石油管有关基本知识

石油天然气管道安全运行及维护（一）术语1．石油天然气管道：是指石油（包括原油、成品油）、天然气管道及其附属设施（简称管道设施），包括油气田工艺管道（包括集输、储运、初加工和注气管道）和长输（输油、输气）管道。

2．集输管道：是指采油（气）井场工艺管道、井口、计量站、接转站、联合站之间，以及联合站与首站之间的输油输气管道3．长输管道：是指产地、储存库、使用单位间用于商品介质的管道。

4．石油天然气站场：具有石油天然气收集、净化处理、储运功能的站、库、厂、场、油气井的统称。

简称油气站场或站场。

5．含硫天然气（含硫化氢天然气）：指天然气的总压等于或高于0.4MPa，而且该气体中硫化氢分压等于或高于0.0003MPa。

5．湿含硫天然气；在水露点和水露点以下工作的含硫天然气6．干含硫天然气：在水露点以上工作的含硫天然气7．含硫干气；输送过程中不能析出液态水的含硫天然气8．脱水天然气：脱水后含水量达到设计要求的天然气。

9．管道完整性：是指管道始终处于完全可靠的服役状态。

石油天然气管道安全运行及维护（二）石油天然气管道是现代经济发展中不可或缺的重要设施之一，它们起着将油气资源从生产地输送到消费地的重要作用。

然而，由于管道运行过程中存在一定的风险和安全隐患，所以对于石油天然气管道的安全运行及维护必须高度重视。

本文将从管道安全运行的原则，常见的安全隐患及其预防措施，以及管道的维护保养等方面进行阐述，以保证石油天然气管道的安全运行。

首先，管道安全运行的原则是基于预防为主。

在设计、施工、验收和投入使用的各个环节中，必须充分考虑各种可能的风险和安全隐患，并采取相应的措施加以防范。

在运行过程中，必须制定责任明确的安全管理制度，加强对工作人员的安全教育和培训，提高他们的安全意识和防范能力。

此外，管道的监测和维护保养工作也要做到及时，确保管道设施的完整性和运行状态的稳定。

其次，常见的管道安全隐患主要包括泄露、腐蚀、冲击和地质灾害等。

油气管道基础知识油气输送用钢管类别：无缝钢管（SMLS）螺旋焊缝焊接钢管（SAWH）直焊缝焊接钢管（SAWL）高频电阻焊接钢管（ERW/HFW）直缝埋弧焊钢管成型方式：✓UOE（Uing Oing Expanding）UOE钢管机组成形工艺分为三步完成，即预弯边、U形压力机成形和O型压力机成形，最后是对全管进行冷扩径，以消除制管过程中产生的应力。

UOE成型工艺成熟，自动化水平高，产口质量可靠，但机组设备投资巨大。

✓RBE（辊压弯曲）RBE成形的阶段为辊压、弯曲和扩径；三辊成形机将钢板滚压成一定口径的钢管，然后用成形辊将其边缘弯曲，也可以采取后弯边，然后用成形辊将其边缘弯曲，也可以采取后弯边。

RBE成形工艺在产品规格方面比较灵活，缺点是生产规模小，钢管壁厚和管径受到很大的限制。

✓JCOE（Jing Cing Oing Expanding）JCOE成形有三个阶段，即先将钢板压成J形，然后再依次压成C形和O形，E代表扩径。

JCOE成形工艺在生产小规模产品时能适应较大的壁厚，具有投资中等、产品范围广、产是量适中等优点。

钢管主要性能指标1、碳（C）：碳含量对焊接性能影响最大；2、硅（Si）：焊接时容易生成SiO2夹杂物，降低焊接性能和焊接质量；3、锰（Mn）：可以增加钢的强度、硬度，但降低焊接性能，容易造成脆裂；4、磷（P）：有害元素，对钢的焊接性能不利，容易造成钢材和焊缝的脆裂；5、硫（S）：有害元素，导致焊缝的热裂，不利于焊接，降低钢的力学性能；6、钛（Ti）、钒（V）、铌（Nb）：可以改善钢的焊接性能；7、镍（Ni）：对焊接性能影响不明显；8、铜（Cu）：含量低于0.5%时，对焊接性能影响不明显；9、铬（Cr）降低钢的焊接性能。

