Innovations™ Magazine January - March 2014 Chinese
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The T.D. Williamson Innovations™ Magazine for January - March 2014 in Chinese.
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Innovations™ Magazine January - March 2014 Chinese
- 1. 封面 ®
- 2. 我们是专家。 作为值得信赖的管道产品和服务解决方案供应商，TDW 凭借 客户所需的工具、支持工作和专业技能，设定了最严格的管 道完整性标准，从而安全可靠地提高生产效率、消除停机、 优化性能并延长资产寿命。 南北美洲：+1-918-447-5500 欧洲/非洲/中东：+32-67-28-36-11 亚太地区：+65-6364-8520 Offshore Services：+832-448-7200 www.tdwilliamson.com SpirALL® MFL 管道检测技术 ® 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的注册商标。™ 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的商标。© 版权所有 2014 保留所有权利。T.D. Williamson, Inc.
- 3. INNOVATIONS•2014年1月-3月 1 2 | 管理层展望 家族企业。 4 | 全球视野 全球的压力管道解决方案。 6 | 技术焦点 创新带来了更好、更安全的 结果。 8 | 安全很重要 培训在不断变化的行业中导 致了差异。 10 | 未来考量 用于老化设施的技术。 13 | 市场报告 改变管道用途以满足不断增 长的能源需求。 20 | 接触点 TDW活动、出版物和会议。 28 | 让数字来说明 保障管道完整性的四个阶段。 14 | 封面故事：了解裂纹成因 管道完整性检测中使用的新（超）声波为运营商 提供了单个检测平台上可使用的最全面的评估。 22 | 通过 NGL 取胜 石油和天然气的繁荣曾扭转产量不断下降的趋 势，促进了美国境内油气的稳健生产，现在正在 改变液化天然气 (NGL) 的市场。 部 门 主编 Jim Myers Morgan 总编辑 Waylon Summers 艺术总监 Joe Antonacci 设计制作 Mullerhaus.net 数码制作 Jim Greenway，Ward Mankin 摄影 Scott Miller，Nathan Harmon，Jeremy Charles T.D. Williamson 美洲：918-447-5500 欧洲/非洲/中东地区：32-67-28-36-11 亚太地区：65-6364-8520 Offshore Services：832-448-7200 info@tdwilliamson.com | www.tdwilliamson.com 想要在我们的杂志中分享您对任何事物的看法？ 请给我们发送电子邮件：Innovations@tdwilliamson.com 第 6 卷 ， 第 1 期 | 2 0 1 4 年 1 月 – 3 月 Innovations™ 是 T.D. Williamson 出版的季刊。 ® 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的注册商标。™ 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的商标。 © 版权所有 2014. T.D. Williamson, Inc. 保留所有权利。禁止未经许可复制本刊的全部或部分内容。美国印刷。Siri 是 Apple Inc. 在美国和其他国家/地区的注册商标。 Kindle 和 Mayday 是 Amazon.com, Inc. 或其附属公司的注册商标。ONSTAR 是 OnStar, LLC 和 General Motors, Inc. 的注册商标。 ® 14 10 22
- 4. INNOVATIONS•2014年1月-3月 2 我的祖父 – T.D. Williamson, Sr. – 了解一点有关家族企业的概 念。1920 年，他创建了 The Petroleum Electric Company。这家朴 实无华的企业 – 随后成为了我们今天熟知的 TDW – 创建之初只 有一个目标：满足油田的电力需求。 经历了那些早期岁月之后，TDW 进行了创新和改变，以便 更好地为客户服务。在过去 94 年间，我们成为了全球管道设备 和服务领域最知名的企业。从带压开孔封堵到清管，从完整性 检测到海上封堵，我们不断发展和演变，以满足日新月异的行 业需求。 作为这家私有家族企业的一部分，我们在 TDW 的全体人员 – Williamson 家族、董事会、管理层和全球员工 – 都为我们将来 的大好机遇而感到开心。纵观 TDW，您可以看到我们深入、 持续地投身于企业的各个方面。 因为我们是家族企业，我们无需设法完成业绩或限制我们 的投资以满足华尔街的短期季度期望。我们可以专注于开展在 长期来看对公司有利的业务。这就是我们在 2014 年及未来继续 重点关注的领域。我们将继续投资于让我们获得成功的产品和 服务，以及我们最宝贵的资产 – 我们遍布全球的员工。 这些员工正在开拓创新解决方案，以应对由来已久的挑 战，包括对检测管道裂纹的需求。您可以在本期 Innovations™ 杂 志第 14 页的封面故事中了解有关我们的全新 SpirALL® EMAT 技 术如何满足该需求的信息。 总而言之，我们的客户相信 TDW 可以提供让他们满意的解 决方案，帮助和确保他们的管道基础设施能够在接下来的数十 年内安全可靠的运行。我们十分重视这份信任。要知道，我们 的很多客户很久之前也是小企业，他们与我们一同成长，就如 同家人一样。 作者：DICK WILLIAMSON 董事会主席 家族企业 管 理 层 展 望
- 6. INNOVATIONS•2014年1月-3月 4 Y 型封堵 需求：封堵以进行 Y 型短管安装 地区：墨西哥湾 大小：30” 管道 压力：900 psi 管道产品：天然气 长度：约 300 米（1000 英尺） 服务：海底封堵 清管介质：乙二醇 (MEG) 墨西哥湾的一家海上运营商需要 封堵立管，以安装 Y 型短管。立管 带来了独特的挑战，因为它由许 多细弯管组成。该运营商选择使 用 TDW 的 SmartPlug® 封堵工具。 TDW 首先使用一种经过特别改装的 量 具 进 行 清 管 可 行 性 和 定 位 检 查。结果证明 SmartPlug® 工具适用 于管道技术和临时接收装置，最 后封堵和安装成功完成。 印度尼西亚 墨西哥 加拿大 9,000,000人断电2013年秋，Pertamina EP 在爪哇海西北部面临着一个艰巨的挑战。自 1997 年以来，Lima 集油站就一直在缓慢沉入海底。 作为 Lima 沉降修复工程的一部分，Pertamina EP 希望 能安全地升起平台。为了完成这项重大任务，同时 又不能切断为雅加达数百万居民提供电力的天然气 供应，需要搭建一系列复杂的旁路。TDW 负责封堵受 影响的海底管道，以便安装临时旁路，从而在操作 期间能够继续输送天然气。 >> 一流的 30” 产品 最初由于要进行调节阀升级，然后 又发现了应力腐蚀裂纹，一家主要 的加拿大运营商最近在魁北克更换 了 900 英尺（274 米）的 30” 天然气 输送主管道。为了便于更换和安装 必要的 24” 多旁路，TDW 在 2 个串联 装置中安装了 4 个 STOPPLE® 连接式 系统，从而在项目期间确保了天然 气零泄漏，并最大程度保障了工人 的作业安全。 全球视野
