導航：安全管理網>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

高寒林區(qū)輸油管道設計淺析

文檔作者：靳正利姜明軍文檔來源：中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院中國石油天然氣勘探開發(fā)公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月26日
下載地址：點擊這里	文件大?。?360.52 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?60.52 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：大排量脈動輸油的節(jié)能探討

上一篇：基于PLC的輸油熱媒爐控制系統(tǒng)

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

第19卷第4期石油規(guī)劃設計2008年7月19
靳正利· 姜明軍
中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院中國石油天然氣勘探開發(fā)公司
靳正利等．高寒林區(qū)輸油管道設計淺析．石油規(guī)劃設計，2008，19(4)：19—22
摘要在高寒林區(qū)進行大型榆油管道建設與在一般地區(qū)建設有很大不同。通過分析凍土地段
管道線路工程的特殊性，闡述了在不同性質的凍土地地段進行建設時，如何在采用破壞性原則設
計和保護凍土原則設計之間進行選擇，并介紹了多種管道敷設方法。論述了在高寒林區(qū)進行站場
建設、工藝優(yōu)化、防火工程及環(huán)保工程的設計思路和處理原則。
關鍵詞寒冷區(qū)域原油長輸管道建設線路工程輸油站環(huán)境保護防火
設計措施
針對高寒林區(qū)管道的環(huán)境特點和一些需要重點
解決好的問題，現(xiàn)從線路敷設、凍土監(jiān)測、輸油工
藝系統(tǒng)布局和優(yōu)化、巡護和應急響應、林區(qū)防火、
動植物生態(tài)環(huán)境保護等多個側面提出幾點設計對策
和思路，進行探討。
1 凍土地段管道的線路工程
1．1季節(jié)性凍土地段的管道敷設
某高寒林區(qū)的原油管道工程經過的季節(jié)性凍土
地段，凍深一般在2．0—2．2m。在此類地段敷設時，
可采用埋地方式。為避免受到季節(jié)性凍土的凍脹危
害，管道應埋設在季節(jié)性凍土的下限以深，即管頂
埋深不淺于2．2m，設計時可控制在2．4m。
1．2多年凍土地段的管道敷設
多年凍土地段的管道敷設，可以根據實際的凍
土發(fā)育狀態(tài)情況，分別采取破壞多年凍土原則和保
護多年凍土原則進行處理。
適宜采用破壞多年凍土原則設計的凍土地段類
型主要有以下幾種：一是地質條件良好，具體凍土
形態(tài)為少冰凍土或多冰凍土，融化后不產生融沉，
寒冷季節(jié)也不產生凍脹危害的地段；二是較薄的地
下冰層，且埋藏較淺，冰層范圍小或難以保持其凍
結狀態(tài)的(或已處于消退中的)，其下層為良好的少
冰凍土或基巖的地段；三是零星島狀多年凍土段，
凍土范圍小，埋藏較淺，此類多年凍土層一般已處
于退化狀態(tài)，管道的建設過程勢必加速其融化，其
多年凍土狀態(tài)難以繼續(xù)穩(wěn)定維持的地段。
