离不开管道我们可以把石油的生产我们可以把石油的生产 过程简单的表示为：过程简单的表示为： 用户用户炼油厂炼油厂 矿场油库矿场油库转油站转油站联合站联合站计量站计量站油井油井 矿场油气集输系统矿场油气集输系统 长输管道长输管道 原油管道成品油管道 一、输油管道概况一、输油管道概况 1、输油管道的发展历史、输油管道的发展历史 （（3））1879年年，，美国的宾夕法尼亚美国的宾夕法尼亚D=150mm，，L=17.4km （（4））1886年年，，美国美国D=200mm，，L=139km的输油管道的输油管道 管道工业有着悠久的历史：管道工业有着悠久的历史： （（1））中国是最早使用管道输送流体的国家中国是最早使用管道输送流体的国家早在公元前的秦早在公元前的秦 汉时代汉时代，，就有人用打通就有人用打通了了节的竹子连接起来输送卤水节的竹子连接起来输送卤水，，随后又随后又 用于输送天然气用于输送天然气 （（2））现代管道现代管道1865年年D=50mm，，L=10km，，Q=2.8m3/h,用往用往 复泵驱动复泵驱动。

（（5））1920年前，管道年前，管道丝扣连接丝扣连接管径较小管径较小 （（6））1920年，管道铺设年，管道铺设采用气焊采用气焊电焊 （（7））美国最先铺设了两条大型输油管线美国最先铺设了两条大型输油管线 第二次世界大战第二次世界大战，，美国铺设了两条输油管道：美国铺设了两条输油管道： 一条是原油管道一条是原油管道，，口径为口径为600mm，，长度为长度为2158km，，输量为输量为 47700m3/d(1500万吨万吨/年年)，，由德克萨斯到宾夕法尼亚；由德克萨斯到宾夕法尼亚； 另一条为成品油管道另一条为成品油管道，，口径为口径为500mm，，包括支线全长为包括支线全长为 2745km，，输量为输量为3760m3/d(1300万吨万吨/年年)，，由德克萨斯到新泽由德克萨斯到新泽 西西，，同时还铺设了一条输气管道同时还铺设了一条输气管道，，口径为口径为600mm，，长为长为 2035km，，由西南部到东海岸由西南部到东海岸 （（ a ）） 1964 年年 ，， 原 苏 联原 苏 联 苏 联 东 欧 的苏 联 东 欧 的 ““ 友 谊友 谊 ”” 输 油 管 道输 油 管 道 ，， D=1020mm,L=5500km。

（（））1977年年，，建成了第二条建成了第二条““友谊友谊””输油管道输油管道（（D=1220mm,L=4412km））,经经 波兰至东德波兰至东德Q=1亿吨亿吨/年年 （（））1977年年，，美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加管道美国建成了世界上第一条伸入北极的横贯阿拉斯加管道 （（D=1220mm，，L=1287km）），，其中其中900km管道采用架空保温铺设管道采用架空保温铺设Q=1.2亿亿m3，， 不设加热站不设加热站，，流速达流速达3m/s，，靠摩擦热保持油温不低于靠摩擦热保持油温不低于60，，投资投资77亿美元亿美元 （（ ）） 1988 年年 ，， 美 国 建 成 了 从 西 部 圣 巴 巴 拉 至 休 斯 顿 的 原 油 管 道美 国 建 成 了 从 西 部 圣 巴 巴 拉 至 休 斯 顿 的 原 油 管 道 （（D=762mm,L=2731km，，Q=1600万吨万吨/年年）） （（e））同时同时，，成品油管道也获得了迅速发展成品油管道也获得了迅速发展典型的是美国的科罗尼尔成品油典型的是美国的科罗尼尔成品油 管道系统管道系统（（D=750、、800、、900、、1000mm,L=8413km,Q=1.4亿吨亿吨/年年））。

