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国内外油气管道完整性管理技术比对研究

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国内外 油气 管道 完整性 管理 技术 研究
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T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月国 内 外 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 比 对 研 究*姚 安 林 刘 艳 华 李 又 绿 蒋 宏 业西 南 石 油 大 学 建 筑 工 程 学 院 ( 四 川 成 都 6 1 0 5 0 0 )摘 要 基 于 大 量 国 内 外 文 献 资 料 信 息 , 通 过 对 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 发 展 背 景 、 国 外 的 最 新 研 究 动 态 和 技 术 成 果 , 以 及 国 内技 术 发 展 现 状 的 概 括 分 析 和 比 对 研 究 , 深 入 分 析 了 我 国 当 前 在 管 道 完 整 性 管 理 技 术 领 域 相 对 发 达 国 家 的 技 术 水 平 所 存 在 的 明显 差 距 。 在 此 研 究 基 础 上 , 提 出 几 点 有 助 于 加 快 我 国 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 发 展 步 伐 的 建 议 。关 键 词 油 气 管 道 完 整 性 管 理 国 内 外 技 术 现 状A b s t r a c t B a s e d o n a l a r g e n u m b e r o f b i b l i o g r a p h i e s a n d i n f o r m a t i o n a t h o m e a n d a b r o a d , t h e p a p e r s u m m a r i z e s t h e d e v e l o p m e n tb a c k g r o u n d s o f p i p e l i n e i n t e g r i t y t e c h n o l o g y a n d c o n t r a s t s t h e l a t e s t r e s e a r c h a c h i e v e m e n t a t a b r o a d w i t h t h e t e c h n i c a l d e v e l o p m e n ts t a t u s i n C h i n a . A t t h e s a m e t i m e , a d e e p a n a l y s i s f o c u s e s o n t h e d i f f e r e n c e i n t h e f i e l d o f p i p e l i n e i n t e g r i t y m a n a g e m e n t t e c h n o l o g yb e t w e e n d e v e l o p e d c o u n t r i e s a n d o u r c o u n t r y . A c c o r d i n g t o t h e a b o v e s t u d y , s o m e s u g g e s t i o n s a r e p r o p o s e d w h i c h c a n h e l p o u r c o u n -t r y s p e e d u p t h e d e v e l o p m e n t i n i n t e g r i t y m a n a g e m e n t t e c h n o l o g y o f o i l & g a s p i p e l i n e s .K e y w o r d s o i l & g a s p i p e l i n e ; i n t e g r i t y m a n a g e m e n t ; t e c h n o l o g y s t a t u s a t h o m e a n d a b r o a 油 气 管 道 在 历 经 一 个 世 纪 的 发 展 之 后 , 其 建 设规 模 及 适 用 范 围 都 在 不 断 地 发 展 和 扩 大 , 油 气 管 网已 经 遍 布 世 界 各 地 。 