第一篇：天然气管道技术现状及发展趋势
天然气管道技术现状及发展趋势 世界天然气管道技术现状
（1）长运距、大管径和高压力管道是当今世界天然气管道发展主流
自20 世纪70 年代以来，世界上新开发的大型气田多远离消费中心。同时，国际天然气贸易量的增加，促使全球输气管道的建设向长运距、大管径和高压力方向发展。1990 年，前苏联的天然气管道的平均运距达到2 698 km。
从20 世纪至今，世界大型输气管道的直径大都在1 000 mm 以上。到1993 年，俄罗斯直径1 000 mm以上的管道约占63%，其中最大直径为1 420 mm 的管道占34.7%。西欧国家管道最大直径为1 219 mm，如著名的阿-意管道等。
干线输气管道的压力等级20 世纪70 年代为6～8 MPa；80 年代为8～10 MPa；90 年代为10～12MPa。
2000 年建成的Alliance 管道压力为12 MPa、管径为914 mm、长度为3 000 km，采用富气输送工艺，是一条公认的代表当代水平的输气管道。
（2）输气系统网络化
随着天然气产量和贸易量的增长以及消费市场的扩大，目前全世界形成了洲际的、多国的、全国性的和许多地区性的大型供气系统。这些系统通常由若干条输气干线、多个集气管网、配气管网和地下储气库构成，可将多个气田和成千上万的用户连接起来。这样的大型供气系统具有多气源、多通道供气的特点，保证供气的可靠性和灵活性。前苏联的统一供气系统是世界最庞大的输气系统，连接了数百个气田、数十座地下储气库及约1 500 个城市，管道总长度超过20×104km。目前欧洲的输气管网已从北海延伸到地中海，从东欧边境的中转站延伸到大西洋，阿-意输气管道的建成实际上已将欧洲的管网和北非连接起来。阿尔及利亚—西班牙的输气管道最终将延伸到葡萄牙、法国和德国，并与欧洲输气管网连成一体。
（3）建设地下储气库是安全稳定供气的主要手段
无论是天然气出口国家，还是主要依赖进口天然气的一些西欧国家，对建造地下储气库都十分重视，将地下储气库作为调峰、平衡天然气供需、确保安全稳定供气的必要手段。截止到1998 年，全世界建成储气库605 座，总库容575.5亿立方米、工作气量307.7立方米。工作气量相当于世界天然气消费量的11%，相当于民用及商业领域消费量的44%。2001 年美国的储气库总工作气量约120立方米，预计到2010 年储气能力将达到170立方米。国外天然气管道在计量技术、泄漏检测和储存技术等方面取得了一些新进展
（1）天然气的热值计量技术 世纪80 年代以后，热值计量技术的应用在西欧和北美日益普遍，已成为当今天然气计量技术的发展方向。天然气热值计量比体积和质量计量更为科学和公平，由于天然气成分比较稳定，按热值计价可以体现优质优价。天然气热值的测定方法有两种：直接测定法和间接计算法。近几年，天然气热值的直接测量技术发展较快，特别是在自动化、连续性、精确度等方面有了很大提高。
（2）天然气管道泄漏检测技术—红外辐射探测器
目前，美国天然气研究所（GRI）正在进行以激光为基础的遥感检漏技术研究，该方法是利用红外光谱（IR）吸收甲烷的特性来探测天然气的泄漏。该遥感系统由红外光谱接收器和车载式检测器组成，能在远距离对气体泄漏的热柱进行大面积快速扫描。现场试验表明，检漏效率比旧方法提高50%以上，且费用大幅度下降。
（3）天然气管道减阻剂（DRA）的研究应用
美国Chevron 石油技术公司（ChevronPetroleum Technology Co）在墨西哥湾一条长8 km、.152mm 的输气管道上进行了天然气减阻剂（DRA）的现场试验。结果表明，可提高输量10%～15%，最高压力下降达20%。这种减阻剂的主要化学成分是聚酰胺基，通过注入系统，定期地按一定浓度将减阻剂注入到天然气管道中，减阻剂可在管道的内表面形成一种光滑的保护膜；这层薄膜能够显著降低输送摩阻，同时还有一定的防腐作用。
（4）天然气储存技术
从商业利益考虑，国外管道公司非常重视使大型储气库垫底气最少化的技术研究。目前，正在研究应用一种低挥发性且廉价的气体作为“工作气体”来充当储气库的垫底气。
（5）管道运行仿真技术
管道在线仿真系统的应用可有效地提高管道运行的安全性和经济性。管道计算机应用表现在3 个方面：管道测绘及地理信息系统、管道操作优化管理模型和天然气运销集成控制系统。仿真技术在长输管道上的应用不仅优化了管道的设计、运行管理，而且为管输企业带来巨大的经济效益。目前，国外长输管道仿真系统主要分为3 种类型：一是用于油气管道的优化设计、方案优选；二是用于运行操作人员的培训；三是管道的在线运营管理。如美国最大的天然气管道公司之一的Williams 管道公司，采用计算机仿真培训系统在不影响正常工作的情况下即可完成对一线工人的上岗培训，大大缩短了培训时间，节约大量费用，比传统的培训方式提高效率约50%。
（6）GIS 技术在管道中的应用
随着管道工业自动化的发展，GIS（地理信息系统）在长输管道中得到了日益广泛的应用。它融合了管道原有的SCADA 系统自动控制功能，美国、挪威、丹麦等国家的管道普遍使用GIS 技术。目前，该技术已实现地理信息、数据采集、传输、储存和作图统一作业，可为管道的勘测、设计、施工、投产运行、管理监测、防腐等各阶段提供资料。技术发展趋势
（1）高压力输气与高强度、超高强度管材的组合是新建管道发展的最主要趋势