强度指标：屈强比（屈服强度/抗拉强度）（一般0.85～0.93）韧性指标：CVN（夏比冲击）DWTT（落锤试验）可焊接性能指标：碳当量硬度。

石油管基本常识一、石油管有关基本知识1、石油管相关专用名词解释API：它是英文American Petroleum Institute的缩写，中文意思为美国石油学会。

OCTG：它是英文Oil Country Tubular Goods的缩写，中文意思为石油专用管材，包括成品油套管、钻杆、钻铤、接箍、短接等。

油管：在油井中用于采油、采气、注水和酸化压裂的管子。

套管：从地表面下入已钻井眼作衬壁，以防止井壁坍塌的管子。

钻杆：用于钻井眼的管子。

管线管：用于输送油、气的管子。

接箍：用于连接两根带螺纹管子并具有内螺纹的圆筒体。

接箍料：用于制造接箍的管子。

API螺纹：API 5B标准规定的管螺纹，包括油管圆螺纹、套管短圆螺纹、套管长圆螺纹、套管偏梯形螺纹、管线管螺纹等。

特殊扣：具有特殊密封性能、连接性能以及其它性能的非API螺纹扣型。

失效：在特定的服役条件下发生变形、断裂、表面损伤而失去原有功能的现象。

油套管失效的主要形式有：挤毁、滑脱、破裂、泄漏、腐蚀、粘结、磨损等。

2、石油相关标准API 5CT：套管和油管规范API 5D：钻杆规范API 5L：管线钢管规范API 5B：套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范3、英制与米制换算值1英寸(in)=25.4毫米(mm)1英尺(ft)=0.3048米(m)1平方英寸(sp.in)=645.16平方毫米(mm2)1磅(lb)=0.45359千克(kg)1磅每英尺(lb/ft)=1.4882千克每米(kg/m)1磅每平方英寸(psi)=6.895千帕斯卡(kPa)=0.006895兆帕(Mpa)1英尺磅(ft-lb)=1.3558焦耳(J)4、油套管管柱结构油套管管柱典型结构示意见图1。

二、油管1、油管的分类油管分为平式油管(NU)、加厚油管(EU)和整体接头油管。

平式油管是指管端不经过加厚而直接车螺纹并带上接箍。

加厚油管是指两管端经过外加厚以后，再车螺纹并带上接箍。

第一章1、原油及成品油的运输有公路、铁路、水运和管道输送这四种方式。

2、管道运输的特点：①运输量大；②管道大部分埋设于地下，占地少，受地形地物的限制少，可以缩短运输距离；③密闭安全，能够长期连续稳定运行；④便于管理，易于实现远程集中监控；⑤能耗少，运费低；⑥适于大量、单向、定点运输石油等流体货物。

3、输油管道一般按按输送距离和经营方式分为两类：一类属于企业内部（短输管道）；另一类是长距离输油管道。

4、输油管道按所书油品的种类可分为原油管道与成品油管道两种。

原油管道是将油品生产的原油输送至炼厂、港口或铁路转运站，具有管径大、输量大、运输距离长、分输点少的特点。

成品油管道从炼厂将各种油品送至油库或转运站，具有输送品种多、批量多、分输点多的特点，多采用顺序输送。

5、长距离输油管有输油站和线路两大部分及辅助系统设施组成。

6、首站：输油管起点有起点输油站，也称首站，主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置；它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。

末站：输油管的终点，有较多的油罐和准确的计量系统；任务：接受来油和向用油单位供油。

7、长距离输油管道上每隔一定距离设有截断阀（作用：一旦发生事故可以及时截断管道内流体，限制油品大量泄漏，防止事故扩大和便于抢修），输油管道截断阀的间距一般不超过32km。

8、长输管道的发展趋势有以下特点：①建设高压力、大口径的大型输油管道，管道建设向极低、海洋延伸；②采用高强度、高韧性、可焊性良好的管材；③高度自动化；④不断采用新技术；⑤应用现代安全管理体系和安全技术，持续改进管道系统的安全；⑥重视管道建设的前期工作。

9、大型长距离输油管道建设要认真遵守以下程序：(1)根据资源条件和国民经济长期规划、地区规划、行业规划的要求，对拟建的输油管道进行可行性研究，并在可行性研究的基础上编制和审定设计任务书。

(2)根据批准的设计任务书，按初步设计(或扩大初步设计)、施工图两个阶段进行设计。

A1.按蜡含量的原油分类：蜡质量分数2蜡质量分数≤ 2.％5低蜡原油2蜡质量分数 2.5％～ 10.0％含蜡原油2蜡质量分数＞ 10.0％的原油高蜡原油大部分储运专业文件中，含蜡原油和高蜡原油统称含蜡原油。

