海上原油贸易交接中，贸易交接数据的准确度关系着买卖双方的切身利益。当船舶计量与
FPSO 流量计计量数据对比短少率超过3‰时，收货人就可能提出索赔或拒收，产生争议。为此，分
析研究了渤海海域近5 年FPSO 原油外输中的异常情况，并结合相关标准和工作经验，提出影响
FPSO 原油外输计量准确性的5 个因素：人员因素、设备因素、油种因素、方法因素、环境因素。通过
对5 个因素的系统分析，便于查找影响外输计量的关键控制点，并研究减少或消除这些异常情况的
方法。研究结果表明：完善相关操作标准和规程，使各项计量操作更加规范合理，可以有效减小计
量中产生的误差。

中国正处于油气管道的大发展时期，这既是重大机遇，也对提高管道运营水平提出了挑战。
阴极保护电位智能采集系统是阴极保护监检测的有效工具，其由埋地传感器、终端采集仪、软件系统
等部分构成。目前，该系统已在中国主要管道公司应用，实现了阴极保护参数的实时远程监测，但也
存在运行故障率高、数据管理平台兼容性低、分析评价软件算法简单等问题。回顾了阴极保护电位
智能采集系统的发展历程，包括硬件开发、软件开发、现场应用等情况，总结了当前实际应用中遇到
的问题，并从提高标准化水平、提高可靠性、解决热点问题、助力智慧管道建设等方面进行了展望。
后续应加大采集系统可靠性和标准化的研究力度，不断拓宽其应用领域，为智慧管道建设提供技术
支持。

：地质灾害是导致埋地油气管道破坏失效的主要原因之一，特别是管道沿线的山体滑坡、地层
沉降及地面塌陷等严重威胁着管道的安全运行。基于已有研究，介绍了几种分析管土耦合作用的常
用模型，总结了地质灾害作用下埋地管道应力计算方法。采用实验模拟与数值模拟相结合的手段，
开展了塌陷、沉降以及滑坡地质灾害下管土相互作用实验以及FLAC 3D 数值模拟，分别得到了3
种地质灾害下的管道应力分布情况，通过比较实验结果、数值模拟结果以及管道理论模型计算结果
可得：采用有限差分软件FLAC 3D 开展管土相互作用模拟是可行的；仅考虑管道、输送介质以及
土体重力载荷得到的理论计算结果与实验及数值模拟的结果相差很大，需要考虑土体摩擦力以及黏
聚力等参数的影响对管道应力计算方法进行改进。

长输油气管道在一般地段埋地敷设，当经过季节性斜坡冻土区时，由于冻融所引起的坡体蠕
滑作用，将导致管道产生附加应力。通过安装管道轴向应变传感器可监测坡蠕滑作用导致的管道轴
向应力变化，但开展管道强度评价时，需要明确管道应变监测初始应力，由于应力检测技术多在实验
室环境下使用，工程上并不成熟，目前行业内一般通过有限元建模计算方法获取管道应变监测初始
应力。以涩宁兰一线某穿越斜坡季节性冻土地貌埋地管道为例，介绍位于季节性冻土区的管道当前
面临的主要风险、土体位移分布形式与位移的确定，以及季节性冻土区斜坡体位移作用下管道的受
力和变形情况。采用向量式有限元方法，由空间梁单元和非线性土弹簧模型对灾害点管道进行了数
值模拟，并得到管道现状应力分布，为确定管道本体应变监测截面位置、估计管道现状应力分布及管
道安全评价提供依据。

随着天然气消费量的爆发式增长，天然气贸易交接计量对流量计的检定需求越来越大。针对
流量计检定过程中工况多样、人工检定效率低下等问题，利用水力仿真软件SPS，通过现场瞬态数据
分析，校准仿真模型，构建出与检定站现场一致精度水平的仿真模型。采用阀的流通系数，推导出各
阀所对应流量调节的区域范围。将理论计算得出的调节方式通过仿真模型进行验证，结果表明该调
节方法可以减少调节阀的反复动作，优化了检定操作，加快了检定速度。

