油气管道运输泄漏分析及其应急管理机制

叶思雨

摘 要：由于近几年来一些违法分子的猖獗，在油气气管道上进行打孔盗取天然气与石油，根据统计，近三年内中国油气管道的所属公司被违法分子将管道打孔盗取油气的次数约300次，在近几年内，某市一油气管道被盗造成较为严重的油气泄露事故，导致90号汽油严重损失，管道停输时长达到13个小时，并且导致其室内铁道线路被迫停止运行时长约6个小时。文章针对当前长输天然气管道泄漏检测技术，进行简要的分析研究。

关键词：油气管道;泄漏检测;技术

引言

关于油气管道的泄漏检测技术，也引起了企业管理人员及研究人员的重视，如何更好的选择泄漏检测技术，并且提升管道传输质量，成为当前油气企业发展中面临的主要问题。笔者针对当前长输天然气管道泄漏检测技术进行简要的剖析研究，以盼能为我国油气企业输气管道的泄漏检测技术落实提供参考。

1、管道泄漏检测技术发展概况

对长油气气管道泄漏检测的研究，国内外已有40多年的历史，从管道内外部环境、输送介质、泄漏的多种形式等方面进行了分析，各国专家和学者已经研究出适用于不同情况的管道泄漏实时检测定位系统。早在1976年，R.Iswrnan通过过程模型和估算方法对处理后的输入、输出流量和压力信号进行相关性分析，研究出对应的泄漏检测方法;1988年，A.Benkherouf等，利用卡尔曼滤波器对管道中间状态进行估计，通过此方法可以掌握管道泄漏时的参数变化情况;2002年，利用双传感器检测到的负压波来分析管道泄漏的状态;2009年，Y.koyamada等，在光纤传感技术上利用Φ-OTDA技术对管道进行监测，空间分辨率和应变测量精度达到了1m;2014年和2016年，S.Y.L.i等，根据弹性振动理论分析了管壳与空气柱两种传输通道的波数，为了抑制声波的速度频散和减小信号衰减程度，预测管道中的声速与管壁之间的耦合，探索声波传播的路径，采用特定频率的声发射信号来检测气体管道泄漏，这种方法具有较高的探测精度。我国的管道泄漏检测技术研究起步较晚，科研人员、专家学者及各大院校实验室先后研究出基于状态估计的观测器、负压波法、瞬态数学模型法、分布式光纤、声波法等方法来检测管道泄漏，取得了一定的成效。但是，因为管道输送的复杂性，以及管道在的影响因素等，至今还未研究出针对微小泄漏的高精度、高灵敏度检测定位系统。

2、管道泄漏的原因

2.1外力影响

外力影响主要有三个方面：管道占压、第三方施工破坏和打孔盗油。管道占压：油气气管体大部分埋藏在地下，当管道上方存在违章建筑物时，如果占压物和地基被损坏下沉，则不均匀的沉降对被占压的管道产生一定的作用力，导致管体的受损破裂;第三方施工破坏：在项目施工过程中造成的管道本体损坏，包括地质勘探钻破管体导致油品的泄漏，推土机、挖掘机损坏管道，钻穿管道管网与市政工程交叉处引起的管道变形等;打孔盗油：不法分子受利益驱使，非法在油气管道上方凿孔，私自安装支路管线将油品用罐车运走的违法行为。这几个方面在一定程度上都对管体造成破坏，致使油气泄漏爆炸，不仅造成油品的损失和环境的污染，还会给生命财产造成极大的伤害和损失。

2.2管道腐蚀

腐蚀是管道失效的主要形式。管道腐蚀形成的因素包括差异充气、杂散电流、细菌、应力与疲劳、金属材料不均匀等。管道的内外腐蚀、开裂、防腐层老化等因素都会造成油气的泄漏。特别是在东北地区，很多老管线运营时间较长，防腐层老化严重，通过检测均发现大面积腐蚀缺陷，很多管段无法进行内部检测，现已成为高风险地段，存在极大的安全隐患。另外，由于站外部分管道本体的开裂，很难在第一时间发现泄漏点，给检测定位带来极大的困难。

