油气管道判废的相关问题

管道废弃是管道全生命周期管理不可缺少的环节,是管道运行维护的重要组成部分。针对如何科学判定老龄管道是否废弃,即管道判废问题,开展了全面的调查研究。通过对国内外相关法律、标准、案例及专家问卷调查结果进行分析,得到了国外管道废弃判定的主要依据:资源和市场、运行的经济性、管道的安全状况。当前,国内开展油气管道判废研究,需要重点解决3个关键问题:判废启动条件、判废工作流程、判废准则,即基于管道运行风险和管体完整性状况,建立管道技术状态、运行风险的可接受指标,提出管道判废评估方法和准则。     

美国和加拿大油气管道判废经验启示

通过在美国和加拿大开展油气管道废弃问题的案例调研、咨询以及问卷调查,了解了两个国家油气管道废弃现状,从管理理念、参考指标、决策流程、监管要求、法律法规制定以及环境管理等多个方面总结了两国油气管道判废经验。为了促进中国油气管道判废管理与技术的发展,参照美国和加拿大油气管道废弃方法,根据中国油气管道运行现状,提出中国今后开展油气管道判废研究的重点是依据当前油气管道格局和完整性管理的水平,建立综合评估判废决策机制,从而高效指导管道运营企业科学决策老龄油气管道的废弃工作。     

基于失效概率的老龄油气管道判废方法

服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据,推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算的失效风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。     

管道风险因素的主客观集成权重赋权方法

为了优化油气管道风险因素权重分配,提高管道风险评价结果的准确性,迫切需要一种适用于油气管道风险因素的赋权方法。通过对国内外油气管道事故进行统计,明确了油气管道的6类风险因素;建立了基于灰色关联理论与熵权理论相结合的权重赋值模型,确定油气管道风险因素的主观权重和客观权重,并基于偏差最小化理论建立了动态的风险因素集成权重模型。以某输油管道为例,选取4个有代表性的时间节点,求解6类管道风险因素的主观权重、客观权重及集成权重。结果表明:基于主客观集成权重的管道风险因素赋权方法能够有效计算各风险因素的权重,可应用于各类油气管道的风险评价中。     

新建油气管道安全监测预警技术及标准体系北大核心

油气管道实施监测预警有助于保证管道的安全运行,最大限度地避免事故的发生。基于油气管道危害因素分析,提出对新建油气管道实施安全监测预警可以从源头做好风险防控和失效防护,并提高监测精度和预警效率。分析了光纤、声波、视频、音波等多种安全监测预警技术对新建油气管道风险防控的适用性、可行性、经济性,探讨了基于多元传感的新建油气管道全维度监测预警系统建设,提出有必要开展管道监测预警技术体系及规范建设,建立涵盖监测预警技术选择、监测预警系统设计、与管道工程建设配套施工、全维度监测运行、安全评价预警的综合标准体系和机制,并有效纳入完整性管理体系范畴。     

新建油气管道安全监测预警技术及标准体系

油气管道实施监测预警有助于保证管道的安全运行,最大限度地避免事故的发生。基于油气管道危害因素分析,提出对新建油气管道实施安全监测预警可以从源头做好风险防控和失效防护,并提高监测精度和预警效率。分析了光纤、声波、视频、音波等多种安全监测预警技术对新建油气管道风险防控的适用性、可行性、经济性,探讨了基于多元传感的新建油气管道全维度监测预警系统建设,提出有必要开展管道监测预警技术体系及规范建设,建立涵盖监测预警技术选择、监测预警系统设计、与管道工程建设配套施工、全维度监测运行、安全评价预警的综合标准体系和机制,并有效纳入完整性管理体系范畴。     

在役管道数字化建设的数据与模型

基于数字管道的研究发展现状,提出了在役管道数字化建设的目标和理论体系,从数据经济性评价、数据分类和采集、数据管理以及模型数据分析几方面阐述了在役管道数字化建设的数据问题。根据管道数字化建设对数据的需求和数据采集的经济性评价,确定采集数据的类型和采集量,通过对数据进行有效管理和分析,实现数据的有效利用,完成数字管道的数据建库工作。结合国内外数字管道模型的研究现状对油气管道运行管理中的完整性管理、管道系统模拟、管道维护调度和管道事故应急救援4个模型进行探讨,旨在完善管道运营管理模型,增加采集数据的经济价值,最终实现油气管道管理的模型化、自动化和智能化。     

