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管道研究

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废弃油气管道再利用方式探讨

来源:《管道保护》杂志 作者:康叶伟 时间:2020-7-20 阅读:

康叶伟

中国石油管道科技研究中心

 

摘  要:油气管道永久停止输送服务后,废弃是不可避免的选择。然而,废弃管道并非再无利用价值。归纳总结了陆上废弃油气管道六种再利用方式,其中作为改输其他介质管道是价值最大化的方式,指出应根据应用场景确定对再利用管道的检测评价,避免废弃管道单纯被作为废料处置,促进资源节约利用和环境保护,为业界提供参考。

关键词:废弃管道;再利用;检测评价;清洗

 

 

纵观国内外,导致油气管道不能继续运行的原因有:上游油气资源消失、下游消费市场萎缩或者消失、管体完整性状况恶化、管道运行经济效益差等。可见,废弃油气管道并非全部源于管体完整性状况恶化而再无利用价值。实际上,废弃管道的再利用是一个值得深入研究的课题。笔者总结废弃油气管道可能的利用方式,为管道业界提供参考。

1 废弃管道再利用方式

1.1 作为废铁利用

作为废铁是废弃管道早期常见的再利用方式,也是价值最低的做法。

20世纪70年代,美国绝大多数废弃旧管道由签约单位回收。因为通常管道业主/运营者将废旧管道视为废料,在原位铺设新管道时,签约者得到部分成本补偿或者以较低代价获得旧管道,仅需支付管道拖出管沟的费用,而将回收的管道作为废料卖给管道修复公司盈利[1]

1.2 移位继续使用

将废弃管道开挖后进行适当修理,然后移位到其他地方继续输送原有介质。例如,美国俄克拉荷马州1920年建设的口径219 mm管道,由于油田原油枯竭, 1928年经开挖改造后用于德克萨斯州新发现油田的原油输送[2]

20世纪20年代到30年代,美国经济快速发展,期间许多油田新建大量输油管道。之后,随着油田枯竭,一些管道又迁移到其他地方继续投入运营,而多数空置管道则遗留原地。管道回收与再利用公司随之出现,并开发了经济型无害管道移除与恢复方法。如通过涂层清除、管道拉直、去凹坑、坡口及切割等修复工作,让废旧管道再利用而从中获利。管道改造再利用还有一个重要原因是维护闲置管道的成本高昂,如保有管道路权、日常信号维护,以及美国许多州对管道财产征收从价税、教育税、乡村税和州税等。

1.3 作为管件利用

在美国,修复后的废旧油气管道钢管被用作海岸线附加支撑物、建筑物突堤、桥梁护栏(图 1)等。

20世纪80、 90年代,中国用于高速公路建设的数百万吨钢管,大部分来自美国德克萨斯州和路易斯安那州铺设于20世纪20、 30年代的旧管道[1]

美国有许多专门销售二手管道的公司,且各自有擅长的业务,如某公司仅销售406 mm(16英寸)、 457 mm (18英寸)、 508 mm(20英寸)管道给油气钻井承包商,以便在“鼠洞”中使用,仅此一项每月可消耗7 620米管道。许多小口径管道(8~11英寸)被油气运营商用作表层套管使用。更多废旧管道被用作畜栏、篱笆、车库和其他建筑物的中央支柱[2]

1.4 作为缆线通道

早期的通信电缆采用管径为90 mm的混凝土多孔管道,后期采用外/内径为110 mm/100 mm的PVC管道,在这些大管道中敷设3~4根32 mm/28 mm PE子管道,在子管道中敷设光缆[3]。如果现有光缆管道不能再利用而需要新建,要取得路权和批准开挖,或者必须沿原有管道路由新建,废弃油气管道再利用成为首选方案。废弃油气管道口径比光缆通道大,完全可以充当光缆、其他缆线的铺设通道。

1.5 作为其他介质输送管道

(1)输气管道改为输油管道。 2012年7月,美国Trunkline天然气有限公司向联邦能源管理委员会提出废弃管道申请,该干线天然气管道从墨西哥湾到密歇根州,长度1 239 km,口径大部分为762 mm(30英寸),少量为610 mm(24英寸)。废弃原因是该管道的产能未能被充分利用。 Trunkline公司计划将废弃后的管道出售给其母公司Energy Transfer Equity LP指定的子公司,用作输油管道。联邦能源管理委员会于2013年11月批准Trunkline公司的申请[4]