当 前 世 界 各 国 在 用 管 道 的 总 量约 有 2 5 0 × 1 04k m , 其 中 旧 管 道 数 量 惊 人 。 据 统 计[ 1 ], 美国 在 用 管 道 已 有 超 过 半 数 的 管 道 使 用 了 4 0 年 以 上 ;俄 国 的 油 气 输 送 管 道 在 今 后 十 几 年 内 将 有 5 0 % 的管 道 接 近 其 设 计 寿 命 ; 截 止 2 0 0 0 年 , 西 欧 的 3 1 ×1 04k m 输 油 管 道 中 , 超 过 4 2 % 的 管 道 使 用 了 3 5 年 以上 , 只 有 1 1 % 的 使 用 时 间 低 于 1 0 年 。 随 着 管 道 逐 渐步 入 服 役 的 中 晚 期 , 各 种 事 故 频 繁 发 生 , 对 环 境 、 人员 和 财 物 均 造 成 了 重 大 损 失 。 如 何 安 全 有 效 地 评 价这 些 老 管 道 , 制 定 合 理 的 完 整 性 管 理 策 略 , 预 防 和 控制 管 道 事 故 的 发 生 , 已 成 为 刻 不 容 缓 的 技 术 难 题 。本 文 力 求 通 过 国 内 外 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 比对 分 析 , 明 确 我 国 在 这 一 领 域 的 技 术 差 距 , 为 加 快 我国 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 发 展 步 伐 提 供 参 考 借鉴 。发 达 国 家 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术的 发 展 背 景国 外 油 气 管 道 安 全 评 价 与 完 整 性 管 理 技 术 起 源于 2 0 世 纪 7 0 年 代 。 当 时 欧 美 等 工 业 发 达 国 家 在 二战 以 后 兴 建 的 大 量 油 气 长 输 管 道 己 进 入 老 龄 期 , 各种 事 故 频 繁 发 生 , 造 成 了 巨 大 的 经 济 损 失 和 人 员 伤亡 , 大 大 降 低 了 各 管 道 公 司 的 盈 利 水 平 , 同 时 也 严 重影 响 和 制 约 了 上 游 油 ( 气 ) 田 的 正 常 生 产 。 为 此 美 国首 先 开 始 借 鉴 经 济 学 和 其 它 技 术 领 域 中 的 风 险 分 析技 术 来 评 价 油 气 管 道 的 风 险 性 , 以 期 最 大 限 度 地 减少 油 气 管 道 的 事 故 发 生 率 和 尽 可 能 地 延 长 重 要 干 线管 道 的 使 用 寿 命 , 做 到 合 理 地 分 配 有 限 的 管 道 维 护费 用[ 2 ]。到 了 2 0 世 纪 8 0 年 代 , 一 些 欧 洲 管 道 工 业 发 达国 家 的 管 道 公 司 开 始 制 定 并 完 善 了 管 道 风 险 评 价 的技 术 标 准 , 建 立 了 油 气 管 道 风 险 评 价 的 信 息 数 据 库 ,研 发 出 了 实 用 的 评 价 软 件 程 序 , 使 得 管 道 的 风 险 评价 技 术 向 着 半 定 量 化 、 定 量 化 和 智 能 化 的 方 向 发 展 。英 国 油 气 管 网 公 司 在 9 0 年 代 初 就 对 油 气 管 道 进 行了 完 整 性 管 理 , 制 定 了 一 整 套 的 管 理 办 法 和 工 程 框架 文 件 , 帮 助 管 道 维 护 人 员 了 解 风 险 的 属 性 , 及 时 处理 突 发 事 件 。 并 在 1 9 9 6 年 把 基 于 风 险 的 管 道 完 整 性管 理 方 法 写 入 立 法 , 全 面 推 广 使 用 。从 2 0 世 纪 8 0 年 代 以 来 , 油 气 管 道 风 险 管 理 技术 在 发 达 国 家 得 到 了 迅 速 的 推 广 应 用 , 到 了 9 0 年代 , 美 国 的 许 多 油 气 管 道 都 已 应 用 了 风 险 管 理 技 术与 完 整 性 管 理 技 术 来 指 导 管 道 的 维 护 工 作 。 