王秀丽-油气管道安全评价研究和应用 - 图文

油气管道安全评价的研究和应用

王秀丽 黄继艳 曲杰

（大庆油田有限责任公司天然气分公司 黑龙江大庆 163416）

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摘 要：大庆油田天然气分公司油气管道的安全评价是运用肯特法（专家打分法）的原理，研究制

定出适合本单位生产实际的评价标准数据，对运行的油气管道可能存在的危险性及可能产生的后果，通过创建的平台软件进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的大小进行风险预警，同时提出相应的安全对策措施，将风险进行削减。2010年以来，相继对天然气分公司539条（段）油气管道进行应用，得到了很好的应用效果，取得了一定的效益。

关键词：油气管道；风险；安全；评价；应用

引言：

大庆油田天然气分公司油气管道主要承担着输送天然气、轻烃产品的集输任务，具有管径大、输送距离长、工作压力高、输油（气）量大及常年连续运行的特点。它一旦发生泄漏或火灾爆炸事故，必将造成巨大的经济损失，严重影响居民的正常生活，社会影响力较大，周围环境将破坏严重。因此，利用油气管道安全评价研究的手段，对有关管道设计、施工、运行过程中的各种危险有害因素进行综合分析与评判，进而为制定切实有效的防范措施和科学严谨的管理制度提供坚实的基础，达到降低风险、减少事故损失，优化投资效益的目的。

1 油气管道安全评价研究成果

运用肯特法的理论，结合油气管道实际设计、建设、运行、管理的相关数据条件，研究制 定出适合本单位生产实际的评价标准数据，对运行的天然气、轻烃管道可能存在的危险性及可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的大小，进行预警，提出相应的安全对策措施，形成油气管道风险评价模型。该评价模型首先将管线按照本身及经过的环境不同划分成若干管段，然后对引起管段失效的主要因素（第三方破坏、腐蚀原因、设计原因、 误操作原因）依据评分标准进行逐项评分，确定其指数和，并结合管段泄漏冲击指数，形成一 个相对风险数来表示管段的风险程度。相对风险数越大，管段的风险越小；相对风险数越小，管道越不安全。由于它较全面地考虑了管道实际危害因素，集合了大量事故统计数据和操作者的经验，所以结论可信度较高。该成果的评价框图如图1所示。

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作者简介：王秀丽，女，1972年3月生，曾毕业于大庆石油学院石油化工专业，现为大庆油田天然气分公司工程技术

大队安全评价室主任，工程师职称，主要从事安全技术研究、安全风险评价等方面工作。

Email：twangxl@petrochina.com.cn

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数据采集 第三方破坏 腐蚀原因 设计原因 误操作原因 危险指数和 泄漏冲击指数 相对风险数 动态修正 最终风险等级 图1评价框图

风险预警 防范措施

其中：

1.1 第三方破坏由最小埋深、活动水平、公众教育等9个条件标准确定； 1.2 腐蚀原因由大气腐蚀、內腐蚀、埋地管道腐蚀等19个条件标准确定；

1.3 设计原因是由钢管实际厚度、钢管计算厚度、管道安全系数等23个条件标准确定； 1.4 误操作原因是由设计误操作、施工误操作、运营误操作、维护误操作等4个条件标准确定；

1.5 由以上4个方面（第三方破坏、腐蚀原因、设计原因、误操作原因）确定其指数和，并结合管段泄漏冲击指数，形成一个相对风险数来表示管段的风险程度。

1.6 相对风险数经过检修度、动、静设备维修、动火、动土等15项动态修正后得到该段管道的最终风险等级。按照风险分级的标准，将风险共计分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。

1.7 风险等级确定后，按照等级的不同进行风险预警，同时采取相应的防范措施进行风险削减。

2 成果应用

自2010年以来，通过平台软件对全分公司范围内的储运系统的539条（段）油气管线进行了该项成果的推广应用，共推广应用三次。以评价埋地管道的投资额度为基础，以该项目成果应用后的实际的大修投资额度为参比，以扣除相关的检测费用来计算，实际获得395万元的

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直接经济效益。通过风险定量评价，将埋地的计划更换的850公里压力管道进行评价优化，实际更换了420公里，防腐层大修加内衬102公里，剩余328公里管道大修周期推迟到4年以后（其中120公里定于3年后重检，208公里定于5年后重检），按照管道的使用寿命为20年计算，相当于延长使用寿命1/4。

2.1 以大庆油田天然气分公司10条（段）油气管道为例：

2.1.1 评价对象：共计10条（段）管道，分别是储运三大队庆葡站71003号天然气管道（2#阀井至1#阀井）、71003号天然气管道（1#阀井至杏五一）、储运二大队输气一队24307号天然气管道（世纪大道至萨中供气站）、储运二大队输气一队21067号轻烃管道（中三节点至南压深冷）、储运二大队输气四队23613号天然气管道（中七浅冷站至站外500米）、23613号天然气管道（中七浅冷站外500米至向阳工业区）、储运二大队输气三队21508号轻烃管道（喇压至喇环东路段）、储运二大队输气二队21402号轻烃管道（北二一阀组至起重机械）、储运二大队输气二队21403号轻烃管道（东干线与南三路交界处至轻烃总库）、储运一大队输气一队15008-2号天然气管道（康乐小区至杏九）。