- 7. 5 INNOVATIONS•2014年1月-3月 我们已经启程 了解技术且受数据驱动的印度尼西亚运营 商正在寻求一种更全面的高科技解决方案 来满足他们不断增加的完整性需求。近 日一家位于雅加达的运营商邀请 TDW 帮助 他们改进其管道完整性程序。在印度尼西 亚服务中心外，经过专门培训和认证的 TDW 管内检查人员进行了一项十分具有挑 战性的工作：将一个 26” 的平台垂直放入 水下，其中包括变形 (DEF)、燃气管道漏 磁 (GMFL) 和速度控制模块。由于有速度控 制，运营商实现了全面的传感器覆盖。 韩国保护生命、人员和财产 由于没有管内检查的相关法规，韩国 的 天 然 气 和 液 体 管 道 的 事 故 风 险 较 高。韩国燃气安全公社 (Korea Gas Safety Corporation, KGS) 负责对天然气相关的公 司（从大型石化厂到家用电器厂）执行 几乎所有的检查、认证和调查。目前正 在推动全面管内检查法规的制定和实 施。2013 年 11 月，KGS 与 TDW 一起采 用了 TDW 的管内检查技术，来帮助制定 韩国的天然气管道完整性法规。 印度尼西亚 >> 海上检测 一家大型海上安装承包商最近安装了 一套 32 英里（53 公里）的海底出口天然气管道， 从平台连接到天然气综合设施（位于距离登嘉楼 149 英里（240 公里）的海上）。作为预调试项目 的一部分，必须检测 16” 的管道。TDW 承接了该项 目，将使用其管内 SmartPlug® 工具在检测期间封堵 管道，以防止在管道末端歧管中的三个打开的球 阀处出现检测压力。 埃及 马来西亚 开发 Denise 为了满足埃及不断增加的国内 天然气开采需求，Petrobel 启动了一项新的海底开发 项目，以最大程度提高现有资源的利用率，并增加 整体产量。该项目针对的是对 Temsah Concession 海上 Denise 和 Karawan 气田的开发。TDW 在 32” Serravallian 和 24” 管道上提供了 10” 的海底开孔服务。 全球的压力管道解决方案
- 8. INNOVATIONS•2014年1月-3月 6 迈向明天 带压开孔技术的创新可实现更好、 更安全的成果 David Turner 是一位未来主义者，一位很有远见的人。自 2013 年 4 月开始，他开始担任 T.D. Williamson 的带压开孔和封堵技术 总监。在这个位置上，他投入了大量的时间和精力研究如何创 新才能让带压开孔工艺变得更加安全、简单和高效。 他倾听和了解客户的需求，并以其为指引，他也清楚消费品 制造商采取什么措施来提高他们的客户支持能力。这就是为什 么别人与他交谈时，他会展望这样一个时刻的到来 – 像 GM 的 OnStar® 和 Apple 的 Siri® 那样，带压开孔可以为市场带来同等的智 能工具交互。 同时，他将 T.D. Williamson 的遥控带压开孔设备视为当前能 力与未来思想的融合之路中，顺理成章的第一步。 全球的运营商一般都会选择带压开孔进行压力系统的计划和 紧急维护、改造和维修。这一过程可以让他们在保持运营的同 时切断并嵌入管道和容器。这样，运营商就能避免停产，而停 产会是造成中断、代价高昂且中间过程将持续很长时间。 通过更好、更快、 更安全，甚至可能是 具有一定革命性的 热开孔技术引领未来。 技 术 焦 点 “请问需要什么帮助？” 相比 Apple Siri® 的声音，有没有那么一种声 音在问您如何（而不是是否）可以让您的 生活变得更轻松时，让您感到更加舒心？ 当然，您知道您的自动化个人助理仅仅 是一个语音激活的搜索引擎，能够模仿人 类对话。 但是，使用英式英语和各种方言她，或 者他，用途十分广泛。 自从看到了机器人 Rosie 清扫 Jetson 在 Orbit City 的住处，以及“2001：太空漫游”(2001: A Space Odyssey) 中的 HAL 智能计算机之后， 人们都渴望得到更好、更智能的帮助。在 理想世界中，将不再需要说明手册、在线聊 天、YouTube 指导视频，或是过时的自动电话 带压开孔和 Siri® 有什么共同点？
- 9. 7 INNOVATIONS•2014年1月-3月 虽然带压开孔可以避免与停产相关的风险， 但在技术人员切割运营中的、输送潜在挥发性 物质的压力管道时，手动开孔也会带来一些固 有的风险。 此外，无论是在岸上还是海上开展工作，手 动开孔在很大程度上都将取决于设备使用人员 的经验和手工计算。例如，技术人员主要依靠 声音和触感来确定开孔操作期间出现的情况。 在海底管道上，技术人员与经过专门培训的潜 水员合作，后者通过双向无线电提供同等的感 官数据。在切割错误可能意味着从产品损失到 灾难性伤害等任何后果的情况下，首要任务是 减少或消除人为错误的可能性。Turner 一马当 先，不断推动相关工作，以降低带压开孔风险， 提高整体表现。 朝着正确方向前进 T.D. Williamson 是高科技的开路先锋，在 20 世 纪 90 年代早期，它发布了第一款遥控带压开孔 解决方案 – 2400 系列开孔机，用于岸上应用。 无需靠近运营中的管道来操作开孔设备，技术人 员可以在远离带压开孔位置的安全距离上通过系 绳的控制台控制 Remote Control (RC) 2400 系列 开孔机。 自从推出以来，已对 2400 系列开孔机进行了 多次改进，提高了稳定性、精度和更多数据。 这款 RC 带压开孔机的最新版本提供了远程监视 和实时数据，可以让技术人员得到实时信息， 提高决策合理性。设备上的数字传感器可以传 递有关压力、旋转速度和行程的读数。对于曾 经需要通过模拟测量仪、线性测量杆和直觉来 做出有关切割输送管道这种重大决策的技术人 员来说，无需再进行猜测了。 “改进我们的带压开孔技术能力可以帮助我 们的客户降低风险，同时增加他们的首次成功 率”，Turner 解释道。“换句话说，他们第一 次尝试就能正确切割管道。并且能保障他们的 安全。” 安全到达更深的地方 TDW 致力于 RC 机器创新，于 20 世纪 90 年 代末开发并验证了一种新型海底机器的概念， 并最终开发出了 Subsea 1200RC，于 2012 年发 布。Subsea 1200RC 适合浅海和深海使用。 接第 9 页 系统带来的蠢事；我们所需的更快捷、智能、 直观的帮助，将集成在我们购买的每件产品 中，触手可及。 管道服务提供商 T.D. Williamson 的带压开孔 和封堵技术总监 David Turner 说，我们已经清楚 地阐明消费者希望根据需要提供产品支持， 尤其是在产品或服务出错时。 他感觉，随着与 Apple 的 Siri® 、GM 的 OnStar® 和 Amazon Kindle® 的 Mayday® （可使困惑的用户 与服务台员工建立实时视频会议）类似的产品 越来越多，美国公司在接听消费者寻求紧急帮 助的来电时表现的很不错。 但是带压开孔技术总监为什么会关心Siri® 或 Mayday® ？Apple 或 Amazon 等面向客户的公司与 T.D. Williamson 这样面向公司客户的管道设备和 服务公司有什么共同点？ Turner 说 T.D. Williamson 正在努力提升与其 客户之间的关系，希望被视为合作伙伴，而 不是供应商。因此，T.D. Williamson 始终在寻求 为管道运营商提供更高服务等级的方法。这 包括考虑如何将智能工具整合到现有产品系 列中。 Turner 表示目前在阀门、控制和带压开孔设 备上标配的远程传感器和控制装置是公司为 其客户提供更多实时信息重要的第一步。虽然 T.D. Williamson 客户目前无法获得类似 OnStar® 提 供的帮助，Turner 认为这一天的到来可能没有人 们认为的那么遥远。 可能在不久的将来，您的带压开孔设备会 问：“请问您需要什么帮助？”
