根據(jù)國(guó)家發(fā)改委與國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布的《中長(zhǎng)期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》，我國(guó)油氣管網(wǎng)規(guī)模2025年將達(dá)到24萬(wàn)km，油氣管道將迎來(lái)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(xiǎn)更為重要。特別是山區(qū)管道，需要從設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)的應(yīng)力整體解決方案，確保管道安全運(yùn)行。

我們建議在設(shè)計(jì)階段對(duì)全線管道進(jìn)行應(yīng)力分析，篩查應(yīng)力高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，在運(yùn)營(yíng)階段對(duì)應(yīng)力和地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道應(yīng)力及土體變化，并對(duì)運(yùn)行期發(fā)現(xiàn)的臨時(shí)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)，以全方位地掌握埋地管道的運(yùn)行狀態(tài)。

一．對(duì)全線管道進(jìn)行應(yīng)力分析

通過(guò)對(duì)全線管道進(jìn)行應(yīng)力分析，能夠識(shí)別全線管道高應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并可以進(jìn)行管道路由優(yōu)化。萬(wàn)博瑞升的技術(shù)人員擁有對(duì)1700Km長(zhǎng)度的單條管道進(jìn)行全線應(yīng)力分析的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)積累各類埋地管道分析，形成以下核心技術(shù)。

（1）形成長(zhǎng)輸管線快速建模分析技術(shù)。采用AutoPIPE/CAESAR II，對(duì)于1000Km長(zhǎng)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(duì)埋地管件、特殊地段的管道進(jìn)行快速、詳細(xì)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(duì)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(shí)能夠進(jìn)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(duì)穿越管道和跨越管道上的管道支撐進(jìn)行快速、詳細(xì)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(jì)算出結(jié)果，并能自動(dòng)生成分析報(bào)告。

（4）采用自主開發(fā)的地表載荷分析軟件SURFLOAD^TM，對(duì)交通載荷、占?jí)狠d荷作用下的管道進(jìn)行快速、詳細(xì)的局部應(yīng)力分析。

二．對(duì)應(yīng)力高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

在應(yīng)力高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(duì)管道的影響，確保油氣管道安全運(yùn)行。

Omnisens管道完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)管道泄漏、地質(zhì)災(zāi)害影響、第三方入侵，并通過(guò)早期檢測(cè)預(yù)防對(duì)管道的危害，識(shí)別和定位土體運(yùn)動(dòng)事件。

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

1.     俄羅斯1822Km天然氣管道

從庫(kù)頁(yè)島到海參威的1822Km的天然氣管道于2011年投用，管線穿越偏遠(yuǎn)地區(qū)的不穩(wěn)定地形使設(shè)計(jì)和施工面臨巨大挑戰(zhàn)，包括：94Km管道位于高地震活動(dòng)區(qū)，32個(gè)活動(dòng)構(gòu)造斷層帶，穿越沼澤地、河谷等。

21臺(tái)Omnisens監(jiān)測(cè)主機(jī)設(shè)置在管道沿線，每個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)一個(gè)或兩個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。管道運(yùn)行后不久，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給出了土體移動(dòng)應(yīng)變預(yù)警，該預(yù)警在隨后的滑坡檢查中被驗(yàn)證。在2013到2014年期間，俄羅斯天然氣股份公司對(duì)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)證。該系統(tǒng)在管道應(yīng)變監(jiān)測(cè)上優(yōu)秀的測(cè)量精度、空間分辨率和采集速度得到了認(rèn)可。    

2.     墨西哥860Km Los Ramones天然氣管道

Omnisens為L(zhǎng)os Ramones天然氣管道提供了泄漏、土體滑動(dòng)、侵蝕和入侵監(jiān)控。2016年5月16日，管道某處的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)急劇下降，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推斷，溫度急劇下降點(diǎn)可能是管道周圍土壤受到強(qiáng)降雨侵蝕造成。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，確認(rèn)管道確實(shí)受降雨侵蝕。

3.     柏林55Km鹽水管道泄漏監(jiān)測(cè)

鹽水具有高度腐蝕性，一旦泄漏即會(huì)引發(fā)污染。Omnisens為該管道設(shè)置10分鐘內(nèi)能夠檢測(cè)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(cè)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(cè)

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

管道運(yùn)行后不久，Omnisens監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給出了大量事件的預(yù)警，全部通過(guò)巡檢驗(yàn)證，使得運(yùn)營(yíng)商能夠在必要時(shí)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(bào)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(dòng)。巖崩是由于斜坡上一個(gè)張力裂縫增加造成。

事件2-土體移動(dòng)

Omnisens監(jiān)測(cè)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(dòng)監(jiān)測(cè)-監(jiān)測(cè)不穩(wěn)定地形

在秘魯?shù)膬蓷l主要管道不斷遭受著來(lái)自地質(zhì)災(zāi)害方面的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)營(yíng)商（COGA）負(fù)責(zé)著730Km的天然氣管道完整性管理項(xiàng)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(dòng)，使得管道遭受巨大風(fēng)險(xiǎn)。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(cè)系統(tǒng)為上述管道提供實(shí)時(shí)連續(xù)地監(jiān)測(cè)沿管道發(fā)生的應(yīng)變和溫度信息，識(shí)別和定位土體運(yùn)動(dòng)事件。

6, 中石油中俄東線管道項(xiàng)目

    中俄東線北段黑河－長(zhǎng)嶺段干線以黑河站為起點(diǎn)，終點(diǎn)為長(zhǎng)嶺分輸站，共設(shè)置6座工藝站場(chǎng)、28座閥室，干線線路全長(zhǎng)約715km，管徑1422mm。是我國(guó)新建能源大通道，首條智慧管道。經(jīng)對(duì)比調(diào)研，最終選用Omnisens分布式光纖進(jìn)行泄漏監(jiān)測(cè)。在驗(yàn)收培訓(xùn)時(shí)，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(xiàng)目

    武陵山管道項(xiàng)目是從重慶涪陵頁(yè)巖氣田往湖南貴州輸氣，監(jiān)測(cè)距離64公里，全程監(jiān)測(cè)泄漏、地質(zhì)災(zāi)害和第三方入侵。目前項(xiàng)目已通過(guò)驗(yàn)收，正式移交業(yè)主運(yùn)行。

三．對(duì)運(yùn)行期發(fā)現(xiàn)的臨時(shí)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行應(yīng)力檢測(cè)

    對(duì)于未設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的管道，根據(jù)運(yùn)營(yíng)人員定期巡檢發(fā)現(xiàn)土體移動(dòng)、沉降、占?jí)旱冗\(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，并采用就地檢測(cè)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)部位的管道應(yīng)力水平。

1.     超聲波應(yīng)力檢測(cè)

超聲波應(yīng)力檢測(cè)是基于材料的聲彈性理論，即依據(jù)被測(cè)對(duì)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(hào)表征的力學(xué)定量檢測(cè)手段。

超聲波穿透能力較強(qiáng)，在一些金屬材料中穿透能力可達(dá)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(cè)方法相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：

?    對(duì)被測(cè)對(duì)象零損傷。

?    測(cè)量快速，單點(diǎn)測(cè)試不超過(guò)5S，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，也可用于系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化應(yīng)力檢測(cè)。

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

?    操作安全，無(wú)需任何防護(hù)。

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

?    適用各類金屬和非金屬的表面和內(nèi)部應(yīng)力檢測(cè)。

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(jī)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(huì)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(xì)了解以上解決方案，請(qǐng)聯(lián)系13722622460。