油气储运长输管线安装缺陷与事故处理分析

摘要：随着我国社会经济发展，人民生活水平的不断提高，人类日常生活对于化石能源的依赖越来越高，对石油资源的需求量也随着生活水平的提高不断提升，我国不断加大对石油资源的开发，以满足我国发展对资源的需求。为提升油气资源运输效率，现阶段我国主要采取长输管道形式进行运输，管道安装质量对其运行可靠性具有直接影响。基于此情况，本文将着重研究我国油气储运长输管线安全性相关问题，探讨保证长运输管线安全运行的必要性，并以西部某个油田原油外输管线维护施工为例，对不停输带压封堵技术应用方式进行研究，希望对油田工作人员进行管线安装及事故处理提供参考意见。

关键词：油气储运;长输管线;不停输带压封堵技术

中图分类号：TE973

引言：近年来，在我国我国社会经济发展，人民生活水平的不断提高的背景影响下，对油气资源等需求量不断上涨，又因为我国原油气田主要分布在西部、北部，并且与我国西部、北部相邻的国家为世界主要油气出口国家，导致，国际必须实施西气东输战略，为提升战略有效性，油气储运长输管线形式的重要意义不断显现，但是在施工过程中，管道安装尚存在较多缺陷，在实际运行过程中极易导致油气泄露等事故发生。现阶段，我国主要采取不停输带压封堵技术对运输管线进行维护与抢修，在此背景下，加强对相关技术的研究力度，提升该技术应用有效性已经成为油田工作人员重点工作内容。

1.保证长输管线运行可靠性的意义

当前阶段，国家社会经济发展及民众日常工作生活过程中对天然气、石油资源的依赖性越来越高。但是从现阶段实际发展情况来看，国家东西部化石燃料分布不均匀，经济较为发达的东部地区对化石燃料资源需求量较大，而资源储量较少，而西部地区虽然储量丰富，但是受东西跨度较大影响，油气资源运输较为困难，也使得东部地区发展所需油气资源还需要依靠进口。为摆脱这种困境，国家不断加大投入力度，促进东西油气运输工程建设。同时，国家相关政治纲领已提出合理规划和建设能源储备设施，加强对油气资源的储备和调节能力，进而完善国家能源安全的建设要求。为推动我国东北地区、西部地区及海上油气资源运输战略落实，切实促进我国油气资源供应格局协调发展，油气储运长线运输管道工程建设重要性将不断提升^[1]。

考虑到天然气、石油资源具备易燃易爆的特点，一旦油气资源发生泄漏，在遭遇明火的情况下，极易导致严重的火灾事故或爆炸事故，因此，我国在实际发展过程中将油气资源归属到重点监管化学危险品。根据我国相关法规对火灾危险性分类标准，石油资源中的原油与成品油划分为三类，天然气或分被为甲B类物质。由于原油与成品油都具备挥发性，属于可燃与易燃性物质，而天然气在泄露后会快速扩散到较大区域范围内，一旦浓度超标，并且在扩散过程中遭遇引燃物，便会导致重大安全事故发生。此外，油气资源在密闭的管道内燃烧还会引发大爆炸，对周边群众与工作人员生命安全造成严重威胁。

此外，考虑到油性物质在挥发后毒性较大，同时在油性物质热膨胀特性影响下，一旦出现油气储运长输管线因安装失误引发大量油气泄漏，可能对周围人群身体健康造成危害，泄露油气会刺激人类呼吸系统，导致人产生中毒或者窒息，严重危及国民的生命安全^[2]。油气资源储运长线运输管道安装质量的重要性可见一斑，因此，我国在扩大油气储运规模，调配油气资源的同时，更要重视对油气长线储运设施安装质量的把控，防止重大安全事故发生，从而保证国民生命财产不受损害，自然环境不受污染。

2.油气储运长输管线安装缺陷及处理技术

当前阶段，我国油气长运输管线安装缺陷主要集中在焊接工程管理不到位及管线材质不过关等方面。由于施工现场相对复杂，且施工单位在实际工作过程中对管理焊接设备管理体系方面重视程度较低，导致施工人员在工作中对设备养护与管理重要性的认识不足，进而导致施工过程中焊接设备故障概率较高，在工期紧迫等现实情况的影响下，存在施工作业人员使用问题设备进行焊接作业的情况，大幅降低油气长输管线安装工作的可靠性。同时，施工单位焊接人员专业素质水平参差不齐也是导致管道安装缺陷问题出现的主要原因，部分人員拥有专业资格，还有一部分工作人员未接受过科学系统的专业技能测试，也不具备专业焊接证书，这就导致管道各部分焊接质量存在明显差异，影响管道运行可靠性。由于油气储运长运输管线需要埋设在地下，这就使得实际条件对管道材料防腐及其他性能要求极高，但是我国部分建设单位为降低施工成本，在建材选择方面未能按照国家相关标准进行选择，导致管道可能无法承受地下恶劣环境，进而出现泄露事故。我国就曾出现过相关案例，某油气管道因建材质量不满足工程设计要求出现油气穿孔泄露。根据相关数据显示，本次油气泄露导致5吨原油外泄，油气管道停输超过24小时，泄漏原油对周边地区造成严重危害，自然环境严重污染，例如周边3100平方米的鱼塘受灾，大量鱼苗死亡。目前我国除加强对焊接工程管理力度、提升管道建材质量管理工作质量等预防性措施外，对油气长输管线维修技术的研究投入也相对较高。当前比较常见的事故处理技术主要包括不停输带压封堵技术、焊接修复技术等。下文将以某油田原油外输管线抢修施工为例对不停输带压封堵技术原理及应用方式进行分析。