机器学习作为实现人工智能的主要手段，通过探索数据规律、建立预测模型来指导决策支持。
在目前油气管道系统设备繁多、结构复杂、技术庞杂等背景下，引入机器学习是为了采用人工智能技
术解决单纯依靠数学模型难以应对的问题，代替人工从事一些枯燥繁琐、危险程度较高的工作。结
合油气管道系统各生产环节，重点综述深度学习、强化学习及迁移学习3 类机器学习方法的应用，包
括油气管道泄漏、多相流型识别、设备故障诊断及储罐目标检测等应用场景，构建了人工智能技术在
油气管道系统的应用框架，指出深度学习、强化学习及迁移学习在该领域拥有较强的应用前景。最
后，对机器学习在油气管道领域的应用进行了展望，以期为油气管道系统的智能化研究与发展提供
参考。

国内外长输管道的建设、运行已迈入了数字化时代，大量新技术的研发及应用为管道智能化
管理提供了技术支撑，但也提出了挑战。对国内外管道智能化技术的发展现状进行了调研，结合目
前管道智能化技术在油气管道行业内的应用情况，建立了“数据层-服务层-应用层”的管道智能化管
理核心架构，并提出了“做好顶层设计，将管道数据的管理贯穿管道的全生命周期；坚持以问题为导
向，抓住主要矛盾；正确处理好数据、技术、生产与管理的关系”的管理原则。通过对管道智能化管
理的典型案例进行分析，总结出了多技术融合的应用趋势，以期为中国管道智能化管理的的提升提
供参考。

近年来，电驱离心压缩机组在天然气管道压气站中被大量采用，国产电驱机组虽然起步较晚，
但发展较快。回顾了国产电驱离心压缩机组在天然气管道的应用及发展概况，系统归纳了机组主要
单元的组合方式、成套方式、电动机、变频调速装置、控制系统的主要技术特点和现状。通过运行数
据分析、典型故障分析及与进口机组对比分析等方法，归纳总结了国产电驱机组相对进口压缩机组
的优势与不足，并在设计、运行、管理及售后方面提出建议。从20 MW 以上国产电驱机组研制、国
产电驱机组推广、变频高速异步电动机应用、集成式压缩机的研制以及磁浮轴承在国产分体式电驱
机组上的研制与应用等方面进行了展望，认为国产电驱机组必将成为未来中国天然气管道输送的核
心动力装备，也更加安全、环保、可靠、经济。

西南山地油气管道的建设与运行管理存在地质变化复杂、人员活动活跃“两大风险”，同时还 有法律法规标准适用性不强、建设及管理成本预算低、山地油气管道技术缺乏“三大问题”，使得管 道管理的系统性风险高、安全管控难度大。通过系统分析山地油气管道工程特征及管控难点，提出 依托数字化、智能化来解决风险的不可知与不可控、管控体系效能不够高的两大制约因素。结合山 地管道公司业务实际情况，提出了以“五纵两横、两大体系”为核心的数字化转型总体思路，形成了 山地管道智能化运行从数据感知、数据传输、数据存储及标准化、应用与决策优化到智能逻辑控制的 完整技术路线，提高了山地管道风险管控能力及管控效率。系统阐述了山地油气管道智能化建设基 础支撑层（两大体系）、具体应用层（五纵）、平台集成层（两横）的建设实践与成果，并提出了未来的发 展建议。（图1，表4，参20）

油气管道关键设备是国之重器，关乎国家能源安全。核心设备长期依赖进口，已成为制约中 国油气行业高质量发展的瓶颈。党中央、国务院高度重视国产化工作，决定自主攻关，全力防范和化 解“卡脖子”风险。在国家能源局、中国机械工业联合会的大力支持下，中国石油于2007 年开始陆 续启动油气管道设备国产化工作，先后设立两期国产化重大科技专项，联合中国35 个优势厂家共同 攻关，取得了压缩机组、输油泵机组、阀门等6 类关键设备国产化重大突破，打破了国外垄断，保障了 油气能源命脉的全面自主可控，引领和带动中国装备制造业向高端迈进。（表1，参20）

