稠油集输管道泄漏事故安全评估分析

李翔 陈建明 陈佳伟

摘要：为了有效的降低稠油集输管道出现泄漏事故导致风险的出现，进一步的预防各种重大事故的出现，基于稠油集输管道泄漏事故的贝叶斯网络，先通过对信息扩散理论的使用实现对小样本数据的分析，而后再引进泄露参数进行使用，能够根据数据得到泄漏事故发生的失效率与超越概率，最后使用模糊集合理论对泄漏后果的严重程度进行确定，即使在数据缺失的情况之下，该方法也能够适用于稠油集输管道的泄漏安全评估中。

关键词：稠油集输;管道泄漏;安全评估

前言：

随着现今社会的不断发展，人们对于油气消费的需求也在不断增加，所以油气集输管道的建设数量也在不断的增加。对于大型油田的发展来讲，集输管网的建设通常都是规模非常大并且复杂的，所以当出现安全事故时就会导致泄漏，会导致周边的人员伤亡、经济损失以及生态环境遭受破坏等。进行稠油集输管道安全评估，能够降低安全事故发生的几率，也是保障油气田安全运行管理的重点。

一、研究方法

对于稠油集输管道出现泄漏的原因主要有第三方破坏、内外腐蚀、材料以及施工等，通过对管道中出现泄漏的原因和基本后果进行识别，能够有效的建立起稠油集输管道泄漏事故贝叶斯网络。如下图所示：

从图中我们可以看到X1-X15分别表示的是管段的最小埋深、地面设施、活动水平等。贝叶斯网络的构建能够实现对不确定性与概率依赖性的处理，图上所建立起的贝叶斯管网主要将管道泄漏作为中枢节点，并且将其与泄漏后果、泄漏原因进行连接，还将X1-X15中出现的原因进行细化，通过有向弧将其指向中间节点，表示其中的节点之间存在着条件依赖性。

（一）信息扩散理论

信心扩散理论的使用能够弥补信息量的不足，在对小样本信息进行优化时，能够将单值样本进行转换成为集值样本，然后在对样本集值化进行模糊化的处理，能够有效的提升样本总体的分布精度。

（二）模糊集合理论

稠油集输管道出现泄漏的事故后果主要有3种，环境污染、经济损失以及人身伤害。但是在现有的数据使用中往往存在着不足的现象，所以就需要专家与相关的现场操作人员根据自身的经验实现对不同节点所造成的3種后果类型权值的计算。当评价人在对评价的主体进行表述看法时，其中的评价结果是有着一定的主观性的，在将其语意向数值化的转换中，不能够保障评价人对同一语义的表述是相同的内心感受，所以就需要引入对模糊集合理论使用，从而将专家与现场操作人员的语言转换成为一个确定的数值变量。通过对模糊集合理论的使用，能够对不确定性、多属性的问题评价方法进行确定，从而将一些难以进行直接定量的指标通过相关的数据分析将其转换成为三角模糊数，能够建立起模糊决策模型。

（三）泄漏指数

主要是借鉴于土壤中的污染评价中的地累积指数，并且在其中引入参数，就将其称之为泄漏指数，每一年泄漏事故实际发生的数量与设定的发生数量之下，都是用来表征在一定期望值上的泄露失效概率。

二、结果与原因分析

不同泄漏原因的泄露指数分析：

根据上图中的a区域数据显示，第三方造成的破坏导致的泄露指数大约为50%，并且都集中在2级以下，在Acc=2.0时所处的概率最大，数值可以达到15.8%造成这些数据的出现与当地的人口、地理环境以及集输管道的保护管理有着很大的关系。在对管道进行评价时，所处的地区人口、交通密度都比较低，针对于容易发生第三方破坏的管段，要对其进行加固或者是安装套管，例如在一些穿越段和入土、出土的地区，多数的第三方破坏都是因为施工中标志不明所导致的管线破坏。

根据b区域的数据显示，因为误操作出现的泄露原因还是比较低的，数值存在可接受的范围之内，当Acc=1.6时所处的概率是最大的，能够达到13.3%，这也就说明在工作开展之前安全培训与岗位实训起到了很大的促进作用。根据图3 的数据显示，在以往的施工操作中，因为误操作导致管道出现超压爆炸，造成了1名工作人员死亡，对人生伤害带来了最严重的后果。

从c区域我们可以看到，出现泄漏的原因腐蚀占据的系数一直居高不下，其最大概率在Acc=3.1时可以达到12.8%，出现问题的原因是集输管道运行年限过长，使用年限超过20年的管道占据了50%以上，根据失效浴盆曲线的使用，此阶段的管道使用已经进入到了事故高发期，并且在对稠油进行输送时需要高温的环境，存在的矿化程度比较高，对于管道的腐蚀工作开展来讲有着非常大的挑战。

而对于图中d区域的数据显示来看，材料、焊接等附件导致的泄露指数时高时低，一直处在一、三级之间，概率最大的处在Acc=2.1可以达到11.7%，这些问题导致的原因与油田最初建设时所使用的材料、施工单位以及附件质量有关。根据对施工现场的调研开展来讲，选择使用防腐层材料质量一般的但是配合使用较好的施工质量，是要高于选择使用防腐材料较好但是施工质量一般的，所以焊接质量与出现腐蚀之前存在着直接的关系，因为进行评价的集输管道所处的地区在冬季最低的温度能够达到-40℃，所以对于管道漏出表面的部分材料具有耐低温性能的要求更高，所以在对管材的选择中需要对其进行考虑。

对于环境影响带来的破坏最大的就是腐蚀，其次才是第三方的破坏，虽然第三方破坏带来的频率比较低，但是一旦发生出现的泄漏量是非常大的，对于环境发展带来的破坏更大。

结语：

通过对稠油集输管道泄漏事故的原因与可能发生的后果类型进行分析，并且构建起贝叶斯网络模型，对泄漏的指数进行设定，通过使用信息扩散理论实现对泄漏指数的概率与超越概率进行计算。通过对信息扩散理论的使用对油田稠油集输管道泄漏展开安全评估，并提出相应的概率，能够有效的降低在数据相对缺失的条件之下只能够依赖专家的主观性判断，从而提升评估效果的可靠性。

参考文献：

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