高压气管道是指运行压力在10～15 MPa 之间的陆上天然气管道。根据专家研究成果，年输量在10亿立方米以上时，采用高压输气可节省运输成本。当运输距离为5 000 km、年输量在15～30亿立方米之间时，采用高压输气比传统运输方式可节约运输成本20%～35%。采用高压输气可减小管径，通过高钢级管材的开发和应用可减小钢管壁厚，进而减轻钢管的重量，并减少焊接时间，从而降低建设成本。例如采用管材X100 比采用X65 和X70 节约费用约30%，节约管道建设成本10%～12%。
目前X100 管道钢管已由日本NKK、新日铁、住友金属、欧洲钢管等公司开发出来。另外，复合材料增强管道钢管正在开发，即在高钢级管材外部包敷一层玻璃钢和合成树脂。采用这种管材，可进一步提高输送压力，降低建设成本，同时可增加管输量，增加管道抵抗各种破坏的能力和安全性。当管材钢级超过X120 及X125 时，单纯依靠提高钢级来减少成本已十分困难，必须采用复合材料增强管道钢管。X100 及以上管道钢管目前还未得到商业应用的主要原因是对材料性能、安装技术和现场试验还需进一步验证和更好的了解。
（2）高压富气输送技术及断裂控制
高压富气输送是指在输送过程中采用高压使输送气体始终保持在临界点上，保证重组分不呈液态析出。采用高压富气输送能取得很大的经济效益，但富气输送时天然气的热值较高，要求管材不但能防止裂纹的启裂，而且还要具有更高的防止延性裂纹扩展的止裂韧性。以Alliance 管道为代表的高压富气输送是天然气输送技术的重大创新，其断裂控制是该管道的关键技术之一。
深入了解高钢级管道钢管的断裂控制是未来以低成本建设管道的前提。由ECSC、CSM、SNAM 和European 联合进行的项目，就是研究大口径X100管道在15 MPa 的高压下的断裂行为。
（3）多相混输技术 世纪70 年代，各发达国家相继投入了大量资金和人力，进行多相流领域的应用基础与应用技术研究，取得了不少成果。目前，这些成果已在上百条长距离混输管道上得到了应用。
近年来，英国、美国、法国及挪威等国相继建成了不同规模的试验环道，采用多种先进测量仪表和计算机数据采集系统，在大量高质量的试验数据基础上进行多相流研究。已有的多相流商业软件中，著名的OLGA 软件可以进行多相流稳态和瞬态流动模拟。
（4）天然气水合物（NGH）储运技术
据专家保守估计，世界上天然气水合物所含天然气的总资源量约为０.０18亿亿立方米～０.０21亿亿立方米，能源总量相当于全世界目前已知煤炭、石油和天然气能源总储量的两倍，被认为是21 世纪最理想、最具商业开发前景的新能源。天然气水合物潜在的战略意义和经济效益，已为世界许多国家所重视。目前，世界范围内正在兴起从海底开发天然气水合物新能源的热潮。虽然目前世界上还没有高效开发天然气水合物的技术，但许多国家已制定了勘探和开发天然气水合物的国家计划。美国1998 年将天然气水合物作为国家发展的战略能源列入长远计划，准备在2015 年试开采。日本、加拿大、印度等国都相继制定了天然气水合物的研究计划。
根据目前国外对天然气水合物技术的研究，可以得出几点共识：一是天然气水合物在常压、-15～-5℃的下储存在隔热容器中可长时间保持稳定；二是对于处理海上油田或陆上边远油田的伴生气，该技术的可行性优于液化天然气、甲醇和合成油技术。该技术安全且对环境无污染；三是天然气水合物技术的成本比液化天然气的生产成本约低四分之一；四是采用天然气水合物技术可以对天然气进行长距离运输。国内天然气管道技术现状
西气东输代表了目前我国天然气管道工程的最高水平。西气东输管道设计输量为120×108m3/a；管道全长3 898.5 km；管径1 016 mm；设计压力10MPa；管道钢级L485（X70）；全线共设工艺站场35座，线路阀室137 座，压气站10 座。目前我国天然气管道的技术水平分析如下：
（1）采用的设计和建设标准与国际接轨。
（2）采用卫星遥感技术、GPS 系统，优化管道线路走向。
（3）采用国际上通用的TGNET、SPS、AutoCAD等软件，进行工艺计算、特殊工况模拟分析和设计出图。
（4）管材采用高强度、高韧性管道钢，主要有X52、X60、X65 和X70，国内有生产大口径螺旋缝埋弧焊钢管和直缝钢管的能力。
（5）管理自动化、通信多种方式并用。运营管理采用SCADA 系统进行数据采集、在线检测、监控，进行生产管理和电子商务贸易；通信采用微波、卫星和租用地方邮网方式，新建管道将与国际接轨，向光缆通信发展。
（6）管道防腐。管道外防腐层主要采用煤焦油瓷漆、单层环氧粉末、双层环氧粉末、聚乙烯防腐层（二层PE）和环氧粉末聚乙烯复合结构（三层PE）。管道内涂层主要采用液体环氧涂料。
（7）天然气计量。我国早期建设的管道天然气计量大都采用孔板计量；而近年新建的几条输气管道采用超声波流量计。
（8）主要工艺设备。目前国内输气管道输气站主要工艺阀门大都采用气动球阀，今后新建管道将以采用气-液联动球阀为主。国内在役输气管道采用的增压机组有离心式和往复式压缩机，驱动方式有燃驱和电驱；将来我国的长距离输气管道主流机型采用离心式，在有电源保证的条件下采用变频电机驱动为发展方向。
（9）管道施工。目前我国的管道建设引进了国际上通行的HSE 管理技术，采用了第三方监理的机制；管道专业化施工企业整体水平达到国际水平，装备有先进的施工机具，如：大吨位吊管机、全自动焊机等；掌握了管道大型穿（跨）越工程的施工技术，如水平定向穿越技术、盾构穿越技术。
（10）优化运行。目前在役输气管道利用进口或国产软件进行在线或离线不同工况模拟，以确定既能满足供气需求，又使单位输气成本最低的运行操作方案。差距分析