- 10. 一名技术人员坐在一个宽敞明亮、布满屏幕的控制室中，使用摄 像头和触摸板技术来远程控制一个复杂的水下机器人。只需通过 触控，技术人员就可以让机器在运营中的压力管道上，以近乎完 美的精度切割一个小孔，更重要的是，不会造成人员伤害。 这听起来就像是科幻小说中的情节 – 但事实是，行业研究员 多年前便在“虚拟”带压开孔方面取得了进展，借鉴了医疗和 电子等众多行业的技术和观念。带压开孔的前景激动人心，但 这份工作本身还是比较有风险的 – 尽管安全技术在过去 50 年左 右的时间里取得了长足进步。 压力训练 带压开孔的未来可能是 “虚拟”的 – 但在远程操作 成为现实之前，TDW 的众多 培训有助于降低风险并消除 错误。 8 安 全 很 重 要
- 11. 9 INNOVATIONS•2014年1月-3月 实际上，可能还需要多年时间才能让带压开 孔完全虚拟化。与此同时，T.D. Williamson 的带 压开孔培训计划可确保让带压开孔技术人员拥有 安全执行工作所需的工具和知识。 在 TDW 技术人员获得现场工作许可之前， 他们需要经过严格培训，包括深入的研究和实 验，以及实际操作训练。技术人员需要通过地 区特定的操作员资格认证考试。认证必须每三 年通过继续教育更新一次。 TDW 的质量/健康、安全和环境总监 Tom Parrett 认为培训对员工和客户来说是一种双赢的 措施。公司注重培养有能力、有知识的带压开 孔技术人员，确保了更加安全的工作环境，同 时极大降低了事故或受伤的风险。 “我们的培训不仅能够提供有关如何安全操 作设备的基本说明，”Parrett 说道。“我们的计 划旨在为客户提供掌握丰富知识、技术和技能 的技术人员，从而熟练、专注、正确无误地执 行价值流上的所有任务。” Parrett 很快指出操作员资格认证并不意味 着 TDW 带压开孔培训的结束。TDW 的培训协 调员会密切关注工人安全和行业趋势，并且他 们表示会随时了解最新的最佳实践信息，最终 可以得到受到良好教育、知识丰富的员工和业 界闻名的安全流程。 “我们的客户可以放心地进行带压开孔操 作，因为他们知道我们已经针对他们的具体工 作进行了正确的规划和准备，”Parrett 说道。 当然，TDW 的培训计划会随着研究人员不断 取得成就而演变。可能在不远将来的某一天， 新技术人员将聚集在布满显示屏的控制室中， 学习使用触摸屏来控制十分先进的带压开孔机 – 机器可能位于国内，在世界其他国家。 在这之前，Tom Parrett 这样的人及其培训协 调员团队都将继续为技术人员提供准确、安全 完成工作所需的工具和培训。 在海底，手动开孔只能在安全潜水深度进 行，大约为水下 200 米（656 英尺）或更浅 的位置。但是使用 Subsea 1200RC 之后，可以 在更深的水下开孔，最深为 3000 米（9482 英 尺）。 Subsea 1200RC 拥有在岸上使用的 2400 系 列的所有优点，包括对技术人员安全性的更 强保障。这款机器可以从平台或潜水支援船 上操作，提供设备仪表的实时视频，具有前 所未有的监控能力，并能使潜水员远离危险 水域。 构想互动客户支持 Turner喜欢构想新的组合。他指出T.D.Williamson 如何借鉴过去的技术来打造当前的技术，以 及自己如何对使用当前技术来开发下一代带 压开孔解决方案深信不疑。 “远程感应和控制已用于我们的阀门和 清管系统。通过借鉴带压开孔的技术，我们 打造出了更加智能的产品，”Turner 说道。 “因为与用户的沟通是我们的主要目标， 可能有一天我们甚至还会有一种类似于 AmazonMayday® 的功能，可以让带压开孔技 术人员发起实时视频会议，来从T.D.Williamson 支持人员那里获取帮助。” Turner 有没有更多的未来派想法？他尚 未排除任何可能。 “谁知道呢？”他问道。“可能有一天 阀门会知道自己的身上是什么开孔机和此开 孔机的功能，还能与开孔机交流。” 毫无疑问的是，维持压力系统 – 管道、 容器等的性能是一种强制性的要求。但是 Turner 直面挑战，将通过更好、更快、更安 全，甚至可能是具有一定革命性的带压开 孔技术引领未来。 迈向明天 接页面 7
- 12. INNOVATIONS•2014年1月-3月 未 来 的 想 法 用于 老化设施 的技术 10 随着我们身体的老去，它们往往需要更多的保养和护理，以使 其保持在良好的工作状态下。医学进步和 MRI、分流和关节置 换等治疗措施往往能够通过使我们保持健康和活力来延长我们 的寿命。 事实证明，类似的技术也可用于延长老化设施的寿命。越来 越多的管道工程师转向医学界来寻求灵感和想法。事实上，很 多用于改善和维修老化管道的技术都与用于治疗不断老化的人 体的技术惊人地相似。 运营商依靠综合评估、全面 了解以及先进的工具和技术 来延长他们的资产寿命。 - JEFF WILSON 博士 T.D. WILLIAMSON 首席技术官 INNOVATIONS•2014年1月–3月
- 13. INNOVATIONS•2014年1月-3月 11 这些新颖的创新来的正是时候。世界在不断 老去，我们的基础设施也一样。根据美国管道 和危险物质安全管理局的数据，单单在美国， 就有近一半的州际输送管道是在 1950 到 1970 年 间安装的。这意味着在全国范围内有数十万英 里已经使用了 60 年之久的管道。与大众的年龄 一样，普通管道的年龄也在不断增加。令人 惊奇的是，用于解决这两个问题的技术十分 类似。 例如，医生可以为患者提供更合适的、定制 度更高的夹板和矫正架，因为这些装置目前采 用更新的材料制作。心脏病专家可以为患者实 施创伤面更小的冠状动脉搭桥术，并且几乎所 有医学专业的医生现在都依靠 MRI 和超声波等 无创成像工具。其中很多同样的改进正应用于 管道工程领域：材料科学的进步使我们的管道 接头变得坚固，“旁路”STOPPLE® 操作能够在 进行重要维护时不中断管道的输送工作，管道 完整性检测使用的成像技术与医院日常使用的 相同。 神奇的是，看起来十分小众的技术实际上无 处不在。 自动处理 让我们从清管开始讲。我们预计未来几年内新 铺设的集油管道呈增加趋势，因此可进行清管 操作的管道也会增加。原因各不相同，包括由 PHMSA 进行的开展集油管完整性检查的预期监 管行动 – 完整性检查只能在可进行清管操作的 管道中执行。 TDW 开发出了并正在测试 SmartTrap® 自动 清管球系统，又被称为 AutoSphere，这是一种 清管球自动发射机，可以每天使用清管球清洗 管道，从而去除液体和碎片、优化生产、提取 出 NGL 凝析物。它使用的可编程逻辑控制器 (PLC) – 一种自动化技术 – 与用于主干管道清管 的 TDW AutoCombo 系统中使用的相同。 操作方式与输送预定剂量的胰岛素或化疗药 物的泵类似，用户可以对 PLC 编程，按照指定 的时间和间隔以远程的方式自动依次射出 7 到 10 个清管球。使用自动清管发射机的好处包括 改进了管道的例行维护，并避免了因杂质堆积 而导致的代价高昂的运营中断。 眼见为实：先进的成像技术 随着医疗界越来越多地依靠先进的成像技术以 进行更好的检测和治 疗，管道行业也出 现了这种情况。 这一技术类别的 最早创新就是检 测 器 。 早 期 的 检测器以今天 的标准来看相 当不成熟，只 是让运营商首次真正看到了管道的内部。这项 技术提供了前所未有的管道完整性信息。运营 商得到了有关凹痕、变形和其他潜在问题的信 息，全都以电子形式呈现出来。 由于自动化技术的进步、改良的入管和其他 技术进步以惊人的速度变化，如今的“智能检 测器”能够以之前无法想象的程度执行和交付 结果。 > STOPPLE®连接式封堵系统
