根據(jù)國家發(fā)改委與國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》，我國油氣管網(wǎng)規(guī)模2025年將達到24萬km，油氣管道將迎來新一輪建設(shè)高峰。油氣輸送管道大部分為埋地敷設(shè),不同地質(zhì)條件的影響及土的不確定性，使得降低埋地管道應(yīng)力風(fēng)險更為重要。特別是山區(qū)管道，需要從設(shè)計到運營的應(yīng)力整體解決方案，確保管道安全運行。

我們建議在設(shè)計階段對全線管道進行應(yīng)力分析，篩查應(yīng)力高風(fēng)險區(qū)，在運營階段對應(yīng)力和地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險區(qū)實時監(jiān)測管道應(yīng)力及土體變化，并對運行期發(fā)現(xiàn)的臨時風(fēng)險進行應(yīng)力檢測，以全方位地掌握埋地管道的運行狀態(tài)。

一．對全線管道進行應(yīng)力分析

通過對全線管道進行應(yīng)力分析，能夠識別全線管道高應(yīng)力風(fēng)險點，并可以進行管道路由優(yōu)化。萬博瑞升的技術(shù)人員擁有對1700Km長度的單條管道進行全線應(yīng)力分析的經(jīng)驗，通過積累各類埋地管道分析，形成以下核心技術(shù)。

（1）形成長輸管線快速建模分析技術(shù)。采用AutoPIPE/CAESAR II，對于1000Km長的管道，我們能夠在15天內(nèi)完成全部分析工作（不含穿越段、跨越段、管件局部應(yīng)力分析）。

（2）采用自主開發(fā)的埋地管道應(yīng)力分析軟件PIPESOIL^TM，對埋地管件、特殊地段的管道進行快速、詳細的局部應(yīng)力分析，確保埋地管件、特殊地段的管道安全。針對不同的管道和土之間的作用，PIPESOIL^TM能夠提供ALA、PRCI、雙曲線、MC/DP等管土模型，同時能夠進行非線性分析。

（3）采用自主開發(fā)的管道支吊架分析軟件PIPESUPPORT^TM，對穿越管道和跨越管道上的管道支撐進行快速、詳細的局部應(yīng)力分析，確保穿越段/跨越段管道系統(tǒng)整體安全。PIPESUPPORT^TM能夠在1-2分鐘內(nèi)生成管道支吊架三維模型，大約在30分鐘內(nèi)計算出結(jié)果，并能自動生成分析報告。

（4）采用自主開發(fā)的地表載荷分析軟件SURFLOAD^TM，對交通載荷、占壓載荷作用下的管道進行快速、詳細的局部應(yīng)力分析。

二．對應(yīng)力高風(fēng)險區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險區(qū)進行實時監(jiān)測

在應(yīng)力高風(fēng)險區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險區(qū)，設(shè)置實時監(jiān)測系統(tǒng)，以盡早發(fā)現(xiàn)山體滑坡、水土流失、第三方破壞等對管道的影響，確保油氣管道安全運行。

Omnisens管道完整性監(jiān)測系統(tǒng)能夠監(jiān)測管道泄漏、地質(zhì)災(zāi)害影響、第三方入侵，并通過早期檢測預(yù)防對管道的危害，識別和定位土體運動事件。

Omnisens管道完整性監(jiān)測系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)有著豐富的工程業(yè)績，部分應(yīng)用案例如下：

1.     俄羅斯1822Km天然氣管道

從庫頁島到海參威的1822Km的天然氣管道于2011年投用，管線穿越偏遠地區(qū)的不穩(wěn)定地形使設(shè)計和施工面臨巨大挑戰(zhàn)，包括：94Km管道位于高地震活動區(qū)，32個活動構(gòu)造斷層帶，穿越沼澤地、河谷等。

21臺Omnisens監(jiān)測主機設(shè)置在管道沿線，每個監(jiān)測系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測一個或兩個高風(fēng)險區(qū)。管道運行后不久，監(jiān)測系統(tǒng)給出了土體移動應(yīng)變預(yù)警，該預(yù)警在隨后的滑坡檢查中被驗證。在2013到2014年期間，俄羅斯天然氣股份公司對該監(jiān)測系統(tǒng)進行評估驗證。該系統(tǒng)在管道應(yīng)變監(jiān)測上優(yōu)秀的測量精度、空間分辨率和采集速度得到了認可。    

2.     墨西哥860Km Los Ramones天然氣管道

Omnisens為Los Ramones天然氣管道提供了泄漏、土體滑動、侵蝕和入侵監(jiān)控。2016年5月16日，管道某處的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)急劇下降，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)推斷，溫度急劇下降點可能是管道周圍土壤受到強降雨侵蝕造成。經(jīng)過現(xiàn)場勘察，確認管道確實受降雨侵蝕。

3.     柏林55Km鹽水管道泄漏監(jiān)測

鹽水具有高度腐蝕性，一旦泄漏即會引發(fā)污染。Omnisens為該管道設(shè)置10分鐘內(nèi)能夠檢測出0.5升/分鐘泄漏量的性能標(biāo)準(zhǔn)。該管道于2003年1月投入使用，7月首次監(jiān)測到泄漏（管道附近的挖掘工作造成）。