我国大部分输气管道建于20 世纪60～70 年代，与国外发达国家和地区完善的供气管网相比有很大的差距，管道少、分布不均、未形成全国性管网；管径小，设计压力低，输量少，不能满足目前增长的市场需求。
第二篇：天然气管道输送技术
1.天然气的输送基本分为两种方式：液化输送，管道输送。2.天然气管输系统的输气管线：一般分为矿场集气支线，矿场集气干线，输气干线，配气管线四类。3.输气站的主要功能：包括调压，净化，计量，清管，增压，冷却。4.天然气的组成大致可分为三类：烃类组分，含硫组分和其他组分。5.按油气藏的特点天然气可分三类：气田气，凝析气田气，油田伴生气。6.按天然气中烃类组分的含量可分为：干气和湿气。7.按天然气中的含硫量差别可分为：洁气和酸性天然气。8.分离器的内部构件：进口转向器，除沫板，旋流破碎器，雾沫脱除器。9.阻止水合物形成的方法：一提高天然气的温度，二是减少天然气中水汽的含量。10.解除水合物阻塞的措施：一是降压，二是加热，三是注防冻剂。11.管内气体流动的基本方程：连续性方程，运动方程，能量方程 气体状态方程12.求解等流量复杂管常用：当量管法或流量系数法。13.管道温度低于0°时，球内应灌低凝固点液体以防止冻结。14.清管设备主要包括：清管器收发装置，清管器，管道探测器以及清管器通过指示器。15.提高输气管能力的措施：铺副管，倍增压气站。16.密度的影响因素：一定质量的天然气压力越大密度越大，温度越大密度越小。17.天然气的相对密度：是指在同温同压条件下天然气的密度与空气密度之比。18.天然气的粘度：气体粘度随压力的增大而增大；低压条件下，气体粘度随温度的升高而增大；高压条件下，气体粘度在温度低于一定程度时随温度的增高而急剧降低，但达到一定温度时气体的粘度随温度的升高而增大。19.天然气含水量：指天然气中水汽的含量。20.天然气绝对湿度：指单位数量天然气中所含水蒸气的质量。21.天然气相对湿度：指单位体积天然气的含水量与相同条件下饱和状态天然气的含水量的比值。22.天然气的水露点：在一定压力下，天然气的含水量刚达到饱和湿度时的温度称为天然气的水露点。23.天然气的分类：我国将天然气按硫和二氧化碳含量分为一类（硫化氢≤6）二类（硫化氢≤20）三类。一类二类主要用作民用燃料，三类主要用作工业原料或燃料。24.地形平坦地区输气管道：指地形起伏高差小于200米的管道。25.输气管道基本参数对流量的影响：a.直径D增大，流量Q就增大。输气管道通过能力与管径的2.5次方成正比；b.站间距L增大，Q就减小。流量与长度的0.5次方成反比；c输气温度T增大，Q就减小。输气量与输气的绝对温度的0.5次方成反比；d.输气量与起终点压力平方差的0.5次方成正比。26.流体在管道中的流态划分：Re<2000为层流，3000
4，按结构可分：浮筒式及薄膜是调压器，后者又分为重块薄膜式和弹簧薄膜式调压器。5，若调压器后的燃气压为被调参数，则这种调压器为后压调压器。若调压器前的燃气压为被调参数，则这种调压器为前压调压器。9.清管的目的：1，清除施工时混入的污水，淤泥，石块和施工工具等；2，清除管线低洼处积水，使管内壁免遭电解质的腐蚀，降低硫化氢，二氧化碳对管道的腐蚀；3，改善管道内部的光洁度，减少摩阻损失，增加通过量，从而提高管道的输送效率；4，扫除输气管内存积的硫化铁等腐蚀产物；5，保证输送介质的纯度；6，进行管内检查。
10.天然气的类别：1，油气藏的特点分为a气田气b.凝析气田气c.油田伴生气2，按照天然气中的烃类组分的含量分为a.干气b.湿气
3.按照天然气中含硫量的差别a.洁气b.酸性天然气 11.为什么要用分离除尘设备：从气井出来的天然气常带有一部分的液体和固态杂质，而天然气在长距离输送中由于压力和温度的下降，天然气中会有水泡凝析为液态水，残存的酸性气体和水会腐蚀管内壁，产生腐蚀物质，同时加速管道及设备的腐蚀，降低管道的生产效率。因此，为了生产和经济等方面的要求，必须将这些杂质加以分离，在工程上常采用分离除尘设备。
第三篇：液化天然气技术研讨会-LNG船舶现状及发展趋势
第三届中国 LNG 论坛
陈叔平，谢福寿，马志鹏，金树峰
论文编号： 1210301
LNG 船运现状及发展趋势
（兰州理工大学石油化工学院，兰州 730050）
摘 要：随着全球天然气需求持续增长，天然气在世界能源结构中的地位不断上升，已与煤炭、石油能源并称为世 界能源的三大支柱。分析表明全球天然气储量、分布、生产和消费极不均衡，将天然气液化，通过 LNG 船舶运输是 实现 LNG 跨地区远洋运输的最有效方式。论文回顾了 LNG 船舶运输的发展历程，阐述了船舶数量、装载容量、货 舱类型、推进系统、船舶建造厂以及中国 LNG 船舶现状，并对全球 LNG 船舶发展趋势做了展望。可以预计 LNG 船 舶数量在 2020 年之前会持续稳定增长，并向大型化、标准化、薄膜型、自动化、最低蒸发率、蒸发气再液化、节能 推进系统方向发展。
关键词：LNG；船运现状；发展趋势
引言
近年来由于石油危机的冲击以及煤、石油所带来的环境问题日趋严重，能源结构逐步发生了变
化，作为世界能源三大支柱之一的天然气消量急剧上升，其作为清洁能源越来越受到青睐，许多国 家都将其列为首选燃料[1]。
随着天然气市场需求的不断增长，LNG 贸易量的不断增加，使得 LNG 的运输成了目前急需解 决的问题。由于 LNG 船舶运输是天然气跨地区远洋运输最有效的方法，故世界范围内投入使用的 LNG 船的数量正逐年增加。全球天然气现状
1.1 全球天然气储量及其分布
1.1.1 全球天然气资源丰富
图 1 全球天然气探明储量[2] Fig.1 Word natural gas reserves