- 14. INNOVATIONS•2014年1月-3月 12 例如，磁漏 (MFL) 与医疗成像领域的 MRI 有共同的特点。都使用磁，都用于检测和诊 断。MFL 可用于寻找管道内部因金属缺失而导 致的不平整，这种非破坏性的方式与 MRI 在人 体内无创寻找肿瘤的方式类似。但是，与 MRI 将患者置于成像仪器内部收集信息不同，MFL 工具通过在管道内部移动来收集数据。工具内 的强磁铁可以在钢管中产生磁场，并使钢管处 于磁饱和状态。如果管道中有凹陷、腐蚀或其 他异常现象，磁性就会“泄漏”，便可以通过 传感器检测出来。随后可以通过成像技术收集 和分析数据。正如 MRI 可以确定肿瘤的范围和 位置，MFL 工具也可以确定具体异常现象的大 小和严重程序，并精确绘制其位置。 最近另一项值得注意的进展就是 TDW 采用 SpirALL® MFL 和 SpirALL® EMAT 裂纹检测技术 的多数据集平台 (MDS)。MDS 平台将多种技术 集成到一辆汽车中，汽车沿着管道行驶，进行 多种类型的同步检测，并以数字方式记录完整 性数据。MDS 可以精确确定和定位多种类型的 威胁，并提供先进的特征描述能力，让客户全 面了解他们的资产完整性。例如，在封堵中观 察到的异常可能看似无关紧要，但是通过多种 同步检测技术查看时，不平整的位置可能会变 成一个因腐蚀造成的金属缺失凹痕，并伴随出 现应力腐蚀裂纹网。之前认为无关紧要的异常 现在成为了一个重大威胁，可在进一步损坏管 道之前快速有效地进行处理。 由于这些技术和新技术正逐渐成为大多数 管道完整性程序的一个组成部分，运营商便无 需再被迫将部分管道从运营环境中取出以进行 损伤评估。而是可以在现场进行非破坏性评 估 (NDE)，以确定管道钢材的强度及其化学 成分。通过在原始位置进行的材料可靠性鉴别 (PMI)、发射光谱测定 (OES) 和应力应变测量， 现在可以在现场根据需要提供深入的评估。 继续在线阅读本文以了解： • 准备应对影响：自定义综合修理的进展 • 国家的动脉：实现微创封堵、旁路和维修 用于老化设施 的技术续 T.D. Williamson, Inc. 的首席技术官 Jeff Wilson 负责开发和商业化 TDW 的产品和服务。Jeff 领导了岸上和海上应用中管道施工、维护和 维修期间使用的众多技术的开发和部署。他获得了美国塔尔 萨大学的机械工程博士学位，拥有众多与管道技术相关的专 利，并且是国际 ASME PCC-2 非金属维修小组成员。 与 Jeff Wilson 博士会面 T.D. Williamson 首席技术官 >>
- 15. 部 门 职 位 Volup Plaute 的 Quibus 中的 Mendelec Tioribus 13 INNOVATIONS•2014年1月-3月 改变方向： 改变管道用途以满足不断增 长的能源需求 市 场 报 告 我们通常会将石油和天然气行业的变化方式比作化石燃料自身 的形成过程：缓慢、稳定且在压力下完成。 如今，能源公司正在加快步伐。首先，他们被迫响应因新 页岩和焦油砂活动而改变的市场条件。以涵盖美国东北地区大 约 95,000 平方英里面积的 Marcellus Shale 的产量增加为例，如 果具有如此大面积的地区在短短几年内从天然气进口商变为天 然气出口商，那么需要快速进行基础设施改造。 但是建造新管道来输送新天然气的花费很容 易就会达到数十亿美元，并且需要数年才能完 成。2008 年宣布建造的 Keystone XL 管道是一个 很好的例子，其预计成本超过 70 亿美元，并且前 途未明。为了适应快速变化，本行业采取了更 加廉价和快捷的方式：改变现有管道的用途。 扭转命运 在 Marcellus 蓬勃发展之前，宾夕法尼亚和西佛吉 尼亚的社区在很大程度上依靠美国西部地区的天 然气来供热，以及这一地区的原材料进行生产。 但是随着天然气从巨大的泥页岩地层中倾泻而 出，该地区具有了主场优势。由于本地的天然气 产量已远远超过满足当前本地需求所需的产量， 有足够的天然气可以运输到其他州，甚至是加 拿大。 改变管道的输送方向即可将本地区的角色从能 源进口方变为出口方：管道运营商通过把向南输 送的管道变为向北输送，便可将 Marcellus 的天然 气输送到安大略和魁北克南部能源紧缺的市场。 但是改变管道输送方向可能只是一个权宜之 计，把管道用于“与首要设计用途不同的其他用 途”会导致额外的风险，T.D. Williamson (TDW) 输送业务发展总监 Mike Kirkwood 博士说道。由 于对能源需求的不断增加，以及对非常规资源 和新产品的大力发展，现有的石油和天然气输 送系统面临了前所未有的巨大压力，Kirkwood 认为管道再利用的情况在将来会继续增加。他 希望确保运营商能够进行适当的完整性测量， 从而使改变输送方向和用途的管道不会遭遇意 想不到的后果。 典型的例子就是最近在密歇根和阿肯色的管 道灾难。这两个地区的管道用途均被更改，变 为从加拿大的焦油砂产区向美国输送稀释的沥 青 (dilbit)，但之后管道破裂，造成了数百万美元 的损失。虽然这两处管道均经过政府要求的检 查，但是使用的风险评估标准未能正确描述最 终导致故障的弱点。 美国最近批准了一个双反向和扩建项目，横 跨加拿大边界，以帮助缓解焦油砂瓶颈 – 该计划 接第 27 页
- 16. INNOVATIONS•2014年1月–3月 14 2013 年 3 月 29 日，ExxonMobil CEO Rex Tillerson 接到了石 油和天然气公司管理层绝不想接到的那类电话：从伊利诺伊 通往德克萨斯的 20 英寸 Pegasus 输送管道爆炸了，使阿肯色州 Mayflower 的住宅小区全部浸泡在了黑色原油中。清洁小组迅速 赶到现场，但是已经造成了巨大的损失。22 间住房中的人员被 疏散，Exxon 开始承担各种费用：仅为流离失所的居民临时安置 住所就花费了 200 万美元。 问题十分复杂，事故前几个月才对 Pegasus 管道进行过检查， 但是报告并没有指出任何高风险。 美国中心地带铺设有超过 250 万英里的石油和天然气管道。 欧洲、非洲、加拿大和亚洲的管道长度比这还要多几百万英里。 这些管道并不都是一模一样的，从细小的 2 英寸集油管（将各 个油井连接到更粗的干线管道）到直径达 60 英寸的巨型输送 管道，各种尺寸都有。这些管道构成了全球能源血液的输送动 脉，从油田输送到炼油厂、发电站。作为我们能源基础设施的 主干网，它们为我们带来了生活、工作和繁荣；并且让第一世 界国家拥有看似无穷的能源。 • 找出隐藏的危险 • 一系列工具 • EMAT 违背了承诺 • 正确的角度 • 最后，所有主要的检测工 具都在同一个平台上 • 管内检测的未来 管道完整性检测中 使用的新（超）声波
- 17. INNOVATIONS•2014年1月–3月封面故事 15 所以在这条管道系统受损时，我们来 了解一下具体情况。 石油和天然气管道破裂的代价十分 高昂 – 截至目前，Exxon 在 Mayflower 的 清理工作中已经花费了超过 4400 万美 元。除了费用支出以外，间接损失不 计其数。石油和天然气公司每年在管 道检查上的花费达数亿美元，以试图 防止出现 Mayflower 遭遇的类似事故。 没人想让管道爆炸。 遗憾的是，管道检查技术很明显并 不完美，或者说发现 J 型钩形裂纹等威 胁是一种简单的日常任务。但是这些裂 纹像癌症一样，通常都会扩大、合并、蔓 延，最后发展为严重的完整性故障。 裂纹可以悄无声息地存在多年而不被 检测到。事实上，在制造过程中它们最开