油田现场的油气管道外壁通常带有一定厚度的包覆层，脉冲涡流检测技术可实现不拆包覆层 条件下的壁厚检测，可节约大量的包覆层拆装成本。但包覆层的存在使得脉冲涡流检测传感器与管 道之间存在提离距离，导致传感器的等效电阻和电感发生变化，进而对脉冲涡流检测电压信号产生 影响，降低剩余壁厚反演的精度。基于此，采用支持向量机方法（Support Vector Machine，SVM）建 立了提离距离、检测电压信号晚期段斜率与管道壁厚之间的定量化反演模型。利用该模型对壁厚范 围5~21 mm 的阶梯试件开展了0~10 cm 提离距离条件下的剩余壁厚反演测试，反演结果的误差 控制在7％以内，验证了所得反演模型的有效性，并具有较高的实用价值，可为带包覆层的管道剩余 壁厚检测提供参考。（图4，表5，参20）

输油泵机组及其进出口连接管道在运行过程中出现的振动问题是影响输油管道安全稳定运行的主要威胁之一。分析了管道系统激振力的来源和振动成因，并给出了诊断方法。针对某长输管道输油泵进出口管道出现的振动现象，运用振动测试手段对输油泵及其进出口管道分别进行了振动检测和分析。当输油泵进出口管道振动速度有效值最大达到9.28 mm/s、峰值速度达到13.12 mm/s，则需对其进行整改。综合工艺参数、振动频谱等因素，给出了管道振动的原因是输油泵产生的流体脉动激励，建议更换额定流量更小的叶轮，以减小流体脉动，消除管道系统的振动激励源。更换后的进出口管道振动速度有效值最大为3.19 mm/s、峰值速度为4.51 mm/s，减振效果明显，验证了管道振动为输油泵产生的流体脉动激励所致，保障了输油管道的安全运行。（图6，表4，参20）

为了掌握高压直流输电工程接地极对埋地管道杂散电流干扰的影响规律，在17 个高压直流 输电工程接地极附近的12 条管道上安装了电位远程监测系统，对管道电位进行长时间连续监测。 通过管道电位变化分析接地极的干扰频次和干扰时间，以及管道受干扰程度、影响范围。监测结果 显示：通过对管道电位长时间连续监测能够准确判断出接地极对管道的干扰影响，2017 年17 个接 地极的总干扰频次为201 次，干扰总时长为657.31 h，较2016 年略有下降；监测到1 987 km 管道受 到接地极的干扰，其中华南地区接地极对管道的干扰较华东、华中及西北地区大。干扰电位分布规 律分析结果表明，接地极与管道的垂直距离越短，靠近接地极端杂散电流流入流出的管段越短，其对 远离接地极端的管道的干扰程度越大、干扰范围越广。（图7，表2，参21）

针对新疆某100 m3 航煤储罐的吸瘪事故，采用数值仿真技术，通过高阶壳单元有限元模型进 行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析，对小型航煤储罐的吸瘪机理进行了详细探讨。通过储罐运 行参数确定罐体承受负压范围，通过模态分析确定无缺陷罐体承受的极限负压，对比了不同工况下 储罐的变形和受力分布，确定了有缺陷储罐极限负压。研究表明，单纯负压并不能导致储罐吸瘪，初 始缺陷和呼吸不畅引发的负压共同导致储罐吸瘪，同时可根据临界载荷确定吸瘪时的储罐呼吸阀通 气量。研究成果可为储罐的修复及后续安全生产提供参考。（图8，表2，参20）