图 2 全球天然气探明储量分布[2]
Fig.2 Distribution of word natural gas proved reserves 1990 年全球天然气探明储量为 125.7 万亿 m，2000 年全球天然气探明储量为 154.3 万亿 m3，2009 年全球天然气探明储量为 186.6 万亿 m3，而 2010 年全球天然气探明储量为 187.1 万亿 m3，储
产比为 58.6 年。在过去 30 年中，全球天然气探明储量每年平均增长约 3.3%，天然气储存量非常丰
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富，详见图 1。
1.1.2 全球天然气分布不均衡
截止 2010 年，已探明的全球天然气储量 40.5%分布在中东地区，33.7%分布在欧洲及欧亚大陆，其余分布在亚太地区、非洲、北美洲、中南美洲，详见图 2。
2010 年世界前十位主要国家的天然气探明储量为 144.7 万亿 m3，占全球天然气总储量的 77.3%。其中俄罗斯拥有全球所探明的天然气储量的 23.9%，是世界第一天然气大国，储采比高达 76 年，详 见图 3。
图 3 各个国家天然气探明储量分布[2] Fig.3 Distribution of each country natural gas proved reserves
图 4 全球天然气生产和消费变化趋势[2] Fig.4 Changes of word natural gas production and
consumption
1.2 全球天然气生产及消费状况
全球天然气生产量和消费量平稳增长，在过去 10 年中，全球天然气生产量平均每年增长 779.9 亿 m3，平均增长率为 10%。到 2010 年，全球天然气平均消费量达到 31690 亿 m3，见图 4。
由 5 可知，全球天然气生产和消费分布不均衡，欧洲及欧亚大陆、北美洲和亚太地区既是全球 主要产气区，也是全球三大主要消费市场。2010 年，欧洲天然气产量为 10431 亿 m3，占全球天然气 总生产量的 32.6%，为各地区之首。同时，消费量为 11372 亿 m3，占全球天然气总消费量的 35.8%。
图 5 各地区天然气生产和消费量分布[2] Fig.5 Distribution of natural gas
图 6 各国建造 LNG 船舶数量[6]
Fig.6 Numers of LNG ships by each country consruction 由于全球天然气的生产和消费分布并不均衡，产销地区往往远隔重洋，故需要解决海上运输问 题。天然气经液化，体积只有原来气体的 1/625，可通过 LNG 船来实现远洋运输。全球 LNG 船舶现状
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2.1 LNG 船队历程
全球 LNG 的海上运输始于 20 世界 50 年代末。1959 年，由杂货船改装的世界上第一艘 LNG 船 ——Methane Pioneer 号，从美国路易斯安娜州的查尔斯湖向英国 Canvey 岛基地运送了 5000m3 的液 化天然气（LNG），揭开了 LNG 海上运输的篇章。1964 年，世界第一次 LNG 海上贸易诞生，Methane Pioneer 号和 Methane Progress 号在阿尔及利亚和英国 Canvey 岛之间运营，航次超过 900 次，总运输 量达到 22000m3。随后，在阿尔及利亚和 Leltayve（法）、阿拉斯加和日本、利比里亚与西班牙以及 文莱和日本之间开始了 LNG 船运输。从此，LNG 船作为天然气海上运输的载体，随着 LNG 海运贸 易的蓬勃发展而发展起来。1971 年，Kvaerner 开发了单舱舱容量 8.8 万 m3 的 Moss 球形液货物维护 系统。1973 年，第一条 MOSS 独立型 LNG 船“Norman Lady”在挪威 Moss Rosen beg 船厂开工建 造，其液货舱容为 8.76 万 m3。1997 年，Methane Princess”由于其较小的货舱容量，经济上不划算，“ 于是在经历了 32 年的服务之后正式报废。1998 年，全球营运 LNG 船舶突破 100 艘。2006 年，日本 邮船会社 NYK 旗下的“Jamal”，首次在 LNG 船上采用天然气再液化装置，以处理航行过程中货舱 中自然蒸发气体（Natural Boil-off Gas）[3-6]。
2.2 船舶数量及装载容量
单船容量是衡量 LNG 船舶运输能力的一个重要参数，LNG 船舶单船容量是指一艘 LNG 船舶所 能装载的最大 LNG 量。
截止 2012 年 2 月 29 日，全球交付的 LNG 船有 361 艘，总装载量达 5290.8 万 m3，其中装载量 12.5-15 万 m3 的有 223 条，总容量为 3068 万 m3，占全球 LNG 船舶总装载量的 58%，为主流船队，详见表 1。
表 1 全球船舶数量及装载量[7] Table 1 Numbers and load of word ships
装载量
数量（艘）29 223 80 29
总容量（万 m）
占总容量（%）3.3 58 25.7 13
（万 m）≥12.5 12.5-15 15-21.5 ≤21.5
