油燃而声 第42期 | 油气“长途之旅”——长输
张烈辉 | 《油气简史》
（第二版 富媒体)
油燃而声 第42期
石油、天然气“走”到世界的各个角落，有很多种方式，可以是船舶运输（简称船运，包括油轮和油驳）、车辆运输（简称车运，包括火车油罐车和汽车油罐车）及管道输送（简称管输）。船运适合于深海油气田、国际间海上运输等；车运是管道输送的主要辅助手段；管输是陆地及近海流体输送的主要方式。
天然气通常只能靠管道输送，不过，液化后的天然气，即人们通常所说的LNG，可以管输也可以船运和罐车运送。目前，世界上三分之二的油气依靠管道输送，因此，这里主要介绍油气的管输。
翻山越岭——陆地管道
油气宝宝们经过精心的“梳妆打扮”后，就踏上了它们的长途之旅。天然气妹妹和原油小兄弟相互鼓励，经过长途跋涉、翻山越岭后才到达了它们漂漂亮亮的家。
天然气妹妹和原油小兄弟所在的管道都采用密闭输送。根据缓冲油罐是否接入和怎样接入管线，输油管道存在三种输送方式：
“通过油罐”方式
来油先进入油罐，再被输油泵从油罐中抽出、加压后输往下一站，其特点是油品全部通过油罐。该方式可：避免各种杂质和管道内空气直接进入输油泵，但是操作繁杂，轻质油品在油罐内蒸发损耗大，故而只在施工扫线、投产初期、清蜡时及早期原油管道中应用。
“旁接油罐”方式
来油同时进入油罐和输油泵，经加压输入下站，只有少量油品进出油罐，调节输油量的变化，轻质油品的蒸发损耗明显减少。由于自动化水平要求不高，易操作管理，因此我国的原油管道过去大都采用这种输送方式。
“密闭输送”方式
中间站不接入连通大气的油罐，来油直接进入输油泵，全线是一个密封管道输送系统。如何防止和消除水击危害是密闭输油的重大课题。早期主要是采用增厚管壁提高管道强度的方法，显然很不经济。此法不能减小水击压力，但能避免水击危害。
油气宝宝们在翻山越岭的过程中，走过了许许多多非常特别的路线，接下来给大家逐一介绍一下吧！
西气东输管道工程
自改革开放以来，中国的能源工业发展非常迅速，但是清洁能源和煤炭资源的发展比例却不平衡，导致环境污染越来越严重。就是在这样的大背景下，出现了拉开“西部大开发”序幕的标志性建设工程——西气东输工程。
天然气宝宝在这条线上走了4200km才到达新家，在这条路上，它走过了新疆轮台县塔里木轮南油气田，向东经过库尔勒、吐鲁番、鄯善、哈密、柳园、酒泉、张掖、武威、兰州、定西、宝鸡、西安、洛阳、信阳、合肥、南京、常州、上海等地方，整个东西方向游历了新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海等9个省（区）。比较自豪的是这条线路的管道是我国距离最长、直径最大的运输天然气宝宝的管道，下图为西气东输施工现场与轮南首站。
川气东送管道工程
由于国际油价长期居高不下，全球对更清洁的能源——天然气的需求增长强劲。21世纪是天然气世纪。中国经济的持续发展和能源政策的进一步调整，极大地促进了中国天然气产业的发展。在这个大背景下国家开展了继西气东输工程后又一项天然气远距离管网输送工程——川气东送工程。
川气东送工程设计输量120×108m3/a，设计压力10MPa。在这条旅游线上，天然气宝宝从川东北的普光出发途经四川、重庆、湖北、安徽、浙江、上海四省二市最终抵达上海。川气东送旅游线的建立使得四川的天然气宝宝一直想出川的愿望得以实现，同时到达上海的天然气宝宝将会对长江流域和长三角地区的能源保障、经济发展和社会进步产生巨大的帮助。
中俄东线天然气管道
天然气宝宝不仅在国内游山玩水，还在国外有自己特别的路线，就比如这条中俄东线管道。这条路线可是大有来头，它是中国石油与俄气公司两家公司联合搭建的，它开始于俄罗斯东西伯利亚，从布拉戈维申斯克进入中国黑龙江省黑河市，俄罗斯境内管道全长约3000km，中国境内段5111km，2019年12月2日，随着中俄两国元首下达指令，中俄东线天然气管道正式投产运行。
兰成渝成品油管道