1 9 9 1年 , A S M E 提 出 了 油 气 管 道 基 于 风 险 检 验 的 指 导 性准 则 , 美 国 洲 际 天 然 气 协 会 ( I N G A A ) 针 对 天 然 气 管道 工 业 对 风 险 管 理 中 的 风 险 概 念 、 度 量 、 评 估 和 管 理等 问 题 提 出 了 指 导 性 原 则 , 1 9 9 2 年 美 国 海 湾 出 版 公司 正 式 出 版 了 W . K . M u h l b a u e r 编 著 的 《 管 道 风 险 管理 手 册 》 , 1 9 9 6 年 美 国 运 输 部 ( D O T ) 制 定 了 油 气 管 道风 险 管 理 示 范 规 划 , 在 美 国 的 管 道 安 全 法 规 中 明 确* 本 项 研 究 得 到 国 家 科 技 支 撑 计 划 课 题 ( 编 号 : 2 0 0 6 B A K 0 2 B 0 1 ) 资 助 。研 究 与 探 讨5T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 管 线 投 产 前 必 须 进 行 安 全 风 险 评 价 。进 入 2 0 世 纪 9 0 年 代 后 , 一 些 重 大 的 管 道 事 故促 使 人 们 进 一 步 认 识 到 管 道 完 整 性 管 理 的 重 要 性 。如 : 1 9 8 9 年 6 月 , 前 苏 联 乌 拉 尔 山 隧 道 附 近 由 于 天 然气 管 道 泄 漏 引 起 大 爆 炸 , 烧 毁 了 两 列 火 车 , 死 伤 8 0 0多 人 , 成 为 震 惊 世 界 的 灾 难 性 事 故 。 1 9 9 6 年 6 月 2 6日 , 美 国 科 罗 尼 尔 管 道 公 司 的 一 条 直 径 3 6 i n 的 成 品油 管 道 破 裂 , 成 百 万 加 仑 的 柴 油 一 下 子 倾 泻 到 南 卡罗 来 纳 州 的 里 德 河 中 , 对 环 境 产 生 了 极 为 严 重 的 破坏 。 1 9 9 9 年 6 月 1 0 日 在 华 盛 顿 的 B e l l i n g h a m 发 生的 管 道 事 故 中 , 7 6 3 t 汽 油 流 进 W h a t c o m 河 , 3 人 死亡 , O l y m p i c 管 道 公 司 被 华 盛 顿 州 和 美 国 运 输 部 罚款 3 0 0 万 美 元 ; 2 0 0 0 年 8 月 9 日 在 新 墨 西 哥 州 的C a r l b a d 发 生 的 管 道 事 故 造 成 1 2 人 死 亡 , 爆 炸 后 留下 长 达 2 6 . 3 m 的 大 坑 , E L P a s o 天 然 气 管 道 公 司 由于 违 反 安 全 规 定 而 遭 受 2 5 2 万 美 元 的 刑 事 处 罚 。2 0 0 0 年 3 月 9 日 , 美 国 开 拓 者 管 道 公 司 的 一 条 直 径2 8 i n 的 输 油 管 道 在 达 拉 斯 东 北 4 5 k m 的 格 林 维 尔 破裂 , 导 致 5 6 万 多 g a l 的 汽 油 泄 漏 , 也 造 成 了 较 为 严重 的 后 果[ 4 ]。 众 多 的 管 道 事 故 使 得 一 些 大 的 油 气 管道 公 司 开 始 寻 求 一 种 科 学 有 序 的 管 道 完 整 性 管 理 模式 , 并 率 先 制 订 和 改 进 了 管 道 完 整 性 管 理 计 划 , 逐 渐形 成 了 一 套 较 为 完 整 的 油 气 管 道 完 整 性 管 理 体 系 。发 达 国 家 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术的 研 究 动 态 和 应 用 实 践目 前 , 发 达 国 家 的 油 气 管 道 完 整 性 管 理 已 形 成较 为 系 统 的 理 论 和 方 法 , 完 整 性 管 理 技 术 也 正 逐 步由 基 于 规 范 预 测 的 完 整 性 管 理 技 术 标 准 向 基 于 风 险评 价 的 完 整 性 管 理 方 案 决 策 发 展 , 完 整 性 管 理 技 术已 成 为 全 球 石 油 行 业 研 究 的 热 点 。 