2.1.2 根据创建的第三方破坏标准数据表确定第三方破坏指数，见表1。

表1 第三方破坏指数

最小管道号 71003 71003 24307 21067 23613 23613 21508 21402 21403 管段标记 埋深 2#阀井至1#阀井 1#阀井至杏五一 世纪大道至萨中供气站 中三节点至南压深冷 20.00 20.00 19.65 19.65 水平 0 0 8.00 8.00 8.00 8.00 属设施 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 15.00 10.00 12.00 15.00 15.00 15.00 14.00 15.00 15.00 13.00 活动管道地上附… 巡线评定 坏指数 77.55 77.55 68.65 87.65 57.65 69.65 90.00 80.00 100.00 95.00 第三方破中七浅冷站至站外500米 19.65 中七站外至向阳工业区 喇压至喇环东路段 北二一阀组至起重机械 东干线交界至轻烃总库 19.65 19.65 20.00 20.00 0 20.00 15.00 20.00 8.00 15008-2 康乐小区至杏九

2.1.3 根据创建的腐蚀指数标准数据表确定腐蚀指数，见表2。

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表2 腐蚀指数

管道号 71003 71003 24307 21067 23613 23613 21508 21402 21403 管段标记 2#阀井至1#阀井 1#阀井至杏五一 世纪大道至萨中供气站 中三节点至南压深冷 中七浅冷站至站外500米 中七站外至向阳工业区 喇压至喇环东路段 北二一阀组至起重机械 东干线交界至轻烃总库 大气腐蚀 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 18.00 19.17 19.17 18.00 內腐蚀 37.00 37.00 21.00 21.00 26.50 26.50 26.50 26.50 26.50 37.00 埋地腐蚀 92.00 92.00 93.58 92.17 89.50 93.50 40.50 109.00 93.50 96.00 腐蚀指数 147.00 147.00 132.58 131.17 134.00 138.00 85.00 155.00 139.17 151.00 15008-2 康乐小区至杏九 2.1.4 根据创建的管道设计标准数据表确定管道设计指数，见表3。

表3 管道设计指数

管道安全管道号 71003 71003 24307 21067 23613 23613 21508 21402 21403 管段标记 系数 2#阀井至1#阀井 1#阀井至杏五一 世纪大道至萨中供气站 中三节点至南压深冷 中七浅冷站至站外500米 中七站外至向阳工业区 喇压至喇环东路段 北二一阀组至起重机械 东干线交界至轻烃总库 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 系数 4.00 4.25 3.95 4.00 2.73 6.60 4.00 10.00 10.00 4.50 2.00 5.00 1.5 2.35 3.50 3.50 2.50 0 4.00 3.50 系统安全疲劳 … 移动 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 指数 38.50 41.50 37.00 37.00 40.50 40.00 39.00 46.00 45.00 40.50 土壤管道设计15008-2 康乐小区至杏九 2.1.5 根据创建的标准数据表确定误操作指数，见表4。

表4 误操作指数

管道号

管段标记 设计误施工误4

运营误维护误误操作指数 操作 71003 71003 24307 21067 23613 23613 21508 21402 21403 2#阀井至1#阀井 1#阀井至杏五一 世纪大道至萨中供气站 中三节点至南压深冷 中七浅冷站至站外500米 中七站外至向阳工业区 喇压至喇环东路段 北二一阀组至起重机械 东干线交界至轻烃总库 14.00 14.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 13.00 操作 8.00 8.00 10.00 10.00 10.00 10.00 9.00 9.00 9.00 7.50 操作 16.50 18.60 17.50 16.30 17.50 19.50 17.50 17.00 16.35 17.50 操作 7.50 5.40 6.50 7.60 6.50 4.50 6.50 7.00 7.65 6.50 46.00 46.00 49.00 49.00 49.00 49.00 48.00 48.00 48.00 44.50 15008-2 康乐小区至杏九 2.1.6 根据创建的标准数据表确定危险指数和，根据矩阵法及相关标准确定初评等级、动态修正后等级，针对预警提出建议措施，同时进行专业化的风险削减，评价结果见表5。

