长输管道真空干燥和试压用海水处理.docx
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长输管道真空干燥和试压用海水处理
中国石油天然气集团公司
技术开发项目管理实施细则
第一章总则
第一条为加强中国石油天然气集团公司（以下简称集团公司）技术开发项目管理，根据集团公司科技管理办法，制定本细则。
第二条集团公司技术开发项目包括新产品、新工艺、新服务方式的开发，应用于企业生产经营，解决生产技术瓶颈和形成知识产权，降低成本、提高企业经济效益。
第三条集团公司技术开发项目执行集团公司科技经费投入回报办法。
第四条项目申报单位为集团公司所属企业、直属院所，可以联合其他科研单位及高校共同申报。
第二章立项申报
第五条集团公司每年一季度下达年度科技计划后，项目申报单位开始组织项目申报。
第六条项目申报材料为立项建议书，通过网络等填报。
（格式见附件）。
第七条项目申报单位科技管理部门，组织编写集团公司技术开发立项建议书和申报，推荐项目申请人，并将申报项目列入本单位当年科技计划。
第八条项目申报单位应具备开展项目研究的主要条件，包括：
（一）具有研究工作基础和技术优势；
（二）提供主要研究人员、研究和实验条件；
（三）匹配项目经费能力；
（四）落实项目研究和试验的依托工程。
第九条项目申请人应当符合以下基本条件：
（一）该项目关键技术或研究思路主要提出者，并具有与项目相关的研究经历和研究积累；
（二）具有良好的科研品德，在相关研究领域和专业具有一定的学术地位和技术特长；
（三）具有完成项目所需的组织管理、协调能力和完成项目的良好信誉度；
（四）在职工作人员，并保证在项目上投入工作时间和工作量不少于其全部时间和工作量的三分之一，申报和同期承担的集团公司技术开发项目数原则上不得超过一项。
第十条申报项目需要开展技术合作的，由项目申报单位负责组织对合作方进行考察，签署双方合作意向，规定合作内容、方式、权益等，并在立项建议书中明确。
第十一条对合作方考察的主要内容：
（一）项目合作方的资质；
（二）项目合作方能够投入的人力、物力情况；
（三）项目合作方在该项目上的研究开发基础、优势。
第三章项目立项
第十二条由科技发展部根据申报情况确定具体申报项目论证或招标。
共性技术或有多个申报单位的的项目，按照集团公司科技项目招投标办法进行。
第十三条项目论证采取专家会议评审方式的，采用集体评议和无记名投票方法。
每个项目聘请5—7名专家对立项建议书内容进行评审。
对于获三分之二以上多数票的项目申请，由专家会议主持人向科技发展部提交项目评审意见。
第十四条项目论证采取专家书面评议方式的，由科技发展部聘请5~7名专家，将立项建议书送交专家，由专家对立项建议书进行书面评审，并将书面意见返回科技发展部，由科技发展部根据多数专家意见综合结果，确定项目承担单位。
第十五条项目论证的主要内容：
（一）主要技术路线的可行性；
（二）技术先进性。
包括技术研究水平与国内外先进水平的比较及技术领先时间，项目的关键技术成熟度；
（三）创新性。
技术的新颖程度，能否形成知识产权；
（四）申报单位从事该项目的基础情况；
（五）预计成果产出的形式和可靠性，成果转化的可行性及项目的经济效益；
（六）项目经费预算的合理性。
第十六条通过论证或招标的项目，由项目承担单位根据论证意见修改立项建议书，组织编写项目合同、知识产权报告，落实用户合同等项目立项文档。
并报送科技发展部审查。
第十七条通过审查的申报项目，由科技发展部、项目承担单位、项目长共同签署《中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目合同书》（格式附后），正式立项。
项目承担单位由集团公司所属企业、直属院所单位负责人签字，盖章。
