指石油和天然氣從地下開采到地面以后，經(jīng)過預(yù)加工處理、儲存和輸送到消費地。石油的運輸方式有四種：鐵路油罐車運輸、公路油罐車運輸、水路油輪運輸和管道運輸。鐵路油罐車運輸適用于中小批量的原油中長距離運輸。在油田開發(fā)初期，原油產(chǎn)量尚未達(dá)到規(guī)模時作為輸油管道的建設(shè)之前的過渡期，鐵路油罐車應(yīng)用普遍；長距離輸油管道的轉(zhuǎn)油站也常設(shè)有原油裝車棧橋，用火車罐車將石油運往消費地。公路罐車具有運輸靈活性大，適用于無水路可通和不靠近鐵路的地區(qū)，在我國主要用于短途運輸。水路運輸具有成本低、運輸量大的優(yōu)點，可分為遠(yuǎn)洋運輸、沿海運輸、內(nèi)河運輸、湖泊運輸。沿海運輸指幾個臨近海區(qū)間或本海區(qū)內(nèi)的運輸。內(nèi)河運輸一般為國內(nèi)運輸。水路運輸?shù)闹饕\輸工具是油輪和油駁，萬噸以上的油輪一般用于海運原油，如我國大連新港、秦皇島油港、黃島油港等都能夠�？咳f噸級巨輪。萬噸以下的(多以3 000t以下)油輪、油駁是江河內(nèi)的常用運油工具。管道運輸有兩類：一類是油田內(nèi)的油氣集輸管道、煉油廠內(nèi)部的輸油管道，這些屬于企業(yè)內(nèi)部的輸油管道；另一類是用于輸送原油、產(chǎn)品油或天然氣的長距離輸油(氣)管道。
長距離輸油(氣)管道 一般把管徑大于150mm，輸送距離大于100km的管道稱為長距離管道。輸油管道又可分為原油管道、成品油管道和液化氣(包括液化天然氣“LNG”和液化石油氣“LPG”)管道。目前國內(nèi)長距離輸送原油管道干線最大直徑為720mm，總長度1．7×104 km。
長距離輸送原油管道由輸油干線和輸油站(庫)組成。干線部分包括管道本身，沿線閥室，穿跨越江河、鐵路、公路、山谷的設(shè)施；輸油站(庫)包括管道的起點站(首站)、沿途設(shè)置的泵站、加熱站和管道的終點站(末站)。為了保證安全運行，沿管道建有專用的微波通訊系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一的生產(chǎn)調(diào)度指揮。長距離輸原油管道概況見下圖。
長距離輸油管概況
1—進(jìn)場 2—轉(zhuǎn)油站 3—來自油田的輸油管 4—首站的罐區(qū)和泵房 5—全線調(diào)度中心 6—清管器發(fā)放室 7—首站的鍋爐房、機(jī)修廠等輔助設(shè)施 8—微波通訊塔 9—線路閥室 10—管線維修人員住所 11一中間輸油站 12一穿越鐵路 13一穿越河流的彎管 14一跨越工程 15一末站 16一煉廠 17—火車裝油棧橋 18—油輪裝油碼頭
天然氣管道與輸油管道相比，在建設(shè)與運行中有其獨特之處，但總體設(shè)計與運行原理方面與輸油管道相似，沿線設(shè)有壓氣站、清管站、計量站、配氣站、閥室及氣庫等設(shè)施。
管道輸送具有其他方式輸送無可比擬的優(yōu)點：輸送成本低、建造價格低且施工周期短、占地面積少、節(jié)省人力、節(jié)省能源和安全性高。
石油的儲存 為確保平穩(wěn)輸油，在長輸管道的首站和末站都相應(yīng)建造有儲油罐群，油罐群(也稱之油庫)容量一般按管道日輸量的5～9倍設(shè)置。對采取旁接油罐輸油方式的管道中間泵站也建有儲罐，其容量視管輸量大小設(shè)計。天然氣一般采用地下儲庫。儲罐可建在地上或地下，以建罐材料不同分為金屬罐、非金屬罐和巖石地下庫。金屬罐多建在地上，原油儲罐常用立式圓柱形儲罐。
