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油气储运主讲：21绪论•储运工程31.1本课程的性质、目的及任务•性质非储运方向的专业基础课程•目的对储运专业知识有一定程度的认识，推动本专业各方向的纵向发展和横向融合，增强本专业均衡、全面发展的力量。•储运工程4•任务掌握油气储运的基本知识概念本；会解决储运方面的基本问题；了解储运工业的现状和发展趋势；对储运专业有全面的认识和了解。•储运工程5本课程具体要求：•掌握石油及天然气储运的方法和过程•熟悉石油和天然气的性质及用途•了解油气集输系统的组成和工艺流程、油气管道输送方式•着重了解油品储存方式和天然气的储存•掌握油品的计量方法、天然气的计量和一些储运安全技术知识•储运工程61.2油气储运专业范围在石油工业内部它是联接产、运、销各环节的纽带，包括矿场油气集输及处理、油气的长距离运输、各转运枢纽的储存和装卸、终点分配油库(或配气站)的营销、炼油厂和石化厂的油气储运等。•储运工程71.2.1油气储运系统1、原油井场—集油站—集油总站（联合站：原油净化处理）—首站—长输管线（管线的穿跨越、中间泵站等）—终站（库、炼厂、铁路运输、船等）—炼厂2、天然气井场—集气站—净化厂（增压站）—配气站（首站）—长输管线（管线的穿跨越、中间泵站等）—终点（门站）—用户（居民、化工厂等）•储运工程83、海上油气储运如图：油井产出物经平台预处理后，由海底管道输往岸上的集中处理站。处理合格的天然气，一部分送往陆上某输气干线，一部分送往液化天然气厂，液化后装船外运。合格的原油输往港口油库装船外运。图1-1某海上油气田的油气储运系统示意图•储运工程91.2.2油气集输石油和天然气集输，主要研究油田和气田在生产过程中原油和天然气的收集、预处理和输送等问题。天然气（石油）集输是继气（油）藏勘探、气（油）田开发和气（油）田开采之后的一个非常重要的生产阶段。它是从井口开始，将天然气（石油）通过管网收集起来，经过预处理，使其成为合格产品，然后外输至用户的整个生产过程。•储运工程101、天然气集输部分(1)天然气集输系统图1-2天然气集输系统示意图1—井场；2—集气站；3—天然气净化厂和压气站；4—到配气站的出口；5和6—铁路与公路穿越；7—中间压气站；8—河流穿越；9—沟谷跨越；10—地下储气库；11—阴极保护站；12—终点配气站•储运工程11（2）天然气矿场系统图1-3天然气集输过程的框图气体销售工气体加工气体净化脱水离压分离气井加热冷却压缩稳定油品销售油和水的处理•储运工程12•天然气集输的主要内容：•天然气的物理化学性质•天然气水合物的形成与防止•天然气矿场集输系统•油气分离设备•换热设备•矿场集输管网•天然气脱水•天然气轻烃回收•天然气脱硫•储运工程132、原油集输部分图1-4为原油集输系统示意图，从图中可以看出，原油从油井（自喷或抽油机井）经集油管线输至集油站，在集油站进行适当的油气分离、计量、（增压、加热）。由管道（油气混输或油气分输）输至集油总站对原油进行脱气、脱水、脱盐、原油稳定等综合处理。经处理质量合格后的原油，进入首站（或原油库），由长输管线输至炼油厂或码头。油田生产的石油伴生气油气分离后进入集气支管和集气总管。由于油田伴生气压力较低，故在起点站要进行加压以及脱水等净化处理，再经计后量送入输气干线。1—井场；2—集油站；3—输入管线；4—集油总站（储油库，泵站和电站等）；5—清管器安放室；6—管线阀室；7—铁路穿越；8—河流穿越；9—沟谷跨越；10—终点输油站图1-4原油集输系统示意图•储运工程14•原油集输的主要内容：•石油的组成和性质•原油集输流程•矿场集输管路•原油净化•原油稳定•油田污水处理•油气计量•储运工程151.2.3油气管道输送长距离输油管由输油站和线路两大部分组成，如图（l—5）。输油管起点有起点输油站，也称首站。它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。