- 18. 始往往是靠近管道焊缝（所有管道最容易出现问题的区 域）的微小异常。制造过程中形成的微小裂纹最终会发 展为钩形裂纹，并演变为大面积的灾难。 不过，ExxonMobil 的发言人 Aaron Stryck 告诉 Toronto Star，管内检测的结果表明管道缺陷“没有危险，无需 修复。” 很明显，需要有更好的检测技术。 找出隐藏的危险 损坏 Pegasus 管道的钩形裂纹不是唯一一种导致故障的管 道缺陷类型。表面切割、机械应力、硬点、涂层剥离、 趾裂纹、疲劳裂纹、应力裂纹、熔合不完全，还有焊缝 腐蚀、氢致开裂和老旧的凹痕都是值得担心的缺陷。 标准的管道检查可能会发现数千处异常。对于管道运 营商来说，在每次检查之后找出所有的异常既不实际也 没必要。很多的异常情况实际上都不会造成危险。但是 有哪些重要的异常情况呢？ 有多种方法来分析管道缺陷的严重程度。很明显，大 小 – 异常位置的深、长、宽 – 很重要。异常的类型和位 置也很关键：比方说，焊缝导致的异常会更加严重。最 后，必须考虑相互作用的威胁。虽然自身的金属缺失可 能不是一个大问题，但焊缝中的裂纹出现金属缺失就属 于紧急情况了。 因此，管道完整性检查不仅报告各个异常，还要为运 营商提供正确确定异常优先级所需的数据，成为了一项 迫切需要。 一系列工具 运营商通常使用多种技术进行管道内检测。每种技术都 擅长寻找特定类型的裂纹。 比方说，变形 (DEF) 擅长检测凹陷。 轴向磁漏(MFL)适用于有一定大小的金属缺失，如腐蚀。 SpirALL® MFL (SMFL) 适用于狭窄的轴向异常，如在 焊缝中寻找类似裂纹的缺陷。 低场 MFL (LFM) 擅长查找机械应力和硬斑。 电磁超声换能器 (EMAT) 适用于裂纹。（也许听到的反 馈没那么好，具体取决于您的谈论对象，我们之后将谈 到它。） INNOVATIONS•2014年1月–3月 16 图 1. MDS 检测到的机械损 伤。轴向磁场（高强度磁场）检 测到的带金属损失的小于 1% 的凹 坑，同时在 SMFL 的检测数据中也 发现了该缺陷。低强度磁场清楚 的检测到了 re-runding（re-runding： 管道受外力压扁后，受到管道内 介质压力后又重新使管道变回圆 形）。<1% 深度的凹痕，从严重度 来看，很多情况下都会被忽视；而 MDS 平台可将其（1% 的凹坑）定 义为“一类优先缺陷”，同时还能 发现伴随（凹坑）的裂纹。 变形 低场 MFL 高场 MFL SpirALL® MFL
- 19. 运营商可以选择使用哪种技术，并且可以 在不同的日期使用这些技术，或者在同一天 内连续使用不同的技术。在一些最新的应用 中，运营商可以基于单一的集成平台使用多 种技术。 这种使用管道完整性工具的“系列”方法 提供了一种更好的解决方案，原因如下。 首先，您得到了在某一个时间测得的数 据。正如 T.D. Williamson 的新技术开发经理 Davin Saderholm 所说的那样，“如果使用一 种技术，您将无法得到在时间和空间上保持 一致的完整数据集。因此您不能确信您看到 的异常位于相同的点上。分别运行多种工具 时，您可以说‘在这个结合处，我们发现一 处带有裂纹和槽孔的凹痕，我认为这是在同 一个位置，’相比较而言，将这些技术相结 合，您便知道这是在同一个位置。” 其次，在单个平台上使用多种技术时， 您可以选择根据单个数据处理器或 CPU 来构 建系统，并使用一种软件来同时分析所有数 据。分别运行时，每种数据都在自己的软件 平台上，分析员需要花费大量时间来组合多 组程序显示的多组信息。让单个软件显示数 据可以大大减少数据分析员的工作量，从而 降低人为错误率。对于运营商来说，最终可 以实现更高的成本效益，因为分析信息所需 的工时大幅减少。 第三，同时运行多种技术意味着更少的人 力成本、更低的受伤风险和更少的检测时间。 最后，在平台上运行工具这种方法为运营 商提供了防止悲剧发生所需的关键信息 – 确 定管道缺陷优先级的数据。分别运行工具 时，您会得到一条信息，单独来看的话，并 不会发出任何警报。假设工具报告了一个 1% 的凹痕。没有额外数据的情况下，运营商会 认为这处凹痕是一个低风险异常。但是如果 运营商可以对比来自多种技术的数据，他就 可能会知道 1% 的凹痕实际上是一个纵向的槽 孔，并且由于管道中的压力，该槽孔变为圆 形并反弹。突然间，1% 的凹槽变得很糟。 T.D. Williamson (TDW) 拥有市面上最全面 的单平台检测工具。这款工具被称为多数据 集平台，或简称为 MDS。MDS 包括用于变 形的 DEF，用于有一定大小的金属缺失的轴 向 MFL，用于纵向轴金属缺失特性的 SpirALL® MFL，用于钢材机械属性的低场 MFL，以及用 于空间管道映射的 XYZ。 这家公司最近开始使用 SpirALL® EMAT 来 检测纵向裂纹。这是一件很重要的事。 裂纹就是导致 Mayflower 漏油的罪魁祸首。 裂纹危害极大。 INNOVATIONS•2014年1月–3月封面故事 17 图 2. 24 英寸 DEF+SMFL+MFL+LFM+EMAT。 17.3 ft. / 5.25 m.
- 20. INNOVATIONS•2014年1月-3月 18 EMAT 违背了承诺 EMAT 本身就是一种有争议的技术。它是唯 一一种无需排空天然气即可在天然气管道中 检测裂纹的裂纹检测技术。此外还可以使用 水压试验，如果使用水压试验，运营商需要 排空管道中的天然气并进行水压试验，以了 解管道是否漏水。虽然仍被视为管道运营商 的黄金标准，但水压试验较为昂贵且会中断 天然气输送。 EMAT暂时被视为一种可接受的替代技术， 但是这种技术有些令人失望的不足之处。TDW 的完整性技术总监 Jeff Foote 说：“EMAT 的 拥护者早就承诺过有一些是他们的技术无法实 现的目标。” EMAT 是一种超声波技术，它的工作原理 是将超声波信号发射到管道壁上，造成其振 动。然后读取反射到接收器上的信息，从理 论上来讲，分析员可以看到声波在管道四周 的传播路径上的哪个地方出现了停顿。这种 停顿 – 或声波模式变形 – 可以告诉分析员可 能在哪里出现了裂纹。 但是这种技术在实际应用中存在一些问 题。其中之一就是传输和接收传感器十分脆 弱。在大多数 EMAT 系统中，传感器的开发 建立在静止应用的基础上 – 并没有被设计为 可以沿着管道内壁凹凸不平和不利的环境下运 行。这些传感器十分不适合这种环境，事实上 是存在传感器在运行结束之前完全故障这种 情况的。这不仅影响数据，还会迫使运营商 更换传感器并重新运行工具 – 代价十分高昂。 EMAT 对噪音也十分敏感。毕竟这是一种 超声波检测，需要依靠清晰、无噪音的声波 在管道外围传播。噪音会导致干扰 – 就像其 他电子设备的噪音会对工具造成干扰一样。 因此 EMAT 结果一般很难读取。 这些工具也十分庞大。某些工具需要多达 48 组传感器来对管道成像。这意味着在大多数 情况下，EMAT甚至无法用于直径小于12 英寸 的管道。因此无法用于美国境内 5 到 6 万英 里的小型集油管。 总之，虽然 EMAT 总被视为一个很好的技 术想法。但之前的 EMAT 技术全都未能达到预 期效果。 现在，TDW 认为它可能已经找到了原因。 虽然 TDW 并没有准备好表明其 EMAT 是 用于检测裂纹的水压试验的替代技术，但 TDW 在其 MDS 系统中新增的全新 EMAT 技 术极大提升了系统检测和确定裂纹优先级的 能力 – 这种裂纹与导致 Mayflower 漏油的钩形 裂纹十分类似。 正确的角度 更小、更坚韧、更清楚的结果–TDW的SpirALL® EMAT 技术通过之前的 EMAT 技术解决了很 多当前问题。SpirALL® EMAT 最重要的特点 可能就是螺旋形排列的传感器。这种拥有专 利的螺旋形传感器排列可以让超声波信号以 51 度（与管道内部的夹角）的角度传播。 拥有“正确的”角度可以放大信噪比，因 此可以清楚地听到从发射器传播到接收器的 声波。将其与外表极为光滑的低噪音电子元 件相结合，这样得到的裂纹检测报告一定会 让您印象深刻。 此外，由于传感器的这种排列，只需更少 的传感器就能提供更加全面的信息。TDW 仅 高信噪比