第十八条使用拨款的合作任务，项目承担单位和项目长在签订集团公司科技项目合同后，方可签订与项目相关的外协合同或协议。
第四章实施管理
第十九条项目签定合同后，即进入项目实施阶段。
项目长和项目承担单位必须做出详细的项目执行计划安排表。
第二十条项目长在项目实施阶段无正当理由不得离岗。
若有特殊原因确需离岗超过半年以上的，由项目承担单位提出调整意见，报集团公司科技发展部审批。
第二十一条项目长按照财务年度编制项目经费使用计划，并按照相应计划执行。
应在项目组内，建立项目经费使用台帐，记录项目经费的实际到位与支出情况。
第二十二条项目定期检查安排在每年6月底和12月底，各项目组要提前组织自我检查，并准备好检查材料。
项目定期检查的主要内容：
依据合同检查项目执行情况；阶段性研究成果情况；研究中存在问题及解决办法；项目实施及匹配经费落实情况；下一阶段研究工作安排。
第二十三条重大技术开发项目根据需要可成立项目领导小组，组成人员由科技发展部批准。
设立项目办公室，办公室设在项目承担单位，组成人员由项目长确定，报科技发展部备案。
第二十四条重大项目组织项目中评估，根据项目具体情况确定。
中评估的主要内容：
项目合同执行情况；技术成果完成情况；项目经费使用报告；项目的依托工程进展和技术应用情况；知识产权工作情况；下步工作安排。
第二十五条中评估由集团公司科技发展部组织有关专家，采取会议方式进行。
中评估形成的项目中评估报告和评估意见正式下发项目承担单位，作为项目管理和调整的依据纳入项目文档资料。
第二十六条项目在实施过程中有下列情况之一的，项目承担单位应及时提出调整或终止：
（一）市场、技术等情况发生重大变化，造成项目原定目标及技术路线需要修改的；
（二）项目所依托的工程发生变化或已不能继续实施的；
（三）技术引进、国际合作等项目支撑条件发生重大变化导致研究工作无法进行的；
（四）匹配的自筹资金或配套研究条件不能落实，影响项目正常实施的；
（五）项目的技术骨干发生重大变化，致使研究工作不能正常进行的；
（六）由于其它不可抗拒的因素，致使研究工作不能正常进行的。
第二十七条由于项目工作进展需要、技术配套要求或用户市场需要，项目长和项目承担单位可以提出项目补充申请，报科技发展部审批。
第二十八条技术开发项目经费按集团公司科技项目经费管理办法执行。
第五章项目结题与验收
第二十九条项目合同到期或提前完成后1个月内，项目承担单位应组织完成自验收，报科技发展部申请正式验收。
第三十条科技项目验收按照《中国石油天然气集团公司科技计划项目验收办法》组织进行。
知识产权管理工作按照集团公司知识产权管理办法执行。
第三十一条验收结论意见由科技发展部通知项目承担单位和项目长。
通过验收的项目，在收到验收结论意见后，项目长负责在一个月内完成所有相关文件修改、盖章、归档工作。
第三十二条未通过验收或未按要求进行验收的，项目终止。
有关单位和个人三年内不得再承担集团公司技术开发项目。
第三十三条项目验收后，项目合同即终止。
第六章附则
第三十四条本实施细则由科技发展部负责解释。
第三十五条本实施细则自印发之日起施行。
中国石油天然气集团公司
技术开发项目立项建议书
项目名称：
真空法干燥和试压用海水处理在长输管道施工中的应用研究
课题名称：
①长输管道真空干燥;②试压用海水处理
项目建议人：
申报单位：
管道局第四工程公司
主要协作单位：
中国石油天然气集团公司科技发展部编制
年月日填
一、项目概要
结合利比亚西部管道工程项目业主要求，采用海水试压和真空干燥，本课题分为真空干燥和试压用海水处理两个专题：
1、真空干燥专题概要
真空干燥是利用真空泵抽吸密闭容器内的气体，当压力降低到管内温度对应的水蒸发露点饱和蒸汽压时，液态水会沸腾蒸发，水蒸气被真空泵抽出，达到管内除水干燥的目的。
真空干燥施工的工艺过程为：