成品油小兄弟始于兰州、止于重庆。全长1250km，是中国第一条直径很大、压力很高、距离又非常长的成品油输送管道，在1998年12月开始建设，直到2002年9月才建设完成，同时这条管线被誉为西北、西南地区的“能源大动脉”，也是西部大开发十大重点工程之一。这条特别的路线全部采用计算机数据采集控制系统，通过全球卫星定（GPS）系统对输油全程进行在线监控，并在我国首次采用超声波和注入荧光剂的方法区分油品界面，可在一条输油管道内进行汽油、柴油、煤油等多种石油产品的输送。但是由于这条管道工程沿线地形复杂多变，依次经过黄土高原、秦巴山地、成都平原和川渝丘陵等地貌，许多地段的地质和交通条件都极为恶劣，成品油小兄弟克服了重重困难才来到它的新家重庆。
中俄原油管道
中俄原油管道是中国四大能源战略通道之一。从俄罗斯远东管道的斯科沃罗季诺分输站出发，止于我国大庆，全长999.04km，中国境内长度为927.04km。2011年1月1日以来，已安全运行10周年，输送原油近2×108t。
中亚天然气管道
中国—中亚天然气管道被誉为新丝绸之路能源通道，A、B两线为双线敷设，起点位于阿姆河右岸的土库曼斯坦和乌兹别克斯坦边境，经乌兹别克斯坦中部和哈萨克斯坦南部，从阿拉山口入境，成为西气东输二线。全长约1×104km，是目前世界上最长的天然气管道。A线于2009年12月投入运行，B线于2010年10月投入运行，每年将从中亚地区向中国稳定输送约300×108m3的天然气。C线与A、B线并行敷设，线路总长度1830km，设计年输气能力250×108m3。
C线是输送乌兹别克斯坦出口到中国的天然气，2012年9月开始建设，始于土库曼斯坦和乌兹别克斯坦边境格达依姆，途经乌兹别克斯坦与哈萨克斯坦，最后从新疆霍尔果斯口岸进入中国。D线始于土库曼斯坦和乌兹别克斯坦边境，与 A、B、C 线路不同，不再从霍尔果斯入境，而是从与吉尔吉斯斯坦接壤的天山南麓与昆仑山两大山系接合部的新疆乌恰入境。
中缅油气管道
中缅油气管道项目是“一带一路”重大战略的先导项目、是中国海外项目中的一张“名片”。与中亚油气管道、中俄原油管道、海上通道一起誉为我国的四大能源进口通道。管道起点在缅甸西海岸皎漂港，从云南瑞丽进入中国。缅甸境内全长771km，原油管道、天然气管道国内全长分别为1631km、1727km。
美国阿拉斯加原油管道
外国的原油小兄弟也有着精彩的旅程，美国阿拉斯加原油管道是世界上第一条伸入北极圈的原油管道。原油小兄弟从美国阿拉斯加最北部北坡的普拉德霍湾出发，经过整个阿拉斯加地区，最终到达南部阿拉斯加湾的不冻港瓦尔迪兹。旅途全程1286km，需要翻越1460多米高的布鲁克斯岭、近1100m高的阿拉斯加山脉和近900m高的楚加奇山脉，穿越主要河流34条，其中最大河流为育空河。原油小兄弟还要通过700km左右的永冻土地带的严寒考验；所经地区的冬季气温一般在-51～-48℃之间，最低气温为-57℃。原油小兄弟自身温度高达50℃以上，为了不让自己的“热情”对旅途中的永冻土产生影响，原油小兄弟穿上了特制“保暖衣”——液氨“热管”系统，以防止管道系统的热量传入永冻土。
美国科洛尼尔成品油管道
美国科洛尼尔成品油管道系统是世界上最大的成品油管道系统。成品油小兄弟从美国西南部得克萨斯州的休斯敦出发，向东北旅行到新泽西州的林登。1963年成品油小兄弟开始第一次旅行，这时候的旅程长达2465km，经不断开拓新路线，至20世纪80年代初，总旅程高达4613千米，通过750mm、800mm、900mm、1000mm四种管径的管道运输。整个旅程有10多个“上车点”，不同的成品油小兄弟可以在这里加入旅途；近300个“下车点”，到达目的地的成品油小兄弟完成旅程。一共有100多个不同的成品油小兄弟在管道内一个接一个地走向目的地。20 世纪80年代初，全旅途共有150多个“动力之源”——泵站，总输送能力达1×108t/a。
“友谊”管道
“友谊”管道是苏联向东欧出口原油的管道。两期工程总长9739km，输油能力1×108t/a。起自俄罗斯，经白俄罗斯、乌克兰分为南北两支，南线进入捷克和斯洛伐克，终点匈牙利；北线进入波兰，终点德国，管径720～1220mm，第二期工程1972 年完工。
跨安纳托利亚天然气管道（TANAP）