- 21. 使用 8 个接收器来对管道成像，而其他一些系 统则需要 48 个。根据系统设计，内部研发人 员认为这种技术可以应用于直径最小为 8 英尺 的管道。 此外，这种排列方式可以让接收器在单次 运行中对整个内表面进行 3 或 4 次检查 – 这样运营 商一次便可以获得同一个 异常的多幅图像。这一点 十分特别，因为大多数其 他工具都需要反复运行才 能获得额外的图像。 TDW 的传感器还具有一 种更重要的优势：使用寿 命更长。TDW 选择的传感 器合作伙伴专门针对工业 应用而设计了 EMAT 传感 器。这些传感器不会像其 他传感器那样很快磨损。 事实上，TDW 最近在极端环境中试运行了 89 英里，这种传感器几乎看不出任何磨损。 最后，单一平台 TDW 的 SpirALL® EMAT 可能是下一代技术， 但是作为单个工具运行时，还是具有弱点的。 但 Saderholm 说：“将 SpirALL® EMAT 与 TDW 的 MDS 系统结合以后，您才能得到一 种真正强大的工具。这是一种让我们准确了解 管道特性的数据集的组合。” 分析人员使用整个工具集的数据来证明采 用不同技术得到的数据。例如，SMFL 会选择 一些可能是裂纹的区域。EMAT 随后便可以确 认 SMFL 结果。 TDW 管道完整性解决方案部的战略商 业化经理 Chuck Harris 在评价将 EMAT 与 TDW 的 MDS 结合时说：“这是所有主要 检测技术第一次整合到了一个平台中。” Harris 重申了这种组合的强大之处，“我们 有一个运营商在他的管道上使用几何、超声波 裂纹检测技术、圆周 MFL 和多种其他检测。 他告诉我们，‘我们对你们的 MDS 技术很感 兴趣，但是我们并不认为它能检测到我们尚未 发现的东西。’在使用 MDS 平台进行检测之后，找到了钩 形裂纹。这就是将所有数据集 在同一时间放入同一个软件中 的强大之处。” 管道内检测的未来 TDW 目前正在现场测试其全 新的 SpirALL® EMAT，到目前 为止结果还比较乐观。但是 即 使 在 这 些 乐 观 结 果 的 背 后，TDW 也几乎无法做出改 进。TDW 正在研究软件，以 将大部分的手动数据分析从 检查过程中剥离出来。在不远将来的某一天， 他们预计凹痕、裂纹和腐蚀都将由同一个程序 来分析。该程序将能够为客户确定管道缺陷的 优先级，并自动发出报告。 TDW 的完整性技术总监 Jeff Foote 说： “流程的自动化会使其（流程）缩短数百小时。 最终我们能够将从检测到报告的时间缩短到数 周，甚至是数天。”目前 TDW 报告一般会在 检测完成后的 60-90 天内返回，具体取决于复杂 程度。 这就是管道所需的那种改变游戏规则的技 术 – 比当前技术更好、更快、更加准确。这 种技术有助于使 Mayflower 这样的小城镇免遭 灾难。 INNOVATIONS•2014年1月–3月封面故事 19 这就是管道 所需的那种 改变游戏规则 的技术 – 比当前技术更好、 更快、更加准确。 发现 SpirALL® EMAT 如何利用倾斜磁 场来了解裂纹的秘密。 下载技术文件。
- 22. Volup Plaute 的 Quibus 中的 Mendelec Tioribus INNOVATIONS•2014年1月-3月 20 Marcellus Utica Midstream （Marcellus Utica 中游产业链展会） 1 月 28 - 30 日 | 宾夕法尼亚州匹兹堡 | 美国 2014 PPIM 2 月 10 日 - 13 日 | 得克萨斯州休斯顿 | 美国 Subsea Tiebacks（海底回接展会） 3 月 4 日 - 6 日 | 得克萨斯州圣安东尼奥 | 美国 NACE Corrosion 2014 （2014 年 NACE 腐蚀展会） 3 月 9 日 - 13 日 | 得克萨斯州圣安东尼奥 | 美国 Southern Gas Association （南方天然气协会） 3 月 17 日 - 19 日 | 南卡罗来纳州哥伦比亚 | 美国 ASME Plant Engineering & Maintenance （ASME 设备工程与维护展会） 4 月 10 日 | 得克萨斯州帕萨迪纳 | 美国 Western Energy Institute Operations （西方能源学会运营会议） 4 月 22 日 - 25 日 | 加利福尼亚州印第安维尔斯 | 美国 International Pressure Equipment Integrity Association（国际压力设备完整性协会） 2 月 19 日 - 21 日 | 艾伯塔省班夫 | 加拿大 CGA National Operations Conference（CGA 全国运营会议） 3 月 30 日 - 4 月 1 日 | 不列颠哥伦比亚省温哥华 | 加拿大 Offshore Pipeline Technology Conference (OPT) 2014 （2014 年海上管道技术会议） 2 月 26 日 - 27 日 | 阿姆斯特丹 | 荷兰 INNOVATIONS•2014年1月–3月 20 2014 年 1 月 28-30 Marcellus Utica Midstream （Marcellus Utica 中游产业链会议） 美国宾夕法尼亚州匹兹堡 519 展台 30 FFU Seminar（FFU 研讨会） 挪威苏拉 11 看台 TDW 活动、出版物和会议 接触点
- 23. 21 INNOVATIONS•2014年1月-3月 FFU Seminar（FFU 研讨会） 1 月 30 日 | 苏拉 | 挪威 Moscow International Energy Forum（莫斯科国际能源论坛） 4 月 21 日 - 23 日 | 莫斯科 | 俄罗斯 Gastech 2014 3 月 24 日 - 27 日 | 首尔 | 韩国 OTC Asia（OTC 亚洲展会） 3 月 25 日 - 28 日 | 吉隆坡 | 马来西亚 表示 TDW 将在该活动上展示白皮书 21 TDW 专家交付 – 在全球范围内提供技术演示和实践示范。了解更多： tdwontour@tdwilliamson.com. 2014 年 2 月 10-13 PPIM 德克萨斯州休斯顿 120/122/124 展台 19-21 IPEIA – International Pressure Equipment Integrity Association （国际压力设备完整性协会） 加拿大班夫 4 展台 26-27 Offshore Pipeline Technology Conference (OPT) 2014 （2014 年海上管道技术会议） 阿姆斯特丹 4-6 Subsea Tiebacks （海底回接展会） 得克萨斯州圣安东尼奥 1933 展台 9-13 NACE Corrosion 2014 （2014 年 NACE 腐蚀展会） 得克萨斯州圣安东尼奥 2621 展台 17-19 SGA – Southern Gas Association （南方天然气协会） 南卡罗来纳州哥伦比亚 24-27 Gastech 2014 韩国首尔 A180 展台 25-28 OTC Asia（OTC 亚洲展会） 马来西亚吉隆坡 30-1 CGA National Operations Conference （CGA 全国运营会议） 不列颠哥伦比亚温哥华 10 ASME Plant Engineering & Maintenance （ASME 设备工程与维护展会） 德克萨斯州帕萨迪纳 21-23 Moscow International Energy Forum （莫斯科国际能源论坛） 俄罗斯莫斯科 22-25 Western Energy Institute Operations Conference （西方能源学会运营会议） 加利福尼亚州印第安维尔斯 2014 年 3 月 2014 年 4 月 INNOVATIONS•2014年1月–3月