首站的主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置。有的为加热油品还设有加热系统。输油泵从油罐汲取油品经加压（有的也经加热）、计量后输入干线管道。长距离原油管道的终点可以是炼油厂的原油库或其它转运枢纽。原油的转运枢纽相对比较单一，大都属于港口油库，将长输管道输来的原油经计量后灌装入油轮外运。也有的是从油轮上卸下进口的原油，经管道输往内陆的炼厂。也有原油管道与铁路联运的枢纽站，但为数较少。•储运工程16图1-5长距离原油管道概况1-井场；2-转油站；3-来自油田的输油管；4-首站罐区和泵房；5-全线调度中心；6-清管器发放室；7-首站的锅炉房、机修厂等辅助设施；8-微波通讯塔；9-线路阀室；10-管道维修人员住所；11-中间输油站；12-穿越铁路；13-穿越河流的弯管；14-跨越工程；15-末站；16-炼厂；17-火车装油栈桥；•储运工程17天然气从开采到使用要经过五大环节：采（集）、净、输、储、配。天然气从井口出来经过集气管道输送到计量站进行计量，然后输送到集气站进行预处理（常温集气站、低温集气站），这阶段称为集气。从集气站出来的天然气输送到天然气处理厂进行处理（脱水、脱硫、轻烃回收），这一阶段称为净气。经过净化了的天然气经输气干线输送到各销售商（天然气公司），这一环节称为输气。而天然气公司把天然气按要求分配到用户手中，称为配气。另外，为了调节天然气生产的变化以及用户用气量的不均匀性，需要建立相应的储气设施，这一环节称为储气。天然气生产的这五大环节通过三套管网紧密的联系在一起，这三套管网是：油气田集气管网、输气干线管网、城市配气管网。•储运工程18由于天然气自身的特点（密度小、易燃易爆），使得管道输送成了天然气最主要的输送方式。天然气的输送目前只有两种方法，一是用管路加压输送，二是将天然气液化后用油轮运输。三大管网系统组成一个统一的、连续的、密闭的输气系统。在这个系统中，天然气生产的五大环节紧密联系，相互制约和影响，如果某一环节不协调，出了漏洞，必然将影响整个系统。•储运工程19图1-6区域输气管网示意图输气管道沿线必然要有多个分输的管线，与各用气的城市管网相连，图1-6为区域输气管网的示意图。每一个地区（城市）根据其用气量的大小设有多套管网，从高压到低压有多达四套管网的，来气干线与高压管网之间，以及各级管网之间都设有调压计量站。•储运工程201.2.4油气储存凡是用来接收、储存和发放原油或石油产品的企业和单位都称为油库。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。随着我国石油工业的飞速发展，油库发展也很快，除了石油系统、供销系统和军事系统建有一系列专用油库外，其它企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库，以保证运输和生产的正常进行。•储运工程21图l－7地面油库概貌原油和成品油需要建储备库，但它的任务主要是战略储备、控制油价和价格套利。吸取1973年石油危机的教训，1974年经合组织(OECD)的国际能源机构(IEA)就规定各成员国有义务保有相当于90天净进口量的石油战略储备。•储运工程22输气干线及配气管网都必须有足够容量的储气设施，以调节用气的不均衡，使干线的输量尽可能均匀平稳。为调节月的用气不均衡，通常是在管线末端接近消费中心处建地下储气库，在用气量较少的夏季，把管线输来的多余的气体注人地下储气库；到冬季用气高峰期间，则从地下储气库中采出气体，以补来气的不足。天然气的地下储气库除了上述平衡天然气的供应与消耗量之间的差额，通常称为“调峰”的协调供求关系的作用外，还有其它很多用途，首先是战略储备，以应付供气中断的危险。西欧的储气能力达到半年的进口气源的供气量。其次是控制气价和价格套利，为此还要有与储备库配套的输送设施。第三是可用于天然气产供销系统的优化控制。国外有若干个专门经营地下储气库的公司，是天然气储运销系统的重要组成部分。