1．地上金屬罐。根據(jù)罐頂結(jié)構(gòu)分為浮頂罐(包括內(nèi)浮頂)、拱頂罐和懸鏈頂油罐。(1)浮頂罐：罐頂浮在油面上，隨油位變化升降，浮頂?shù)幕拘螤钍且粋�緊貼罐內(nèi)壁的圓盤，周邊與管壁設(shè)有密封裝置。因為浮頂與液面間不存在氣體空間，油品不易揮發(fā)，儲油時損耗小，減小了對大氣的污染和產(chǎn)生火災(zāi)的可能性。10000m3以上的油罐多采用浮頂罐，國內(nèi)最大的浮頂罐容積為100000m3。(2)拱頂罐：罐頂為球缺形，拱頂半徑一般為油罐直徑的0．8～1．2倍。罐頂本身是承重結(jié)構(gòu)，由4～6mm的薄鋼板和加強(qiáng)筋組成，便于施工，相對浮頂罐造價較低，油氣損耗大于浮頂罐。由于罐徑的限制，國內(nèi)最大容積為10000m3，國外最大容積為50000m3。(3)內(nèi)浮頂罐：內(nèi)浮頂罐基本上是在拱頂罐內(nèi)安裝內(nèi)浮盤。原油儲運很少采用。(4)懸鏈頂油罐：也稱無力矩罐。容量在100～5 000m3之間，罐頂由罐壁和罐內(nèi)中心柱支撐，在重力作用下，頂板自然下垂，形成一條懸鏈形曲線。
2．鋼筋混凝土非金屬儲罐。多為地下和半地下式建筑結(jié)構(gòu)。因節(jié)約鋼材，抗腐蝕能力強(qiáng)，保溫效果好，原在我國油田、長輸管道和煉油廠采用較多。然而鋼筋混凝土油罐防滲漏能力差、防雷擊能力差，年久混凝土脫落或裂縫會導(dǎo)致漏油；另一方面，還會使部分鋼筋裸露在外，建罐施工中保證不了數(shù)以千計的鋼筋接頭都能接通導(dǎo)走電荷，因此當(dāng)遭受直接雷擊時，雷電的電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)都可以引起放電，引燃罐內(nèi)或泄漏在罐外的油氣，造成火災(zāi)和爆炸事故。我國曾發(fā)生過多起鋼筋混凝土油罐雷擊著火爆炸事故。我國已不再建造這類儲罐。
3．巖層地下庫。世界上有地下水封石洞庫儲油、山洞庫儲油、鹽穴儲油等多種形式，我國20世紀(jì)80年代開始在黃島建有水封石洞油庫。水封儲油是在穩(wěn)定的地下水位線下開挖洞穴，利用地下水的壓力將油封存于洞穴中，達(dá)到儲油的目的。洞罐的結(jié)構(gòu)一般采用直墻拱頂車廂式的形狀，分一排或兩排列于地下，洞罐頂部的埋深應(yīng)比穩(wěn)定的地下水位至少低5m。
長距離輸油(氣)管道的安全運行 管道生產(chǎn)有其自身的特點：管道線路長、站庫多，運送介質(zhì)易燃、易爆、易凝、輸送壓力高，并且要求連續(xù)運行。因此，管道生產(chǎn)需要先進(jìn)可靠的設(shè)備和技術(shù)手段，對生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格管理、精心的維護(hù)、準(zhǔn)確的監(jiān)控，確保輸送油、氣過程中安全平穩(wěn)。
1．生產(chǎn)運行安全。調(diào)度人員根據(jù)輸油量、輸油所處季節(jié)，制定合理的輸油運行方式。通過生產(chǎn)設(shè)施上的各類儀表，將系統(tǒng)壓力、溫度、流量參數(shù)和工藝流程、設(shè)備運行狀態(tài)通過通訊訊道傳到調(diào)度室顯示或輸入計算機(jī)，調(diào)度人員將運行工況分析、處理，下達(dá)調(diào)整或改變運行工況命令。若管理的是成品油順序輸送管道，還要進(jìn)行品種批量和界面的跟蹤。為了安全生產(chǎn)，要求各級調(diào)度人員熟悉站庫設(shè)備流程，掌握運行狀態(tài)，有豐富的經(jīng)驗和對故障敏感的判別和處理能力。要求全線操作人員掌握現(xiàn)代化設(shè)備的操作、維護(hù)、保養(yǎng)和事故處理能力。