(2)输油管道改为输泥浆管道。 1920年,美国俄克拉荷马州口径219 mm输油管道因油田原油枯竭,于1928年开挖改造后用于德克萨斯州新发现油田的原油输送。 2007年,德克萨斯州油田枯竭,管道被管道回收公司收购。回收企业基于利益最大化原则,将大部分壁厚完整、腐蚀少、仅微量磨损的管道卖给一家墨西哥铜厂用于泥浆运输[2,3]

(3)输油管道改为输气管道[5]。 1989年10月,美国密苏里州管道公司计划将口径305 mm(12英寸)、长约137公里的废弃原油管道改为输气管道。该管道从密苏里州派克县到伊利诺伊州伍德里弗市,于1948年开始运营, 1982年废弃。管道废弃时排空了原油并用氮气吹扫。道威尔·斯伦贝谢公司承接了如下工作:①清除管道内残留的原油;②清除管道内可能影响运行的松散或粘附的碎屑;③清洗管道,试压水需符合美国环境保护署排放标准(悬浮颗粒浓度小于等于100 mg / kg(ppm),油脂小于等于20 mg/kg(ppm));④制定应急计划以符合第三条标准要求。确定管道经清洗、水压测试、脱水、干燥后投入使用。

1989年11月,道威尔·斯伦贝谢公司采用凝胶清管技术完成管道残留物清理,最终试压水中的油含量为5 mg/kg(ppm),悬浮颗粒浓度40 mg/kg(ppm)。 1990年1月1日,管道开始输送天然气。 20世纪90年代末,国内将两条原油管道清洗后改输天然气[6-7],也是管道再利用的经典案例。

(4)改为输水管道。 2014年之后,国内改线管道遗留下的废旧管道的安全环保处置问题成为重要工作,相关研究与应用日渐深入,废弃管道的再利用问题备受关注。

2016年,中国石化管道储运有限公司将12.8 km某改线废弃管道改为输水管道,与该段废旧管道土地资产全部有偿移交地方,用于城市工业供水。采用清管器与化学试剂相结合的组合清洗方式清除管壁油污和结蜡,清洗后管道内壁无油污、可燃气体含量达标(图 2)。

1.6 作为研究对象

服役多年的废弃管道保留了现场管道自然产生的特征,可以作为缺陷检测技术的测试对象、管道退化机制的研究对象、维抢修队伍训练用管材等。一定条件下,就地废弃的管道经清洗后可作为大型试验场地,用于泄漏检测技术、流体特性测试、缺陷检测技术的现场测试对象。

2 管道再利用检测评价

废弃管道经改造后作为管道继续使用,其检测 评价相对复杂,涉及管道材料理化性能、剩余强度检测,管道抗脆性、延性断裂能力评价,内壁洁净度达标等。其中,管道自身性能评价最为关键,是决定其能否最大化利用的前提。

3 结语

(1)全面总结梳理了陆上废弃油气管道再利用的六种方式。

(2)废弃管道再利用是一个动态发展的过程,应因地制宜挖掘其价值,避免浪费和二次污染。

(3)废弃管道再利用应根据具体应用场景确定需要开展的相关检测评价。

 

参考文献:

[1] David Howell. Deconstruction of Pipelines[EB/OL].2010[2020-06-04].http://www.pipelineequities.com/deconstruction-ofpipelines.php.

[2] David Howell How to Recycle a Pipeline[EB/OL].2010 [2020-06-05].http://www.pipelineequities.com/how-to-recyclepipeline.php

[3] 徐乃英.已占用管道的再利用[J].邮电设计技术,2004(6): 34-38.

[4] FERC OKs Abandonment of 770 Miles of TrunklinePipe System[EB/OL]. 2013[2020-04-08] https://www.naturalgasintel.com/articles/96367-ferc-oksabandonment-of-770-miles-of-trunkline-pipe-system

[5] John Tiratsoo. Pipeline Pigging Technology[M].Houston: Gulf Professional Publishing, 1992: 164-177.

[6] 姚毅.克乌输油复线油改气工程实践[J].油气储运,2000, 19(1): 46-48.

[7] 张红兵,陈艳芳,何明金. 濮临线输油改输气管道清洗[J]. 天然气与石油, 2002, 20(1): 5-8.

 



作者简介:康叶伟, 1977年生,高级工程师, 2007年博士毕业于南开大学计算机应用技术专业,现主要从事大型储罐在线检测技术、管道检测及废弃处置技术研究。联系方式:13930646391, ywkang@petrochina.Com.cn。

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