173.1 3068 1358.8 690.59 由图 6 可知，LNG 船建造主要集中在韩国和日本，其中日本交付 96 艘，在建 2 艘；韩国交付
197 艘，在建 51 艘，占总交付 54.6%，为 LNG 船建造第一大国。
2.3 液货舱类型
图 7 LNG 船舶舱型比例[6]
Fig.7 Proportion of LNG ships cabin type LNG 船舶的液货舱有多种型式，如 Mixed、Conch、Esso、SPB、Moss、GAZ TRANSPORT（GT）、TECHNIGAZ（TZ）、CS 等等[8]。目前技术发展较为成熟、应用最为广泛的有 MOSS 型和薄膜型（GAZTRANSPORT 型和 TECHNIGAZ 型）。截止 2012 年 2 月 29 日，全球交付的 LNG 船舶舱型比 例见图 7。
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由图 7 易知，交付的 LNG 船舶有将近98%都采用的是 Moss 型或者薄膜型货舱，说明这两种货 舱形式已得到人们的广泛认同，其中薄膜型货舱的比例要高于 Moss 型货舱。
2.4 推进系统
LNG 船舶的动力推进系统可分为以下 4 种：
（1）蒸汽轮机推进系统（Steam）。其优点是可以同时燃烧以任何比例混合的天然气和燃料油，维护费用低，可靠性高；缺点是效率低，占用空间大。
（2）双燃料发动机推进系统（DFDE）。其优点是效率高，占用空间少，便于维护和操作；缺点 是不能将蒸发气体作为单一燃料燃烧，输出功率低。
（3）带再液化装置的柴油机推进系统（DRL）。其优点是主体本身燃烧效率高，货舱区与主机 区分离；缺点是重油消耗量大，需要驱动再液化的电力。
（4）柴油机推进系统（Diesel）。其装置的可行性好，比蒸汽轮机发动机燃料效率高；缺点是需 要高质量的燃油，不能与蒸发气体混合燃烧。
图 8 是目前世界 LNG 船队推进系统统计示意图。可知交付的 LNG 船舶绝大多数都采用的是蒸 汽轮机推进系统，但已经有越来越多的 LNG 船舶开始采用双燃料推进系统。
图 8 全球 LNG 船队推进系统统计示意图[2] Fig.8 Statistical schematic of LNG ships propulsion system 2.5 LNG 船舶建造厂
目前全球建造 LNG 船的造船厂主要分布在亚洲的韩国、日本和中国。历史上，欧洲一些国家，如挪威、瑞典、芬兰、德国等国都建造过 LNG 船。其中，以法国的大西洋船厂数量最多。美国也建 造过 LNG 船，但现在已停止建造。欧洲和美国造船厂在建造 LNG 船舶方面落后于亚洲船厂，主要 原因是这些国家造船厂高昂的劳动力成本，以及发达国家转移造船这种劳动力密集型产业[9]。
2.6 中国 LNG 船舶现状
随着中国经济的迅速发展以及能源战略的调整，我国对海运进口的液化天然气的需求快速增加，使得我国 LNG 船建造需求加大。多年来，我国造船界和航运界都一直在关注、酝酿和研讨发展天然 气运输船。交通部已近把“高技术性能船舶设计制造工程”项目列为十二大高技术工程项目之一，将 LNG 船列为该项目中的主要新船型之一。
在 2004 年，上海中华泸东造船厂通过和法国 GTT 公司、法国大西洋船厂的合作，掌握了 14.5 万 m3 薄膜型 LNG 船舶的建造技术，开始着手建造中国第一艘“大鹏昊”LNG 船舶，并于 2008 年 4 月 3 日建成交付船东，它是当时世界上最大的薄膜型 LNG 船，船厂 292 米、宽 43.35 米、型深 26.25 米，装载量为 14.7 万 m3，时速 19.5 节。接着第二艘 LNG 船“大鹏月”于 2008 年 7 月 10 日在上海 交付船东，该船同“大鹏昊”属同一级别，货舱类型为 GTTNO.96E-2 薄膜型，为广东大型 LNG 运 输项目建造。截止 2012 年 2 月 29 日，已交付 4 艘，在建 6 艘。2012 年，接到订单 4 艘。
共同学习、共同提高；热心分享、热心交流，努力成为一名LNG行业的领跑者，尽在LNG领跑者论坛LNG 船舶发展趋势
3.1 LNG 船舶数量稳定增长
从 10～20 年长远趋势来看，LNG 消费量和进口量都将快速增长。大量的 LNG 进口，再加上大 量老、旧 LNG 船的更新，需要建造大量的新 LNG 船舶。
3.2 LNG 船大型化
就经济而言，LNG 船与其它商用船舶相同，加大尺寸可以降低其单位运输费用。尤其是 LNG 运输，由于其单位运输量是恒定不变的，增大 LNG 船的尺寸就可以减少 LNG 船的数量，从而降低 成本和运营费用。
3.3 标准化
LNG 项目需要庞大的初期投资，因此一般按照生产与消费方之间的长期合同进行开发。这样，LNG 船作为该项目的专用船决定了最佳船型、航速等基本条件。另一方面，LNG 也与一般的海运货 物一样，存在着许多不特定的生产者与消费者之间转让合同的可能性，具体地说，也进行现货交易。因此，一般认为，将来多采用通用性强的标准进行交接。在这种背景下，与大型化不同的角度看，标准化也是可以考虑的方向。现在的标准船型从 14.7 万 m3 逐渐扩大至 20 万 m3。同时，大型化之 后会出现进港困难的 LNG 基地，因此设计标准船型时提高通用性是极为重要的。
3.4 薄膜型液货舱将成为发展的主流
从图 8 可知，世界现有船队中薄膜型 LNG 船占有 67.4%，已成为 LNG 船队发展的主流。
3.6 广泛采用自动化
LNG 船各部位广泛采用自动化装置，可使航运简单化，安全性提高。从环保考虑，可采用压载 水置换的自动化和聚四氟乙烯制冷剂等新技术，目前部分技术已进入实用阶段。