在 管 理 上 , 国 际大 型 油 气 管 道 企 业 以 管 道 完 整 性 管 理 为 核 心 , 建 立起 了 专 业 化 分 工 明 确 、 管 理 职 责 到 位 的 管 理 体 系 与运 行 机 制 。1 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 标 准美 国 有 两 部 管 道 完 整 性 管 理 标 准 : 《 A S M 1 . 8 s - M a n a g i n g I n t e g r i t y S y s t e m O f G a s P i p e l i n 0 2 》 ( 《 A S M E B 3 1 . 8 s 输 气 管 道 完 整 性 管 理 》 ) 和《 A P I 1 1 6 0 - 2 0 0 1 - M a n a g i n g S y s t e m I n t e g r i t y f o r H a z -a r d o u s L i q u i d P i p e l i n e s 》 ( 《 A P I 1 1 6 0 - 2 0 0 1 危 险 液 体管 道 系 统 的 完 整 性 管 理 》 ) , 分 别 针 对 气 体 输 送 管 道和 危 险 液 体 管 道 系 统 的 完 整 性 管 理 的 过 程 和 实 施 要求 进 行 了 规 定[ 4 ]。A S M E B 3 1 . 8 s 是 输 气 管 道 完 整 性 管 理 的 标 准 ,它 是 对 《 A S M E B 3 1 . 8 G a s T r a n s m i s s i o n a n d D i s t r i b u -t i o n P i p i n g S y s t e m 》 ( 《 A S M E B 3 1 . 8 天 然 气 输 气 管 道与 配 气 管 道 系 统 》 ) 的 补 充 , 目 的 是 为 管 道 系 统 的 完整 性 和 完 整 性 管 理 提 供 一 个 系 统 的 、 广 泛 的 、 完 整 的方 法 。 A S M E B 3 1 . 8 s 已 得 到 B 3 1 标 准 委 员 会 和A S M E 技 术 规 程 与 标 准 委 员 会 的 承 认 , 并 在 2 0 0 2 年被 批 准 为 美 国 国 家 标 准 。 其 它 一 些 涉 及 管 道 完 整 性评 估 技 术 、 完 整 性 检 测 技 术 、 完 整 性 修 复 和 维 护 技 术的 标 准 , 读 者 也 可 从 文 献 [ 4 ] 中 查 到 。2 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 研 究 动 态( 1 ) 油 气 管 道 完 整 性 管 理 的 体 系 要 素美 国 立 法 变 更 已 经 增 加 了 使 用 基 于 风 险 的 完 整性 管 理 , 包 括 以 下 基 本 要 素 :!数 据 收 集 和 综 合 — —— 推 动 风 险 评 估 。!危 险 辨 别 — —— 识 别 出 可 能 导 致 断 裂 、 泄 漏 或者 服 务 中 断 的 危 险 。 典 型 危 险 因 素 包 括 : 腐 蚀 、 第 三方 破 坏 、 地 层 移 动 、 制 造 缺 陷 、 误 操 作 等 。!后 果 评 估 — —— 评 估 破 裂 、 泄 漏 或 者 供 应 中 断的 后 果 。 后 果 可 能 包 括 人 员 死 亡 或 者 受 伤 、 环 境 破坏 、 收 入 损 失 、 财 产 损 失 、 信 誉 损 失 等 。!管 段 划 分 — —— 管 线 系 统 被 分 成 很 多 管 段 , 这些 管 段 所 处 的 危 险 状 况 、 事 故 后 果 不 同 于 其 它 管 段的 危 险 状 况 或 事 故 后 果 。 例 如 通 常 需 要 对 陆 上 管 道和 海 底 管 道 分 别 进 行 评 估 。!风 险 分 析 — —— 评 估 危 险 的 失 效 概 率 和 失 效 后果 并 将 两 者 相 乘 度 量 出 每 种 危 险 的 风 险 。 那 么 就 可以 把 每 种 危 险 的 风 险 联 合 起 来 给 出 每 个 管 段 风 险 水平 的 整 体 评 估 。!风 险 评 估 — —— 计 算 的 风 险 与 一 个 可 接 受 的 或者 目 标 风 险 水 平 ( 基 准 值 ) 相 比 较 , 确 定 出 高 风 险 的管 段 / 管 线 / 危 险 区 域 。!