为了研究输电线路故障运行时，接地点短路电流对管道的电磁干扰程度，利用防雷接地分析 软件CDEGS 建立了输电线路杆塔接地网与埋地管道模型，计算分析了不同短路电流幅值、土壤电 阻率、管道间距下管道冲击电压的变化规律。提出了两种新型管道防护措施：①通过改变# 形和方 框射线形接地网形状参数，计算分析了管道冲击电压的变化规律，其表明接地网形状对接地电阻影 响很大，接地电阻越大，管道冲击电压越小；②沿管道敷设非金属屏蔽线（柔性石墨复合接地材料）， 对管道进行过电压防护，可以有效降低管道冲击电压，对管道起到保护作用。研究结果可为油气管 道设计施工及安全防护提供参考。（图8，表2，参20）

油气管柱长期受到地层运动的影响会发生挤压变形，且挤压程度难以度量。利用脉冲涡流的 油气管柱挤压形变估计反演算法，提出了一种基于AIC-RBF 的油气管柱挤压形变估计方法，该方 法包括基于赤池信息量准则（Akaike Information Criterion，AIC）的油气管柱形变多项式拟合优化 算法和基于径向基函数（Radial Basis Function，RBF）神经网络的多项式参数估计模型。对管柱不 同挤压段的脉冲涡流信号进行测试，获得对应的形变多项式函数，对挤压段的最小臂长进行量化，以 估计其形变程度。实验结果表明：与传统RBF 神经网络算法、BP 神经网络算法相比，AIC-RBF 算 法的量化误差更小、稳定性更强、量化速度更快，满足油气管柱挤压程度无损量化的需求。（图8， 表2，参22）

有效的有限元模型以及合理的网格划分是大型储罐局部缺陷应力分析的基础。为了在保持 计算精度的同时降低大型储罐有限元计算的计算量，通过初步分析弹性地基接触模型计算的储罐沉 降和变形，结合底板的应力分布和变形特点，将储罐底板翘离位置截面上的位移作为边界条件代替 未翘离的底板和整个地基，进而得到简化的二维储罐模型，通过研究各方向网格尺寸对计算结果的 影响获得合适的网格划分方式，最后得到简化的三维储罐模型。对比分析表明：经过简化的二维、 三维储罐模型，有足够的精度代替完整的弹性地基接触模型进行大型储罐的静力分析，既可用于计 算焊缝附近裂纹缺陷的应力强度因子，又可用于评估储罐的剩余强度。（图13，表1，参24）

为了研究RP-3 航空煤油及其所含杂质的物理特性，对华北某机场油库收发作业流程中3 个 不同进出油单元储罐进行取样，并抽滤得到航空煤油油样及固相杂质。采用密度测量仪、毛细管黏 度计、蒸馏瓶等实验仪器测定航空煤油油样的密度、黏度及含水率，并对固相杂质进行电镜扫描及 能谱分析。结果表明：3 个储罐内的航空煤油运动黏度为1.651 2～1.868 8 mm2/s、密度为0.794 9～ 0.795 6 g/cm3、含水率为0.007％～0.009％ ；固相杂质颗粒呈球形、棒状、长块形、四面体形等形状； 颗粒主要成分除了C、H、O、Si 等非金属元素，还包括Ca、Al、Mg、Fe、Mn、Co、Ti、K、W 等金属元 素；颗粒粒径范围为8～15 000 μm，杂质颗粒粒径大于150 μm、50～100 μm、30～50 μm 以及其他粒 径范围的质量占比分别为83％、15％、2.3％、0.1％。粒径大于150 μm 的杂质颗粒易于分离，而粒径 小于150 μm 的杂质颗粒通过常规方法则难以实现分离。为此，选取粒径20～150 μm 的杂质颗粒 为例，根据比重瓶法测定的密度结果，拟合得到了RP-3 航空煤油杂质颗粒的密度变化函数模型，可 为航空煤油固体杂质分离提供有效指导。（图7，表8，参21）