跨安纳托利亚天然气管道（TANAP）是跨里海—黑海地区并与欧洲连接的“南方天然气走廊”的重要组成部分。2011年12月，阿塞拜疆和土耳其签署建设“跨安纳托利亚天然气管道”（TANAP）合作备忘录。这段管道起于格鲁吉亚和土耳其的边界，经土耳其全境，一直延伸到土耳其西部边界，全长约1850km。2015年3月，土耳其、格鲁吉亚和阿塞拜疆3国开始动工修建。在设计规划中，这条管道将把阿塞拜疆里海“沙赫德尼兹气田”的天然气经格鲁吉亚输送至土耳其境内，再连接到跨亚得里亚海天然气管道销往欧洲国家。“跨安纳托利亚天然气管道”预计年输气量为160×108m3，其中，60×108m3供给土耳其，其余100×108m3供应欧洲市场。
油气宝宝们经过精心的“梳妆打扮”后，踏上它们的长途之旅，历经了万里路程才到达它们的新家，不过这些特殊的路线不只在陆地哦，还有海底管道，接下来就走进海底管道的世界吧！
劈波斩浪：海底管道
一提起神秘的海底世界，脑海里马上就浮现出游鱼与珊瑚、水藻与珍珠、沉船与遗宝。然而在这么一个辽阔的空间里，还存在着一条条“纽带”，在海底连绵数千乃至上万千米，连接着我们脚下的土地，它们就是——海底管道。
北溪管道是当前世界上最长的海底天然气管道。从俄罗斯维堡港出发，穿过波罗的海，在德国登陆，全长1222km，北溪天然气管道是一个离岸天然气管道，由Nord Stream AG负责营运，从俄罗斯维堡起到德国格赖夫斯瓦尔德。该项目包含两条平行管道。1号管道于2011年5月铺设，2011年11月8日正式投入使用。2号管道于2011年至 2012年间铺设，2012年10月8日正式投入使用。管道总长度1222km（759mile），双管并行，管径1220mm，压力22MPa，设计输量550×108m3/a。北溪管道超过了兰格勒德管线成为世界最长的海底管道。
随着海洋石油行业的高速发展，海底管线作为油气的重要运输工具，经过数年的规模发展，已经形成了一张四通八达的海底管网。可别小瞧这些长长的管线，它们的用途大着呢！海底管道能远距离输送石油、天然气和水等，可谓是输送海洋油气的大动脉，是海洋石油工程的一个重要环节！
海水里和管道内的输送介质中有我们肉眼看不见的盐和细菌等，会让管道得“皮肤病”，表面变得坑坑洼洼，严重时甚至会穿孔！为了保护它们的健康，我们要给它们穿上保护衣——防腐涂层，或者派出防卫兵——电子，保卫管道表面不被破环。
在海底世界，也有别样的风景：高耸的海山，起伏的海丘，绵长的海岭，深邃的海沟...... 与陆上管道建设的不同在于，我们并不能改造海底的地貌，所以无论在设计还是施工过程中，处处都有难关。那么要如何铺设海底管道呢？接下来给大家介绍几种铺管方法。
浮漂拖航铺管
先在陆地上把一节一节的管子连接成管段，管段的两端用板子堵上，再用船只浮拖到准备铺管的地点，给管子灌水增加重量，让它慢慢沉到水底或预先准备好的沟槽里，取下堵板，然后由潜水员们在水下将管段挨个接上。
水底拖曳铺管
对于较长的管段，刚刚介绍的浮漂拖航法实施起来有一定的困难，这时可以考虑水底拖曳的方法进行铺管。水底拖曳时，风浪、潮汐对施工方的影响都比较小，作业安全，而且不需要牵制船。水底拖曳铺管适用于长距离的深水铺管，比如：在海中铺设排污干管。
铺管船铺管
管子要先经过运管船运到铺管船上面，再在铺管船上进行管段接口，接好之后，再沿着铺管船上的滑道、管托架等装置，送到水底铺管处。当铺管位置离岸边较远时，就适合采用铺管船铺管进行作业。
冲沉土层铺管
先把管子放在水底，再拿出特殊道具——冲泥器，它能喷射出高压水，对准管道底部的土层大力冲打，这样一来，管底的土层发生液化，丧失承载能力，管道就慢慢埋入水底了。
我国海底管道产业起步较晚，但经过二十余年的发展，我国海底管道铺设能力取得了长足的进步。现在铺设海底管道的技术越来越高，铺设深度也越来越深。在2018年5月18日，位于香港的世界上最长的海底输油管道顺利实现通油，获得了世界的瞩目。两条管线并肩前行，在海面以下130m，延绵5200m，苛刻的施工条件，几十米厚的坚硬的回填石、花岗岩、石英岩都无法阻挡它们向前推进的步伐。
我们下期再见！
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图文来源 |《油气简史》
绘图 | 侯雪梅
责编 | 张心怡
审核 | 刘仲铭