2.3环境影响

气候变化影响地质中土壤的生长环境，土层的热胀冷缩引发土地结构越来越不均匀，导致油气管道的沉降度不稳定，管道切口受力不均匀，管道切口一旦崩开，就会出现管线泄漏。冬季东北地区寒冷，有些城市的气温甚至降到零下三四十度，埋在土壤中的油气管道因为温度的下降造成管体冻裂，造成管线泄漏。

3、油气管道泄漏检测技术的性能评价

（1）准确性。对于油气管道泄漏现象来说，最关键的救援工作步骤就是要在第一时间确定泄漏现象发生的位置、原因，检测技术和检测系统必须要能及时、准确地确定泄漏事故发生的相关因素，而且还需要具有一定的报警率，将所接受到的危险信息在第一时间告诉工作人员，这样才会保证整个油气管道泄漏发生的工作环节具备较高的可靠性。（2）灵敏性。所谓的灵敏性是相对于油氣管道泄漏的检测技术来说，需要尽快地确定泄漏量的多少和已经蔓延的范围、马上要蔓延的范围，并通过灵敏的报警系统将其报告给工作人员。（3）泄漏定位的准确性。当油气管道发生泄漏现象以后，对于定位系统和相应的定位技术来说，及时的将泄漏点提供给相关的检测工作者，减少油气管道泄漏带来的危害。（4）实时性。要保证油气管道泄漏之后，从泄漏发生的时间到检测人员获得泄漏信息的时间间隔必须尽可能地短，这样才能够保证整个工作的实时性，并且有助于救援人员及时地采取有效的措施，尽可能地将油气管道泄漏现象带来的损失降低到最低，保证工厂或者企业的经济效益。（5）自适应性。所谓的自适应性指的是油气管道泄漏检测系统必须具有一定的通用性，在不同事故发生的情况下、不同的区域发生过程中，只需要根据实际情况做出较少的弹性调整即可。

4、油气管道泄漏检测技术及其应用

4.1超声波法

利用超声波来测定油气管道泄漏的流量是一种相对来说比较经济方便的技术方法，而且对于整个操作环境的要求也不是很高。首先要将管道分为很多个小段，再安装上超声波流量测定装置，根据实际工作中反映出来油气管道流量的体积、运行速度、温度环境、声波传输等参数进行研究。一旦和计算机模拟的正常曲线出现纰漏，则能及时确定发生泄漏的管道段，从而辅助别的方式发现泄漏点。

4.2压力点分析法

所谓的压力点分析法就是利用压力波对油气管道泄漏进行检测的汇总方法。主要的工作原理是依据动能守恒的原理进行泄漏位置的确定，然后依据某一个监测点来获取实际工作所需要的数据。工作人员一般会在检测点安装好压力传感器，一旦泄漏点产生，会把相关的信息传递给检测点，使得管道本身受到的压力发生变化。这种变化与正常数据之间会有一定的出入，反映在计算机图像上，帮助工作人员确定泄漏点的位置。

4.3放射性示踪剂检漏法

一般采取的放射性示踪剂是碘131，将其安置在油气管道中和要进行运输的介质一起运动。当油气管道泄漏现象发生的时候，放射性示踪剂就会随着介质的流动被运输到管道外面，一旦被传感器检测到，就能够确定是否发生了泄漏。

结束语

综上所述，无论是发达国家，还是中国这样的发展中国家，对油气管道泄漏检测技术的研究和应用都已经很长一段时间了。但由于实际情况不同，造成油气管道发生泄漏形式的多样性，这主要是因为在石油管道进行原油输送的过程中会涉及到很多输送介质的多样性、对周边环境带来变化的多样性等问题都会使得油气管道发生泄漏现象。为了有效解决这一问题带来的消极影响，我们往往会采用多种检测方法结合起来的手段，用于相互之间的取长补短，共同促进原油运输事业的蓬勃发展。

参考文献：

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[3]何家玖，何柳.油气管道泄漏检测方法及其应用研究[J].低碳世界，2017（34）：330-331.