早先建成的輸油管道是旁接油罐的方式�，F(xiàn)代化的長輸管道運行是實現(xiàn)“泵到泵”密閉輸送，要求安全、平穩(wěn)和優(yōu)化運行，提高自動化管理水平。
2．管道SCADA系統(tǒng)。我國管道數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)在東營—黃島輸油管線復(fù)線和陜西靖邊-北京的輸氣管線上應(yīng)用，這是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)組成的全自動控制的密閉管輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)由調(diào)度中心、遠(yuǎn)傳通信信道和監(jiān)控終端三大部分組成，主要功能是：①從各輸油氣站采集數(shù)據(jù)、監(jiān)視各站工作狀態(tài)和設(shè)備運行情況。②給各站發(fā)出指令，自動啟、停設(shè)備，切換流程。③對控制參數(shù)進(jìn)行給定值和自動調(diào)節(jié)。④顯示管道全線工作狀態(tài)，向上級調(diào)度傳送數(shù)據(jù)。⑤對管道全線密閉輸送進(jìn)行水擊保護(hù)控制。⑥對管道全線進(jìn)行隨時工藝計算和優(yōu)化運行控制。⑦對管道全線進(jìn)行清管作業(yè)控制。⑧對全線設(shè)備狀態(tài)及工藝參數(shù)進(jìn)行趨勢顯示和歷史趨勢顯示。⑨對系統(tǒng)故障與事件自檢。⑩對于成品油管道不同油品的順序輸送進(jìn)行界面跟蹤和分輸、分儲控制。
3．管道設(shè)備。管道輸送設(shè)備是指輸油氣站庫的生產(chǎn)設(shè)備。輸油站除油罐外，主要還包括以下設(shè)備①輸油泵。輸油泵是長輸管道輸送的動力源。輸油泵一般采用電動機(jī)拖動，機(jī)組功率由管道設(shè)計輸送能力選擇匹配。為防止輸油泵原油泄漏引起火災(zāi)爆炸，輸油泵房內(nèi)的電機(jī)與輸油泵之間設(shè)有防爆隔墻。露天裝置的輸油泵機(jī)組現(xiàn)已在我國主要輸油管道上廣泛應(yīng)用。②加熱爐。加熱爐是長輸管道輸油的加熱設(shè)備，爐型有方箱式、圓筒式、斜頂式等多種形式，目前我國主要輸油管道為了提高熱效率和原油加熱過程的安全，已經(jīng)逐步改為熱煤間接加熱爐，由熱媒介質(zhì)通過熱交換器傳熱給原油，避免了火焰直接加熱油管，減少了加熱爐火災(zāi)事故。除了油罐、機(jī)泵和加熱爐以外，主要輸油(氣)設(shè)備還有：輸氣壓縮機(jī)、鍋爐與壓力容器、清管設(shè)施、油罐區(qū)固定消防設(shè)施、閥門、流量計、控制儀表、工業(yè)控制計算機(jī)、通信設(shè)備、動力設(shè)備(電動機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、變壓器、電氣開關(guān)等)等。
對設(shè)備的安全管理內(nèi)容包括：設(shè)備運行記錄、分析，故障檢測，維護(hù)維修計劃，更新改造，關(guān)鍵設(shè)備的檢測和事故預(yù)測。要求操作者嚴(yán)格執(zhí)行各種設(shè)備安全運行操作規(guī)程、日常精心檢查維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備，使運行和備用設(shè)備完好。