3.7 降低蒸发率
选用新的绝热型式和绝热结构来降低蒸发率，可提供经济效益，降低运行成本。如 MRV 型液 货舱采用增加绝热层厚度和减少液货舱数的方法来减小蒸发率，而对于 TZ 和 GT 型薄膜式液货舱主 要采用改进绝热层结构和应用真空绝热等技术。
3.8 蒸发气（BOG）再液化
由于液货舱内外壁的温差极大，不可避免地导致舱内的 LNG 蒸发汽化，蒸发气的产生会使得液 货舱内空间压力、温度以及 LNG 的密度发生变化。因为液货舱的设计压力都小于环境温度下的液货 蒸气压力，当液货舱内压力过高时，压力释放阀被迫打开，将货物气体排入大气中，造成直接的经 济损失。如果压力释放阀失灵，则会破坏液货舱结构，造成危险。显然，这会危及船舶航行安全，因此，有必要对蒸发气进行液化处理。
3.9 选用节能的推进系统
任何船舶燃料费在运营成本中都占有相当大的比例，LNG 船也不例外。因此，为降低运营成本，有必须选用低耗油率的动力装置，来提高船舶整体效益。结语
随着国际社会对清洁能源需求的快速增加，许多国家都开始扩大 LNG 进口，全球 LNG 消费量
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和进口量都将快速增长。由于大量 LNG 的进口，以及大量老、旧 LNG 船舶的更新，LNG 船舶市场 发展前景很大，并朝大型化、标准化、自动化、节能化、低蒸发率和蒸汽再液化方向发展。
参考文献
[1] 顾安忠.液化天然气技术[M].北京:机械工业出版社, 2003.[2] BP Statistical Review of World Energy June 2011[EB/OL].http://www.xiexiebang.com
通讯作者简介：
谢福寿，硕士，研究方向：低温贮运及传热传质技术； 工作单位：兰州理工大学石油化工学院； 通信地址：兰州市七里河区兰工坪路 287 号； 联系电话：***； E-mail：xiefushou0@126.com
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第四篇：天然气管道压气站的技术现状及运行优化研究
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天然气管道压气站的技术现状及运行优化研究
天然气管道压气站的技术现状及运行优化研究
摘 要：本文介绍了我国陆上长输天然气管道压气站的技术现状。从压缩机组备用方式、机组选型、压气站相关设计等方面，指出了在优化设计管道压气站时应注意的问题。对压缩机组运行技术中的优化、在线监测与诊断以及优化压气站运行管理方面进行了深入的分析。
关键词：天然气 压气站
一、引言
天然气管道压气站的功能是给天然气增压以维持所要求的输气流量，主要设备是天然气压缩机组。近年来，随着天然气需求量不断增加，在我国能源结构中的比例正在迅速增大。据统计，2005～2015年，世界各地计划建造原油、成品油和天然气管道约9.6×104km，其中62%是天然气管道。2002年以来，我国管道压气站建设进入高峰期，相继投运的涩宁兰、西气东输、忠武线、陕京二线、冀宁和兰银等长距离天然气管道设计中均配置有一座或多座压气站。
二、我国天然气管道压气站的技术发展现状分析
1986年8月我国第一座长输天然气管道压气站在中沧输气管道濮阳站建成投产，首次采用了燃气轮机驱动离心压缩机机组。1996年11月建成投产的鄯乌输气管道鄯善站，是我国首次采用天然气发动机驱动往复式压缩机机组的压气站。2000年11月投产的陕京管道应县压气站，是我国第一个采用变频调速电机通过增速齿轮箱驱动离心压缩机机组的压气站。2007年2月投产的西气东输管道蒲县压气站，是我国第一个投产的采用高速变频调速电机直接驱动离心压缩机机组的压气站。目前，我国已在9条天然气管道上分别建成投产了31座压缩机站，共投运各种类型管道压缩机组72套，并计划于今后陆续建成34座压气站，投运各种类型管道压缩机组79套。
三、管道压气站运行优化研究
1.管道压气站优化设计中应注意的问题
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1.1 压缩机组备用方式
常用的机组备用方式有机组备用、功率备用、隔站机组备用等方式，确定机组备用方式后还有一用一备和多用一备等方式。目前，我国选择备用方式的主要依据是实用性、可靠性、效率、投资费用等，压气站多采用机组备用，往复机组多用一备较多，而离心机组一用一备较多。
1.2 压缩机组比选
压缩机组的比选是根据机组安装地的环境依托条件，结合不同机组的优点和缺点进行计算和分析。首先是离心压缩机组与往复压缩机组的比选；二是离心压缩机组中有电机驱动与燃气轮机驱动的比选；三是电机驱动机组中有变频调速电机驱动、恒速高压电机通过调速行星齿轮驱动和整体式磁悬浮电驱离心压缩机组三者的比选。比选的主要依据为可用性、可靠性、效率、经济性（20年费用现值）、性价比、不间断工作时间、无故障工作时间、运行维护保检难度及费用、污染情况和在天然气管道的使用业绩等。此外，压气站优化设计中可能会受到投产日期、制造周期、政治因素、市场因素等条件制约，因此必须进行综合考虑。我国在陕京、靖西、西气东输和涩宁兰管道压气站的设计中均进行了科学合理的优化。
1.3 压缩机组水力模型等的相关计算
