阿拉斯加输油管道的故事:工程师的回顾与展望

1973年,年轻工程师Elden Johnson踏上了一项雄心勃勃且充满不确定性的工程——一条长达800英里的钢质输油管道,穿越冰冻的土地,输送温暖的原油。

许多年后,Johnson回首往昔,称这一项目为“人类与永冻土相互作用的伟大故事”。

这条横跨阿拉斯加的跨阿拉斯加输油管道,从普鲁多湾到瓦尔迪兹,全长800英里,现已进入第二个生命周期。其直径为4英尺、厚度为半英寸的钢管最初设计使用寿命为30年,阿拉斯加州及美国内政部批准其再运行30年。

“这就像一辆车。”2008年,站在费尔班克斯的输油管道下,Johnson在一场关于永冻土的会议上说道,“只要你维护得当,它就能继续运作。”

永冻土是上一个冰河时代的遗留物,位于输油管道800英里长度的75%以下。当富含冰的永冻土融化时,地下出现沉陷,从而对上方结构造成影响。

在1969年普鲁多湾发现石油后,开发者们对北极地区的情况并不熟悉,原本打算将整条管道埋在地下。然而,经过对在永冻土上建筑危险的评估后,工人们决定,380英里的管道将埋于地下,而420英里的部分则选择高架建设。

Johnson表示,最初设计虽然优秀,但并非完美。他回忆起在从尤肯河到Coldfoot的施工检查中发现的不稳定的永冻土,并建议重新设计部分管道。与传统埋地管道相比,工程师们选择了更昂贵且耗时的高架设计。

“我们为至少20%的距离更改了设计,”Johnson说道。“这些决定令人痛苦,可能会影响启动的时间表。”

后来,高架建设的决定证明是明智的。尽管工程师们每800英尺就钻孔检查一次永冻土,但他们并未完全掌握地下情况。

在管道运行两年后的1979年,由于永冻土融化,埋地部分的管道发生了扭曲和泄漏。在这两起事件中,输油管的温度可高达华氏145度,造成约4英尺的沉降。工程师们对这些问题进行了修复。

Alyeska的承包商们定期检查管道,以观察沉降迹象以及高架管道支撑柱的热管道是否正常运作,这些热管道帮助支撑柱固定在永冻的土壤中。经历了早期快速融化的阶段后,埋地管道已经变得相对稳定。

“现在埋地管道的风险变得最小。”Johnson在2008年说道。

自1977年6月投入运行以来,这条管道已输送超过180亿桶原油,尽管出现过两次由于永冻土问题而导致的短暂停运。Johnson估算,与永冻土相关的维护费用在管道运营期间占总运营成本的5%到10%。

“这是在北极地区经营的成本。”他补充道。

图片源于:https://www.adn.com/alaska-news/science/2025/05/30/how-a-young-engineer-navigated-permafrost-to-develop-one-of-most-ambitious-and-uncertain-projects-in-the-world/