（（f）世界上管径最大的输油管道，）世界上管径最大的输油管道，1422mm，沙特东西原油管道（，沙特东西原油管道（1987）） （（g）我国目前距离最长的输油管道：西部原油成品油管道（）我国目前距离最长的输油管道：西部原油成品油管道（2006）） （（8）著名的跨国管线）著名的跨国管线 2、长输管道的发展趋势、长输管道的发展趋势 (1) 高压力、大口径的大型输油管道高压力、大口径的大型输油管道 (2) 采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材 (4) 采用先进的输油工艺和技术采用先进的输油工艺和技术 (3) 采用新型、高效、露天设备采用新型、高效、露天设备 a. 设计方面，采用航空选线设计方面，采用航空选线. b.采用密闭输送工艺流程，减少油气损耗和采用密闭输送工艺流程，减少油气损耗和 压压 能损耗 c.采用计算机自控、遥控技术采用计算机自控、遥控技术 d.用化学药剂（减阻剂、降凝剂）降低能耗用化学药剂（减阻剂、降凝剂）降低能耗 f.施工方面，挖沟技术、定向钻技术、盾沟技术等施工方面，挖沟技术、定向钻技术、盾沟技术等 表1 不同管径和压力下管道的输油量 管径/毫米52972092010201220 压力/兆帕5.46.5564.65.64.65.64.45.4 输油量/（兆吨/年）681620323642527080 4、输油管道分类及组成 （1）输油管道的分类：按照长度和经营方式， 输油管道可划分为两大类：一类是企业内部的输油 管道，其长度一般较短，不是独立的经营系统；另 一类是长距离输油管道，其管径一般较大，有各种 辅助配套工程，是独立经营的系统。

这类输油管道 也称干线输油管道长距离输油管道长度可达数千 千米，目前原油管道最大直径达1220毫米 按照所输送油品的种类，输油管道又可分为原 油管道和成品油管道 （2）长距离输油管道 输 油 管 道 输油站 线路 首站 中间站 末站 管线 泵站 加热站 分输站 合 建 清管站 通讯系统 阀门、阀室 穿跨越构筑物 伴行路 阴极保护设施 输油站的主要功能 5、我国输油管道概况、我国输油管道概况 （（1））1958年年，，我国修建了第一条长输管道：克拉玛依我国修建了第一条长输管道：克拉玛依独独 山子原油管道山子原油管道 （（2））20世纪世纪70年代开始兴建大型输油管道年代开始兴建大型输油管道，，我国管道工业我国管道工业 进入第一个发展高潮进入第一个发展高潮,建设的管道主要是原油管道建设的管道主要是原油管道 到目前为止到目前为止,我国铺设的百公里以上的原油长输管道我国铺设的百公里以上的原油长输管道40余条余条, 管径为管径为159720,形成了具有一定规模的原油管网形成了具有一定规模的原油管网(见全国油见全国油 气管线分布图气管线分布图) （（3））20世纪世纪90年代中期至今进入第二个发展高潮年代中期至今进入第二个发展高潮。

此次发此次发 展高潮以天然气管道和成品油管道建设为主展高潮以天然气管道和成品油管道建设为主正准备兴建的正准备兴建的 管道还有中俄天然气管道管道还有中俄天然气管道、、中俄原油管道中俄原油管道 返回返回 阿尔善阿尔善-赛汉赛汉 塔拉原油管道塔拉原油管道 在东北和华北地区，先后建成了庆铁在东北和华北地区，先后建成了庆铁 线、铁大线、铁秦线、秦京线、铁扶线、铁大线、铁秦线、秦京线、铁扶 线、抚鞍线和任京线，形成了规模较线、抚鞍线和任京线，形成了规模较 大的东北管网，担负了大庆油田、辽大的东北管网，担负了大庆油田、辽 河油田、华北油田的原油外输任务河油田、华北油田的原油外输任务 在华东华北地区在华东华北地区，，先后建成了鲁宁线先后建成了鲁宁线、、濮临线濮临线、、 沧临线沧临线、、中洛线中洛线、、东临线东临线、、东黄线东黄线、、东黄复线东黄复线、、 东辛线东辛线、、临济线临济线，，形成了规模较大的华东原油形成了规模较大的华东原油 管网管网，，担负了胜利油田担负了胜利油田、、中原油田的原油外输中原油田的原油外输 任务任务另外另外，，已经停止运行的任沧线实际上已已经停止运行的任沧线实际上已 将东北和华东两大管网连为一体将东北和华东两大管网连为一体。