压缩机组初步设计的第一步是建立设计单位的水力计算模型与压缩机生产厂商机芯设计的一体化计算，根据计算结果确认和改进压缩机的设计性能和运行条件。由于每条管道的工艺条件不同，机组的运行工艺条件均存在一些不确定因素，因此在机组投产后，设计单位应根据实际情况进行参数审查、确认、修正管道水力模拟和压缩机工艺电算结果。设置两个或多个压气站的管道，在实际运行达到设计流量且运行条件稳定以后，应对整个管道压缩系统中的所有压缩机运行实际效能进行全面的重新评估和分析，将得到的整个管道压缩系统的总效率与设计要求相比较，以弥补国内相关设计水平的不足。
2.压缩机组运行优化及维护
2.1 压气站机组运行优化
在压气站运行期间，可以利用仿真模拟软件（TGNET、SPS）模拟
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分析不同输量下压气站的运行方式，优化出各种输量下压气站最优运行方案；在某座或几座压气站发生故障的情况下，可以根据当时各下游用户的计划输量要求，优化出全线机组最佳运行方案。
目前，我国多条管道都有很大的冬季运行优化空间，应在分析下游用气结构，利用下游用气资源的基础上，结合上游气田资源，合理利用管道自身资源（压气站资源），不断优化冬季用气高峰期运行方案和预案，以减少压气站机组运行时问和启机次数，达到提输、降耗和增效的目的。天然气管道联网是保障向下游供气的重要手段，目前，我国几条长距离大管径天然气管道即将连通，组网运行的优势将逐渐凸显。组网运行的管道在统一调控下可根据不同情况，通过计算进行网内优化运行，在优化运行方案和预案的制订过程中，管网内各压气站机组使用和工作方式将是优化运行的重要内容。
2.2 机组故障监测与诊断
2.2.1 远程监测与诊断系统
天然气管道压缩机组远程监测与诊断系统是利用丰富的图谱实时对机组进行“体检”，实现机组的早期故障预警，并通过网络随时掌控机组的实时运行状态，变被动的故障后处理为早期发现潜在故障并及时处理，能使远在千里之外的诊断专家及时得到机组异常变化信息。它的有效利用可以提高机组故障诊断准确率，对机组故障的预测、分析和排除能力、机组定期保养检修和辅助大修能力以及机组现场开车指导能力和机组备品、备件需求预前判断能力具有重要意义，可以保证压缩机组的长期、安全和平稳运行。例如，西气东输管道在机组引进的同时购买了“机组远程在线监测与诊断系统”，国内其它管道压缩机组也有使用且收效显著。
2.2.2 油液分析
油液分析是抽取油箱中有代表性的油样，分别采用铁谱分析、发射光谱分析、红外光谱分析以及常规理化指标分析，确定在用润滑油中的磨粒种类、数量和成分、变质产物的种类，含量以及润滑油中典型添加剂的损耗程度，以此作为判断机组关键摩擦部位润滑和磨损状况的主要依据。在国内已进行了针对天然气压缩机组的油液分析、诊断和研究工作，且进行了部分应用。
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2.2.3 机组效率计算优化
燃气轮机离心压缩机组效率计算是通过对机组运行过程中各相关参数进行精确采集，分别计算得出燃气轮机和离心压缩机的效率。定期进行机组效率计算，可以依此运行状况及时对可能存在的问题进行分析评价。通过与燃机历史效率的对比，判断是否需要清洁燃机的进气滤芯或水洗燃机的压气机；通过与离心压缩机历史效率的对比，判断级间迷宫密封是否磨损；找出机组的实际最佳运行区，结合实际运行工况使机组在最佳效率区内运行。
3.压气站的运行管理优化
我国各输气管道所属压气站的运行管理方式各不相同，目前较先进的管道压气站管理方式是以业主管理为核心，以现场运行维护服务承包商和机组保养检修专业化技术服务承包商为主要作业者，以机组生产厂商售后服务为支持的“四为一体”运行管理体系框架。管道压缩机组（燃气轮机、变频调速电机、离心压缩机）结构和控制系统复杂，技术含量高，要求从事运行维护、检修保养和故障诊断的人员应具有较高的专业技术水平和丰富的现场经验。
四、结论与认识
通过管道压气站目前技术发展现状的综合分析，对压气站不同方面进行的深入研究，实现了整个压气站系统从设计到运行，再到管理的整体优化，提高了管道输送效率，确保了管道输送平稳运行。
参考文献
[1] 宣建寅，王银亮，祖丙诃.天然气增压压缩机组的选择[J].油气田地面工程，2004，23（10）：34-35.------------最新【精品】范文
第五篇：浅谈钻井技术现状及发展趋势
浅谈钻井技术现状及发展趋势
【摘要】随着油田的深入开发，钻井技术有了质的发展，钻井工艺技术研究、破岩机理研究、固控技术研究、钻井仪表技术研究、保护油气层钻井完井液技术研究以及三次采油钻井技术等都取得了科研成果，施工技术逐渐多样化，目前已在水平井、径向水平井、小井眼钻井、套管开窗侧钻井、欠平衡压力钻井等方面获得了突破。一些先进的钻井技术走出国门，走向世界，如：计算机控制下套管技术、套管试压技术、随钻测斜技术、密闭取心技术、固控装备、钻井仪表、钻井液监测技术、MTC固井技术及化学堵漏技术等，本文就国内钻井技术的现状及发展趋势进行分析。
【关键词】钻井技术；发展趋势；油田开发
引言
通过钻井技术及管理人员的不懈努力，钻井硬件设施已经比较完善，很多钻井公司配备了先进的钻井工艺实验室、固控设备实验室、钻井仪表实验室、油田化学实验室、高分子材料试验车间、全尺寸科学实验井等，这些硬件设施满足了各种钻井工程技术开发与应用的需要。钻井技术也有了长足发展，具备了世界先进水平，钻井技术的进步为油田科技事业的发展做出了积极的贡献，并取得了良好的经济效益和社会效益，如TZC系列钻井参数仪作为技术产品曾多次参与国内重点探井及涉外钻井工程技术服务，并受到外方的认可。多年来，由于不断进行技术攻关研究与新技术的推广应用，水平井钻井技术迅速提高。水平钻进技术是在定向井技术基础上发展起来的一项钻进新技术，其特点是能扩大油气层裸露面积、显著提高油气采收率及单井油气产量。对于薄油层高压低渗油藏以及井间剩余油等特殊油气藏，水平井技术更具有明显的优势。