中美油气管道完整性管理规范发展现状及差异

中国油气管道建设发展迅猛,加快油气管道完整性管理标准规范的体系建设势在必行,而美国油气管道完整性管理法规标准体系较为完备。采用对比分析方法,总结了中美油气管道完整性管理的发展现状,重点分析了中美油气管道法律法规标准有关基线评估、高后果区识别、完整性评价、维修维护等关键技术条款的特点及差异,提出了当前中国油气管道完整性管理在标准体系、监管、技术应用等方面存在的问题和发展方向。研究结果表明:美国已将完整性评价最低要求扩展至中后果区,冲击水压试验和超声导波探伤已列入油气管道完整性评价技术体系;中国提出了在役油气管道压力试验的新要求。今后可借鉴美国油气管道完整性管理的技术体系和先进理念,依托油气管道隐患治理工作,建立适合中国国情的油气管道完整性管理规范体系和政府监管体系。     

长输油气管道水工保护效能评价方法

油气管道沿线水工保护工程的效率缺乏系统科学的评价和预测,从而不能使有限的管道维护资源得到充分高效的优化配置,需要开展以效能评价为主的后评价研究。在归纳水工保护工程效能特征及分类的基础上,通过建立的单投入双产出型评价方法对乌兰线、西气东输二线等15条管道347处水工保护工程开展了基于“投入-产出”评价模式的水工效能评价工作,评价指标中风险减缓指数和工程可用性指数可直观体现水工保护工程的防护效果、工程质量及可维护性,而效能评价结果有助于优化投资决策,改进工程效能,可用于指导管道运营公司水工保护工程的维护及修建工作。     

海外油气管道社会风险评估方法

基于海外各项目的社会安全风险现状,引入脆弱性理论,提出海外油气管道脆弱性评价方法,进而完善油气管道社会安全风险评估体系。从资产评估、威胁方评估、目标吸引力评估及脆弱度评估4个方面建立油气管道脆弱性评估模型,资产评估、威胁方评估、目标吸引力评估通过历史数据及现状定性评估,脆弱度评估通过事故树及专家咨询得出管道脆弱度因素。以此建立3级指标体系,并查阅标准确定各指标等级集,利用Matlab软件编程计算权重,运用模糊综合评价法定量计算。以海外某管道为例,进行安全现状脆弱性分析,所得结果证明该方法可行。     

油气管道失效控制技术

基于对油气管道失效模式、失效原因及失效后果的分析,提出了失效控制的思路和方法:建立油气管道失效信息数据库,确定油气管道的主要失效模式,分析研究各种主要失效模式发生的原因、机理和影响因素,进而研究并提出失效控制措施和方法。讨论了油气管道失效控制与完整性管理的关系,它们各具特色又相互联系,在保障油气管道安全方面具有同等重要的意义。在功能定位上,失效控制侧重于管道的设计与建设阶段,完整性管理则侧重于管道的运行过程,但目前正逐步向设计和建设阶段延伸。将失效控制和完整性管理有机地结合起来,有利于全方位保障油气管道的安全运行,最大限度地杜绝恶性事故的发生。     

黄土区管道加筋干打垒护坡防护方法

油气管道大开挖施工方法对坡面环境和植被破坏严重,途经黄土斜坡的油气管道普遍受到管沟水土流失和坡面失稳的威胁。为了提高黄土区管道坡面防护效果,以兰郑长成品油管道陕西段干线、庆阳支线为例,对管道大开挖处黄土斜坡进行病害分析,提出了三七灰土加草筋干打垒护坡方法:在坡脚设置护脚矮墙,坡面采用添加了草筋的夯实三七灰土,坡顶及平行于管道两侧布设排水沟。对35处典型黄土区管道斜坡加筋干打垒的水工工程进行效能评价,结果表明:加筋干打垒护坡的使用寿命长,防护效果良好,有较高的可行性、经济性及安全性。     

局部腐蚀油气管道失效压力的计算方法

针对管道局部腐蚀导致的失效事故越来越多,而国际上尚无适用于局部腐蚀油气管道失效压力分析评价方法的问题,验证了非线性有限元法评价局部腐蚀的可靠性,运用该方法分析了局部腐蚀半径及局部腐蚀深度对管道失效压力的影响。借鉴平板加强筋强化理论,以数值模拟数据为基础,建立了一种局部腐蚀油气管道失效压力计算方法,与B31G(修订版)、DNV-RP-F101以及新近开发的PCORRC为代表的评价规范计算结果的对比表明:拟合得到的局部腐蚀油气管道失效压力计算方法误差小,且误差分布均匀,可以满足局部腐蚀油气管道失效压力的预测要求。     

包裹防腐层的油气管道中的剪切周向导波

为了研究包裹防腐层的油气管道中的剪切周向导波传播规律,建立了包裹防腐层的油气管道模型。利用连续介质力学和声学等相关知识,得到了包裹防腐层的油气管道中的剪切周向导波理论。依据理论结果编制了相应的计算机程序,并对包裹防腐层的油气管道中的剪切周向导波进行了数值模拟和深入分析。结果表明:包裹防腐层的油气管道中的剪切周向导波的模式1不存在截至频率,高阶模式均存在截至频率,4种模式的能量均随频率的增大而越来越集中于防腐层。因此,针对实际的管道参数选择合适的导波模式和频段对于开展管道无损检测作业具有重要意义。     