按照凍土普查結果，該原油管道沿線多年凍土
的融沉性分類大部分為弱融沉性，凍土范圍小，埋
藏也較淺，融化后不會產生融沉及凍脹危害作用。
因此，對于此類零星的埋藏淺的島狀多年凍土地段，
可按照破壞性原則進行管道工程設計，具體可采用
局部開挖換填的埋地敷設方式。對于部分管溝地基
承載力不足的地段，可換填一層黏性土或在管溝底
部鋪墊卵礫石層，以提高管溝基面土的承載力。
1．3宜采用保護凍土的原則設計的區(qū)域及敷設方式
在此區(qū)域，分布有連續(xù)的多年凍土和大片島狀
多年凍土地段，凍土厚度一般>4m，對管道的穩(wěn)定
安全可能有較大影響。主要是管道沿線所經過的沼
澤、濕地和黏性土含量較大并發(fā)育有多冰一富冰一飽
·靳正利，男，1963年生，高級工程師，PMP。1984年畢業(yè)于華東石油學院石油機械系油氣儲運專業(yè)。一直從事與油氣儲運業(yè)務相關的發(fā)展規(guī)劃、技
術咨詢、設計審查和各種基本建設項目的前期研究工作，并在國內外多種能源、石油石化類報刊雜志和大型國際會議上發(fā)表論文多篇?，F(xiàn)在中國石油天然
氣股份有限公司規(guī)劃總院管道所工作。通信地址：北京海淀區(qū)志新西路3號938信箱，100083
萬方數(shù)據
1212一內冰分危周土在埋填寒小山式強成按顯材樁泥溫環(huán)盤程脹融覆較針長靳下嚴位體其可地壞境大容對抗水火的石碎管米能要設道采鋼0．0．0上體別危取圍地境定害對導層山差度式改料無有期林果校正沉沼洪深砂計金間附頂，不于人保凍力和它底建影排易段滲游災片用的石管置道部采重，338．2l。上也利區(qū)原變土外安害屬帶年應性護排數(shù)有架核水溝澤洪流溫熱的石等管茂覆較近采，．為產側入前加響土地套島應影必抗洪溫用的等管粗設較部，0O1502347O。不于便全沖凍分加及因土埋基墩多密小底度影控效架棒水油用的破空等薄谷述道量，。上于沖響地型堤墩宜層山差形條樁橫涵狀生的砂要較述道采面0m埋月+2m。不與于僅以內凍制刷響土地壞多年應措板林根此泥淺滑的礎碎空管類設跨軸面，：02上且地隔。件低其凍刷取向在基多換支數(shù)敷淺的程能起軸道采鋼間限，0上下為保凍加動發(fā)向土在地導層年抗據敷施無有木段注暢的石確程穩(wěn)管能越道防面高，0+位熱0中伏力向因填層年度必措撐溝用的穿管脹能設通造量，m與使保凍幾力土埋季定實寒對度式強意所護換敷方段洪流溫熱物生的能茂設道隔，0、于堤墩的m。與體保凍力和在埋夠套帶成抗敷施此的相碎管要谷越較道風。為也沖則力加厚土在地填密層式支方明林樁水洪淺熱的種管考節(jié)融設這長際面，、+位斷方。一體凍土地外大孑對導底護排樁沼洪的石研管融被設采，+、臨保刷區(qū)原可墊基層島并式性敷方顯林架橫水沉目穿類慮要較遷道隔，位于式隔面L。保其則到向在地埋填多安小層式強徙性改木架此泥流破計設證越輸采不也些凍加厚同和土堤外控敷方比水沉澤洪熱用的究較防面，開熱起于，+。下凍變向壞埋外年底建方每油沿深溫生用的石結裝進通采高，、主便制加化土地小差帶度式強時樁棒治流滑災管粗融被設距較伏方管闊不開。交但冰凍加土基處多寒層式成敷方構沉流深滲特用的管線組范行道部長風，、于體保動向在地大害式措段沉的砂穿繼考融設適道，平式較頂設闊、。具沖叉后圍土地填墩外大孔對島式必性有本林此水的穿管能要設道采附頂一交以但保其動原可在地基察式或抗施材沉溫濕用碎續(xù)貼越面，大緩覆平排、一保其內刷力包區(qū)土在地基墩大富明有架段用種筑管范覆計設越近道防須，1土溝的、上于則叉因地定對層山性抗支料明本林溫物石確管結若融近，。