2.1不停输带压封堵维修技术原理

不停输带压封堵技术主要的工作原理是在役油气管线堵塞、损坏或需要加装支管时，在长输管线正常压力输油的状态下，维修人员以冷切割的方式加工出不等径孔，为工作管线架设旁通管线，并从管道封堵孔口处将专门制作的折叠封堵头插入到原管道内，阻滞原先管路内的油气流动，从而将准备改造的中间管路从原管线中隔离出来，进行原管线的疏通、修补、改造工作[3]。改造管道作业完成以后，移除旁通管线，恢复原管道的正常输送。施工涉及的主要技术原理如图1所示。该技术优势在于适用性较广、施工限制条件较少、施工周期短、安全性较高，被广泛应用于塔里木油田、长庆油田、胜利油田等多个油田。

2.2施工实例分析

某油田油气外输管道因长期腐蚀出现泄露情况，技术人员在对泄露点进行分析研究后决定采用不停输带压封堵维修技术。

2.2.1管道带压焊接压力核算

技术人员在应带压封堵技术过程中需要首先计算焊接压力状态，确保焊接过程中不会出现的安全事故。管道焊接压力计算公式为：

其中P表示压力;表示最小屈服极限;T表示管道壁实际厚度;C表示作业引发的壁厚修正值;D表示管道外径;F表示焊接安全系数。

2.2.2抢修步骤

在经过焊接压力计算公式核算出合理压力后，抢修人员首先对开孔位置状态进行确认，确保其满足作业需求。随后抢修人员对管道腐蚀层进行剥除处理，同时对管道表面油污及剩余油漆进行清除。抢修人员在作业过程中按照相关施工规范对管壁厚度及开孔误差值等数据进行测量与计算，开孔封堵部分管道圆度误差应在管外径1%以下。

在完成相关准备工作后，抢修人员开支开孔作业。本次工程管道开孔作业主要采用电动式钻机进行，施工过程中应注意以下三点：第一，开孔作业前应对相应关键、阀门、开孔机等进行整体试压，试验压力应注意根据管道运行压力相符，同时详细填写开孔作业检查表;第二，开平衡孔;第三，注意施工顺序，工作人员应注意遵循先旁通孔、后封堵孔原则进行施工。

随后，抢修人员对相应管道进行封堵作业。抢修人员首先将封堵器与封堵头进行组装，并对皮腕质量进行检查，确保施工过程中不会因皮腕质量引起安全事故，在完成相关工作流程后，油田工作人员将待废弃管道内油压下调至0.5MPa以下，并对其进行10分钟以上观察，确保待废弃管道内部油压不再上升且密封部分未出现泄露，则进行下一阶段施工。

抢修人员首先在平衡孔处利用油泵将管道内残余原油抽出，并将手动割刀安装至管道上，随后对相应管道进行冷切割处理。在进行断管作业过程中，抢修人员不断使用冷却剂确保刀片不过热，以避免产生安全事故。

在完成抽油、断管作业流程后，抢修人员准备进行焊接新管道作业。在实际焊接前，抢修人员首先对可燃气体浓度进行检测，在检测合格后实施修口打磨，并通过一个弯头进行组对，抢修人员在实际焊接过程中，发现有轻微泄漏情况，因此在2in（1in=25.4mm）平衡孔处做引流处理。在焊接工序完成后，搶修人员对焊接部分进行超声波探伤及 X射线探伤，并得出焊接效果良好的结论。

随后，抢修人员对封堵装置进行拆除，并在相应位置暗转封堵三通及塞柄盲板。完成全部工作后，抢修人员重新对新焊接管道进行防腐处理。首先采用Sa2.5级标准对管道外壁进行喷砂除锈，随后采用一道环氧煤沥青底漆及三道面漆加强管道防腐层，并在保温层及防水层外分别设置50 mm 厚微孔硅酸钙管壳及油毡，并采用压敏胶带封口，切实提升管道仿佛性能。

2.2.3封堵效果

该油田在应用带压封堵技术对问题管道进行抢修后，原油泄露事故得到及时有效解决，12小时内泄露点即得到有效封堵，事故处理效率远超于传统泄压放空施工模式。且带压封堵技术施工安全性与经济效益极高，相较于传统施工技术，带压封堵技术施工将管道内原油与明火相隔离，施工过程中不具备引发火灾、爆炸等事故的条件，且成本节约达到10余万元。

总结：油气储运长运输管线安装质量对我国发展所需资源供给具有直接影响，现阶段，因焊接及管道材料缺陷导致的油气资源泄露问题是影响管道运行可靠性的主要原因。因此，管理部门在实际工作过程中除加强预防性工作以外，还应注意根据石油运输管线维修、改造等工作需求对封堵工艺及设备等进行开发，切实提升不停输带压封堵技术应用有效性，为提升油气长运输管线运行可靠性提供有力保障。

参考文献：

[1]张雷.油气储运长输管线安装缺陷与事故处理研究[J].化工设计通讯，2018，189（03）：47.

[2]孙兆义.油气储运长输管线安装缺陷与事故处理[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018，542（06）：168-169.

[3]陈洪鑫，王煜.油气储运管线安装缺陷与处理办法[J].化学工程与装备，2019，265（02）：182-183.

[4]王蓓蓓.油气储运长输管线安装缺陷与事故处理措施研究[J].建筑工程技术与设计，2017，（010）：2988-2988.

[5]石春平. 输油气管道带压封堵技术在维修抢修中的应用[J]. 工程技术与管理， 2020， 004（002）：164-166.

[6]党富华.油气储运中长输管道的安全性研究进展[J].化工管理，2018，485（14）：154.

作者简介：史安敏（1984-）女，甘肃平凉人，汉族，工程师，本科学历，土木工程专业，主要从事工程施工合同管理、工程投标管理、工程项目管理工作。