长输油气管道大数据管理架构及应用

随着我国油气管道规模的不断扩大,管道安全管理评价要求的不断提高,应用大数据技术处理分析管道设计、施工、运营过程中所产生的海量数据成为必然趋势。基于我国管道安全评价的要求,总结了我国管道数据管理存在的问题,介绍了管道大数据管理的初步架构方案:建立合理、准确的管道大数据基准线;建立统一的数据记录、存储形式;实现管道相关数据的全面采集;建立管道大数据的基本准则和管理模式,开发综合数据管理平台;建立基于大数据的分析决策程序。同时,给出了相关数据的处理流程和应用范例,对应用大数据进行长输油气管道安全管理具有一定的指导意义。     

某输油管道疲劳寿命预测

油气输送管道的寿命预测是管道安全评价的重要组成部分,它直接关系到管道检测、维修、更换周期的确定。在管道承压能力评价工作的基础上,利用失效评估图技术和双参数法,根据已建立的缺陷扩展规律,对某输油管道的疲劳寿命进行了预测。结果表明,该管道可安全运行1.3×10~4周次,为管道检测和维修周期的确定提供了科学依据。     

从旁接油罐到管网联运再到智能调控——中国输油管道工艺技术50年发展回顾与展望

在"八三"管道工程建设50周年之际,回顾了中国石油管道工艺技术50年发展历程,梳理了输油管道密闭运行及水击控制保护技术、易凝高黏原油输送技术、成品油顺序输送与优化运行技术、大落差管道设计及投产运行技术、输油管道运行仿真技术的科学研究与工程应用成果,总结了下一步发展目标。展望了输油管道智能化发展愿景,提出相关建议:确定国家管网系统建设统一数据平台的模式;形成适用于油气管道的专业工业化软件;研究基于海量数据+AI算法的智能决策系统;建立输油管道系统数字体、意识体的构建原则、目标及应用评价方法;建立国家管道和设备失效数据库及发布平台;研制自主可控的基于数据和机理模型的大型输油管网在线和离线分析预测软件;研究国内外SCADA系统软件协调运行及国产软件大规模应用技术;研究精细管理下大型油气管网节能增效技术。以上建议期望为智慧互联大管网的构建提供参考。(图2,参33)     

基于主成分-聚类分析法的管道风险评价方法

为了更准确地开展油气管道风险评价，在论述主成分分析和聚类分析法基本原理的基础上，建立了基于主成分一聚类分析法的油气管道风险评价模型，并将此模型应用于我国某输气管道的风险评价。按照建立的风险评价流程，通过数值标准化和统计分析，降低了管道风险指标间的相关性和赋权主观性，提取了管道风险指标的3个主成分因子，然后结合指标间的相关性，最终给出了不同管段的风险分类和排序。基于主成分一聚类分析法的管道风险评价方法能够有效提高油气管道风险评价体系的可靠性和实用性，对于指导油气管道运营维护具有实际意义。（图2，表6，参6）     

美国油气管道基本失效概率评估方法及启示

为充分利用油气管道历史失效数据,减少失效概率评估过程中的主观性,提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析,采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明:美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29次/(10^3 km·a)、2.17次/(10^4 km·a)及4.08次/(10^5 km·a),发生较大事故的基本失效概率分别为4.58次/(10^4 km·a)、1.41次/(10^4 km·a)及2.38次/(10^5 km·a),发生重大事故的基本失效概率分别为9.09次/(10^6 km·a)、9.79次/(10^6 km·a)及1.11次/(10^5 km·a)。美国基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线,也可作为风险可接受标准的依据,但不能直接应用于中国管道风险评价,需对其进行修正,建立适用于中国管道的失效数据库。     

油气管道全生命周期完整性管理体系的构建

为了加强油气管道风险防控,将完整性管理理念引入中国管道行业。引进、消化、吸收国外油气管道完整性管理的先进方法,结合中国油气管道实际情况进行再创新:制定了覆盖管道建设、运行、废弃处置全生命周期的“564”完整性管理工作流程,建立了包含管道完整性管理、科技研发、技术服务、推广应用的全链条组织架构,形成了完备的完整性管理数据、标准、技术及人才保障体系。油气管道全生命周期完整性管理提升了管道本质安全,取得了明显成效,探索实践中形成的模式、标准规范不仅确保了油气管道安全平稳运行,也为行业发展提供了参考范例。