4.     安第斯山脈60Km管道監(jiān)測

由秘魯液化天然氣集團（PLNG）運營的34''高壓天然氣管道沿途海拔高度近5000m，Omnisens的DITEST監(jiān)測系統(tǒng)精確地監(jiān)測和定位經(jīng)過安第斯山脈的60Km的管線的應(yīng)變和溫度信息。

管道運行后不久，Omnisens監(jiān)測系統(tǒng)給出了大量事件的預(yù)警，全部通過巡檢驗證，使得運營商能夠在必要時加固管道，避免資產(chǎn)損失。

事件1 - 巖石墜落

SCADA系統(tǒng)顯示一處應(yīng)變突然增加的預(yù)警，警報位置在KP27+900米處。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的巖石掉落，光纖傳感器位置發(fā)生移動。巖崩是由于斜坡上一個張力裂縫增加造成。

事件2-土體移動

Omnisens監(jiān)測到由于滲流造成的管溝部分坍塌。

5.     管道所處位置地面移動監(jiān)測-監(jiān)測不穩(wěn)定地形

在秘魯?shù)膬蓷l主要管道不斷遭受著來自地質(zhì)災(zāi)害方面的風(fēng)險。運營商（COGA）負責(zé)著730Km的天然氣管道完整性管理項目和另一條平行的560公里的液化天然氣管道。陡峭的山坡和暴雨導(dǎo)致土體移動，使得管道遭受巨大風(fēng)險。液化天然氣管道從2004年到2006年先后經(jīng)歷了四次破裂，至少3次是由于土體不穩(wěn)定引起的。

    Omnisens分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)為上述管道提供實時連續(xù)地監(jiān)測沿管道發(fā)生的應(yīng)變和溫度信息，識別和定位土體運動事件。

6, 中石油中俄東線管道項目

    中俄東線北段黑河－長嶺段干線以黑河站為起點，終點為長嶺分輸站，共設(shè)置6座工藝站場、28座閥室，干線線路全長約715km，管徑1422mm。是我國新建能源大通道，首條智慧管道。經(jīng)對比調(diào)研，最終選用Omnisens分布式光纖進行泄漏監(jiān)測。在驗收培訓(xùn)時，儀器的精準(zhǔn)性和定位精度完美的展現(xiàn)給了客戶。

7. 中石化武陵山管道項目

    武陵山管道項目是從重慶涪陵頁巖氣田往湖南貴州輸氣，監(jiān)測距離64公里，全程監(jiān)測泄漏、地質(zhì)災(zāi)害和第三方入侵。目前項目已通過驗收，正式移交業(yè)主運行。

三．對運行期發(fā)現(xiàn)的臨時風(fēng)險進行應(yīng)力檢測

    對于未設(shè)置實時監(jiān)測的管道，根據(jù)運營人員定期巡檢發(fā)現(xiàn)土體移動、沉降、占壓等運行風(fēng)險，并采用就地檢測評估風(fēng)險部位的管道應(yīng)力水平。

1.     超聲波應(yīng)力檢測

超聲波應(yīng)力檢測是基于材料的聲彈性理論，即依據(jù)被測對象中超聲波傳播速度與應(yīng)力之間存在的固有關(guān)系，將這種特性轉(zhuǎn)為數(shù)字信號表征的力學(xué)定量檢測手段。

超聲波穿透能力較強，在一些金屬材料中穿透能力可達數(shù)米，且超聲應(yīng)力儀攜帶方便，適用于各種環(huán)境。與其他應(yīng)力檢測方法相比，具有以下優(yōu)勢：

?    對被測對象零損傷。

?    測量快速，單點測試不超過5S，可實現(xiàn)實時檢測，也可用于系統(tǒng)集成實現(xiàn)自動化或半自動化應(yīng)力檢測。

?    測量深度較大，近表面應(yīng)力檢測深度2mm 以內(nèi)，體應(yīng)力檢測深度10mm以上。

?    操作安全，無需任何防護。

?    既可測量應(yīng)力，也可檢量試件內(nèi)部缺陷，還可用于高精度測厚。

?    適用各類金屬和非金屬的表面和內(nèi)部應(yīng)力檢測。

2.     埋地管道應(yīng)力集中掃描（SCT）

SCT能夠定位埋地管道的應(yīng)力集中區(qū)，從而找到因腐蝕、幾何變形等引起的缺陷。

SCT基本原理是利用鐵磁性材料的逆磁致伸縮效應(yīng)和磁記憶效應(yīng)。

逆磁致伸縮效應(yīng)：鐵磁性材料在機械應(yīng)力（應(yīng)變）的作用下，材料磁性隨著改變的現(xiàn)象。與磁致伸縮效應(yīng)相反，因此也被稱為逆磁致伸縮效應(yīng)。

    磁記憶效應(yīng)：磁狀態(tài)的不可逆變化在工作載荷消除后會保留，還與最大作用應(yīng)力有關(guān)。金屬材料表面的磁狀態(tài)“記憶”著微觀缺陷或應(yīng)力集中的位置。

如需詳細了解以上解決方案，請聯(lián)系13722622460。