4．管道干線。從泵站出口(管道陰極保護(hù)絕緣法蘭)至下一泵站入口(管道陰極保護(hù)絕緣法蘭)之間的線路部分為管道干線。管理工作的對象主要對鋼管的防腐、保溫、絕緣涂層、陰極保護(hù)設(shè)施、河流穿跨越、線路閥室、水工保護(hù)構(gòu)筑物進(jìn)行檢查維護(hù)。管道干線管理的主要內(nèi)容有：①巡線檢查，防止人為和自然災(zāi)害等因素的破壞，保障生產(chǎn)運行暢通。②管道防腐層的檢修和維修。③管道內(nèi)腐蝕、泄漏的儀器檢測與維修。④線路水工保護(hù)等構(gòu)筑物、穿跨越工程設(shè)施的檢查與維修。⑤清管作業(yè)和管道沿線的輸送介質(zhì)排放。⑥管道事故的緊急搶修作業(yè)。
職業(yè)危害 在石油儲油過程中，主要危害是石油和天然氣的泄漏。泄漏不僅造成經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，若處理不及時或處理不當(dāng)，還會引起火災(zāi)爆炸事故。雷電引發(fā)的重大火災(zāi)爆炸事故在石油儲運系統(tǒng)發(fā)生過多起。重大火災(zāi)爆炸事故往往造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員的傷亡。此外在輸油(氣)管道工程施工、輸油(氣)設(shè)施的改造、機(jī)械清管、事故搶修中由于方案不落實，措施不當(dāng)、違反操作規(guī)程造成的跑油跑氣、機(jī)械損壞、機(jī)械傷害、燒傷、高空墜落、石油中毒窒息等人身事故也時有發(fā)生。發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的原因往往與輸油(氣)管道及其設(shè)備的跑、冒、滴、漏，設(shè)備故障產(chǎn)生的高溫、雷電引燃、靜電火花、火源及人為操作失誤疏忽有密切的關(guān)系。
1．管道事故特點：①管道絕大部分埋地敷設(shè)。因其隱蔽，管道事故初期階段的腐蝕、裂開造成的泄漏則不易被發(fā)現(xiàn)。②長輸管道站間輸油(氣)管道只有一條。若干線一處泄漏或中斷，即造成全線停輸，對于加熱輸送的原油管道若停輸時間過長，管道內(nèi)原油溫度降低，可能造成重大凝管事故。③站間輸(氣)管道多在野外，若發(fā)生管道泄漏事故，尤其是江河穿跨越段發(fā)生泄漏，作業(yè)環(huán)境差、事故處理難度大，另外還會嚴(yán)重污染環(huán)境。④管道和站庫設(shè)施受自然災(zāi)害(洪水、地震、泥石流、雷擊)容易造成管道沖斷、震毀和火災(zāi)，破壞性大。例如，1976年唐山大地震使秦京管道斷裂、跨越倒塌；1984年鐵秦管道因上游山洪暴發(fā)、石河水庫放水沖斷管道；1997年馬惠管道被洪水沖斷，都造成全線停輸、跑油、環(huán)境污染事故。⑤人為的損壞、破壞時有發(fā)生，如不法分子在管道上鉆孔盜油盜氣、偷盜跨越管線上的固定件、閥室零部件等。⑥由于埋地管道的土壤含水、堿、磷和微生物，管道通過礦區(qū)、城市，穿越鐵路、電車、電氣化鐵路、輸電系統(tǒng)等可能在土壤中產(chǎn)生雜散電流，形成地下化學(xué)、電化學(xué)和微生物作用腐蝕管道。⑦管輸原油和天然氣含有酸或堿性雜質(zhì)，可導(dǎo)致管道內(nèi)壁腐蝕穿孔、開裂，造成漏油事故。⑧埋地鋼管的焊縫或材質(zhì)缺陷或違章操作超壓造成管壁裂縫引發(fā)的泄漏事故等。
2．輸油泵機(jī)組事故。輸油泵憋壓、噴油、斷軸等故障引起的原油外泄，遇輸油泵軸瓦過熱、研瓦、電動機(jī)過載、掃膛、電器設(shè)備絕緣不良、打火形成火源或人為火源，從而造成輸油泵房著火。