密闭所有大气与待干燥管段连通的阀门，将真空泵与管线连接在一起。
降压至100bar左右压力时，进行临时管线和接头的泄漏检验；如无泄漏继续降压至管内温度对应的液态水沸腾/蒸发压力（20℃时相当于23mbar，10℃时相当于12mbar），当液态水沸腾蒸发完后，管内压力会急剧降低；继续降压至规定的干燥露点压力（0℃露点相当于6mbar，-20℃露点相当于1mbar），保持此压力进行一段时间的浸透试验，确保管内不再有液态水或结冰后，干燥结束，向管内填充干燥空气或氮气。
以下是32”管道30Km长度真空干燥过程理论上的压力-时间曲线。
其中真空泵抽速为12000m3/h，埋地温度为10℃，管道内残留水按内壁水膜厚度0.1mm计（共约7.5吨），最终干燥露点为-20℃，干燥结束后向管内填充干燥空气。
干燥过程理论工期约为104小时（4.3天）。
在国外，作为一项得到普遍应用的施工技术，真空干燥法广泛用于大口径、长距离管道的干燥，尤其是长距离的海底管道干燥。
真空干燥法具有经济、安全、工期短、环保等优点。
主要的局限性是对管道的密闭性要求较高、必须有很好的检测和预防控制手段才能防止液态水急剧蒸发吸热发生结冰现象。
本专题将对影响真空干燥效果的关键参数进行研究，为建立真空干燥施工方案提供理论基础；并在此基础上将真空干燥工艺的关键技术数字化，编制一套真空干燥施工专家系统软件；制定真空干燥施工工艺的企业标准及其应用技术规范。
2、试压用海水处理专题概要
试压用海水处理是利用过滤站对海水过滤，并投加化学药剂对海水除氧，杀菌，减缓海水对管道内壁的腐蚀以及减少管道内部沉积杂物的目的。
海水试压施工的工艺过程为：
海水通过过滤站的过滤，将海水中的悬浮物颗粒粒径和悬浮物浓度控制在规定允许值以下（悬浮物颗粒粒径为50微米，浓度为50毫克/升），在滤后海水中投加化学药剂除氧，杀菌使水中的溶解氧和微生物浓度降到规定值以下后将海水引到待试压管道作为试压介质。
目前，在海上油田以及中东的许多长输管道的试压中，由于淡水资源的局限性，都陆续采用海水作为试压介质，但在检测上都没有严格的指标。
根据施工中的实际情况，本专题将研究海水对管道内壁腐蚀的各个因素，以及根据这些因素设计出一套适用于工程使用的海水处理的装置，检测手段和检测指标，为海水处理施工方案提供理论基础，并在此基础上将处理后的海水各腐蚀因素指标数字化，从而制定出试压用海水处理施工工艺的企业标准及验收规范。
二、立项的必要性及意义
1、真空干燥立项的必要性和意义
管道干燥是输气管道投产前的一个必要程序，随着我国输气管道建设的大发展，管线干燥的工程量会相当大。
作为一项在国外得到普遍应用的施工技术，非常有必要研究和掌握真空干燥的施工方法，这对提升我们在长输管道干燥施工方面的技术实力、开拓新的经济增长点将会具有很大的意义。
研究管道真空干燥技术，是承揽工程的需要。
目前正在进行的由管道局EPC总承包的利比亚西部管道工程，业主明确要求水压试验后管道需要进行干燥，并澄清只有真空法才能用于最长210km管道长度的干燥施工（干空气法干燥长度不得超过35km）。
近年国内的管道建设也越来越重视竣工投产前的管道干燥，尤其是西气东输主干线建设对此提出了全面的要求，预计正在筹划的其他几条重要的油气管道也会有类似的要求。
研究管道真空干燥技术，是提升竞争实力的一项技术储备。
虽然我局在国内管道建设行业无论是规模还是技术上都处于领先地位，但对大口径、长距离管道干燥施工还一直没有比较成功的经验，尤其在真空干燥的施工领域几乎是空白。
所以，这是全面提升我们竞争实力和走可持续发展之路的一项技术储备。
真空法是海洋油气管道干燥最经济、最安全的施工方法，也是国外同行比较公认的一种管道干燥施工方法。
在国内陆上管道施工队伍日渐增多、发展壮大，以及管道局在国内管道建设项目承揽中不再具有绝对优先权的背景下，考虑开拓新的经济增长点，将具有深远的意义，真空干燥的施工方法会是这一重要战略举措的主要技术后盾之一。