- 24. INNOVATIONS•2014年1月-3月 22 Quaest Hendebis quam haribus molupta taeperem vendio ipsumet essequas alibusciat ut expediosam atiur? Accumqu iatqui cones et qui con porum vit pliam nisqunt. Ti destrum que expliquas et, asimet quatemp orereperis sae. • Itatin num alit arunt moluptiunt qu Aliquam et eum B Y V O L INNOVATIONS•2014年1月–3月 22 石油和天然气的繁荣曾扭转产量 不断下降的趋势，促进了美国境 内油气的稳健生产，现在正在改 变液化天然气 (NGL) 的市场。
- 25. INNOVATIONS•2014年1月–3月特辑 23 • 页 岩 革 命 中 的 又 一 次 大 繁荣 • 页岩发展章程和可清管的 管道 • 用于资源受限的生产商的 高频率解决方案 页岩革命中的又一次大繁荣。 石油和天然气的繁荣曾扭转产量不断下降的趋势，促进了 美国境内油气的稳健生产，现在正在改变液化天然气 (NGL) 的 市场。 随着美国的天然气价格因产量增加而不断走低，越来越多 的美国生产公司都开始转为依靠 NGL（天然气中伴生的乙烷、 丁烷和丙烷等非甲烷碳氢化合物）的收益，这些 NGL 都被作 为石油化工原料而备受珍惜（或者价格高昂）。更多的生产 商不再满足于 NGL 只是需要被去除的棘手副产品这样一种概 念，开始意识到 NGL 销售对其盈亏的重要性。
- 26. INNOVATIONS•2014年1月-3月 24 Et illam que dolumquid magnateni occae con nonsequi bearibus enducillandi cus accusda 虽然美国在天然气资产的商业发展方面遥 遥领先 – 2012 年 6 月能源信息署的一份报告 称，美国的 NGL 产量可能会超过目前产量的 2 倍，从 2011 年的每天 220 万 bbl 到 2040 年的 每天 500 万 bbl – 但美国并不是唯一通过页岩寻 求实现能源安全和自给自足的国家。 EIA 的一份报告透露出，除美国以外有 41 个 国家/地区拥有可回收的页岩油和页岩气储 量。这份名单中排在第一位的是中国，有 31.6 tcm 的页岩气，已经花费了 13 亿美元用 于开采其页岩储量。俄罗斯已经准备好基础 设施来开采全球储量最大的页岩油矿之一， 位于莫斯科以东大约 2000 公里（1240 英里） 的西伯利亚。印度尼西亚与澳大利亚一样， 正处于页岩开发的早期阶段。阿尔及 利亚政府正在通过激励措施吸 引国外投资者；与之类似 的是，在英国，天然气 田补贴促进了早期投 资，减税旨在吸引采 用 水 力 压 裂 技 术 的 公司。 同时，由于美国 的天然气产量不断增 长，目前的管道容量 已 经 很 难 赶 上 这 一 趋 势。为了更好地利用 NGL 资源，有更多的公司在他们 的资本投资预算中包括了铺设新 管道。 页岩发展章程和可清管的管道 尤其是，北美的管道扩建项目将包括新的集气 管，数量很多。事实上，根据 T.D. Williamson 清管技术总监 Olga Kondratieva 的说法，2035 年 之前，每年大约将在北美新铺设 16500 英 里（26554 公里）的集气管道，这意味着在 20 年出头的时间内将总共新铺设 400000 英里 （643720 公里）的集气管道。 Kondratieva 说目前很多集气管道很难进行清 管 – 换句话说，这些管道很难使用标准工具检 测和清洁，因为直径差异、急弯或其他特点使 工具无法适用于管道。 但新集气管道网络就完全是另一回事了。 其中一个原因就是，运营商预计美国管道 和危险物质安全管理局 (PHMSA) 会采取 管制措施，可能会要求进行集气管 道完整性检查 – 只能在可清管 的管道上进行的检查。 除了要求检查之外， 可清管的管道还有一些 十分诱人（和有益）的 好处。 首先，清管可以清除 会导致腐蚀、增加堵塞 和妨碍生产的杂质。任何 有助于增加产量的措施都 有可能会增加利润。 但是回收 NGL 已成为清管越 来越有吸引力的优势。 日常清洁 （使用清管球）帮 助运营商完全利用 管道资产，确保管道 完整性，并提取出 宝贵的 NGL 凝析物。 美国液化天然气 产量与预测 2040 2020 2011 每天 0 bbl 2,500,000 bbl/d 5,000,000 bbl/d 每天 220 万 BBL EIA 预测 每天 300-400 万 BBL EIA 预测 每天 500 万 BBL
- 27. INNOVATIONS•2014年1月-3月 25 “回收 NGL 就等于获利，”最近加入 T.D. Williamson 担任市场开发、采集和中游总监的 Abdel Zellou 说道。对管道进行清管之后，可 以将 NGL 输送到地表并出售给炼油厂。 用于资源受限的生产商的高频率解决 方案 假设每条新铺设的集气管道平均长度为 5 英 里（8 公里），400000 英里（643720 公里） 新铺设的管道将转换为 80000 个可清管的部 分。Kondratieva 说那些新铺设的、可清管的部 分每天都需要使用清管球清洁，以去除液体、 优化生产并提取出宝贵的 NGL 凝析物。 对于仍依靠手动装入和取回清管球的生厂 商来说，这是一种成本高昂且消耗时间的措 施，尤其是在两人小组需要行进很长的距离 来部署和取回清管球的情况下。例如，在北 达科他的 Bakken 地层处，工作小组一般每次 需要行驶 50 英里（80 公里），一天 2 次，来 装入和取回一个清管球。此外，石油和天然 气行业的人工短缺，尤其是在页岩气领域， 使其更难找到合格的人员来操作手动系统。 当然，每次打开发射机或接收机罩以放入 或取回清管球时，都会有以碳排放形式存在的 环境污染风险。 一些原因促使管道服务公司 T.D. Williamson 与全球最大的石油和天然气勘测开发公司之一 合作开发 South Texas Eagle Ford Shale，以衡量一 套适用于更小半径天然气集气管道的全新自动 化清管球系统。 他们检测的技术 SmartTrap® 自动清管球系 统 – 或简称为“AutoSphere”– 只部署清管球， 这是小流量和分支管道所必需的一项功能。伴 随着服务支持，AutoSphere 将使用一种自动化 技术，这种技术与 T.D. Williamson 获得成功的 AutoCombo 系统中使用的技术相同，于 2012 年 推出，用于管内检测和主干管道清管。 自动化技术的大脑就是可编程逻辑控制器 (PLC)，用户可以使用它进 行编程，从而能够 按照指定的时 间和间隔以 回收 NGL 就 表示得到利润。 清管时， 可以将 NGL 输送 到地表并出售 给炼油厂。 INNOVATIONS•2014年1月–3月特辑 25
