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油气管道线路工程方案设计实例

摘要：本文以埕海油气集输系统工程为例，从线路用管、管道壁厚设计、管

道强度和稳定性校核几个方面介绍了油气管道线路工程设计思路。

关键词：线路工程设计壁厚强度稳定性

1、工程概况

大港埕海油田埕港输油输气管线起点为埕海1-1人工岛，输油管线终点为大

港油田公司原油储运库，输气管线终点为大港输气首站。管道全线包括5座站场、

1座截断阀室和2座收发球筒区，其中输油管线站场分别为：埕海1-1人工岛、

庄一联合站、埕海联合站和大港油田公司原油储运库，全长约48.4km；输气管

线站场分别为：埕海1-1人工岛、埕海联合站和大港输气首站，全长约51.7km。

2、线路用管

用于输送流体的钢管主要有无缝钢管、直缝埋弧焊钢管、直缝电阻焊钢管以

及螺旋缝埋弧焊钢管等。以下为几种钢管的优缺点对比：

2.1螺旋缝埋弧焊钢管

螺旋缝埋弧焊钢管具有受力条件好，止裂能力强，刚度大，价格便宜等优点，

但因其焊缝较长，出现缺陷的概率要高于直缝管；在制作过程中，焊缝呈一条空

间螺旋线，焊缝质量不如直缝管容易控制；国内外螺旋缝钢管一般均不扩径，从

而在管材内部存在残余应力，使得钢管在使用时，易产生应力腐蚀。我国目前能

够生产2191420、壁厚4mm17.5mm之间的系列螺旋缝埋弧焊钢管。

2.2直缝埋弧焊钢管

直缝埋弧焊钢管因其焊缝长度短，出现质量问题的概率小。直缝埋弧焊钢

管中的UOE钢管成型过程和焊接过程分开进行，从而使焊缝质量可靠性强，焊

后钢管通常要进行扩径，这就基本消除了管材内部的残余应力，提高了钢管的强

度和韧性指标，此外钢管几何尺寸严格稳定，切割后易组装，弯制成弯管时，焊

缝放在弯曲中性面上，焊缝受力小，便于加工弯头、弯管，而且防腐层质量容易

保证，价格要明显高于螺旋缝钢管。

2.3无缝钢管

无缝钢管是通过冷拔（轧）或热扎制成的不带焊缝的钢管，冷拔（轧）管管

径为5200，壁厚为0.2514mm。热轧管管径为32630，壁厚为2.575mm。管道工

程中，管径超过57的管道常选用热轧无缝钢管,无缝钢管与螺旋缝钢管和直缝电

阻焊钢管比较，具有椭圆度大、壁厚偏差大、生产成本高和单根管长度短等不利

点。优点是内壁光滑、承压高，外防腐层质量易于保证。

2.4直缝电阻焊钢管

直缝电阻焊钢管是通过电阻焊接或电感应焊接形成的钢管，焊缝一般较窄，

余高小，较螺旋缝钢管焊缝处防腐层减薄量小。在小口径管线上应用比较广泛，

具有焊缝平滑，外形尺寸精度高、防腐层质量容易保证等优点。缺点是因焊接的

特殊性，易产生未焊透等缺陷。

对于大直径的石油长输管道，常用直缝埋弧焊钢管和螺旋缝埋弧焊钢管。无

缝钢管和直缝电阻焊钢管生产的直径比较小，一般用于公称直径小于500mm的

管道。对于本工程输气管道设计压力为2.5MPa和4.0MPa，管径为Φ323.9mm、

Φ406.4mm和Φ508mm，输油管线设计压力为4.0MPa，工艺管线管径为Φ273.1mm

和Φ323.9mm，保护管管径为Φ406.4mm和Φ457mm，国产直缝电阻焊钢管和螺

旋缝埋弧焊钢管在技术及制管质量上均能满足要求，且二者价格相差无几，鉴于

本工程工期要求，推荐输油输气管线均采用直缝电阻焊钢管。

3、管线壁厚计算

3.1输油管线壁厚

（1）埕海1-1岛进海路末端至埕海联合站输油管线

管线管径为φ323.9，根据计算可知该段管线最大总压力损失为256m，因此

设计压力定为4.0MPa，由于管线沿线多途经盐池、虾池、泄洪区以及河流等沿

海地区，自然条件十分复杂，因此管线设计系数选取0.6，并根据《输油管道工

程设计规范》(GB50253-2003)壁厚计算公式计算可得该管径的理论壁厚为

3.72mm，考虑管线途经沿海地区土壤腐蚀性比较强，因此管线腐蚀余量3mm按

考虑，管线计算壁厚为6.72，因此选择φ323.9x7.1满足设计要求。

（2）埕海联合站至大港油田公司原油储运库输油管线

管线管径为φ323.9，经计算可知管线最大总压力损失为323m，所以设计压

力定为4.0MPa，由于管线沿线多途经盐池、虾池、泄洪区以及河流等沿海地区，

自然条件十分复杂，因此管线设计系数选取0.6，并根据《输油管道工程设计规

范》(GB50253-200