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输油管道系统,即用于运送石油及石油产品的管道系统,主要由输油管线、输油站及其他辅助相关设备组成,是石油储运行业的主要设备之一,也是原油和石油产品主要的输送设备,与同属于陆上运输方式的铁路和公路输油相比,管道输油具有运量大、密闭性好、成本低和系数高等特点。
输油管道的管材一般为钢管,使用焊接和法兰等连接装置连接成长距离管道,并使用阀门进行开闭控制和流量调节。输油管道主要有等温输送、加热输送和顺序输送等输送工艺。管道的腐蚀和如何防腐是管道养护的重要环节之一。目前输油管道已经成为石油的主要输送工具之一,且在未来依旧具有相当的发展潜力。
按距离分
1、企业内部的输油管道
企业内部输油管道主要是指油田内部连接油井与计量站、联合站的集输管道,炼油厂及油库内部的管道等,其长度一般较短,不是独立的经营系统。
2、长距离输油管道
长距离输送原油或成品油的管道。输送距离可达
长输原油管道
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据史料记载,公元前61年中国就在鸿门(今陕西省临潼东北)、临邛(今四川省邛崃县)等地已有火井(天然气井)。西晋张华《博物志》有“盆盖井上,煮盐得盐”的记载;东晋常璩《华阳国志》有“以竹筒盛其光,藏之曳行,终日不灭”的记载。明宋应星《天工开物》(1637年)对于用竹管输气作为燃料有详细的描述:“长竹剖开,去节,合缝,漆布,一头插入井底,其上曲接,以口紧对釜脐。”清范声山《花笑庼杂记》(1844年)记载管道输气的情况说:“一井口接数十竹者,并每竹中间复横嵌竹以接之。”可见输气的竹管已发展到多管输送和纵横衔接的分输的程度。输送距离也从“周围砌灶”(《川盐记要》)的就地取材使用发展到“以竹筒引之百步千步”(《富顺县志》)的长度。公元1600年前后,四川省自流井气田不但在平地敷设管道,而且“高者登山,低者入地”,输卤水的“渡水之枧,则于河底掘沟置笕,凿石为槽覆其上,又用敞盐锅镇之,以防水涨冲激”,并有“凌空构木若长虹……纵横穿插,逾山渡水”等记载,说明当时管道地面建设的技术发展已达一定水平。由于木竹管道制作简单,又能耐腐蚀和便于就地取材,因而从古代直到中华人民共和国成立以前,在中国浅气层低压天然气集输中起过巨大作用。
管径的选择 管道输送中,管径的变化对压力降或输量的影响大。确定合理的管径是管道设计优化的主要指标之一。管径的选择一般是将输油(气)站和管道的建设费、操作费、维修费、折旧费,以及利润率和偿还期等因素,表示为管径的函数;计算各项费用之和对管径的一阶导数求出综合费用的小值,从而确定合理的管径值。合理的管径随输油、气管道建站的费用上升而增大,所以加大管径以减少中间加压站数,可节约投资。管径与输量的0.25~0.4次方成正比,并随流体性质及不同时期或地区各项费用的不同而变化。近年来,管道消耗的动力和燃料费用上涨,管道直径在选择方面出现增大的趋势,油管和气管道目前大直径分别达到1220毫米和1420毫米。
管壁厚度的确定 管道钢管的壁厚 (d)通常根据管道运行的内压力(p)所引起的环向应力来确定,可按下式计算:式中D为管道直径;嗘为焊缝系数;【σ】为许用应力;C为壁厚裕量(包括腐蚀裕量和管材负公差等)。不同钢号和不同直径的管子存在壁厚的小值,以保证其刚度。对受外载作用的大直径管、薄壁管、海洋管道和水下穿越管道还应进行稳定性校核。为了节省投资,长距离管道根据沿线压力变化,可分段选取不同钢号和不同壁厚的管子。海洋管道和水下穿越管道,由于存在着承受外压力和要求增加管重,以及不易维修等问题,所以管壁厚度须大于相同直径和内压的陆上管道。
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