2长庆油田分公司第三采油厂吴起采油作业区 陕西西安 710000
摘要：管道运输是原油、天然气、成品油 主要运输方式，和公路、航空、水运、铁路等共同构成社会发展的运输体系。在社会经济的不断发展下我国长输管道数量和里程不断增加，为了能够的发挥出 长输油气集输管道在社会经济发展中的作用，减少油气泄露问题的出现，文章就如何优化长输油气管道的设计进行探究。
关键词：长输油气管道；施工设计；优化设计
油气管道运输是原油、天然气、成品油的重要运输方式，在发展的过程中，油气管道建设具有投资高、规模大的特点，是当前社会经济发展着重关注的工程项目之一，油气管道的发展深刻影响社会安定和社会经济发展。在社会经济的发展支持下我国建设完成了长距离输油管道30000多千米，打造了多个地区互相关联的输油输气管网。为了能够更好的促进长输油气集输管道建设发展，文章就长输油气集输管道的设计问题展开探究。
一、长输油气集输管道特点
第一，长输油气集输管道工程线路长。长输油气集输管道沿线施工需要经过复杂的地质条件和恶劣的气候区域，在这个过程中管道工程建设会受到外界多种因素的影响，且管道工程建设线路较长。第二，长输油气集输管道工程线路管径较小。从发展实际情况来看，长输油气集输管道是由一个油田或者气田进口连接形成的一种流体管道，在使用的过程中会被固定在一定的区域范围内，油气管道在使用的过程中具备数量多、管径距离短的特点。第三，隐蔽工程较多。长输油气集输管道施工建设的总体投资占据总体投资的三成以上，管道工程发展建设需要消耗大量的资源，且有一部门工程是隐蔽性工程，在无形中加大了整个工程的施工难度。因此，在具体施工中需要相关人员着重解决管道开挖、排水设计、稳管建设、覆盖率等问题。第四，受外界环境影响较大。长输油气集输管道施工是一项露天作业工程，在具体开展中受外界环境的影响较大，对空气湿度、稳定等有着较高的要求，即空气湿度要在90%以上、手工电弧焊的风速不能超过每秒8m，在具体施工操作中如果没有达到这一标准要求那么就会使得整个工程出现施工质量问题。
二、长输油气集输管道设计管理的必要性
长输管道是油气输送过程中比较安全、经济的一种运输方式，和公路运输、铁路运输相比失效率较低，安全性能较高。但是受长输管道所处环境恶劣、管道老化等因素的影响，长输油气集输管道在应用的过程中会出现一些安全事故。同时，原油一般会从地层中被采集出来，在经过一系列减压、脱水、分离处理之后会变成集输管道对外输送的商品原有，在这个过程中一旦出现操作失误的现象就会影响原油的质量。另外，尤其作为长距离管道运输的主要介质，具有易燃易爆的特点，在使用的过程中一旦出现管道安全事故那么将会对人们的身体健康安全带来威胁，不利于社会稳定发展。为此，在设计和使用长输油气集输管道的时候需要相关予以高度重视。
三、长输油气集输管道的设计
（一）设计原则
第一，加强对选线的重视。选线是长输油气管道设计中的一项重要工作，这项工作的开展对整个管道工程发展有着十分重要的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此，在长输油气管道施工中需要相关人员结合安全、维护、管理的要求来多方协调进行正确的选线操作。第二，选线要尽可能避开山谷、公路、铁路、江河湖海等地段。第三，选线要避开地质条件不理想的地段，比如地震多发区、地势起伏大的地区。
（二）长输油气管道材料的选择
在长输油气集输管道建设的过程中需要加强对管材屈服强度的考虑，特别是对S415、S450、S480管材强度的考虑和选择，通过优化选择和设计这些管材提升长输油气管道材料的性能和质量。从实际应用情况来看，管材中 碳元素、硅元素、锰元素材料的含量深刻影响整个管件的柔韧性，为此，在管材材料的选择中需要加强对这些元素材料含量的控制，从而有效提升整个钢材的强度，增强钢材的焊接性能。
（三）长输油气管道管线的敷设
第一，埋地敷设。埋地敷设操作需要全面考虑敷设地区周围的温度、湿度、地质条件，从而确保管道及其防护层不会受到外界不利因素的影响。在一般情况下，埋地敷设从管子顶部到地面的最小距离为水田0.8m、旱地0.7m、荒芜地0.5m，管沟的宽度是管道外径和管沟底部加宽裕量的结合。第二，架空敷设。从实际操作情况来看，架空敷设的架设操作分为高架操作和低架操作两种。在具体搭设管线的时候需要结合管线的实际情况来确定管架之间的距离、具体安排位置和管架的型号。管线的跨度是管子公称直径和4的和。第三，沿着地表进行敷设。管线沿着地表敷设具体可以被划分为裸管敷设和土堤敷设两种方式。在这两种敷设方式操作中，土堤敷设方式的选择需要充分考虑地形地貌、自然环境、气候环境和工程地质条件等因素，在敷设操作的时候要确定好覆盖土体的厚度、土堤边坡的坡度大小。第四，管线敷设操作的热补偿。管道的辐射深受热应力的影响，为此在进行管道敷设操作的时候需要全面的考虑人工和自然因素的补偿，在最大限度上减少热应力对管线敷设带来的不利影响。结合热应力的定义，热应力主要是指在管线温度受到外界影响而发生变化时管线内部出现的热应力，热应力大小深受管材质量、温度和外界条件的影响，即热应力是钢材线膨胀系数x管线弹性模数x管线工作和安装温度差。
（四）长输油气管道管线强度的计算
长输油气管道管线强度的计算需要考虑的因素包含最大主应力理论、最大变形理论、最大剪应力理论、变形能强度理论等。其中，最大剪力理论和变形能强度理论在使用的过程中满足塑性材料的破坏情况，适合被用来计算管子的的厚度。从实际操作情况来看，直管壁厚=管道外径p/2钢管最低屈服强度x焊缝系数x强度设计系数x温度折减系数。
结束语
综上所述，长输油气集输管道在国家能源战略发展中占据十分重要的地位和作用，为了能够促进长输油气集输管道的安全、平稳运行，减少长输油气集输管道运行过程中对社会发展的不利影响，需要相关人员结合长输油气集输管道特点，在充分认识长输油气集输管道优化设计重要性的基础上，从材料选择、管道敷设、强度计算几个方面具体探究长输油气集输管道优化设计策略，旨在能够在以往的基础上进一步增强油气集输管道的使用性能。
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论文作者:吴楠1,于永建2,张兵1,马玥1,任爱平1
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/17
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