基石：首批天然气管道——第一部分

天然气压缩行业的基石之一，安全可靠的管道建设，在很大程度上是鲜为人知的。在美国石油开发初期，天然气除非能在油井附近利用，否则就被视为废料。尽管人们发现了巨大的天然气井，但天然气仍被视为“毫无价值的商品”，要么被燃烧掉，要么就任其逸散到大气中。当时，人们还没有想到要通过管道将天然气长距离输送，使其成为可交易的商品。

第一条输油管道是一条长5英里（8公里）、直径2英寸（51毫米）的锻铁管，于1865年建在宾夕法尼亚州皮索尔附近。尽管最初饱受嘲笑，但管道运输在当时与铁路和马车运输石油展开了竞争。约翰·D·洛克菲勒曾表示，如果没有管道的发展，整个石油行业的发展将会受到阻碍。

由于天然气无法装在桶里运输，因此必须修建地下管道才能输送到遥远的市场。

由木材制成

最早的天然气管道是用木头制成的，始于1821年的纽约州弗雷多尼亚。1823年，人们收集了伊利湖南岸冒出的天然气，并通过松木管道将其输送到一座灯塔。早在1854年，纽约州的几个城市就开始使用木制管道输送煤气，其中一些管道甚至一直使用到1929年。

图 1 空心原木燃气管道，带铁闸阀。

美国数千英里的长距离地下输油管道的起源，始于一项以惨败告终的大胆实验。1870年，一条从纽约州西布卢姆菲尔德到罗切斯特、长25英里（40公里）的输油管道开始动工。

当时大型铁管稀少，钢管尚未出现，所以人们使用掏空的松树干。将铁箍紧紧缠绕在长约 0.6 至 2.4 米（2 至 8 英尺）的掏空树干上，树干内外都涂上焦油。

连接处采用浸入热沥青中并插入另一根原木的方式密封。由于原木柔韧性差，转弯非常缓慢。管道中频繁安装铁制闸阀，图 1 所示即为一个使用多年后挖掘出的闸阀实例。

随着纽约项目的推进，天然气沿着管道流动。每安装一个阀门，都会先将其关闭，以保持约 8 磅/平方英寸（0.6 巴）的压力，用于泄漏测试。阀门并未完全关闭，因为担心井压会冲破管道。泄漏的修补方法是用浸透焦油的粗麻布条或南北战争时期剩余的毛毯包裹管道，并用两个用螺栓连接在一起的半圆铁环固定。

该项目在当时是一项重大的工程壮举。起初，泄漏很少，天然气以合适的压力输送到距离罗切斯特 5 英里（8 公里）处。但随后，高压积聚，管道爆裂。

这条输水管道最终于1872年建成通车，抵达罗切斯特。但它却饱受漏水、水和泥浆渗入管道并结冰的困扰。当用水量低时，管道内的压力就会积聚，最终导致管道爆裂。这条管道很快就被废弃了。

铁管的首次使用

铁管首次用于“长距离”天然气管道是在 1872 年。铸铁管早在 19 世纪 40 年代就已出现，各种直径的铸铁管和锻铁（球墨铸铁）管在油井现场被广泛使用。一条从牛顿到宾夕法尼亚州泰特斯维尔的 2 英寸（51 毫米）锻铁管道，能够将 90 psig（6.2 巴）的井口压力输送约 5 英里（8 公里）的天然气。

1876年，一条长17英里（27公里）、直径6英寸（152毫米）的铸铁天然气管道从宾夕法尼亚州巴特勒县铺设到埃特纳，为一家钢铁厂提供压力为119磅/平方英寸（8.2巴）的天然气。19世纪80年代，匹兹堡的其他钢铁厂也通过新建管道向周边地区的油井供气，其中一口油井是乔治·威斯汀豪斯在他自己的庄园里钻的。

图 2 1900 年左右，工人们正在用螺丝将一段段铁管连接起来。

1886 年， 《哈珀斯杂志》报道称，匹兹堡的天然气每天已经取代了超过一万吨的煤炭。

1885年，洛克菲勒家族铺设了一条从石油城到泰特斯维尔的8英寸（203毫米）锻铁管道，其中一部分使用了70年。1889年，公平天然气公司用0.25英寸（6.4毫米）厚的钢板制造了一条21英里（34公里）、36英寸（914毫米）长的管道，钢板用铆钉连接并用填缝剂密封以防止泄漏。

1886年，一条长87英里（140公里）、直径8英寸（203毫米）的锻铁管道从宾夕法尼亚州的凯恩延伸至纽约州的布法罗，管道采用螺纹接头连接。这条管道一直使用到1973年，当时进行了“翻新”，在其内部插入了一条直径4英寸（102毫米）的塑料管道。1898年，一条与之平行的直径8英寸（203毫米）管道首次使用了德莱瑟接头代替螺纹接头。这种由所罗门·R·德莱瑟开发的带有橡胶密封圈的“自密封”接头，使该管道能够在250磅/平方英寸（17.2巴）的压力下运行。

劳动密集型

早期管道建设非常耗费人力。管道沟槽是用镐和铲子挖掘的。工人们挥舞着八磅重的铁锤敲击钻杆，清除岩石，并在坚硬的岩层下开凿隧道。各种长度的铁管用骡队拉着马车或雪橇运来后，由钳工们将它们拧在一起并拧紧，如图2所示。

在弗雷多尼亚发现第一口天然气井后，花了近 70 年时间才弄清楚如何将天然气输送超过 100 英里（161 公里）。

1891 年，从印第安纳州格林伍德附近修建了两条平行的 120 英里（193 公里）、8 英寸（203 毫米）螺纹锻铁管道，井口压力为 525 psi（36.2 巴），通往伊利诺伊州芝加哥。

1900 年之后不久，天然气就传播到了俄亥俄州的辛辛那提、克利夫兰和托莱多等工业中心。

天然气管道——时间线。