一作冰凍圍土地山工底抗敷顯根次段每注溫片破礎行要覆計貌足酌，洪緩．山方谷保借化區(qū)可地多層平底日明顯構架毛洪的確離管進采頂，(、。個為凍可和土壞基夠定就層情意林洪淺環(huán)由的程管組考設連部金，2溝涵含地式間—保沖壓后堤安年底形提顯架樁段水火用的細茂范行遷采鑒面，4沖幾加區(qū)厚可周和土在地境好屬島影方是析毛溝溫的管續(xù)慮融設部采量防谷道垂帶支溝(1、凍刷圍國基多安密工底式徙敷架水災用的破管裝覆較達面高，位分化十響埋大度承止段火狀細經置薄要設采隔含地，．抗的直谷l不受地多布必抗板每災熱用的破等米較過通部附隔，嚴作其內到加周土壞埋對年影林泥石碎程空管裝設道面高，)O凍多5垂帶管O、到發(fā)壞墊處小年影抗換斷林根洪特管組而能表要較過近長防黏m。保具凍加響圍地外多對工性敷深用的石確籠道重隔，m土年段體或的直4上且低凍力及口響土基填層度性護數(shù)此殊水火生的道酌l以保原土處安年當抗有段流溫熱的相程管而設貌較隔，凍型支，)2O外管、。上也和土層徑情換明百的碎類較部量需，O、體保全關沖凍則地墊堤層山并抗時熱環(huán)管能設較遠造附．；m加段，5主體刷力土地墊埋外好對層成技護林的計近進造道采，—設，。中也于體凍加包區(qū)可層成術樁用的破管行設貌高，3保，．0m，
萬方數(shù)據
標準分享網 www.bzfxw.com 免費下載
www.bzfxw.com
第19卷第4期石油規(guī)劃設計21
間溝谷凍土區(qū)的方案，除了要做好管線壓蓋防護結
構之外，還需對管道在不同季節(jié)的融化范圍進行校
核計算。對于融化范圍明顯大于管道允許的重力彈
性變形量的管段，要注意采取局部強化支護措施，
或者采用允許更大彈性變形量的特殊管材(即采用
所謂的基于大形變管道設計技術)，以確保管道的
安全。
1．4強融沉凍土段管道狀態(tài)的實時檢測
1．4．1 地溫監(jiān)測
為了確切掌握管道所經過凍土地段的地基土層
溫度場變化情況及發(fā)展趨勢，應考慮在重點的強融
沉性多年凍土地段上設置一些土層觀測孔，以便及
時了解各段的土層地溫變化動態(tài)。
1．4．2凍脹和融沉檢測
對凍土層的凍脹和融沉效應的觀測，常用的方
法有大地測量法、局部應力(貼片電阻)法、水準
抄平法和機器人三維視覺智能識別法等。機器人三
維視覺識別法，利用現(xiàn)場有限范圍內的實景照片，
系統(tǒng)進行實時智能對比和位移識別，可對現(xiàn)場多個
點位的位移或形變進行實時檢測。該方法檢測精度
高，適合進行多向性復雜形變工況的監(jiān)測。因此，
工程宜選用三維視覺智能檢測技術。
2 高寒林區(qū)的站場工程和工藝優(yōu)化
2．1 站場建構筑物的設計
高寒林區(qū)管道站場建構筑物的設計要充分考慮
對凍土危害和林區(qū)火災侵害的適應性。其中建構筑
物上部結構的設計，應綜合考慮荷載、跨度、層高、
地基條件、抗震設防、施工及材料等因素，合理選
擇結構型式。
建筑物地基基礎，可根據上部結構型式及凍土
地基特性，分別采用鋼筋混凝土獨立柱基或條基、
毛石條基、低填通風管基礎、架空通風基礎等，其
中架空通風基礎可采用鉆孔插入鋼筋混凝土預制
樁。設備基礎、管溝、管墩等可采用素混凝土結構，
管架基礎可采用獨立基礎，消防水池可采用現(xiàn)澆鋼
筋混凝土結構。儲罐地基基礎，可根據使用要求和
地基條件，采用鋼筋混凝土環(huán)墻式基礎或樁基承臺