缓 解 — —— 制 定 计 划 去 控 制 辨 别 出 的 风 险 。 这是 一 个 重 要 的 阶 段 , 要 求 必 须 对 相 关 危 险 区 域 明 确定 位 。!评 论 和 更 新 这 个 过 程 是 持 续 的 , 并 且 必 须 对检 查 和 维 护 结 果 进 行 反 复 分 析 。美 国 R i c h a r d D . T u r l e y 等 人 于 2 0 0 7 年 8 月 2 8日 申 请 到 一 项 关 于 管 道 完 整 性 管 理 流 程 的 专 利 。 该专 利 给 出 了 一 种 降 低 油 气 管 道 风 险 和 失 效 后 果 的 方法 , 包 括 识 别 出 对 环 境 和 管 道 安 全 有 直 接 影 响 的 管道 泄 漏 , 特 别 是 识 别 出 高 后 果 区 域 ; 通 过 分 析 各 种 数据 信 息 制 定 基 本 评 价 计 划 ; 建 立 预 防 和 缓 解 措 施 ; 定位 一 个 或 多 个 管 段 的 紧 急 限 流 装 置 。 该 流 程 图 如 图1 所 示 。研 究 与 探 讨6T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月图 1 管 道 完 整 性 管 理 项 目 总 流 程G E 油 气 公 司 在 2 0 0 5 年 为 印 度 尼 西 亚 C o n o -c o P h i l i p s ( C O P I ) 管 道 系 统 设 计 了 一 种 结 合 公 司 运 营和 维 护 管 理 ( O & M ) 的 管 道 完 整 性 管 理 体 系 。 该 完 整性 管 理 体 系 很 大 程 度 上 等 同 于 美 国 运 输 部 ( D O T ) 管道 安 全 办 公 室 ( O P S ) 的 管 理 框 架 。 其 管 理 流 程 如 图 2所 示 。( 2 ) 油 气 管 道 风 险 评 价 技 术 的 新 发 展为 了 在 不 需 要 对 原 先 收 集 的 数 据 进 行 复 杂 的 加工 或 者 不 增 加 风 险 分 析 的 费 用 的 情 况 下 , 通 过 发 展新 一 代 的 算 法 来 满 足 当 前 对 风 险 分 析 的 需 要 , 2 0 0 6年 在 加 拿 大 卡 尔 加 里 召 开 的 管 道 国 际 会 议 上 , W . K .M u h l b a u e r 又 提 出 了 一 套 有 关 定 量 风 险 评 价 的 新 算法 。 这 一 新 算 法 的 显 著 特 点 是 建 立 了 风 险 因 素 的 三角 形 概 念 , 即 在 管 线 失 效 概 率 评 估 ( P o F ) 中 用 三 个因 素 来 检 查 每 种 失 效 机 制 , 这 三 个 因 素 被 分 别 定 义为 :受 影 响 — —— 当 没 有 缓 解 措 施 应 用 时 , 外 力 或 失效 机 制 作 用 在 管 道 的 可 能 性 ;缓 解 — —— 使 管 道 免 受 外 力 或 失 效 机 制 影 响 的 行为 ;抵 抗 — —— 系 统 抵 抗 作 用 于 管 道 的 外 力 或 失 效 机制 的 能 力 。通 常 , 由 于 破 坏 并 不 总 会 导 致 失 效 。 因 此 不 会 导致 立 刻 失 效 的 破 坏 仅 仅 用 三 个 要 素 中 的 两 个 就 可 以说 明 : 即 受 影 响 和 缓 解 。 于 是 可 知破 坏 概 率 ( P o D ) = f ( 受 影 响 , 缓 解 )失 效 概 率 ( P o F ) = f ( P o D , 抵 抗 )这 个 风 险 评 价 模 型 使 用 集 合 数 学 理 论 , 既 能 够抓 住 重 要 的 、 单 独 因 素 的 影 响 , 也 抓 住 了 次 要 因 素 的累 积 影 响 。 并 且 把 管 道 风 险 评 估 模 型 设 计 成 能 综 合所 有 可 以 想 象 得 到 的 失 效 机 制 , 然 后 用 历 史 事 故 率来 校 准 , 通 过 用 变 化 条 件 下 的 知 识 进 行 调 整 。 最 终 获得 与 那 些 对 管 道 和 最 近 失 效 经 历 信 息 的 判 断 和 直 觉相 适 应 的 失 效 概 率 评 估 。