顺应日益增强的环保意识。
真空干燥施工噪音小，也不会吹扫出浓浓锈烟污染环境。
2、试压用海水处理立项的必要性和意义
目前正在进行的由管道局EPC总承包的利比亚西部管道工程，业主明确要求用海水作为水压试验介质。
随着海上管道以及国外管道建设的发展，水压试验的工程量将进一步加大，非常有必要研究和掌握实用的试压用海水处理的施工方法，这对提升我们在长输管道试压方面的技术实力，开拓新的经济增长点具有积极意义。
虽然我局目前在国内管道建设行业无论是规模还是技术上都处于领先地位，但我局在试压用水处理方面没有成熟的技术，尤其在试压用海水处理方面几乎是空白。
所以研究管道试压用海水处理技术，是提升我局竞争实力的一项技术储备。
随着国内管道建设的快速发展，长输管道参建单位的增加，我局将面临严峻的挑战。
尤其是这些参建单位的建设管道的能力与我局的差距正在缩小，有的技术甚至超过了我们，而且他们的设备装备比我局更先进，因此今后的我局发展方向是走出国门。
我局今后开拓管道建设市场主要在海上油田和中东地区，而这些地区恰恰是淡水资源缺乏的地区，用海水试压将是最经济实用的施工方法。
因此研究试压用海水处理是我局将来承揽工程的需要。
市场上水处理药剂各不相同，试压用水的排放问题也是最敏感的环境问题，研究试压用海水处理提供符合环境排放标准的指标，将产生较好的社会效益。
三、国内外技术现状及市场需求分析
a、真空干燥国内外现状及发展趋势：
1、现状
目前，在国外，真空干燥法在长输管道建设中得到普遍的应用，约有相当一部分的陆上管道和大部分海洋管道采用抽真空法进行干燥，此外，国外还利用真空技术检验大型容器的干燥程度，具有速度快，成本低的优点。
在国内的陆上长输管道建设中，至今没有采用真空法进行管道干燥的先例；在中海油，有由国外石油公司承建的涯13-1井至香港和海南岛、南海流花气田至海南岛等海底输气管道采用了真空法在管道水压试验扫水后、竣工投产前进行干燥，干燥非常成功。
2、发展趋势
随着真空泵制造水平的发展，真空干燥施工方法以其设备投资少、运行费用低、环境污染小和工期短等优点，将成为大口径、长距离的油气管道深度干燥，尤其是海底输气管道深度干燥的首选方法。
b、试压用海水处理国内外现状及发展趋势：
1、现状
目前，在国外，海水试压在长输管道的建设中已经陆续使用，特别是中东地区的油气长输管道建设中，但都没有形成系统适用于施工的处理装置和检测措施。
在国内陆上长输管道建设中，还没有采用过海水试压的先例，但海洋油田已经开始尝试运用。
2、发展趋势
随着淡水资源的日益紧缺，在海上管道以及国外中东地区的长输管道建设中，海水试压将越来越广泛应用，同时在沿海的一些陆上管道也将陆续采用海水试压。
四、项目攻关目标，主要研究内容及关键技术
a、真空干燥
1、主要研究内容
1）研究确定管道真空干燥过程的关键参数，如干燥时间、抽真空过程中管道压力分布、结冰点的预测计算、根据泄漏检测数据测算不同真空压力下的泄漏量等，建立一套比较完善的真空干燥理论。
2）编制一套真空干燥施工专家系统软件，该软件能够计算和预测各种长输管道真空干燥施工过程的关键技术数据，并能通过帮助和查询方式为软件使用者解决有关真空干燥施工的技术疑问。
3）研究和总结经验，在借鉴国外先进经验的基础上，制定适合国内真空干燥施工工艺的企业标准及其应用技术规范。
2、技术路线及技术关键
技术路线：
1）建立真空干燥施工过程的关键技术点数学模型，在此基础上形成真空干燥施工专家系统应用软件的基本框架。
2）针对不同管径、管道长度、埋地状况、环境温度、管内估计存水量和管段高程差等管道特征，以及真空泵机组的各种组合和不同工作工况，在试验和实际施工中验证和校正真空干燥施工专家系统软件的相关理论依据和参数。
.