- 28. INNOVATIONS•2014年1月-3月 26 远程的方式自动依次射出 7 到 10 个清管球，优 化例行维护，并有助于避免因杂质聚集而导致 的代价高昂的运营中断。 由于 AutoSphere 可从远处进行控制，所以 降低了对人员的要求。 但这些不是唯一可节省的成本。Zellou 说 AutoSphere 也能大幅降低碳排放。 “一次装入 7 个清管球意味着只需打开一 次外罩，而不是 7 次。这使碳排放减少了大约 85%。如果装入 10 个清管球，将减少 90% 的碳 排放，”他解释说。 T.D. Williamson 位于得克萨斯州圣安东尼奥 的服务中心已经完全清点完毕，从而可以为 Eagle Ford 的客户提供设备。类似的产能提升 预计将在位于宾夕法尼亚的 Burgettstown 服务 中心进行，以便为 Marcellus Shale 客户服务。 客户支持涉及全面的运营和维护服务，包括安 装指导和监督、调试、培训、清管球和备件库 存维护、清管程序开发，甚至是运营。 “由于 AutoSphere 增加了流动效率，同时 又降低了人员要求和安全风险，从而可以为客 户节省开支。我们提供的服务以及产品消除了 客户操作自动化装置的风险，并有助于提高清 管效率，”Kondratieva 说道。 为客户省钱总是有好处的 – 但是 AutoSphere 使事情更进了一步，Zellou 指出。 “我们通过让他们获得 NGL 来帮他们挣 钱，”他总结道。 这表示在全球页岩开采的最前线取得了更 大的胜利。 页岩的繁荣使全球贸易平衡更倾向于美国。 这是 T.D. Williamson 市场开发、采集和中游总监 Abdel Zellou 的看法，出自国际能源机构 (IEA) 最近的 一份报告。 一个例子是页岩气的繁荣改变了参与者在化学 行业价值链上的竞争格局。作为国内石化行业原料 的价格合理的液化天然气 (NGL) 出现增长，可以使 国内的下游产品制造商获得更多的低成本原材料， 从而降低成品的价格。因此，美国对进口产品的依 靠将越来越少。 相比欧洲和日本，页岩的繁荣还为美国带来了 整体的能源价格优势，Zellou 补充说。 “美国天然气目前的交易价格仅为欧洲进口价 格的三分之一，日本进口价格的五分之一，”他解 释说。“日本或欧洲的普通工业消费者支付的电费 比其在美国的同行要多 2 倍，甚至连中国的行业同 行支付的价格也几乎为美国的 2 倍。” 虽然页岩活动尚未抵消美国对进口石油的需 求，这可能需要数十年的时间。 “由于页岩的出现，长期以来一直作为全球消 费量靠前的石油消费国的美国在 2020 年的时候可能 会超过俄罗斯和沙特阿拉伯，成为全球最大的石油 生产商，”Zellou 解释说。“此外，到 2030 年，IEA 认为北美地区可能会成为一个石油净出口地区。” Zellou 发现全球能源需求和开发随着印度人口的 增长而逐渐转移。在 10 年左右的时间内，印度的人 口数量将超越中国，其能源需求也一样。此外，从 英国到印度尼西亚，都在探索页岩开发的新领域。 “由于采集系统在海外开发，我们的愿景就是 向全球提供能源。T.D. Williamson 不仅只展望未来。 问题就是，‘我们如何才能帮助客户把握全球趋 势？’”Zellou 说道。 把握全球趋势
- 29. INNOVATIONS•2014年1月-3月 27 改变方向 接页面 13 包括将现有管道变为输送稀释的沥青 – 类似的 事故是运营商、监管机构和相关公众最担心的 问题。 稀释沥青小知识 加拿大的焦油砂可制出低品位原油，被称为沥 青，因过于黏稠而无法输送。但是，使用苯等 天然气凝析油对其进行稀释可以使其流动。新 扩建的管道会将凝析油从美国运送到焦油砂产 区，在那里稀释沥青。现有管道最初建造时是 为了在相反方向以更低的压力输送较稀的油， 现在被用于反向输送并转换为容量更大的管 道，向西输送稀释的沥青穿越加拿 大，出口到新的市场。 稀释的沥青比原油密度大，因此 要在更大的压力下流动，这会压迫未 检测到的内部薄弱位置。密歇根的故 障被归咎于腐蚀疲劳；而对于阿肯色 的管道破裂，陪审团仍然没有下定 论，早期证据指出因更黏稠的油加上 钩形裂纹而造成疲劳，进而导致易碎 的电阻焊接管道破裂。Kirkwood 担心 没有充分的检查，为了输送稀释的沥青而进行 转换的新管道将面临相似的命运。 “在通过改变输送的方向和产品而改变管 道的用途之后，将出现设计期间不一定会被考 虑的新威胁。”Kirkwood 说道。 完整性创新 Kirkwood 大部分的职业生涯都用于研究和编写 有关石油和天然气基础设施的内容，他是完整 性管理的坚定拥护者，这一点也不奇怪。他认 为更加彻底的管内检查可以减少管道反向输送 的风险。 使用水进行的高压检测 – 所谓的水压试验 – 往往被视为管道泄漏检测的黄金标准。但是，仅 仅依靠水压试验可能并不足以完全保证可靠性。 “水压试验在确定管道当前用途的持续时间 时很有用，”Kirkwood 断言道。“但是如果与最 初设计范围之间出现偏差，如产品反向流动，那 么您便需要了解更多有关风险的信息。您至少需 要问自己，“如果这是一条新管道，我需要怎么 做才能确定风险，以及检测和解决问题。” 除了水压试验，还有多种管内检测技术。 但是，这些技术中的大部分都专注于金属缺 失。发现腐蚀是很有用的，但是这些数据往往 无法使运营商全面了解管道健康状况。管道可 能会因为腐蚀、凹痕、破裂和/或应力等多种 缺陷而故障。 好消息是，管道服务行业已经清楚地了解 了当前完整性检测的不足。下一代检测工具已 经应用于现场 – 如 TDW 采用 SpirALL® EMAT 技术的多数据集平台，它将多种管内技术相结 合以同时搜索多种缺陷类型。这些新工具提供 了更好的裂纹检测功能，可以确定缺陷的优先 顺序以便更快维修关键问题，并且通过先进的 软件实现更全面的缺陷分析。Kirkwood 相信这 些尖端的完整性创新技术可以在将来帮助运营 商做出更加明智的管道用途更改决策，有助于 防止密歇根和阿肯色的灾难重现。 这些新工具提供了更好的裂纹检测 功能，可以确定缺陷的优先顺序以 便更快维修关键问题，并且通过先 进的软件实现更全面的缺陷分析。
- 30. 开发清洁程序时需要帮助？了解 TDW 提供的 不同的清管产品和服务。 了解更多有关 TDW 综合管内检测技术的信息，查找威胁并降低 完整性风险。28 让数字 来说明 保障管道完 清洁 坚持清除管道内部的碎片和腐蚀性物质可以增加管道内介质流动效率 和流量。无论管道中的产品以及管道位置如何，定期清管（可能使用 配有聚氨酯圆盘和钢刮板的球体或工具）都有助于延长管道寿命。此 外，清洁的管道有助于确保管内检测的可靠性和结果的准确性。 管道内检测 管道运营商可以通过管道内检测辨别和缓解重大的完整性风险，避免不必要的挖掘作 业，并将预算集中用于适当的威胁。通过组合使用多种管道内检测技术，如变形、高 磁场轴向漏磁、低磁场轴向漏磁、XYZ 映射、速度控制和多数据集平台，运营商不仅能 够获得最准确和全面的管道状况信息，还能延长资产寿命并保持合规性。
- 31. 了解更多有关 TDW NDE 服务的内容，从而 验证完整性威胁并更加深入地了解资产。 了解更多有关 TDW 带压开孔和封堵产品及服务的信息，知道在例行和 紧急管道封堵和维修时需要注意哪里，以及需要做些什么。 29 整性的四个步骤 非破坏性评估 运营商依靠非破坏性评估 (NDE) 技术 – 如磁粉探伤、自动超声波和相控阵 – 来 验证管道威胁并改善目前和将来的完整性检查。 NDE 的另一个特点是材料可靠 性鉴别过程，此过程可以让运营商从头新建管道记录，这有助于显著降低与完 整性验证相关的成本。 封堵与维修 检测、表征并验证威胁后，管道运营商往往必须进行封堵和维修。无论是作为 定期维护的一部分还是紧急情况，安全和停机时间都是主要的关注因素。依靠 远程带压开孔和双隔断等技术，运营商可以在不影响产品输送的情况下进行维 护，并且能够防止施工人员在进行必要的维修时受到管道中危险物质的伤害。
- 32. 值得信赖的合作关系 近百年来，全球的诸多公司始终信赖着 TDW 对管道性能的坚定承诺。 您也可以信赖我们。 南北美洲： 欧洲、非洲、中东地区： 亚太地区： Offshore Services： +1 918-447-5000 +32 67-28-36-11 +65 6364-8520 +1 832-448-7200 TDWilliamson.com ® 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的注册商标。™ 代表 T.D. Williamson, Inc. 在美国和其他国家/地区的商标。© 版权所有 2014 保留所有权利。T.D. Williamson, Inc.