图 2 基 于 风 险 的 完 整 性 管 理 流 程研 究 与 探 讨7T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 土 壤 液 化 敏 感 性 分 布 图表 1 液 化 灾 害 图 等 级 及 其 相 关 U S G S ( W L A ) 类 型 、 P G A 触 发 值 以 及 可 能 产 生 的 后 果P G & E 灾 害 等 级 U S G A ( W L A ) 等 级 P G A 触 发 范 围 / g 后 果已 知 未 知 不 确 定 大 范 围 液 化中 - 高 高 - 较 高 > 0 . 2 一 般 液 化低 - 中 中 > 0 . 3 局 部 液 化低 低 > 0 . 3 不 发 生 液 化图 4 滑 坡 敏 感 性 地 图 标 识 出 了 管 线 走 廊 活 跃 性 滑 坡 的 位 置( 3 ) 基 于 G I S 技 术 的 管 道 地 震 灾 害 区 域 测 绘美 国 太 平 洋 天 然 气 和 电 力 公 司 最 近 基 于 G I S 技术 正 在 开 发 一 套 用 于 加 利 福 尼 亚 州 输 气 管 道 系 统 完整 性 管 理 的 地 震 灾 害 区 域 测 绘 软 件 。 该 软 件 结 合 地形 、 地 质 、 水 文 和 地 勘 资 料 来 建 立 由 地 震 引 发 的 土 壤液 化 和 滑 坡 灾 害 地 理 信 息 数 据 库 。 该 系 统 一 旦 建 成 ,地 理 信 息 系 统 数 据 库 就 可 以 展 现 影 响 加 利 福 尼 亚 输气 管 道 系 统 安 全 的 地 面 照 片 , 并 对 管 道 通 过 地 区 的活 跃 性 滑 坡 地 质 灾 害 进 行 监 测 。 这 项 研 究 的 最 终 成果 包 括 一 个 如 图 3 和 图 4 那 样 的 经 过 完 全 数 字 化 的连 续 地 震 风 险 图 数 据 库 。由 威 廉 列 特 斯 联 合 股 份 有 限 公 司 ( W L A ) 联 合加 利 福 尼 亚 州 地 质 勘 探 局 以 1 : 2 4 0 0 0 的 比 例 为 美国 地 质 勘 探 局 ( U S G S ) 完 成 的 液 化 敏 感 性 测 绘 程 序包 括 5 个 步 骤 : ① 建 立 详 细 的 第 4 世 纪 地 质 图 , 划 分各 年 龄 段 、 沉 积 环 境 和 结 构 的 沉 积 层 ; ② 评 估 第 4 世纪 沉 积 层 厚 度 和 到 地 下 水 位 的 深 度 ; ③ 利 用 决 策 树程 序 对 相 对 液 化 敏 感 性 进 行 初 步 评 价 ; ④ 用 钻 孔 数据 、 晶 粒 和 I d r i s s “ 简 化 程 序 ” 评 估 液 化 触 发 临 界 值 ;⑤ 确 定 相 似 敏 感 性 单 元 并 分 组 生 成 液 化 敏 感 性 地 带( 如 表 1 ) 。3 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 应 用 实 践( 1 ) 美 国 管 道 公 司 的 早 期 应 用 实 践美 国 A m o c o s 管 道 公 司 是 一 家 拥 有 干 线 、 站 场和 罐 区 管 道 、 罐 区 和 集 输 系 统 的 综 合 管 道 公 司 , 该 公司 的 老 龄 管 道 系 统 在 2 0 世 纪 8 0 年 代 出 现 了 泄 漏 率上 升 的 趋 势 。 公 司 为 了 减 少 遭 受 社 会 处 罚 的 成 本 , 以满 足 用 户 对 管 道 在 完 善 保 护 模 式 下 安 全 运 行 的 期望 , 从 1 9 8 7 年 采 用 风 险 评 价 技 术 管 理 所 属 的 油 气 输送 管 道 和 储 罐 以 来 , 已 使 年 泄 漏 率 由 1 9 8 7 年 为 工 业平 均 数 的 2 . 5 倍 降 到 了 1 9 9 4 年 的 平 均 工 业 泄 漏 率的 1 . 5 倍 , 同 时 使 公 司 每 次 泄 漏 的 支 出 降 低 到 1 9 9 3年 工 业 界 的 5 0 % , 从 而 使 公 司 在 1 9 9 3 年 取 得 了 接近 创 纪 录 的 利 润 水 平 。