技术关键：
1）真空干燥过程时间计算
2）稀薄气体在管道内运移的阻力计算
3）管道传热计算
4）结冰点的条件预测与计算
5）泄漏计算
6）根据故障现象判断原因，并提出补救措施
7）专家系统应用软件编制
b、试压用海水处理
1、主要研究内容
1）查找资料,研究试压用海水对管道腐蚀的各因素,确定基本的海水处理思路。
2）设计一套小型试验装置，建立一个小型的化验室，研究并测定处理后的海水水质情况，如海水中悬浮物颗粒粒径，悬浮物浓度，海水的含氧，含菌情况，钢管内壁在海水长期作用下的腐蚀情况，建立一套试压海水处理标准。
3）根据试压海水处理标准，设计一套适用于工程的海水处理装置，进行现场工艺试验用于指导并完成海水处理试压施工。
4）研究和总结经验，制定出海水试压施工工艺的企业标准及验收规范。
2、技术路线及技术关键
技术路线：
1）查找资料,研究影响海水对管道腐蚀的各因素,根据各因素确定海水处理的基本思路及框架.
2）做小型试验,检测海水水质情况以及钢管内壁在海水的长期作用下的腐蚀情况.
3）将试验结果放大,到施工现场进行现场的施工指导
技术关键：
1）海水对管道腐蚀的因素
2）解决各腐蚀因素的处理措施
3）检测各水质指标的适用手段
4）根据各指标,判断可能出现的情况,并提出补救措施
五、预期成果、主要技术经济考核指标
真空干燥
1、预期成果
1）研究确定管道真空干燥过程的关键参数，形成真空干燥施工技术的理论和实践依据；
2）编制一套真空干燥施工专家系统软件；
3）制定真空干燥施工工艺的企业标准及其应用技术规范。
2、主要技术考核指标
1）经抽真空，32”管道内的压力达到相当于水露点-20℃的饱和蒸汽压，如果水平管内有积水深度不超过1.5cm深度，或450纵向弯管局部积水不超过12cm深度，干燥时间不超过同等条件下干空气干燥所用时间；
2）编制一套真空干燥施工专家系统软件，使软件使用者输入管道设计和特性数据、真空泵的性能参数、环境条件参数等，就能够计算和预测各种长输管道真空干燥施工过程的关键技术数据，并能通过帮助和查询方式为软件使用者解决有关真空干燥施工的技术疑问。
3）制定真空干燥施工工艺的企业标准及其应用技术规范。
3、主要经济考核指标
达到投资少、高质量、高回报的目的，经济指标达到在同等条件下成本不超过采用其他干燥方法施工的成本。
b、试压用海水处理
1、预期成果
1）研究确定海水管道腐蚀的关键因素,处理方法及检测手段,形成海水试压施工技术的理论和实践依据.
2）制定海水处理施工工艺的企业标准和验收规范.
2、主要技术考核指标
1）经过处理后,海水的各项指标能达到管道试压用水的基本要求,
2）制定试压用海水处理施工工艺的企业标准及验收规范.
3、主要经济考核指标
达到投资少,高质量,高回报的目的,经济指标达到在同等条件下不超过采用其它水处理方法满足试压用水施工的成本.
