油气管道基于极限状态设计方法应用研究

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1、中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司科学研究与技术开发项目开题设计报告课题名称：油气管道基于极限状态设计方法应用研究编制单位：油气管道室编写人：2014年4月编写说明1．分公司科技计划项目均应按照分公司科技项目管理有关规定编写开题设计报告。2．报告中所引用的外来语要同时用中文和原文表达，第一次出现的缩略词，应注明全称。3．项目（课题）经理只能承担一个项目（课题），主要研发人员每年参加的课题不得超过2项，每个课题主要研发人员原则上不多于15人。4.每个课题独立填写一份开题设计报告。5.正文格式：宋体、小四、行距1.5倍，所用纸张规格为A4。一、生产需求和需要解决的

2、关键技术问题1、生产需求1.1采用油气管道基于极限状态设计方法是适应我国油气管道建设快速发展的需要随着经济和科学技术的发展，石油和天然气作为清洁能源、重要的化工原料得到越来越广泛的利用。能源安全是国民经济发展的最基本保证，中国石油天然气集团公司是中央直属大型国际能源公司，肩负着保证国家能源安全的重任。在当今世界能源危机的形势下，适时调整能源结构，极力推进“以气代煤”工程，加大清洁能源利用比例，实现两个资源、两个市场的发展战略，扩大国际合作领域，共同开发世界范围内的石油、天然气等不可再生资源，保证能源安全意义重大、责任重大。我国经济增长将保持较高速度，工业化进程进一步加

3、快，油气需求还将继续呈高速增长态势。我国石油资源分布不均衡，客观上形成了西油东运、北油南下、西气东输的基本配置格局。同时，我国油气资源的低丰度也决定了进口石油天然气是国家基本的能源战略措施之一。管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，并可实现自动控制。广泛用于石油、天然气的长距离运输。管道运输可省去水运或陆运的中转坏节，缩短运输周期，降低运输成本，提高运输效率。当前管道运输的发展趋势是：管道的口径不断增大，运输能力大幅度提高；管道的运距迅速增加。中国经济巨大的石油需求、资源分布的不均衡、进口原油量急速增加，为我国油气管道工程

4、建设行业的大发展提供了充足空间。据《2013-2017年中国油气管道工程建设行业深度调研与投资战略规划分析报告》数据显示，2011年底，我国油气管道总长约为9.1万千米。其中天然气管道约4.9万千米，原油管道2.3万千米，成品油1.9万千米。到2015年，国内油气管道总长度预计将达15万公里左右。未来5年，新建天然气管道将达3万公里以上，新建原油管道达1万公里以上，新建成品油管道1万至15万公里以上，油气管线共需投资约3500亿元，我国将迎来修建油气管线的高潮。管道建设耗用最多的原材料就是钢管。钢铁作为现代工业的筋骨，广泛用于建筑、桥梁、船舶、航天等各个部门。从人均指

5、标来说，我国总体是一个铁矿资源匮乏的国家，每年需用外汇从国外进口大量的铁矿石。8据统计，我国钢铁能耗占了全国的15%左右，工业废水、工业粉尘和二氧化硫排放量分别占全国工业污染物排放总量的10%、15%和10%，耗能和污染都排在前面。目前，我国对环保的重视日益增强，环保问题成为今年“两会”的焦点议题。为了减少钢材的用量，节能降耗，保障管道的安全可靠性，降低工程建设成本，采用基于可靠性的极限状态设计方法是油气管道建设的必然趋势，开展对油气管道基于极限状态设计方法应用研究已势在必行。1.2采用油气管道基于极限状态设计方法是实施我国海外能源战略，扩大合作基础，确保能源安全的需

6、要2011年11月23日，中国国家主席胡锦涛与土库曼斯坦总统别尔德穆哈梅多夫在北京共同签署了《中华人民共和国和土库曼斯坦关于土库曼斯坦向中华人民共和国增供天然气的协议》。根据该协议土库曼斯坦对中国天然气年度供应量将增加250亿方，最终达到650亿方。目前，中国-中亚天然气管道A、B线已建成投产；C线即将建成投产；D线计划今年开工，2016年建成通气。如果大力开展油气管道基于极限状态设计方法应用研究并加以运用，那么将带来油气管道建设的革命，高效、节能将为天然气行业带来巨大效益，率先开展油气管道基于极限状态设计方法应用研究，将占领油气管道设计创新的高端位置，为天然气工业发

7、展存在巨大的科技效益，也是实施我国海外能源战略，确保能源安全的需要。随着中石油海外天然气业务的不断扩展，海外的天然气开发不断增多。油气管道基于极限状态设计方法的推广，这涉及到油气管道的设计、验收及运行管理维护等各方面的技术。迄今这方面国内还是空白，需要进行相关技术的研究，推进相关工作的发展。我国油气管道现行设计标准是采用安全系数的方法，并且现有的设计方法已经具有相当成熟的工程实践经验。使用传统的方法虽然能够确保安全性，但在某些情况下根据传统的设计方法确定的安全性水平的裕量过大，偏于保守。基于可靠性的极限状态设计方法是油气管道工程设计的发展趋势，已为国