研 究 与 探 讨8T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月表 2 2 0 0 2 年 和 2 0 0 5 年 每 种 风 险 等 级 管 道 长 度 的 对 比风 险 等 级 / k 2 0 0 2 年 的 管 道 长 度 / k m 2 0 0 5 年 的 管 道 长 度 / k m“ A ” 失 效 概 率 > 0 . 2 5 2 0“ B ” 失 效 概 率 > 0 . 0 2 5 5 0 2“ E ” 失 效 概 率 > 0 . 0 0 0 0 2 5 5 9 4 8 5 8“ C ” 失 效 概 率 > 0 . 0 0 2 5 1 0 0 2 1“ D ” 失 效 概 率 > 0 . 0 0 0 2 5 3 0 0 1 6 6( 2 ) 印 度 输 气 管 道 的 应 用G A I L ( 印 度 ) 有 限 公 司 拥 有 并 运 行 着 4 6 0 0 多k m 的 输 气 管 线 和 1 2 0 0 多 k m 的 液 化 石 油 气 ( L P G )管 线 。 其 中 大 约 有 2 0 0 k m 的 管 线 分 布 于 地 貌 快 速 变化 , 是 世 界 上 人 口 最 密 集 的 城 市 之 一 的 德 里 或 其 周边 , 对 管 道 运 行 提 出 了 特 殊 的 挑 战 。G A I L ( 印 度 ) 有 限 公 司 按 照 A P I 的 相 关 技 术 标准 首 先 在 德 里 地 区 实 施 了 管 道 完 整 性 调 查 , 制 定 并实 施 了 完 整 性 管 理 方 案 , 通 过 与 公 共 事 业 通 道 管 理机 构 保 持 联 系 , 在 地 理 信 息 系 统 ( G I S ) 、 其 它 先 进 的测 绘 技 术 和 遥 感 设 备 的 帮 助 下 绘 制 和 收 集 公 共 通 道内 从 事 作 业 的 许 可 范 围 , 有 效 地 解 决 了 该 地 区 的 管道 安 全 问 题 。 G A I L 已 经 研 发 出 一 种 专 门 针 对 德 里 地区 管 线 并 被 证 实 是 很 有 用 途 的 G I S 。 该 公 司 通 过 把管 道 完 整 性 管 理 技 术 应 用 于 德 里 地 区 输 气 管 道 安 全维 护 的 工 程 实 践 , 得 出 了 一 些 值 得 我 们 重 视 的 经 验教 训 :!为 确 保 管 线 的 完 整 性 和 安 全 性 , 要 求 有 一 种先 发 制 人 的 主 动 方 法 。 由 于 管 道 的 完 整 性 管 理 是 一个 持 续 不 断 的 过 程 , 所 以 必 须 经 常 性 地 对 管 道 进行 评 估 , 如 果 需 要 的 话 , 每 次 还 应 当 采 取 更 新 的 方法 。!管 道 的 相 关 风 险 研 究 对 管 道 完 整 性 来 说 是 至关 重 要 的 。!必 须 实 施 风 险 评 估 , 以 找 出 哪 些 类 型 的 事 件或 条 件 可 能 导 致 管 道 完 整 性 的 缺 失 , 这 类 事 件 发 生的 可 能 性 有 多 大 , 相 应 的 风 险 是 多 少 。!制 定 和 实 施 一 个 风 险 减 缓 方 案 。 虽 然 这 是 一个 持 续 不 断 的 过 程 , 但 在 风 险 减 缓 方 案 实 施 之 后 应该 通 过 评 估 给 出 一 个 减 缓 效 果 的 反 馈 。( 3 ) 北 安 迪 诺 输 气 管 道 的 应 用北 安 迪 诺 天 然 气 管 道 公 司 管 理 着 从 阿 根 廷 北 部到 智 利 海 岸 长 达 1 0 5 0 k m 的 输 气 管 道 。 该 管 道 有3 8 0 k m 穿 过 阿 根 廷 区 域 到 P a s o d e J a m a 并 有 3 3 0 k 利 境 内 连 接 到 C r u c e r o 镇 。 管 道 干 线 全 部 为 直径 为 2 0 i n 的 钢 管 , 采 用 3 层 P E 防 腐 。 在 C r u c e r o 镇管 线 又 分 成 两 条 支 线 : 一 条 是 到 M e j i l l o n e s , 直 径 为1 6 i n ; 另 一 条 是 到 托 科 皮 亚 城 , 直 径 为 1 2 i n 。 该 管 道从 1 9 9 9 年 开 始 运 行 , 在 2 0 0 1 年 和 2 0 0 2 年 连 续 2 次因 河 流 洪 水 和 岩 土 滑 坡 导 致 管 道 破 裂 。