六、计划进度安排（分季度安排）
a、真空干燥
1、调研与方案确定阶段
2003年3月~8月，完成相关领域文献检索和对有关学术论文的研究，建立主要真空干燥工艺参数的数学模型和专家系统软件的基本框架，并确定试验方案。
2、研究开发阶段
2003年9月~12月，在试验中验证和校正相关的理论依据和参数，修正专家系统软件。
3、培训推广阶段
2004年1月~2004年5月，真空干燥方法应用于实际的管道施工。
4、技术总结阶段
2004年6月~11月，完善专家系统软件，编制真空干燥施工的工艺标准及应用技术规范、施工方法，并组织验收。
b、试压用海水处理
1、调研与方案确定阶段
2003年3月~6月，完成相关领域文献检索及相关论文的研究，建立主要的海水处理和检测的基本思路，并确定试验方案。
2、模拟试验阶段
2003年6月~9月，完成模拟试验，建立一套海水处理标准。
3、培训推广阶段
2003年9月~2004年5月，海水处理方法应用于实际的管道施工。
4、技术总结阶段
2004年6月~11月，编制海水处理施工的工艺标准及验收规范，施工方法，并组织验收。
七、前期科学研究与技术开发工作基础和支撑条件分析
1．前期科学研究与技术开发工作基础
a、真空干燥
1）通过参加利比亚西部管道工程预投产施工的前期筹备工作，了解到了真空干燥法施工的基本情况；
2）通过与几家国际上有影响力的真空泵生产厂商进行技术交流，初步了解到对真空干燥关键设备的要求；
3）通过对相关的文献研究和对主要工艺参数的理论研究，初步建立起对本课题研究的基本方案构想。
b、试压用海水处理
1）通过参加利比亚西部管道工程预投产施工的前期筹备工作，对过滤设备及化学药剂进行了调研，
2）通过对相关文献的研究，初步建立起对本专题研究的基本思路。
2．需要其它部门或外协解决的关键技术，试验手段等
需要其他部门协作解决的关键技术主要为：
真空干燥
1）稀薄气体在管道内运移的阻力计算；
2）真空泄漏计算；
3）专家系统软件编制。
试压用海水处理
1）需要将水样送水质部门检验，确定水质数据的准确性。
2）需要将水样送环保部门检验，测定水样的毒性报告及各项环保指标。
3．与国内外合作研究及技术引进情况
在消化吸收和自我研究为主的基础上，可行也可能引进国外的相关技术。
八、经费预算
表一项目投入总经费（单位：
万元）
资金来源
拨款
贷款
自筹
其它
合计
经费
60
/
40
90（管道局）
190
表二项目经费预算表（拨款部分）
序号
项目分类
核算费用
（工作量）
（核算标准）
小计
1
直接
材料费
钢管
20
35
化学药剂
10
阀门、焊材等手段用料
5
2
化验
分析费
海水毒性检验
4
20
海水含氧量测定
6
海水含菌量测定
6
海水悬浮物质量测定
4
3
燃料动力消耗费
10
10
4
设备购置费（设备名称及型号）
20
20
5
小型样机试制费（样机名称）
10
10
6
现场试验费
10
10
7
其他直接费
外协费
10
33
调研费
12
培训费
5
会议评审费
6
其他（列明细）
8
不可预见费
4
4
9
设备、房屋
占用费
柴油发电机组
4
8
试验用车间
4
合计
150
九、预期成果及应用前景评价
a、真空干燥
预计真空干燥会有广泛的应用前景和广阔的市场。
作为一项国际上管道建设普遍采用的施工技术，真空干燥法广泛用于大口径、长距离管道的干燥。
近年国内的管道建设也越来越重视竣工投产前的管道干燥，尤其是西气东输主干线建设对此提出了全面的要求，预计正在筹划的其他几条重要的油气管道也会有类似的要求。
此外，大型工艺管线和容器，如新建或改造炼油厂，都会有深度干燥的要求
预计会产生巨大的经济效益。
作为一种国内新兴的先进施工方法，有较大的利润空间，此外还有比其他干燥法节省大量设备投入和运营费用、真正达到科技增效的目的。
必将产生良好的社会效益。
用真空干燥法施工安全、环保，充分体现以人为本的企业基本理念和社会进步要求。
b、试压用海水处理
预计试压用海水处理将会有广泛的应用前景和广阔的市场。
随着淡水资源的日益紧缺，在海上管道以及国外中东地区的长输管道建设中，海水试压将越来越广泛应用，同时在沿海的一些陆上管道也将陆续采用海水试压。
预计将会产生巨大的经济效益，作为一种高效，实用的施工方法，将会比其它处理方法节省大量的施工成本。
该海水处理方法充分考虑环保要求，将会产生良好的社会效益。
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