管道同溝敷設經濟界限分析

大慶油田工程建設有限公司大慶油田設計院

管道同溝敷設經濟界限分析

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在總圖設計中管道同溝敷設是區域總平面布置優化設計的重點，也是節約投資的主要手段。埋地管道投資包括三部分：一是管材費用（含焊接、管件等各種費用）；二是管溝挖填方費用；三是土地使用費用（地類參照耕地）。管道同溝敷設類型不同，其三種費用增減也不同。為研究管道同溝敷設經濟界限，首先就油田常用管道單獨敷設時的三種費用構成進行分析，以研究各種油田管道同溝敷設的潛力；其次，將管道同溝敷設與不同溝敷設費用進行對比，用節約的投資計算管道繞行所允許的最大長度，即為其管道同溝敷設的經濟界限。

管道；同溝敷設；投資費用；經濟界限

油田總圖設計工作是在油田地面建設規劃階段對油、氣、水、電、信、路等方面系統地進行區域總平面布置，結合區域現狀，通過優化設計，協調處理各系統之間的矛盾，統一規劃走向、路徑，合理布局，達到流程順暢、投資節約，為投資決策提供依據。

在總圖設計中管道同溝敷設是區域總平面布置優化設計的重點，也是節約投資的主要手段。埋地管道投資包括三部分：一是管材費用（含焊接、管件等各種費用）；二是管溝挖填方費用；三是土地使用費用（地類參照耕地，以下同）。管道同溝敷設類型不同，其三種費用增減也不同。管道同溝敷設按起點和終點是否一致可分為兩種類型：一種是起點和終點一致的管道，同溝敷設時管材費用、管溝費用和土地使用費用均為最低，一般同溝敷設經濟可行；另一種是起點和終點有一處或兩處都不一致的管道，要實現同溝敷設必然會增加其中一條管道或多條管道的長度。一般情況下，同溝敷設能夠節約土地費用、管溝費用，但由于為同溝而繞行，單根管道綜合費用會增加，那么管道長度增加多少在經濟上可行就是本文研究的重點。

為研究管道同溝敷設經濟界限，首先就油田常用管道單獨敷設時的三種費用構成進行分析，以研究各種油田管道同溝敷設的潛力。管材費用所占比例越高，繞行的費用越大，同溝敷設的潛力越??；反之，則同溝敷設的潛力越大。表1為油田各系統管道按現行的各項指標在單根敷設時三種投資費用所占的比例。

表1 油田管道單根敷設時投資費用構成

由表1可以看出集油管道、集油摻水管道、污水管道等管線挖填方及臨時占地的費用所占比例較低，同溝敷設潛力小，其原因是該類管道的介質有溫度，埋地較淺，不放坡；而注水支管道雖然管徑較小，但由于埋深在凍土層下，需要放坡，所以其管道挖方及臨時占地的費用所占比例較高，同溝敷設潛力較大；注水支干管道因其管徑大且壁厚，管材的費用所占比例較高，同溝敷設潛力較??；供水管道埋地較深其管道挖方及臨時占地的費用所占比例也比較高，同溝敷設潛力也比較大。

其次，將管道同溝敷設與不同溝敷設費用進行對比，用節約的投資計算管道繞行所允許的最大長度，即為其管道同溝敷設的經濟界限，繞行長度大于該長度，經濟上不可行。具體計算方法是將1km兩種管道同溝前的各項費用相加再減去1km兩種管道同溝后的各項費用，這個差值即為同溝后可以節省的費用，該費用與單根管道的各項費用相比較可以算出增加管道的長度，該長度即為管道同溝1km所允許單根管道增加的極限長度，也就是管道同溝敷設的經濟界限。

對油田總圖設計中經常用到的各系統同溝敷設的管道進行計算，計算出的幾個常用管道同溝敷設的經濟界限見表2，同溝的長度以1km計。

由表2中兩組管徑相同的集油、摻水管道計算結果可以看出，集油系統采用兩管流程，因管道埋地較淺，同溝距離為1km時，其中兩條管線繞行增加的長度在130m以下時經濟上是可行的；隨著管徑增加，同溝時其中兩條管線增加的長度也會下降，如同樣是兩組管徑相同的集油、摻水管道，管徑由?76mm×4.5mm、?60mm×3.5mm改為?114mm×4.5mm、?89mm×4.5mm，同溝距離均為1km，同溝后其中兩條管線增加的長度下降為100m。當采用三管流程同溝敷設時，其中三條管線繞行增加的長度可下降到60m。由此得出結論，集油系統因管道埋地淺、用地少，管道同溝敷設的經濟界限與流程（管道的數量）和管徑關系密切。

表2 油田常用管道同溝敷設經濟界限

由表2可以看出，兩條相同管徑的注水（注污水）支管道同溝敷設的經濟效益最明顯，同溝時單根管道繞行長度增加470m以下時經濟上是可行的，如注水支管道注的是清水，同溝時單根管道的繞行長度增加可以達到500m以上。分析原因為注水支管道管徑小、埋地深、施工時用地多，管道同溝敷設的經濟界限與管道挖方和用地關系密切。同樣同溝后經濟效益比較好的還有輸氣管道，同溝時單根管道的繞行長度增加可以達到350m。

由表2還可以看出，兩個系統同溝如集油、摻水、熱洗管道與輸油管道同溝，即多根管道與單根管道同溝，增加單根管道的繞行長度在經濟上更合理。兩個系統同溝埋深相近，如注水（注清水）支干管道與供水管道，因壓力高、管道壁厚的管材費用高，因此增加管徑小、壓力低的管道繞行長度在經濟上更合理；兩個系統同溝埋深相差不大，如注水（注污水）支干管道與聚合物母液管道，但管徑、管道輸送壓力均有差別，從直觀上難以判別哪條管線繞行在經濟上更合理，就要通過計算得出結論。

上述結果是在特定的年份、各種概算指標一定的情況下計算的，隨著時間的推移，管材、挖方、占地等指標會有不同程度的調整，以上的計算結果也會有變化。因此要想準確得出每一條管道同溝敷設的經濟界限，應編制一個與經濟概算指標動態關聯的計算軟件，輸入管道的功能、管徑、埋深、占地、管道同溝的長度等才可計算出單根管道繞行增加長度的經濟臨界點。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.10.003