导读：煤层气是以煤层或煤系地层作为储集岩，以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤空隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，其主要组成部分CH4占95%以上。煤层气是非常规油气资源中的一个重要组成部分，也是最为丰富且现实可采的天然气资源，具有形成大规模产业发展的诸多有利条件。煤层气热值高，是通用煤的2-5倍，与天然气相当。煤层气空气浓度

    煤层气是以煤层或煤系地层作为储集岩，以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤空隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，其主要组成部分CH4占95%以上。煤层气是非常规油气资源中的一个重要组成部分，也是最为丰富且现实可采的天然气资源，具有形成大规模产业发展的诸多有利条件。煤层气热值高，是通用煤的2-5倍，与天然气相当。煤层气空气浓度达到5%—16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境的破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%—85%。
    我国是煤炭生产和消费大国，煤炭和煤层气资源十分丰富。根据国内权威部门测算，我国的煤层气资源为36.8万亿m³，大大高于美国11万亿m³的煤层气资源量。我国对煤层气的开发起步较晚，目前包括中联煤气公司、中石油煤层气公司、晋煤集团等多家公司都在我国华北、西北地区多个盆地进行煤层气的勘探开发。但勘探开发生产基础设施，成套技术还不十分完善，近年来每年开采煤层气仅40亿m³左右。
1、超高分子量聚乙烯管道在煤层气产业中的应用前景
    美国、澳大利亚、加拿大等国家煤层气产业发达，在勘探开发生产过程中已广泛使用大量的塑料管道，包括超高分子量聚乙烯管从煤层气开采气源到压缩站的煤层气管，和井下到地面污水处理的水处理超高分子量聚乙烯管，澳大利亚煤层气项目正在大规模扩张，包括内部和向外部出口市场上燃气生产的巨大增加。这一项目的总投资预计超过300亿澳元。超高分子量聚乙烯管成为煤层气手机生产过程中水输运所选择的重要材料之一。预计5年后将超过PE100管材，管材直径将达到800mm。在美国、加拿大同样每年有大量的PE100管道、PVC管道、超高分子量聚乙烯管道等塑料管道，广泛应用于煤层气的开发生产中，用来连接煤层气压缩站和水处理厂。在管材原料的选用、生产、测试、安装等各个过程中，均已经有成熟成套技术以及大量的实际经验和案例。
    煤层气产业中塑料管道的应用，主要包括煤层气流向链条的上游和下游两部分。塑料管道是煤层气开采过程中，以及煤层气输送至压缩站最好的材料，这一部分塑料管道涉及到煤层气产业的上游用塑料管道，相对于目前我们的传统超高分子量聚乙烯塑料管道应用来说是新增的应用领域。
2、超高分子量聚乙烯管道在煤层气产业中的应用挑战
    迅速发展的煤层气产业给超高分子量聚乙烯管道行业带来机遇的同时，也给超高分子量聚乙烯管道从原材料树脂、管道设计生产、安装施工等多方面带来了不同的挑战。这些挑战主要由煤层气产业管道应用环境的不同所致，同时引入技术和管理方面的问题。
    首先，最重要的一个挑战是煤层气产业人员与超高分子量聚乙烯管道行业人员关于塑料管道认识上的不同。涉及煤层气集输管网的煤层气产业上游人员，大多从事开采和集输工作，他们所接触的材料大多为金属材料和金属管道。因此在材料的认识、管道设计以及安装施工上具有一定差别，两个行业的人员需要相互沟通，相互了解不同的背景、应用需求以及解决方案。
其次，管道的应用环境给管道的设计和施工应用带来的较大挑战。由于煤层气恶劣的开采环境，以及集输管网复杂的特点，从管道环境应用技术角度讲，管道需要面对高温环境应用、复杂地形和施工刮擦的考验，以及现场高难度的焊接施工和系统测试等技术方面的挑战。
    煤层开采过程中矿井中的水和气通常温度较高，甚至高达40℃以上；此外集输管网通常暴露于大气中，需要承受阳光的暴晒，较高温度的应用环境必然给超高分子量聚乙烯管材的使用寿命带来影响，同样这方面也是超高分子量聚乙烯管道的特长（不受光照环境的影响）。
当然，煤层气的集输管网压力不大，这对管道的应用寿命具有正面作用。超高分子量聚乙烯管道的寿命设计必须考虑应用环境温度、应用压力，以及煤层气开采工程的设计年限等综合因素。可供参考的寿命设计在20年—30年之间，这需要大量的工作来达到行业的一致意见。
    煤层气集输管网密集、多分枝、变径多，且途径地形复杂，通常难以埋地开挖铺设，更多的是暴露敷设和非开挖铺设。因此对超高分子量聚乙烯管道材料提出了更加苛刻的要求，需要具有较好的柔韧性，能够承受施工过程中一定的刮擦，对于超高分子量聚乙烯管材来说，这些条件意味着管材需要具有更由于的慢速裂纹增长性能。
    另一个重要的问题就是管道的现场施工焊接和系统测试。在复杂多变、多分枝、多变径的煤层气集输管网中，需要有大量的管道焊接工作。这一焊接工作通常是在恶劣的环境条件下进行，这对热熔焊接以及电熔焊接在设备技术和人员素质和培训管理方面都是巨大的挑战。

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