式基礎，地基處理可考慮采用水泥粉煤灰碎石樁+
砂碎石褥墊層結構。為防止地表熱量下傳危害凍土
層持力狀態(tài)，在基礎梁或柱承臺下填充松散保溫材料。
2．2沿線輸油站場的布局和工藝系統(tǒng)優(yōu)化
為了最大限度減小熱傳導過程與凍土危害之間
的矛盾，在條件允許的情況下，要盡量采用常溫密
閉輸油工藝，以減小溫差。文中所述原油管道的目
標輸送油品凝點在一10℃以下，20℃運動黏度在
4．93—9．83mm2／s之間，為低凝低黏原油。管道沿線
各地最冷時段，地下1．6m處的地溫約為一2．9—一3．4
℃。為此，該管道全線可采用常溫密閉輸油工藝。
在進行工藝計算時，冬季工況的首站進站油溫
按一4℃計，考慮到原油進罐后在儲存期間所發(fā)生的
溫降，并參照年平均氣溫，出站油溫取一6。C，沿線
(冬季)地溫取一4℃；夏季工況的首站進站油溫按
10cC考慮，油品進罐儲存可能發(fā)生溫升，若不進罐
則保持來油溫度，故夏季出站油溫取10℃，沿線(夏
季)地溫取10℃。
在進行原油管道輸油工藝系統(tǒng)方案設計過程
中，計算出了包含3個不同管徑、3個壓力等級和3
種不同鋼材的共計27個備選方案的鋼材耗量、泵站
個數(shù)、年耗電總量等基本工程參數(shù)；進而測算出每
個方案的費用現(xiàn)值，并據此初步篩選出一個“最優(yōu)”
方案。當具體審視這個方案時，發(fā)現(xiàn)雖然該方案已
經基本符合了大站間距、高揚程、高效率、節(jié)省投
資的設計原則要求，但是其中間泵站的站址點均遠
離社區(qū)或電源點，不僅依托條件差，而且在茂密林
區(qū)。由于管道沿線地處高寒地區(qū)，冬季大雪封路情
況很常見，因此社會依托條件對確保管道的安全運
行和站場的管理乃至駐站人員的生存保障顯得尤為
重要。為此，有必要在綜合考慮經濟性、安全性和
有效利用沿線社會依托條件等因素的基礎上，對該
方案的各個站場位置又進行了一些局部的優(yōu)化調
整，使各個輸油站場更靠近附近的社區(qū)中心和地勢
開闊、林木稀少的地點。
經過調整的方案與調整前的均勻布站方案相
比，雖然耗鋼量有所增加，但外輸電線路工程投資
明顯減少，社會依托條件進一步改善，綜合效益顯
著。此外，在進行方案的比選和優(yōu)化過程中，還對
采用不同材質的方案，進行了對高寒地區(qū)建設條件
的適應性分析和優(yōu)選工作。
2．3在林區(qū)的防火工程
2．3．1 輸油站場在林區(qū)的防火適應性設計
在林區(qū)設置輸油站，必須認真做好防火適應性
設計：一是，確保站內不產生危及林區(qū)安全的任何
形式的火源擴散；二是，當周邊出現(xiàn)林區(qū)火情時，
站場具有必要的冷卻能力和防火能力，確保輸油站
場不致遭受林火的侵害。
為實現(xiàn)站場內火源不向林區(qū)擴散，需采取如下
措施：一是杜絕任何部位產生暴露于大氣的明火，
萬方數(shù)據
www.bzfxw.com
2333收從況員四困安意括施最溫燃編行要遷這鍵防隔靳與專兩為低制剩包取在地外寬對封工必態(tài)急總是枝淋生用電的立站管置設邊送適配量長需高02．．其0稿。為保做全動可各和安對將工徙時是機正注離管細輯難需高、業(yè)之于以估余使冷利制在場坡完寒山度當所括此段每氣水火滅點環(huán)理電約置要計車長防，1382345年日．下與為主便具利刻動和好如寒意措是機止沿洪火燃直種管節(jié)裝要證道預，：12一下個切卻四土地境定建成有林標畢源潛火用的種站考腐設距較適造，：他27期04上不嚴入具沖動可和戶抗搶接施未林案植源物確等約線絕緩要適道長雨馬月0—。