1、钻井技术发展现状
从世界能源消耗趋势看，还是以油气为主，在未来能源消耗趋势中，天然气的消耗增加较快，但是在我国仍然以石油、煤炭作为主要能源。尽管如此，我国的油气缺口仍然很大，供需矛盾很突出，60%石油需要进口，从钻井的历史看，我国古代钻井创造了辉煌历史，近代钻井由领先沦为落后，现代钻井奋起直追，逐步缩小差距，21世纪钻井技术有希望第二次走向辉煌。随着钻进区域的不断扩大及钻井难度的不断增加，各种新的钻井技术不断出现，目前，水平井钻井技术逐渐成为提高油气勘探开发最有效的手段之一。各种先进的钻井技术在油田开发中显示出了其优越性，新技术、新工艺日益得到重视和推广应用。例如：旋转钻井技术，是目前世界上主要的钻井技术，旋转钻井方式有以下几种：转盘（或顶驱）驱动旋转钻井方式、井下动力与钻柱复合驱动旋转钻井方式（双驱）、井下动力钻具旋转钻井方式、特殊工艺旋转钻井方式：欠平衡钻井、套管钻井、连续管钻井、膨胀管钻井等、冲旋钻井方式（空气锤钻井等）。其中，冲击旋转钻井就是在普通旋转钻井钻头上部接一个冲击器。冲击器（有液动冲击器，气动锤等）是一种井底动力机械，依靠高压钻井流体，推动其活塞冲锤上下运动，撞击铁砧，并通过滑接套传递给钻头，钻头在冲击动载和静压回转的联合作用下破碎岩石。冲击力不同于静压力，它是一种加载速度极大的动载荷，作用时间极短，岩石中的接触应力瞬时可达最大值并引起应力集中，岩石不易产生塑性变形，表现为脆性增加，岩石易形成大体积破碎，提高钻井速度。从破岩机理来看，空气锤钻井主要依靠空气锤活塞对钻头的高频冲击作用破岩，而不需要采用大钻压迫使钻头吃入地层破岩。因此，钻井作业中，空气锤钻井技术是采用低转速（20～30rpm）、小钻压（5～10kN）及高频震击破岩方式的钻进技术，既能有效满足井斜控制要求，又能大幅度提高机械钻速，是一种比较理想的防斜打快钻井技术。
2、与钻井技术相关难题分析
（1）针对我国复杂深井和超深井钻井工程中面临的严重井斜和低效率等技术难题，应积极组织优势力量，从客观（地层各向异性）和主观（垂钻系统）两个方面进行技术攻关研究，以期尽快获得具有自主知识产权的先进控制工具、科学计算软件及智能钻井系统等。随着材料、信息、测量与控制等相关学科领域的发展，钻井与油气井工程技术不断朝着信息化、智能化及自动化的方向发展，如旋转导向钻井系统、智能完井等。应积极发展膨胀管技术，以便彻底革新井身结构，推动油气井工程的技术革命。这不仅能够大幅度提高石油工程效率和效益，而且能够为不断创造人类“入地、下海”的新纪录提供高技术支持。
（2）复杂结构井、深井超深井、高危气井及特殊工艺钻井等技术系列，在20世纪90年代已得到迅速发展与应用。进入21世纪后，这些技术系列仍是油气资源勘探与开发所需要的关键技术系列，并将得到进一步发展与提高。与国外先进水平相比，我国在这些技术方面整体上仍存在较大的差距。国外先进的自动垂钻系统，虽然可以在昂贵的复杂深井和超深井垂直钻井工程中发挥有效作用，但目前的技术水平仍在使用条件上具有一定的局限性，在实际工作中应注意对其进行科学评估与合理选用。
（3）钻井逐渐与录井、测井及地震等信息技术融为一体，以有效地解决钻井过程中的不确定性问题，从而可提高油气钻探与开发的效果和效益，如LWD和SWD等技术即为典型例证。
3、油气钻井技术发展趋势
油气井包括普通结构井和复杂结构井。复杂结构井包括多分支井、大位移井、水平井、复杂地条件下的深井超深井、高危气井、高温高压气井等。地下环境的复杂性及其不确定性（地应力、地层压力、各向异性、可钻性、理化特性、不稳定性等地层特性十分复杂和异常）给油气钻探造成极大困难：钻井事故多、速度慢、质量差、效益低（成本高），严重制约了油气勘探开发的步伐。目前，钻井复杂深井油气钻探难度很大，钻井技术正在根据实际需求，不断攻克难关，未来钻井技术的发展趋势：大位移井技术在我国逐步应用，采用大位移井技术已经开发了南海西江24-1油田和流花11-1油田；欠平衡钻井技术正在各大油田推广应用；国外已经成熟的CTD（连续管钻井）技术，我国也逐渐开始常识应用；膨胀管钻井技术和套管钻井技术也有了实质性发展；旋转导向钻井技术正在研制中；钻井向地球的更深处钻探、井身结构有重大革新、挑战大位移井延伸极限、钻井的信息化与智能化发展、井下测量与可视化计算。
结束语
经过历代钻井人员的努力，国内各油田钻井队伍不断壮大，钻井装备水平逐渐提高，生产管理水平实现现代化，众多先进钻井技术已经达到世界先进水平。但是，随着油田开发的不断深入，油田开采难度逐渐加大，勘探开发有了更高的要求，这给钻井技术带来了新的挑战，钻井难度不断加大。相信在钻井人员在苦难面前一定能够正确面对，一定能够不断的进行技术创新和技术进步，一定能够不断解决世界性难题，为油田勘探开发打下良好的基础作用。
参考文献
[1]沈忠厚，黄洪春，高德利.世界钻井技术新进展及发展趋势分析[J].中国石油大学学报（自然科学版），2009年04期
[2]李东方.我国石油钻井技术现状及发展趋势初探[J].化工管理，2014年08期
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