3．加熱爐事故：①由于設(shè)計不合理、施工砌筑質(zhì)量不好、原材料耐熱等級不符合規(guī)定要求及生產(chǎn)操作中烘爐升降溫過急、頻繁啟停爐、爐體密封不嚴(yán)受熱不勻、運行中爐膛產(chǎn)生聲波共振，都可能造成爐墻裂縫、襯里脫落，甚至造成爐體變形破壞。②爐管焊縫有砂眼或腐蝕穿孔造成爐管漏油。③操作原因(主要是偏流、偏燒)使?fàn)t管局部過熱，管內(nèi)原油熱裂解在管內(nèi)壁上結(jié)焦，若采取措施不及時，由于結(jié)焦層的熱阻作用使管外壁溫度進(jìn)一步上升，加劇表面氧化，使?fàn)t管厚度減薄、鼓包變形，最后燒穿。④爐子突然熄火發(fā)現(xiàn)不及時，燃料繼續(xù)噴入爐膛氣化形成可燃?xì)怏w，達(dá)到一定濃度時發(fā)生爆炸。⑤二次點火時爐內(nèi)有油氣遇明火引起爆噴。⑥燃料霧化燃燒不完全，大量可燃?xì)怏w在對流室或煙道內(nèi)二次燃燒或爆炸。⑦爐管破裂漏油大量原油進(jìn)入爐膛著火爆炸。⑧設(shè)計或操作原因形成爐膛正壓運行造成爆噴。
4．油罐事故：①雷擊引起的儲油罐火災(zāi)爆炸事故。②儲油罐冒頂、跑油。③罐壁或罐底腐蝕穿孔。④油罐浮盤沉沒。⑤檢修清罐不徹底，罐內(nèi)有殘存油氣，在此情況下進(jìn)入發(fā)生窒息，動火引起爆炸。⑥風(fēng)雨雪天罐頂作業(yè)滑倒或高空墜落。
預(yù)防措施 各類事故的預(yù)防措施如下：
1．管道泄漏事故的預(yù)防：①在眾多的管道事故中，由于管材或焊縫缺陷引起的管道裂縫比較普遍。因此在管道建設(shè)上，選用強(qiáng)度高、韌性和可焊性好的優(yōu)質(zhì)鋼材十分重要。施工中要求在搬運、裝卸、焊接、下溝、回填一系列工序中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，防止管道劃痕、壓坑、漏焊、對接偏口。特別是鋼管出廠前的理化檢查、焊接中的質(zhì)量檢查和每道焊縫的超聲波或X射線探傷。投產(chǎn)前對管道進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試壓。試壓值和穩(wěn)壓時間按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。②對管道全部投用陰極保護(hù)，要求金屬外壁有良好的絕緣和防腐涂層，避免管道金屬外壁直接與土壤和空氣接觸。對輸送含腐蝕物質(zhì)的原油和天然氣管道內(nèi)壁也要采取防腐措施。③易受洪水、地震威脅的特殊地段的輸油(氣)管道，要采用安全防護(hù)措施。如采用厚壁管、河流穿越段加穿套管、洪水威脅地段加設(shè)護(hù)坡，穿越河床部分增加埋深、穿越江河管道的兩岸設(shè)截斷閥門，易受洪水侵襲的大型河流穿越管段敷設(shè)備用管道。④對采用密閉輸送工藝的輸油管道，應(yīng)注意水擊壓力波對管道及設(shè)備的危害。對高壓管道系統(tǒng)，水擊正壓波可能使管道超壓，造成管道強(qiáng)度破壞。水擊負(fù)壓波可能破壞下游站離心泵的吸入特性，造成負(fù)壓進(jìn)泵燒毀機(jī)械密封。因此應(yīng)設(shè)置管道水擊壓力超前保護(hù)設(shè)施。⑤長距離輸送天然氣的管道，防火防爆是日常安全管理中最重要的工作。投產(chǎn)要作好管道內(nèi)的空氣置換、有毒氣體監(jiān)測、天然氣中的氧含量分析等；設(shè)備檢修要作好檢修設(shè)備與連接設(shè)備的隔離、經(jīng)過惰性氣體的置換、清洗、天然氣和有毒氣體含量分析合格后，才能拆修設(shè)備；對進(jìn)入管道的氣質(zhì)定期檢驗化驗水、硫化氫、二氧化碳等雜質(zhì)含量，確保合格，防止形成酸性水溶液腐蝕管道；通球清管時嚴(yán)格按照操作規(guī)程，尤其是對液體清除物的排放要密閉輸送至金屬儲罐內(nèi)，所有設(shè)施都要有可靠的電氣接地，放空的天然氣在放空管采樣分析濃度大于其爆炸極限的上限，確認(rèn)無爆炸可能時，才能點火燒掉。