一嚴使準幾區(qū)可后周在場備大實并應成林殖段水流消石離穩(wěn)等系脆般苗慮設進防隔：輔m。三不傳保修凍區(qū)和外季巡工當慢或手施期來格毀物用系獲設采高，：21、。不個人入減加區(qū)在地失定盡工弱當方施時是極格植火災的離統(tǒng)考耐能范行質配防高，0佳加取可和土地備安山工并得護按播有期此溫現(xiàn)生破給統(tǒng)自預高，70助m。嚴產低內區(qū)員周圍在地處備害寒工帶應快或把方水火災爆物現(xiàn)確站等致慮被要設輕隔，8嚴作全加和場壞外大寒帶態(tài)技搶效明沿洪災然照甚留的直能蔓裝設間，-。0、一為之借冷和場實害密對封盡山必性方有林流炮理生的離程花若要認進遭重問面工3業(yè)保修升備害延強成搶術林格消火焊爆的科穩(wěn)線至規(guī)遷防隔，管—、。丘助區(qū)單受和地處外帶或敷旁木機林案此沿注的真破組行要設量鍋長閉需題高，為僅保修內發(fā)學完定當徙護措期檢火離自茂范裝防程0道6(、作區(qū)和密我護敏施畢測燃的空管耐輸運通間防靠為具取向周在地壞帶并建意措收數(shù)木林水溫漏火爐物理稀線緩要解計設邊進陵，如敷與業(yè)儀保儲后寒工?？旄袚尨霗C林求泥消火留確種范道間，。作做決力動區(qū)單和土均坡型失對盡幕建開徹慢控施根此油煙疏的管行表計設邊還進量集雨寬設。下不保修做具地存性護措施木林火災的石管表規(guī)運通速，業(yè)中事于位其出制和土在場大好底當護施明有林植段氣的等管設辟部量需高，：；5完、保區(qū)可響好如害工手施期流燃物生的行被裝要設資過道量，0一中事二力區(qū)及取可地型堤寒小工很故杜林消清火物的管置自進道避防靜項，m畢。作保可在備并應態(tài)護按有段油源電管計設質避間防阻，)一爭使先創(chuàng)區(qū)土型域大將履應棄我所是林火現(xiàn)生電的目直程系繞絕能蔓行要輸?shù)婪莱?，免動和在就擋斷根清照環(huán)珍理的站能計道障雷后，不專嚴個伴作切區(qū)升危和在場巡帶干延開態(tài)或把更有林水油注渣現(xiàn)用統(tǒng)要設輸通階雨面中之擊和地場境夠安對必執(zhí)措救是本杜果沿淺現(xiàn)稀近除預，并，業(yè)作保凈割同地場害式意或護新施機雜格段油溫火特環(huán)的直站等管行設過這避項龍、。會全冬后四在場外對必援施無析樹案淺的站線絕行要距在應、。嚴些侵做別升和在場境備復大頭實工開棄掃護林氣火的站管能花草設識路進通道防，一于內發(fā)周器季將層患時法生離種程靜盡邊5。個切到同埋大序態(tài)接控是生電設還連通需、以位力區(qū)原和四場好害工引必快或搶提機林格植治沿消清渣源珍的管行計象過道隊際雪，0快界℃不中內地將小必接時注災環(huán)續(xù)置觸達過問防雪；兩主修停減區(qū)合周場安工差或擾無機現(xiàn)的砍稀程管線自落被要資起進速道除障須高，；處完一三啟地型境必意敷水環(huán)現(xiàn)的藥難須題，兩二伐側入全再動葉和場堤害工建引接救料施時服機植注消現(xiàn)理程要輕防除隔，成設、。動可噴場境定性情是材注獨的要設采、。專了作側具務動包化發(fā)周場坪頭寬工并應意所時是林植段治物生的離被設選防，岸置。。不嚴中其再變在地型處工帶度措有枯每火物現(xiàn)用的破等聘能要計設資邊采，；噴灘。個中二人以作關利力取場壞處盡應得或控施有林植源的種置要計請運重；、。，
萬方數(shù)據

網友評論 more

化工安全論文最新內容

03-11