（ 1）依据 C5 界定法，天然气能够分为：CA.贫气和富气B.酸气和洁气C.干气和湿气D.气田气和伴生气B1、北美、西欧有关的管道标准已规定， 20 英寸以上的气管应加内涂层，长距离输气管内壁一般涂敷有机树脂涂层的主要长处有：减小内腐化、粗拙度降落。

2、泵站总的特征曲线都是站内各泵的特征曲线叠加起来的，方法是：并联时，把同样扬程下的流量相加；串连时，把同样流量下的扬程相加。

3、泵站 -管道系统的工作点是指在压力供需均衡条件下，管道流量与泵站进、出站压力等参数之间的关系。

4、泵机组工作特征改变或调理方式有：1、换用和切割叶轮；2、变速调理。

1）泵站工作特征――反应泵站扬程与排量的互相关系 .即泵站的能量供给特征。

泵站排量＝输油管流量。

（√）2）泵站出站压头 (不考虑站内摩阻 )＝泵站扬程＋进站压头，（√）3）泵站出站压头是油品在管内流动过程中战胜摩阻损失和位差所耗费能量的根源。

（√）4）泵的扬程和泵的排出压力均等于泵的出口压力。

（×）C1、采纳次序输送时，在层流流态下，管道截面上流速散布的不均匀时造成混油的主要原由。

2、长距离输油管由输油站和管道线路两部分构成，输油站有首站、中间站、末站三类。

3、长距离输油管设计过程一般为：线路踏勘、可行性研究(方案设计 )、初步设计、施工图设计。

4、从管道输送角度，按流动特征分类，原油大概可分为轻质低凝低粘原油、易凝原油及高粘重质原油。

1）长距离输油管的离心泵站多半采纳“从泵到泵”方式。

（√）2）触变性原由：必定剪切作用对蜡晶构造的损坏有必定限度，在构造损坏同时，蜡晶颗粒及由其构成的絮凝构造间存在必定的从头连接过程 (即构造恢复 )，故经过一准时间的剪切后，表观粘度趋于一个均衡值。

原油管道基础知识管道运输是一种经济、安全、有效的运输方式，自1865年美国建成第一条输油管道以来，已经有一百多年的历史。

近几十年来，管道运输在世界范围内有了飞速发展，目前干线管道总长度已超过280万千米。

管道运输是原油和成品油最主要的运输方式，与公路、铁路、水路、航空统称为五大运输行业。

原油管道运输与其它运输方式相比，具有以下优点：①运输量大。

②便于管理，易于实现全面自动化，劳动生产率高。

③能耗少，运费低。

④运输距离短。

⑤安全可靠、能够长期连续稳定运行。

但是管道运输由于自身的特殊性，也有一些不足之处，它适合于定点、量大、单种物质的单向运输，不如公路、铁路和水路运行方式灵活，同时管道一旦建成后，还受最低输量的限制。

一、原油基础知识天然石油即原油，通常是褐色或黑色的，在常温下呈流动或半流动的粘稠液体，它常与天然气并存，由于原油的产地或油层位置的不同，使原油的性质产生了差别。

绝大多数原油的密度在（0.8～0.98）g/cm3之间，相对密度一般都小于1，流动性的差别也很大。

1.1 原油的化学组成及分类原油不导电，熔点和沸点都比较低；不易溶解于水，易燃烧。

绝大多数原油都有很浓的臭味，这是由于原油中含有一些有臭味的硫化物。

通常将含硫化物大于2%的原油称为高硫原油，低于0.5%的称为低硫原油。

介于0.5%～2%之间的称为含硫原油，对于含硫原油的输送必须要考虑它对管线及金属设备的腐蚀情况。

1.1.1原油的组成原油主要是由碳、氢两种元素构成的，其中碳和氢的质量分数分别是85%、12%左右，其余为硫、氮、氧和金属化合物碳和氢在原油中按一定的数量关系，彼此结合成多种不同性质的碳氢化合物，即是烃类化合物。

烃类化合物是原油的主要组成部分，约占原油总量的80％～ 90％。

以上的正构原油中所含的烃类主要有正构及异构烷烃、环烷烃、芳香烃。

原油内C16烷烃称石蜡，其熔点高于环境温度，若管道输送温度过低将析出蜡晶，并在管内壁结蜡。

【石油百科】石油知识——输油管道
输油管道（也称管线、管路）是由油管及其附件所组成，并按照工艺流程的需要，配备相应的油泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用以完成油料接卸及输转任务。

