導(dǎo)讀：煤層氣是以煤層或煤系地層作為儲集巖，以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤空隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，其主要組成部分CH4占95%以上。煤層氣是非常規(guī)油氣資源中的一個重要組成部分，也是最為豐富且現(xiàn)實可采的天然氣資源，具有形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多有利條件。煤層氣熱值高，是通用煤的2-5倍，與天然氣相當(dāng)。煤層氣空氣濃度

    煤層氣是以煤層或煤系地層作為儲集巖，以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤空隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，其主要組成部分CH4占95%以上。煤層氣是非常規(guī)油氣資源中的一個重要組成部分，也是最為豐富且現(xiàn)實可采的天然氣資源，具有形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多有利條件。煤層氣熱值高，是通用煤的2-5倍，與天然氣相當(dāng)。煤層氣空氣濃度達到5%—16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對生態(tài)環(huán)境的破壞性極強。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%—85%。
    我國是煤炭生產(chǎn)和消費大國，煤炭和煤層氣資源十分豐富。根據(jù)國內(nèi)權(quán)威部門測算，我國的煤層氣資源為36.8萬億m³，大大高于美國11萬億m³的煤層氣資源量。我國對煤層氣的開發(fā)起步較晚，目前包括中聯(lián)煤氣公司、中石油煤層氣公司、晉煤集團等多家公司都在我國華北、西北地區(qū)多個盆地進行煤層氣的勘探開發(fā)。但勘探開發(fā)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，成套技術(shù)還不十分完善，近年來每年開采煤層氣僅40億m³左右。
1、超高分子量聚乙烯管道在煤層氣產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景
    美國、澳大利亞、加拿大等國家煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)達，在勘探開發(fā)生產(chǎn)過程中已廣泛使用大量的塑料管道，包括超高分子量聚乙烯管從煤層氣開采氣源到壓縮站的煤層氣管，和井下到地面污水處理的水處理超高分子量聚乙烯管，澳大利亞煤層氣項目正在大規(guī)模擴張，包括內(nèi)部和向外部出口市場上燃氣生產(chǎn)的巨大增加。這一項目的總投資預(yù)計超過300億澳元。超高分子量聚乙烯管成為煤層氣手機生產(chǎn)過程中水輸運所選擇的重要材料之一。預(yù)計5年后將超過PE100管材，管材直徑將達到800mm。在美國、加拿大同樣每年有大量的PE100管道、PVC管道、超高分子量聚乙烯管道等塑料管道，廣泛應(yīng)用于煤層氣的開發(fā)生產(chǎn)中，用來連接煤層氣壓縮站和水處理廠。在管材原料的選用、生產(chǎn)、測試、安裝等各個過程中，均已經(jīng)有成熟成套技術(shù)以及大量的實際經(jīng)驗和案例。
    煤層氣產(chǎn)業(yè)中塑料管道的應(yīng)用，主要包括煤層氣流向鏈條的上游和下游兩部分。塑料管道是煤層氣開采過程中，以及煤層氣輸送至壓縮站最好的材料，這一部分塑料管道涉及到煤層氣產(chǎn)業(yè)的上游用塑料管道，相對于目前我們的傳統(tǒng)超高分子量聚乙烯塑料管道應(yīng)用來說是新增的應(yīng)用領(lǐng)域。
2、超高分子量聚乙烯管道在煤層氣產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用挑戰(zhàn)
    迅速發(fā)展的煤層氣產(chǎn)業(yè)給超高分子量聚乙烯管道行業(yè)帶來機遇的同時，也給超高分子量聚乙烯管道從原材料樹脂、管道設(shè)計生產(chǎn)、安裝施工等多方面帶來了不同的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要由煤層氣產(chǎn)業(yè)管道應(yīng)用環(huán)境的不同所致，同時引入技術(shù)和管理方面的問題。
    首先，最重要的一個挑戰(zhàn)是煤層氣產(chǎn)業(yè)人員與超高分子量聚乙烯管道行業(yè)人員關(guān)于塑料管道認識上的不同。涉及煤層氣集輸管網(wǎng)的煤層氣產(chǎn)業(yè)上游人員，大多從事開采和集輸工作，他們所接觸的材料大多為金屬材料和金屬管道。因此在材料的認識、管道設(shè)計以及安裝施工上具有一定差別，兩個行業(yè)的人員需要相互溝通，相互了解不同的背景、應(yīng)用需求以及解決方案。
其次，管道的應(yīng)用環(huán)境給管道的設(shè)計和施工應(yīng)用帶來的較大挑戰(zhàn)。由于煤層氣惡劣的開采環(huán)境，以及集輸管網(wǎng)復(fù)雜的特點，從管道環(huán)境應(yīng)用技術(shù)角度講，管道需要面對高溫環(huán)境應(yīng)用、復(fù)雜地形和施工刮擦的考驗，以及現(xiàn)場高難度的焊接施工和系統(tǒng)測試等技術(shù)方面的挑戰(zhàn)。
    煤層開采過程中礦井中的水和氣通常溫度較高，甚至高達40℃以上；此外集輸管網(wǎng)通常暴露于大氣中，需要承受陽光的暴曬，較高溫度的應(yīng)用環(huán)境必然給超高分子量聚乙烯管材的使用壽命帶來影響，同樣這方面也是超高分子量聚乙烯管道的特長（不受光照環(huán)境的影響）。
當(dāng)然，煤層氣的集輸管網(wǎng)壓力不大，這對管道的應(yīng)用壽命具有正面作用。超高分子量聚乙烯管道的壽命設(shè)計必須考慮應(yīng)用環(huán)境溫度、應(yīng)用壓力，以及煤層氣開采工程的設(shè)計年限等綜合因素�？晒﹨⒖嫉膲勖O(shè)計在20年—30年之間，這需要大量的工作來達到行業(yè)的一致意見。
    煤層氣集輸管網(wǎng)密集、多分枝、變徑多，且途徑地形復(fù)雜，通常難以埋地開挖鋪設(shè)，更多的是暴露敷設(shè)和非開挖鋪設(shè)。因此對超高分子量聚乙烯管道材料提出了更加苛刻的要求，需要具有較好的柔韌性，能夠承受施工過程中一定的刮擦，對于超高分子量聚乙烯管材來說，這些條件意味著管材需要具有更由于的慢速裂紋增長性能。
    另一個重要的問題就是管道的現(xiàn)場施工焊接和系統(tǒng)測試。在復(fù)雜多變、多分枝、多變徑的煤層氣集輸管網(wǎng)中，需要有大量的管道焊接工作。這一焊接工作通常是在惡劣的環(huán)境條件下進行，這對熱熔焊接以及電熔焊接在設(shè)備技術(shù)和人員素質(zhì)和培訓(xùn)管理方面都是巨大的挑戰(zhàn)。

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