油气管道完整性管理理念和关键技术研究

孟韩 徐佳楠

(中国石油北京油气调控中心,北京 100007)

在1971至1992年这20年内，我国东北输油管道、轮库输油管道、采石输油管道以及四川输气管网南干线，分别发生了累计140余次的管道爆裂事故，停输和整修时间直接造成国家巨大的经济损失。在20世纪60年代末期，国外就开始在管线技术方面进行研究，对管道进行排查、检测以及维护。管道运行的经济安全性十分重要，20世纪90年代，很多发达国家率先提出管道完整性一体化评价，随之管道检测维护技术的发展，逐步形成一套完整的评价规范和准则。因此，完备的管道完整性管理技术，是我国错综复杂成千上万管线所需要的技术，更是维护国家经济、人民生活正常运行和环境保护的有效措施，要明确国内的技术差距，借鉴国外的先进技术，完善适合我国管道完整性缺陷和不足，促进我国油气管道完整性技术不断向先进发展。

1 油气管道管理理念和技术路线

1.1 管理理念

对油气管道的完整性管理，主要是基于对潜在的威胁油气管道正常运转的风险因素预判与分析，根据现场情况及时做出防范措施，将风险损失降到最低限度，确保油气管道正常运输状态。管理理念包括如下3点[1-2]。

①油气管道运输功能的完整性；

②油气管道运输状态的可控性；

③油气管道日常维护以及防范风险的在线性。

1.2 技术路线

油气管道完整性管理技术路线如表1所示。

表1 油气管道完整性技术路线

在油气输送的过程中，所涉及到的管道设备、仪器装置，要进行细致的检测和维护，对管道所途经的自然环境进行评估与分析，对油气管道材质要进行适用性评价，对管理人员以及现场操作人员分析与识别风险的能力要进行培训，这些都是管道完整性管理的最为基础的部分。按照系统、完善的完整性管理体系来执行油气管道的管理工作，是油气管道正常运行的前提[3]。下图为油气管道系统完整性管理体系结构。

潜在风险因素判断与识别是控制风险、降低损失的关键，油气管道运行能力的检测与评估是油气管道持久输送的保证。当然管理人员增强风险预判能力，以及准确分析与处理检测结果可应急处理管道事故。

2 油气管道完整性管理关键技术

油气管道完整性管理关键技术包括如下几点，如图2所示。

图2 油气管道完整性管理的关键技术

2.1 管道运行风险评价技术

对油气管道运行潜在风险进行评价技术，主要包括定性、半定量和定量3种技术方法。①定性方法：根据专家意见，结合实际油气管道运行状态，对单一因素影响管道运行事故发生的几率进行分析，并给出风险等级。②半定量方法：基于管道输送历史运行数据少的基础上，采取风险指数对管道事故风险进行分级的方法。③定量方法：根据油气管道事故数据，采取概率统计法，计算出每一个风险因素下的管道失效概率，对管道失效数据依赖大，需要足够多的失效数据。

2.2 管道检测技术

目前采用的比较多的风险检测技术是美国API开发的RBI(risk-basedinspection)。该检测技术可以优化管理管段及设备检测程序，完善油气管道检测规划，对不同程度缺陷的油气管道都能良好的检测[4]。

2.3 缺陷管道补强修复技术

国内广泛应用油气管道补强修复技术如表2所示。

表2 油气管道补强修复技术

对油气管道补强处理主要是在室内进行的，管道事故现场进行简单的操作即可完成。目前。国内正在进行新型复合材料的研发，研制出一种更具经济价值的补强技术，来对有缺陷破损的管道进行修复，以期达到快速修复与补强的目的，降低管道运行风险[5]。

2.4 GIS技术和数据库

GIS技术包括4个部分和6个功能[5]。分别是硬件与软件环境、空间和非空间数据。基本功能包括输入、预处理、数据管理、查询、分析和输出等。根据GIS技术可视化的功能，可以实时监控油气管道运行状态，实时维护管道正常运行。应用GIS技术之前要建立油气管道运行数据库，根据历史运行数据构建空间模型，以实现油气管道运营状态的可视化，在线对管道运行参数和状态进行监视、分析、检测以及完善。

3 结论

建立完备的管道完整性管理技术，是我国错综复杂成千上万管线所需要的技术。基于对潜在的威胁油气管道正常运转的风险因素预判与分析，根据现场情况及时做出防范措施，将风险损失降到最低限度，确保油气管道正常运输状态。在油气管道运行数据基础上，结合风险评价、风险监测、补强压力技术、GIS技术、数据库管理等关键技术手段，对事故风险进行综合性、一体化分析与判断，对风险评价结果进行正确的分析，定量评价出油气管道运行等级，制定不同等级的防护对策，才能确保油气管道持久、安全、稳定地运行，才能实现油气管道完整性管理目的。

[1]董绍华.管道完整性技术与管理[M]．中国石化出版社，2007．

[2]马志祥.油气长输管道风险管理[J].油气储运，2005,24(2):1-7.

[3]李鹤林.油气管道运行安全与完整性管理[J].石油科技坛,2007,16(2).

[4]王晓霖,帅建,左尚志.长输管道完整性数据管理及数据库的建立[J].油气田地面工程，2008，27(11)：45-47.

[5]李艳,袁宗明,胡世强.长输管道修复技术现状及发展[J].化工设备与管道,2007,44(1):53-55.