为保证穿越河流管段的正常运行，需要定期检测管道埋深。针对定向钻穿越大埋深管道检测 过程中电磁信号不稳定导致检测结果不准确的问题，通过改变不同埋深穿越管段的电磁信号校准方 法，对One-Pass 水下管道检测系统进行优化，提高其在定向钻穿越管道检测中的检测精度。结果 表明：利用优化后的电磁信号校准数据计算得到的结果与实际情况的符合度更高，说明优化后的 One-Pass 检测系统能满足水深40 m 范围内的定向钻穿越管道敷设状态检测要求。研究成果对定 向钻大埋深穿越河流管段敷设状态检测具有指导作用，对保障穿越河流管段的安全运行具有重要 意义。（图3，表1，参20）

长输天然气管道在生产运行过程中由于改造或检修作业的需求，对干线管道进行放空是其服 役期间的重要环节。通过对比国内外输气管道的3 种放空降压方式，并经过西气东输二线、三线管 网集中动火工艺处置实践的验证，总结了一种利用输气管道压缩机进行多管段连续降压后放空的阶 梯式降压方法。实践证明：与传统直接放空方法或外接压缩机降压放空方法相比，阶梯式降压法能 够大幅减少天然气放空损耗量和缩短放空时间，降低放空噪音对周边生产、经济活动的影响，具有高 效、经济、安全、环保的特点，特别适用于长距离输气管道多管段连续集中检修作业时的降压放空操 作。（图9，表4，参20）

为探究不同蜡沉积因素对大庆原油结蜡规律的影响，采用单一变量法，控制不同的结蜡时间、 油壁温差、温度区间、剪切速率等影响因素，利用某新型动态蜡沉积试验装置对大庆原油进行蜡沉积 对比试验。结果表明：当剪切速率一定时，随着结蜡时间延长，蜡沉积量逐渐增多，蜡沉积速率逐渐 降低；当结蜡筒壁温度不变且在析蜡点以下时，随着油温的升高，蜡沉积量逐渐增大；当油壁温差保 持不变且温度区间逐渐上升时，蜡沉积量逐渐减小；剪切应力与剪切剥离蜡量并非线性关系，当剪 切力达到某一临界值时，蜡沉积层会被油流冲刷下来。研究结果可为未来含蜡原油管道的输送提供 借鉴与技术支持。（图2，表5，参25）

为研究储液罐在双向地震波激励下的地震响应，以15×104 m3 立式浮放隔震储液罐为对象， 利用有限元软件ADINA 考虑接触非线性，进行大型立式浮放储罐隔震响应数值分析。整个系统主 要分为基础隔离部件和液体-结构相互作用子系统两部分，分别利用壳单元和势流体单元模拟罐体 结构和液体区域，并用弹簧-阻尼系统等效代替三维隔震。利用Bathe 积分法对储液罐进行提离响 应、加速度时程、液体晃动波高、罐壁应力变化、基底剪力及倾覆力矩分析。结果表明：在El Centro 地震波激励下，隔震前罐底发生了提离且提离区域呈“月牙形”，隔震后提离现象消失。在储液罐中 安装隔震层可以有效降低加速度、罐壁应力、基底剪力及倾覆力矩等动力响应，但隔震后储液罐液面 晃动的波高有所增大。研究成果可为储液罐的隔震设计提供参考。（图12，表1，参23）

为了评估小口径管道内复杂工况条件对全聚氨酯清管器通过性能的影响，分析可能造成清管 器整体断裂的原因，现场截取直径323.9 mm 的真实变形管道，利用三维数字扫描成像（Scan To 3D） 技术和聚氨酯材料力学性能实验，分别建立直径323.9 mm 全聚氨酯清管器通过直管单边变形和管 内结垢管道的3D 显式动力学仿真分析模型。通过对仿真模型进行求解，结果表明：全聚氨酯清管 器针对直管段管道单边凹陷变形、直管段管道内壁结垢等工况均具有较高的通过能力，且清管效果 良好。全聚氨酯清管器通过单边凹陷变形过程中产生的弯曲应力和接触应力不足以导致清管器表 面出现严重划伤、皮碗撕裂及整体断裂等情况；在通过管道内壁结垢管段的过程中，前后皮碗间筒 体上产生了轴向挤压大变形，同时严重的径向外扩撕扯是引起清管器筒体整体撕裂性断裂的主要原 因。研究结果可为提高中国小口径全聚氨酯清管器清管方案设计水平提供指导，并可促进其工程应 用的推广。（图9，表4，参20）