•储运工程231.3油气管道的发展状况1.3.1国外管道输送技术的发展趋势1、原油管道输送技术目前，世界范围内的高粘、易凝原油管道长距离输送基本上仍是采用加热和稀释两种工艺。针对现役管道输量逐年下降、稠油开采日益增多的现状，以提高管道运行安全性、节能降耗为目的的各种新技术、组合工艺的研究已成为热点，像物理场处理（磁处理、振动降粘）、水输（液环、悬浮、乳化）、器输（滑箱、膜袋）、充气降粘（充饱和气增加输量）、混输和顺序输送等等多种工艺的研究，有些已进入工业试验与短距离试输阶段。总体上，国外原油管道的输送工艺正朝着多元化和新型化的方向发展。•储运工程24对特定品质的原油而言，一种输油工艺只有在特定的环境下才有效。也就是说，对于不同种类的原油和不同的地理环境，采用的输送工艺是不同的。尽管目前世界各国的管道工业发展水平存在着差距，但评价一种输送工艺优劣的标准应该是一致的，主要有以下几点：1）有效性。有显著的降粘、减阻效果或对某一类粘凝油有效。2）适应性。适用范围广，对油品性质、站间距、输量及输送环境有较高的适应性。3）简易性。工艺设备简单，使用及维护简易，自动化程度高，易于实现集中控制与管理。4）经济性。能耗少，成本低，效益高。•储运工程25国外先进的原油管道普遍采用密闭输送工艺、高效加热炉和节能型输油泵；运用高度自动化的计算机仿真系统模拟管道运行和事故工况，进行泄漏检测，优化管道的调度管理；对现役管道定期进行安全检测和完整性评价。目前，我国与美国、苏联、印尼等国的长输原油管道广泛采用加热输送工艺，就工艺方法本身而言，我国与国外的水平相当，但在管道的运行管理和主要输送设备的有效利用方面还存在着一定的差距。•储运工程262、成品油管道输送技术美国的成品油管道运输处于世界领先地位，其干线管道长度约占世界成品油管道总长度的50%以上，其次是加拿大、西欧和苏联。国外的成品油管道是面向消费中心和用户的多批次、多品种、多出口的商业管道，管道运行自动化管理水平较高，已实现运行参数、泄漏检测、混油浓度监测、界面跟踪和油品切割的自动控制，目前的主要发展趋势有以下几个：1）成品油管道正向着大口径、大流量、多批次方向发展，除输送成品油外，还输送其他液体烃类化合物。•储运工程272）广泛采用管道优化运行管理软件系统，合理安排各批次油品交接时间，在极短的时间内系统可自动生成调度计划，对管内油品的流动过程进行动态图表分析。3）目前，成品油顺序输送中混油界面的检测以超声波检测法为发展趋势，特别是美国在这方面保持着技术领先地位。•储运工程283、天然气管道输送技术的发展国外长输天然气管道发展比较早，从20世纪50年代，苏联就开始了长输天然气管道的建设，在80年代，苏联建设了6条超大型中央输气管道系统，全长近20000km，管径1220～1420mm，是当今世界上最宏大的管道工程。经过半个多世纪的发展，国外长输天然气管道无论在设计、施工、运营管理，还是在管材、原动机、储库调峰技术都有了很大发展，特别是大口径、高压干线输气管道的施工技术更处于领先地位。•储运工程29当前，国外输气管道技术的发展主要有以下几个特点：1）增大管径。2）提高输气压力。3）广泛采用内涂层减阻技术，提高输送能力。4）提高管材韧性，增大壁厚。5）完善的调峰技术。6）提高压缩机组功率。7）天然气的热值计量技术。8）天然气储存技术。•储运工程301.3.2全球天然气管道建设项目概述1、北美的在建和计划建设管道美国一些公司今后几年估计将耗资52亿美元，铺设大约8455km的新输气管道以及原油和成品油管道。目前，私人投资商又提出了60多项大型输气管道项目。这些项目的投资将超过98亿美元，建设9012km的输气管道，增加输送能力200亿立方/d。•储运工程312、有望建设的管道北美地区有建设前景的两个管道项目是马更些河谷（Mackenziealley）管道和阿拉斯加公路(AlaskaHighway)管道。马更些河谷输气管道预计全长1207km，该项目估计耗资约30亿美元，输送天然气10亿～19亿立方英尺/d。阿拉斯加公路管道项目计划建设长度为2800km，其中1610km以上位于加拿大境内。如果建成