2．輸油泵機(jī)組、輸氣壓縮機(jī)組的事故預(yù)防：在運行中要嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組各種運行參數(shù)的變化，包括機(jī)組及輔助系統(tǒng)設(shè)備的控制壓力、溫度、流量、震動等，嚴(yán)格執(zhí)行電機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、輸油泵、天然氣壓縮機(jī)操作規(guī)程。對發(fā)生的異常情況要及時發(fā)現(xiàn)，及時排除故障。按照規(guī)程進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
3．加熱爐事故的預(yù)防：①加熱爐的設(shè)計、制造、安裝、修理、運行要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。②按標(biāo)準(zhǔn)定期對加熱爐進(jìn)行外部檢查、爐管水壓實驗，確保運行狀態(tài)完好。③嚴(yán)格按操作規(guī)程操作維護(hù)。
4．金屬油罐事故的預(yù)防：①淘汰早先建成的、導(dǎo)電性能差且易遭雷擊的非金屬儲油罐，使用金屬儲油罐。②罐區(qū)設(shè)計應(yīng)符合國標(biāo)《石油庫設(shè)計規(guī)范》，投產(chǎn)前按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查驗收。③定期對油罐的安全附件(安全閥、呼吸閥、量油孔、阻火器、液位計、防雷防靜電連接、安全監(jiān)測報警儀器等)進(jìn)行檢查測試，保持完好。④油罐頂部(浮盤、艙)、扶梯應(yīng)按要求維護(hù)保養(yǎng)，做到無積水、無積雪、無結(jié)冰、無油污。⑤上罐檢查穿戴防靜電服裝，不穿戴釘鞋，操作使用防爆工器具。⑥油罐內(nèi)部檢修時，應(yīng)經(jīng)過徹底清理，吹掃，分析測試罐內(nèi)油氣和其他有毒有害氣體含量在安全范圍之內(nèi)，才能允許操作人員進(jìn)入罐內(nèi)，以防發(fā)生爆炸和中毒事故。
管道安全防護(hù)新技術(shù) 為保證管道安全運行，根據(jù)國內(nèi)不同長輸管道的特點，采用有效的安全防護(hù)新技術(shù)。①對超役管道、跨越管橋、大型穿越進(jìn)行安全壽命評估。②在原油中添加降凝劑或熱處理降低原油凝固點和粘度，實現(xiàn)含蠟或高黏度原油的常溫輸送；加入緩蝕劑降低內(nèi)腐蝕。③管道、儲罐上應(yīng)用新型涂料降低腐蝕。④應(yīng)用區(qū)域性和大氣中管道陰極保護(hù)技術(shù)，解決輸油站庫的管道設(shè)備腐蝕。⑤應(yīng)用世界上先進(jìn)的管道不停輸檢修、搶修、封堵、管段設(shè)備更換技術(shù)。⑥采用Pig(所有依靠管道內(nèi)流體驅(qū)動而在管道內(nèi)運行的器件)進(jìn)行管道清管、漏磁法和超聲波法測量管道壁厚、檢漏、成品油順序輸送的界面隔離。⑦重點易燃易爆場所安裝可燃?xì)怏w濃度報警、煙霧報警、火光報警、自動消防系統(tǒng)、安全監(jiān)視系統(tǒng)等。