中缅原油管道澜沧江跨越段是整个中缅原油管道的“咽喉工程”，确保其安全运行显得尤为重要。 在相对于澜沧江跨越段下游的二维河流地图轮廓基础上，建立了跨越段溢油事故下游河道的二维计算 域。采用SST k -omega 湍流模型，结合追踪多相流界面的VOF 方法，针对澜沧江不同水期、不同泄漏位 置、不同泄漏方式共12 种泄漏工况分别进行了模拟计算；将12 种泄漏工况下泄漏到澜沧江的原油量均 按照最大泄漏量进行处理，分析了泄漏油品在江面的扩散情况、沿河流流向的扩散距离，得出不同影响 因素下原油在澜沧江中的扩散规律。模拟结果对于现场预判原油扩散的位置以及围油栏的投放具有参 考价值，可为澜沧江跨越段溢油事故的应急处置及环境保护提供有力的技术支持。（图18，表3，参20）

为了研究太阳辐射对浮顶油罐温度场的影响，有必要掌握受太阳辐射影响原油在浮顶油罐中 的温度变化规律。通过分析浮顶油罐与环境换热过程，建立2×104 m3 浮顶油罐的三维模型，对一 天内浮顶油罐油品及罐壁的温度变化进行数值模拟。结果表明：在以太阳辐射为主的环境变化影 响下，浮顶油罐的近壁面和浮盘处会产生温度梯度较大的高温油层，深层油品温度受到的影响较小。 结合模拟结果，提出了考虑太阳辐射时，在不同条件下使用不同罐壁温度计算公式的建议，从而降低 浮顶油罐容积的修正误差。（图6，表2，参24）

天然气作为一种清洁、绿色的能源，在全球能源消费结构中占比越来越重。目前，虽然已有大 量关于天然气供应链优化的研究，但多集中于单一供应方的最优需求分配，对多方竞争市场下的天 然气供应链优化研究鲜有报道。针对两供应方竞争同一市场，以两方所获总利润最大为目标函数， 考虑供需平衡约束、管道建设约束、站场建设约束以及储气库建设约束等，对两方分别建立混合整数 二次规划（Mixed Integer Quadratic Programming，MIQP）模型以及混合整数线性规划（Mixed Integer Linear Programming，MILP）模型，并结合粒子群（Particle Swarm Optimization，PSO）算法对模型进 行求解。将模型应用于某一沿海地区的天然气供应链系统，求解得到各供应方的供气方案和建设方 案。计算结果表明：该模型具有一定的适用性，模型求解的稳定性较好。研究成果对于考虑市场竞 争的天然气供应链优化、保障天然气资源供应的经济性和稳定性具有指导意义。（图7，表5，参20）

为研究储液罐在双向地震波激励下的地震响应，以15×104 m3 立式浮放隔震储液罐为对象，
利用有限元软件ADINA 考虑接触非线性，进行大型立式浮放储罐隔震响应数值分析。整个系统
主要分为基础隔离部件和液体-结构相互作用子系统两部分，分别利用壳单元和势流体单元模拟罐
体结构和液体区域，并用弹簧-阻尼系统等效代替三维隔震。然后利用Bathe 积分法对储液罐进行
提离响应、加速度时程、液体晃动波高、罐壁应力变化、基底剪力及倾覆力矩分析。结果表明：在El
Centro 地震波激励下，隔震前罐底发生了提离且提离区域呈“月牙形”，隔震后提离现象消失。在储
液罐中安装隔震层可以有效降低加速度、罐壁应力、基底剪力及倾覆力矩等动力响应，但隔震后储液
罐液面晃动的波高反而有所增大。