油氣管道完整性管理理念和關(guān)鍵技術(shù)研究

孟韓 徐佳楠

(中國石油北京油氣調(diào)控中心,北京 100007)

在1971至1992年這20年內(nèi)，我國東北輸油管道、輪庫輸油管道、采石輸油管道以及四川輸氣管網(wǎng)南干線，分別發(fā)生了累計140余次的管道爆裂事故，停輸和整修時間直接造成國家巨大的經(jīng)濟損失。在20世紀60年代末期，國外就開始在管線技術(shù)方面進行研究，對管道進行排查、檢測以及維護。管道運行的經(jīng)濟安全性十分重要，20世紀90年代，很多發(fā)達國家率先提出管道完整性一體化評價，隨之管道檢測維護技術(shù)的發(fā)展，逐步形成一套完整的評價規(guī)范和準則。因此，完備的管道完整性管理技術(shù)，是我國錯綜復雜成千上萬管線所需要的技術(shù)，更是維護國家經(jīng)濟、人民生活正常運行和環(huán)境保護的有效措施，要明確國內(nèi)的技術(shù)差距，借鑒國外的先進技術(shù)，完善適合我國管道完整性缺陷和不足，促進我國油氣管道完整性技術(shù)不斷向先進發(fā)展。

1 油氣管道管理理念和技術(shù)路線

1.1 管理理念

對油氣管道的完整性管理，主要是基于對潛在的威脅油氣管道正常運轉(zhuǎn)的風險因素預判與分析，根據(jù)現(xiàn)場情況及時做出防范措施，將風險損失降到最低限度，確保油氣管道正常運輸狀態(tài)。管理理念包括如下3點[1-2]。

①油氣管道運輸功能的完整性；

②油氣管道運輸狀態(tài)的可控性；

③油氣管道日常維護以及防范風險的在線性。

1.2 技術(shù)路線

油氣管道完整性管理技術(shù)路線如表1所示。

表1 油氣管道完整性技術(shù)路線

在油氣輸送的過程中，所涉及到的管道設(shè)備、儀器裝置，要進行細致的檢測和維護，對管道所途經(jīng)的自然環(huán)境進行評估與分析，對油氣管道材質(zhì)要進行適用性評價，對管理人員以及現(xiàn)場操作人員分析與識別風險的能力要進行培訓，這些都是管道完整性管理的最為基礎(chǔ)的部分。按照系統(tǒng)、完善的完整性管理體系來執(zhí)行油氣管道的管理工作，是油氣管道正常運行的前提[3]。下圖為油氣管道系統(tǒng)完整性管理體系結(jié)構(gòu)。

潛在風險因素判斷與識別是控制風險、降低損失的關(guān)鍵，油氣管道運行能力的檢測與評估是油氣管道持久輸送的保證。當然管理人員增強風險預判能力，以及準確分析與處理檢測結(jié)果可應急處理管道事故。

2 油氣管道完整性管理關(guān)鍵技術(shù)

油氣管道完整性管理關(guān)鍵技術(shù)包括如下幾點，如圖2所示。

圖2 油氣管道完整性管理的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 管道運行風險評價技術(shù)

對油氣管道運行潛在風險進行評價技術(shù)，主要包括定性、半定量和定量3種技術(shù)方法。①定性方法：根據(jù)專家意見，結(jié)合實際油氣管道運行狀態(tài)，對單一因素影響管道運行事故發(fā)生的幾率進行分析，并給出風險等級。②半定量方法：基于管道輸送歷史運行數(shù)據(jù)少的基礎(chǔ)上，采取風險指數(shù)對管道事故風險進行分級的方法。③定量方法：根據(jù)油氣管道事故數(shù)據(jù)，采取概率統(tǒng)計法，計算出每一個風險因素下的管道失效概率，對管道失效數(shù)據(jù)依賴大，需要足夠多的失效數(shù)據(jù)。

2.2 管道檢測技術(shù)

目前采用的比較多的風險檢測技術(shù)是美國API開發(fā)的RBI(risk-basedinspection)。該檢測技術(shù)可以優(yōu)化管理管段及設(shè)備檢測程序，完善油氣管道檢測規(guī)劃，對不同程度缺陷的油氣管道都能良好的檢測[4]。

2.3 缺陷管道補強修復技術(shù)

國內(nèi)廣泛應用油氣管道補強修復技術(shù)如表2所示。

表2 油氣管道補強修復技術(shù)

對油氣管道補強處理主要是在室內(nèi)進行的，管道事故現(xiàn)場進行簡單的操作即可完成。目前。國內(nèi)正在進行新型復合材料的研發(fā)，研制出一種更具經(jīng)濟價值的補強技術(shù)，來對有缺陷破損的管道進行修復，以期達到快速修復與補強的目的，降低管道運行風險[5]。

2.4 GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫

GIS技術(shù)包括4個部分和6個功能[5]。分別是硬件與軟件環(huán)境、空間和非空間數(shù)據(jù)?；竟δ馨ㄝ斎搿㈩A處理、數(shù)據(jù)管理、查詢、分析和輸出等。根據(jù)GIS技術(shù)可視化的功能，可以實時監(jiān)控油氣管道運行狀態(tài)，實時維護管道正常運行。應用GIS技術(shù)之前要建立油氣管道運行數(shù)據(jù)庫，根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)構(gòu)建空間模型，以實現(xiàn)油氣管道運營狀態(tài)的可視化，在線對管道運行參數(shù)和狀態(tài)進行監(jiān)視、分析、檢測以及完善。

3 結(jié)論

建立完備的管道完整性管理技術(shù)，是我國錯綜復雜成千上萬管線所需要的技術(shù)?；趯撛诘耐{油氣管道正常運轉(zhuǎn)的風險因素預判與分析，根據(jù)現(xiàn)場情況及時做出防范措施，將風險損失降到最低限度，確保油氣管道正常運輸狀態(tài)。在油氣管道運行數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，結(jié)合風險評價、風險監(jiān)測、補強壓力技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理等關(guān)鍵技術(shù)手段，對事故風險進行綜合性、一體化分析與判斷，對風險評價結(jié)果進行正確的分析，定量評價出油氣管道運行等級，制定不同等級的防護對策，才能確保油氣管道持久、安全、穩(wěn)定地運行，才能實現(xiàn)油氣管道完整性管理目的。

[1]董紹華.管道完整性技術(shù)與管理[M]．中國石化出版社，2007．

[2]馬志祥.油氣長輸管道風險管理[J].油氣儲運，2005,24(2):1-7.

[3]李鶴林.油氣管道運行安全與完整性管理[J].石油科技壇,2007,16(2).

[4]王曉霖,帥建,左尚志.長輸管道完整性數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)庫的建立[J].油氣田地面工程，2008，27(11)：45-47.

[5]李艷,袁宗明,胡世強.長輸管道修復技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].化工設(shè)備與管道,2007,44(1):53-55.