浅析管道完整性管理体系

黑龙江 刘亮亮

前言

石油天然气的管道运输是世界各国普遍应用的一种高效、经济的运输方式，同时，石油天然气的管道运输也具有一定的风险，第三方破坏、制造缺陷、自然灾害等严重影响了管道的安全状态。随着世界各国经济的快速发展，在役油气管道的里程越来越长，使得管道的安全管理任务十分繁重。如何确保管道安全运营，降低管道运行管理成本，已成为世界管道管理工作中面临的主要问题。

发达国家的油气管道业起步较早，管道管理的技术也较为成熟。继安全管理，风险管理之后，完整性管理已成为当前国际上流行的管道管理模式。从保证管道安全的角度，可以将管道管理分为可靠性评价检测与安全评价、风险评价和完整性三个层次。完整性管理是可靠性评价及风险评价基础上的全面概括与提升。作为更全面的管道管理技术，完整性管理以保证管道的经济安全运行为核心目标，综合运用可靠性分析、风险分析评价、管道内外检测以及数据与信息管理等多项技术，对管道进行多元的动态管理，其内容包括了管道的设计、建设、运行、操作、检测与维护的全部过程，并贯穿管道整个运行期；其基本思路是调动全部因素来改进管道安全性，并通过适当的预防性检测、评价以及实施减轻风险的措施等来改善管道安全状况，达到减少事故并合理分配资源、节约维修费用的目的。同时该系统可以通过信息反馈，结合实际不断完善。

一、管道完整性管理的定义

管道完整性管理定义为：管道公司面对不断变化的因素，对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运行的风险水平控制在合理的、可接受的范围内，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。

二、国内完整性管理实施情况

目前中国石油借助其所属的管道科技研究中心（廊坊）等内部技术力量，从2004年起通过8年多的研究和应用，已经全面推广实施管道完整性管理，目前已经掌握了管道完整性管理的核心支持技术，如管道数据管理技术（基于GIS）、风险评价技术、检测技术、完整性评价技术和各种维修抢修技术及专业的团队，建成了管道完整性管理体系和信息化系统，实现了管道数据的集中管理存储和完整性管理业务流程的信息化。中国石化和中海油也开始推广应用管道完整性管理，开展了管道内检测和管道数字化等工作。

国内在推广实施管道完整性管理时存在以下问题：

1.大量管道数据资料丢失或分散，使得管道完整性管理的基础数据比较难以收集；

2.大量支持技术管道企业不掌握，外部公司或高校等院所鱼龙混杂，技术水平参差不齐，不能满足实际需求；

3.管道完整性管理前期投入过高，管道公司需要较大的决心来持续推动；

4.基于GIS的管道数据管理技术根据国内相关法规的条款要求，在使用推广上受到极大限制，使得目前的管道数据管理水平远远不能满足生产实际要求。

三、管道GIS技术和数据库

1.概 述

管道完整性管理涉及管道沿线自然环境、地理状况、设施配置等因素，还涉及政治、经济、文化和人的行为方式等各个方面信息。完整性管理时必须考虑事故发生地点、周围环境等有空间特征的信息。GIS技术在处理有空间特征的信息上有着无与伦比的优势，是实现管道数字化管理的关键技术。利用GIS技术可以便捷、可靠、安全地对管道沿线情况进行动态数据管理。基于GIS，在实施完整性管理时可以对管道风险因素进行辨识和分析，实现事故隐患监控，当事故发生后提供紧急救援决策等。

2.GIS简介

一个完整的GIS主要由硬件环境、软件环境、空间数据和非空间的属性数据4个部分组成。一般来说，GIS具有输入、预处理、空间数据管理、查询和分析以及输出5个功能。

3.GIS在油气管道完整性管理中的应用

油气管道安全可靠性分析是完整性管理的一项重要内容。应用GIS技术重构油气管道，主要实现对油气管道及其附属设施分布规律的可视化表达，这是油气管道安全可靠性分析的基础。通过将油气管道与GIS集成，可扩展GIS的空间分析功能，并充分利用GIS的多种二维可视化表达方法，从而实现重构油气管道的数据输入、管理、分析、处理和可视化表达的一体化。其过程如下：

首先，建立油气管道的地形图图库、管道图库和管道基础数据库。对地形图图库的管理维护是保证该系统准确、及时地反映油气管道生产运行现状的基础；对管道图库的管理更新是保障管道图实时反映管道现状的基础；基础数据库将提供油气管道的各种信息，如管道数据、阀门、泵机组数据、路名检索数据和显示用数据等。

其次，按照GIS的空间模型分析方法，建立油气管道的空间模型，并从数据库中提取管道及其附属设备数据集进行处理，获得每个构造点的断面数据集。利用GIS软件功能生成断面图，并写入相关的属性（管径、管材、管顶高、地面高等），然后根据管道二维坐标和管道的属性信息，实现油气管道分布现状的可视化，自动生成真实的二维渲染场景。

我国首条应用数字化技术的西气东输冀宁支线天然气管道工程引入了GIS技术，并且有了比较成功的应用，取得了很好的效果。

四、结束语

管道完整性管理技术是继可靠性管理技术、风险管理技术后更高层次的、更全面管理的边缘性技术，是当前国际上流行的油气管道的管理模式。采用管道完整性管理技术，对于确保管道的经济、高效、安全的运营具有十分重要的意义与作用。由于管道完整性管理体系技术复杂、牵扯面广，因此还有很大的发展空间。今后一段时期，高精度的在线检测技术、缺陷实时监控技术、管道安全评估与风险分析模型仿真、网络化数据采集并结合卫星通信技术、红外遥感技术、GIS等现代先进信息技术以实现决策支持，是国际上管道完整性管理体系建设的主要发展趋势。

[1]翁永基.腐蚀管道安全管理体系.油气储运,2003,22，（6）.

[2]马立平,李允.地理信息系统辅助油气管道安全可靠性分析.石油学报，2006,27，（3）.