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最主要的输送设备，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、成本低和安全系数高等特点。

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。

输油管道重点终极版1．石油地面生产过程示意图2．长输管道总是由输油站、线路和辅助设施组成。

首站：输油管起点有起点输油站，主要组成部分是油罐区、输油泵房和油品计量装置；它的任务是收集原油或石油产品，经计量后向下一站输送。

末站：输油管的终点，有较多的油罐和准确的计量系统，任务是接受来油和向用油单位供油；中间站包括中间输油泵站、加热站和热泵站。

3．等温输油管道:指那些在输送过程中油温保持不变的管道。

这意味着：油温=地温=常数。

油流与管壁、管壁与环境之间没有热交换。

在工程实际中，一般总把那些不建设专门的加热设施的管道统称为等温输油管道。

4．输油泵站的工作特性：指泵站的排量与扬程之间的相互关系。

H=f(Q)。

①并联：Q=Q 1+Q 2+Q n H 1=H 2=H n ②串联Q 1=Q 2=Q n H=H 1+H 2+H n （排量大.扬程低.效率高）5．串并联适合的地形特点：①并联泵更适合地形比较都陡、高差比较大的爬坡地区，此时站间管道较短，管路特性较平，泵所提供的能量主要用于克服很大的位差静压头。

②串联泵更适合于地形平坦的地区和下坡段，这种情况下管路特性比较陡，所以也可以说串联更适合于管路特性较陡的情况。

6．摩阻损失包括两部分，即沿程摩阻和局部摩阻。

7．水力坡降：管道单位长度上的摩阻损失对于等温管道,水力坡降线是一条斜线.对于热油管道,水力坡降线是一条斜率不断增加的曲线.。

8．管路的工作特性：已定管路，输送某种已定粘度油品时，管路所需压头（即压头损失）和流量的关系（H-Q 关系）称为管路工作特性。

9．规范规定年工作天数为350天。

进行水利计算时，规定对于不加热的原油管道取管中心埋深处最冷月份的月平均低温作为计算温度来计算油品的温度和粘度。

10．管路的纵断面图：在直角坐标上表示管道长度与沿线高程变化的图形称为管道纵断面图。

11．动水压力：输送过程中某点液流的剩余压能。

管路沿线任一点水力坡降线与纵断面线之间的垂直距离。

石油管道阴极保护基本知识阴保护系统管理知识（一）阴极保护的原理自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。

我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。

每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。

腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。

阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。

阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。

有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

1、牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。

牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。

2、强制电流法（外加电流法）将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。

如图1-4示。

图1-4恒电位方式示意图外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。

1、套管基本知识
海洋油气田开发工程中常规的套管程序包括：隔水导管、表层套管、中间技术套管(1～3层，视井深和工程情况而定)和生产套管。

生产套管(又称油层套管)是为地下储集层中的石油或天然气流至地面创造良好的流动通道,用以保护井壁、隔离各层流体，以利于油气井分层测试、分层开采和分层改造。

按照API标准划分，API 准套管有十个钢级，即H40、J55、K55、T95、N80、C90、C95、L80、P110、125Q。

API规范中，钢级代号后面的数值乘以6894．757kPa(1000psi)，即为套管以kPa(或psi)为单位的最小屈服强度。

这一规定除了极少数例外，也适应于非API 标准的套管，非API 标准套管是根据钻井和采油工程需要而超出API 标准的进一步发展。

API 套管钢级的强度指标表
非API 标准套管各种钢级的强度指标表
常见套管螺纹扣型分类：
螺纹最高泄漏压力（Mpa）
硫化氢使钢体脆性断裂，即发生氢脆，在低温下API 高强度钢中氢脆现象更严重，而非API钢级套管如NKK 系列套管较宜于有硫化氢存在的环境下使用。

在存在CO2环境下宜选用API 无缝钢管而不宜选用电阻焊钢管，或选用抗腐蚀合金钢如Cr不锈钢管。

2、API 油管相关知识
根据油管的强度，API 油管以分为H40、J55、N80、L80、C90、T95 和P110，共七个钢级。

钢级代号的物理意义跟套管钢级中的规定相同。

数字越大，表示该钢级油管的强度越高。

油管钢级颜色标记见下表。