在华中地区在华中地区，，魏荆线担负了河南油田的原魏荆线担负了河南油田的原 油外输任务油外输任务在华南地区在华南地区，，湛茂线担负了湛茂线担负了 茂名石化的供油任务茂名石化的供油任务在内蒙境内阿赛线在内蒙境内阿赛线 担负了二连油田的原油外输任务担负了二连油田的原油外输任务 在西北地区在西北地区，，克独线克独线、、克乌线担负了克拉克乌线担负了克拉 玛依油田的原油外输任务；花格线担负了玛依油田的原油外输任务；花格线担负了 青海油田的原油外输任务；马惠宁线青海油田的原油外输任务；马惠宁线、、靖靖 咸线担负了长庆油田的原油外输任务；库咸线担负了长庆油田的原油外输任务；库 鄯线担负了塔里木油田的原油外输任务鄯线担负了塔里木油田的原油外输任务 四川油田管网四川油田管网 马惠宁马惠宁 线线 花格花格 线线 魏荆线魏荆线 二、二、 输油泵站的工作特性输油泵站的工作特性 1、长输管道的泵机组类型、长输管道的泵机组类型 输油泵站的作用输油泵站的作用: 由于离心泵具有排量大、扬程高、效率高、流量调节方便、由于离心泵具有排量大、扬程高、效率高、流量调节方便、 运行可靠等优点，在长输管道上得到广泛应用运行可靠等优点，在长输管道上得到广泛应用。

不断向油流提供一定的压力能，以便其能继续流动不断向油流提供一定的压力能，以便其能继续流动 长距离输油管道均采用离心泵，很少使用其他类型的泵长距离输油管道均采用离心泵，很少使用其他类型的泵 离心泵的型式有两种：离心泵的型式有两种： 多级（高压）泵多级（高压）泵:排量较小排量较小,又称为并联泵；又称为并联泵； 单级（低压）泵单级（低压）泵:排量大，扬程低，又称为串联泵排量大，扬程低，又称为串联泵 (1) 长输管道用泵长输管道用泵 一般来说一般来说，，输油泵站上均采用单一的并联泵或串联泵输油泵站上均采用单一的并联泵或串联泵，，很很 少串并联泵混合使用少串并联泵混合使用，，有时可能在大功率并联泵或串联泵前串有时可能在大功率并联泵或串联泵前串 联低扬程大排量的给油泵联低扬程大排量的给油泵，，以提高主泵的进泵压力以提高主泵的进泵压力 串联泵具有串联泵具有排量大排量大、、扬程低扬程低、、效率高效率高的特点的特点我国试制的我国试制的 KS型串联泵比并联泵效率高型串联泵比并联泵效率高10%左右左右，，而国外生产的串联泵而国外生产的串联泵 比国内多数管道采用的并联泵效率高出比国内多数管道采用的并联泵效率高出18%左右左右。

长距离输油管道是耗能大户长距离输油管道是耗能大户，，而而等温输等温输油管道的耗能油管道的耗能 设备主要是输油主泵设备主要是输油主泵，，因此提高输油主泵的效率是提高等因此提高输油主泵的效率是提高等 温温输输油管道经济效益的主要途径油管道经济效益的主要途径如果将我国目前输油管如果将我国目前输油管 道的输油主泵效率由道的输油主泵效率由70%左右提高左右提高85%左右左右，，输油电耗将输油电耗将 减少减少20%以上以上因此因此，，在成品油管道的日常管理中在成品油管道的日常管理中，，加强加强 对输油主泵的维修保养对输油主泵的维修保养，，使其始终处于高效状态使其始终处于高效状态，，对提高对提高 输油管道的经济效益非常重要输油管道的经济效益非常重要 注意注意 2、离心泵的工作特性、离心泵的工作特性 对于电动离心泵机组对于电动离心泵机组，，目前原动机普遍采用异步电动机目前原动机普遍采用异步电动机，， 转速为常数转速为常数因此因此H=f(q)，，扬程是流量的单值函数扬程是流量的单值函数，，一般一般 可用二次抛物线方程可用二次抛物线方程H=a-bq2表示表示 对于长输管道对于长输管道，，常采用常采用H=a-bq2-m的。