1、目的及意义（含国内外背景及现状分析）

1.1背景及国内外现状分析

1.1.1输油管道相关背景

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转输任务。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、输油站及其他的辅助相关设备组成，是石油储运行业的主要设备之一，也是原油与石油产品最主要的输送设备^【3】。据不完全统计从1948年到1998年间全世界共建设输油管道 80.2×10⁴km。发达国家的原油管输量占其总输量的80%。世界成品油管道经历汽油管道时代、成熟发展时期、成品油管道向大型化发展时期已经逐渐管道化^【22】。输油管道的诞生与发展是工业革命化进程的一个微小缩影，早期的输油管道要追溯到19世纪。1859年8月27日，美国宾夕法尼亚的泰特斯维尔诞生了美国第一个油田。最早的盛油工具是装啤酒的木桶。为了省下每桶石油高达2.5-5美元的运费，一位名叫赛缪尔·范赛克尔的采油生产商在油区里铺设了一条管道来输油。全长约8千米，埋入地下约0.5米深，由两台蒸汽机带动泵压送^【1】。世界上第一条长输管道是由宾夕法尼亚产油区一部分石油生产商联合建造的“潮水”管道。它建于1879年5月，从宾州的格里维尔到威廉港，全长约145千米，管径6英寸，日输油能力10000桶(约50万吨／年)。另一说法是美国油气杂志(OGJ)美国石油工业100周年专辑报道上提到的：世界第一条管道干线是1874年建成的从宾夕法尼亚油田到匹茨堡的管线，管子直径76．2毫米，全长约96.5千米，日输能力3500桶(约17.5万吨／年)^【2】。紧接着在20世纪初期，美国先后从俄克拉何马州产油区到德克萨斯墨西哥湾海滨建成了两条8英寸(约20厘米)的输油管道，从怀俄明州的茶壶山到中陆地区建成了两条管径约25.4厘米和约30厘米的输油管道^【1】。这就是早期输油管道发展的雏形。

随着20世纪20年代末焊接技术的诞生，使管道和储罐建设进入了飞速发展的时期，现代输油管道正式步入历史舞台。第二次世界大战期间，为了满足战争需求，美苏两国建设了大量原油长输管道，形成了领先世界的原油输送管网。而大口径输油管道的崛起要归功于20世纪50-70年代世界油气田大发现的时期，同时也是石油消费量快速上升的年代^【1】。世界各地开展了多项大口径、长距离的管道工程，把管道建设提高到新的水平。

这一时期也是中国输油管道建设发展的萌芽时期。1959年1月10日位于新疆维吾尔自治区境内的克拉玛依至独山子间的输油管道建成，正式开始输油，全长147公里，是我国建设的第一条输油管线。我国石油资源储备虽然较为丰富，但分布十分不均匀，东北、西部石油资源充足，但由于发展状况的制约，经济水平较为落后，对石油的需求量没有很大。但我国东部的石油资源储备又十分贫瘠，形成了“东部需油却贫油,西部多油不用油”的现状^【4】。为了保证国家提出的继续保持我国经济中高速发展的战略要求，保证东部石油供给量就变得极为重要化。随着我国石油化工行业的不断发展，我国输油管网的建设日趋完善。我国的第一条纵贯南北的输油管道是鲁宁输油管道，始建于1978年，从河北至江苏，途经了几十个县市，是山东胜利油田和华北油田的原油运输至长江中下游地区的主要通道^【14】。而针对于成品油的管道技术，目前全世界已经形成了比较成熟的成品油管道输送技术，实现了对各种成品油的管道输送。20世纪70年代，中国建设了从青海格尔木翻越唐古拉山，到达西藏拉萨的成品油管道，全长1076千米。这是世界海拔最高的输油管道，最高点海拔4857米，全线平均海拔4260米。我国的第一条长距离、大口径的成品油输送管道是兰成渝输油管道，起始于甘肃省兰州市，途经甘肃、陕西、四川等省市多达40余个，终点在重庆，极大的缓解了我国西南地区石油吃紧的局面^【14】。这条输油管道的施工难度是从未遇见过的，途径的地理形势各式各异，地理障碍层出不穷，生态环境变幻莫测，兰成渝输油管道的建设成功标志着我国在输油管道建设上取得的巨大成功，也见证了我国在输油管道建设道路中的成长。

1.1.2国内外研究现状

目前，我国输油管道已经进去成熟时期，现阶段我国的输油管道建设总长度已达到近60000km,而这个长度仍在不断增加,预计到2020年将达到70000km^【13】。但输油管道的设计和工艺、建造与管理相比于其他发达国家仍然存在这不可忽视的差距。其中现有难题主要集中在含蜡原油输送、地形高差地段输送、低输量输送以及老旧输油管道的改造与维修^【20】。我国在管道的布置形式上主要分为三种：有单管系统、双管系统、以及独立管道系统。对于输油管道的安全管理仍然存在许多问题，因为不同企业，不同地域的原因，没有一套统一的输油管道安全管理防护规范与解决对策。

输油管道目前面临的安全问题大体上有三类：1. 人为因素导致输油管道发生安全事故。人为因素又包括主动式与被动式破坏^【7】。主动式破坏主要是偷油、盗油导致输油管道工作寿命减短^【7】。被动式主要是输油管道安全管理人员职业技能薄弱，由于缺乏输油管道安全教育，大部分石油企业员工并未接受过相关培训，安全意识薄弱，安全管理人员的操作失误以及对管道的安装错误都能在很大的程度上影响输油管道的正常运行^{【6】【7】}。2. 输油管道的材质无法满足输油标准。3. 输油管道的因腐蚀而引起的管道强度改变导致管道泄漏问题^【16】。而目前对于输油管道基本检测方法主要是直接检测方法与间接检测法。直接检测法主要是指在输油管道的外侧安装检测元件来实现对泄漏位置的检测，这种方法可以更加精确的检测出输油管道中出现细微泄漏的点，检测比较全面。不仅不会遗漏任何小面积的泄漏点，同时还能够对那些小范围的泄漏点进行精确定位^【11】。间接检测方法是通过监测输油管道内不同管段的油量变化情况来实现对石油泄漏问题的判断与确定。但是这种方法的缺陷在于，一旦监测数据不准确，就无法实现对管道泄漏问题的有效辨别。因此，其更适用于那些大型泄油事故的检测^{【4】【14】}。

管道泄漏检测的目标就是可以快速的感应到泄漏事故的发生，进而尽可能准确的定位管线泄漏点的具体地段，并能够判别出管线泄漏事故的危险等级，最大程度的减少管道泄漏造成的生命财产损失以及环境破坏。管道泄漏检测技术的研究从二十世纪九十年代开始，现今国际上泄漏检测的方法大致可分为两种，一种是基于硬件，一种是基于软件的检测方法。现在有三种常用方法：光纤检漏法、负压波法、次声波法^【12】。