北 安 迪 诺 输 气 管 道 公 司 从 2 0 0 2 年 4 月 采 用 W M u h l b a u e r 提 出 的 风 险 评 价 模 型 启 动 了 该 管 线 地质 灾 害 风 险 管 理 计 划 。 通 过 航 空 摄 影 和 现 场 勘 察 来辨 识 管 道 沿 线 的 地 质 灾 害 源 , 然 后 用 半 定 量 风 险 评价 法 对 管 线 各 区 段 进 行 风 险 排 序 , 最 后 对 高 风 险 地质 灾 害 位 置 利 用 风 险 - 成 本 - 效 益 分 析 法 选 择 最 优的 风 险 控 制 措 施 进 行 治 理 。 在 实 施 的 风 险 管 理 措 施中 包 括 有 定 期 检 测 计 划 、 河 流 穿 越 改 造 和 局 部 重 新改 线 等 方 式 。 风 险 管 理 措 施 从 2 0 0 2 年 开 始 一 直 在 有计 划 地 实 施 , 并 根 据 大 量 现 场 数 据 的 积 累 , 制 定 出 了管 道 地 质 灾 害 风 险 的 定 量 评 估 指 标 。 通 过 几 年 的 风险 管 理 , 该 管 线 的 整 体 安 全 水 平 得 到 了 较 大 提 升 ( 见表 2 ) 。我 国 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术的 发 展 过 程目 前 , 我 国 长 输 管 道 总 长 已 超 过 4 万 k m 。 未 来1 0 年 , 我 国 还 将 新 建 管 道 支 干 线 1 0 万 k m 左 右 。 随着 国 际 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 蓬 勃 发 展 , 近 年我 国 也 在 不 断 探 索 管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 发 展 途径 。 有 关 管 道 企 业 和 科 研 院 所 通 过 不 断 消 化 吸 收 国外 的 先 进 经 验 和 技 术 , 已 在 油 气 管 道 完 整 性 管 理 技术 方 面 取 得 了 一 定 的 研 究 成 果 。陕 京 管 道 自 2 0 0 1 年 实 施 完 整 性 管 理 以 来 , 按 照管 道 本 体 、 防 腐 有 效 性 、 管 道 地 质 灾 害 和 周 边 环 境 、站 场 及 设 施 、 储 气 库 井 场 及 设 施 5 个 部 分 逐 步 推 行 ,取 得 显 著 成 效 , 在 管 道 运 营 管 理 方 面 达 到 了 新 水 平 。安 全 生 产 由 被 动 变 主 动 , 由 局 部 维 护 变 整 体 预 控 、 事先 预 控 , 由 抵 挡 风 险 变 预 测 风 险 、 削 减 风 险 。 在 实 施完 整 性 管 理 过 程 中 , 北 京 华 油 天 然 气 公 司 结 合 陕 京管 道 实 际 , 注 重 引 进 吸 收 国 外 先 进 技 术 、 标 准 , 逐 步深 化 , 并 向 纵 深 发 展 。研 究 与 探 讨9T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 工 业 技 术 监 督 · 2 0 0 8 年 3 月T E C H N O L O G Y S U P E R V I S I O N I N P E T R O L E U M I N D U S T R 集 团 公 司 管 材 研 究 所 于 1 9 9 4 年 就 开 始 了管 道 完 整 性 管 理 技 术 的 研 发 工 作 , 1 9 9 6 年 得 到 集 团公 司 “ 九 五 ” 重 点 应 用 基 础 研 究 项 目 资 助 , 在 管 道 完整 性 评 价 技 术 方 面 已 取 得 很 大 成 果 , 并 将 这 些 成 果在 2 5 条 油 气 管 线 上 推 广 使 用 , 促 进 了 管 线 管 理 的 科学 化 和 规 范 化[ 6 ]。西 南 石 油 大 学 从 1 9 9 8 年 开 始 针 对 川 渝 地 区 输气 管 道 的 风 险 评 价 与 完 整 性 管 理 技 术 开 展 研 究 工作 , 先 后 负 责 完 成 了 “ 在 役 输 气 管 道 风 险
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