表5 油气管道评价结果

危险指管道号 管段标记 数和 2#阀井至1#71003 阀井 1#阀井至杏71003 五一 世纪大道至24307 萨中供气站 中三节点至21067 南压深冷 中七浅冷至23613 站外500米 中七站外至23613 向阳工业区 74.59 Ⅲ Ⅰ 67.07 Ⅲ Ⅲ 55.38 Ⅲ Ⅱ 64.83 Ⅲ Ⅲ 81.13 Ⅲ Ⅱ 80.35 Ⅲ Ⅰ 等级 后等级 上报更换计划，在检修中更换，在未更换前加强巡按照建议已经将该段管线更换，达到安全运行条件，初评动态修正建议措施 风险消减情况 检和沿线居民的危险告知 风险已经削减 上报改造计划，在夏季检修时迁移。在未改造前加强巡检和沿线居民的危险告知 增强管廊的厚度，加强防腐检测 按照建议已经将该段管线移位，达到安全运行条件，风险已经削减 已经增强了管廊高度，每年按计划检测内防腐 加强内防腐检测，加强阴极保护 完善管道防腐保护设施，加强管线巡护及施工现场的管理 上报检修计划，更换老化管线，完善相关设施。 按计划检测内防腐，现在处于达标状态 按计划检测内防腐，现在处于达标状态 已经更换了该段管线，风险已经削减 5

加强巡检和增强警示、告喇压至喇环21508 东路段 北二一阀组21402 至起重机械 东干线交界21403 至轻烃总库 康乐小区至15008-2 杏九 83.22 Ⅳ Ⅲ 35.99 Ⅱ Ⅱ 47.07 Ⅱ Ⅱ 39.60 Ⅱ Ⅱ 知等保护措施，将事故发生的可能性和严重程度降至最低。 做好内防腐检测，加强管廊厚度 加强监护 按计划做好防腐检测 做好阴极保护 阴极保护 将强管廊的厚度 已加强管廊厚度

2.2 应用效果

2.2.1 将风险定量化，更加准确和直接。例如：从图1中可以明确看出，通过风险识别将一条管线按照生产运行数据、地域等条件分割成几段作为最小评价单元，通过评价程序将几个单元风险进行量化，对于风险高的单元（段），单独进行风险削减，标识为红色管段的管线为一级风险管段，我们已经将该段管线进行了更换，风险已经削减。

图1 管线定位图

2.2.2 降低储运系统的安全风险，提高了管道运行的实效性和安全可靠性，为油气产品的安全输送提供了保障。根据以往的统计数据，油气管道的安全评价应用可以减少30%风险事故。

2.2.3 油气管道的所属单位同意油气管道安全评价提出的风险预警和采取的措施建议，并按照建议进行了专业化的风险治理。

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2.2.4 天然气分公司原有的安全分析只是定性的风险识别，弥补了没有定量风险评价的空白。

2.2.5 油气管道安全评价的结果可用于操作规程的修订，提高运行管道操作规程的可操作性，从而确保储运系统平稳运行，降低生产成本。

2.2.6 油气管道安全评价的分析过程，有利于促进直线组织职责的落实，提高工艺、仪表、设备、输气等运行管理水平。

2.2.7 在进行油气管道安全评价的分析过程中，可以培养和筛选一批专业技术人才，使他们更加全面深入的了解油气管道运行的相关标准要求，提高各专业人员在安全管理中的参与度。

2.2.8 为检修、立项改造提供了可靠的技术支持，为领导的投资决策提供了依据。减少了资金浪费，创造了效益。

3 应用前景

通过油气管道安全评价分析过程证实，该方法适合油气管道的运行管理，不但适合在役的油气管道，更适合新建、改建、扩建的油气管道安全评价，通过评价分析，可以给出明确的预警指示，给出一些有价值的建议措施，规避风险，削减风险。

3.1 油气管道安全评价方法可推广至油气矿场、化工企业的城区和长输油气管道。 3.2 油气管道安全评价可以查找遗留的设计缺陷和现场生产运行管理的漏洞，降低工艺安全风险，提高本质安全水平。

3.3 油气管道安全评价的建议可作为管道检修、立项、改造的依据，可为领导的投资决策提供依据，也可为装置安全平稳运行提供技术支持。

3.4 减少运营投资成本，减少浪费。

3.5 缩短投产时间，减少投产后高昂的后期改造费用，排除油气管道在设计和操作中可能发生的突然停运、泄漏、爆炸、着火、中毒等恶性事故，从而提高油气管道的生产效率。

4 结束语

4.1 运用肯特法原理，制定切合实际的评价标准，所研究的油气管道安全评价法是一种简单实用的风险分析方法，给出了精确的定量数值，确定出风险的等级，相应进行预警，并采取措施进行风险削减。

4.2 该方法已形成一个评价体系，并且建设了软件评价平台，简单易行，容易推广，容易实现。由于采取的是相对风险评估方法，随着应用过程中资料的积累，就更有实用价值。

4.3 所创建的评价标准，已经形成一套适用于城区和长输油气管网的评价程序，并可以

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广泛应用。

参考文献

[1]潘家华.油气管道的风险分析.油气储运[M]，1995，14（5）：3-10

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0qvo.html