油气管道SCADA系统分区分域安全防护方法

中国石油油气管道SCADA系统存在安全防护及管理相关标准缺失,安全防护技术措施不足等问题,严重威胁国家的能源安全。为此,在充分调研油气调控业务流程、油气管道SCADA系统建设现状的基础上,借鉴国内电力行业电力二次防护方案及美国石油协会(API)的相关安全标准,依据国家信息安全等级保护的相关标准要求,进一步细化了系统安全区域的划分,明确了各安全区域的防护方法,加强了重点安全区内的安全防护能力,形成了多层防护手段。提出了油气调控领域“分区分域,物理隔离,多层防护,纵向加密”的安全防护方针,从而强化了油气管道SCADA系统的边界安全,提升了系统内部的安全防护能力,确保了核心数据、控制指令、机密信息不被攻击者窃取或破坏。     

美国与加拿大油气管道的安全保护

基于我国油气管道安全保护的多维防护体系存在的诸多不足和薄弱环节,分析了美国和加拿大在油气管道安全保护方面的法规制度、标准规范及两国石油企业在管道安全保护的相关规定.指出我国标准在规范人防、物防、技防等方面存在较大差距,介绍了美国和加拿大管道安全保护的实例和先进理念,结合国内当前在油气管道安全保卫的通常做法,对改进和加强我国油气管道安全保护工作提出了建议,即从建立监管机构、明确分工职责、建设安全防护技术体系等方面进行完善.     

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。     

国内外油气管道劳动防护标准对比分析

从头部防护、眼面部防护、身体防护、足部防护、手部防护、听觉器官防护、呼吸器官防护、防坠落保护8个方面对比分析了国内外油气管道领域劳动防护标准。剖析了我国标准的现状及与国外标准的差异，比如我国目前在听觉器官防护方面尚无相关标准，有待及早制定；指出了国外相关标准值得借鉴学习的内容，比如在防坠落保护方面，国外企业要求同时采取两种独立的防坠落保护措施，进行双重防坠落保护。研究成果对于完善我国油气管道劳动防护标准体系具有重要意义。（参2）     

输油气管道的漂管沉降施工技术

结合甬沪宁进口原油管道工程建设的实际情况,介绍了输油气管道漂管沉降的施工方法,分析了该方法的适用范围,探讨了漂管沉降施工的一些相关规范.对比其它输油气管道施工中的穿越方案,分别从工程进度和工程成本两个方面阐述了漂管沉降施工的优越性.     

卤水输送管道建设与运行的相关技术问题

以淮安-灌东盐场卤水输送管道为例,介绍了输卤管道在施工、运营期间的主要环境污染及其相应的控制方法.提出了管道建设与运行期间保护生态环境的方式.从管道安全运行角度出发,认为应在防腐、抗震和穿跨段保护等方面加强运行管理工作.     

美国油气管道法规和标准体系的管理模式

介绍了美国油气管道安全管理机构DOT、OPS和TSA及其促进管道安全的措施:建立统一电话报警系统、国家管道地图系统、管道安全促进组织等。阐述了美国油气管道基本法规《管道安全法》《美国联邦规章》《管道安全改进法案》和《管道检验、保护、强制执行和安全法案》的主要内容。研究了与油气管道行业紧密相关、在国际上享有盛誉的美国标准化组织的工作程序和管理模式。研究美国油气管道的管理理念,借鉴其标准规范和经验做法,对于制定我国油气管道行业标准发展战略,建立系统的、与国际接轨的油气管道法规标准体系具有重要意义。     

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。     

冻土区埋地油气管道管沟融陷机理

为了治理冻土区埋地油气管道管沟融陷工程病害,通过对管道病害现场调查,结合现场地质勘探、含水量试验测试及管周土体温度监测,分析了融陷病害的发生机理,并结合管沟融陷形成因素,提出了相应的防治措施。结果表明:冻土区埋地油气管道管沟融陷病害的发生与地层土质、土体含冰量、冻土类型、管道热扰动及施工方式等因素有关;冻土区埋地油气管道的敷设应选择合理的施工季节,综合分析冻土环境因素,确定合理的管道埋设深度,设置管道隔热保温措施,加强管道运行状态监测和科学管理,从而保证管道安全运行。研究成果可为冻土区埋地油气管道的设计、施工及安全运营提供借鉴。     

我国油气管道建设运行管理技术及发展展望

我国油气管道历史,最早可以追溯到公元前200多年秦汉时期,但近代中国的管道工业显著落后于工业发达国家。新中国成立后,一些大型油气田开发带动了管道工业发展,2011年,西气东输二线建成投产,标志着我国管道建设技术达到国际领先水平。近年来,我国在易凝高黏原油输送、高压输气管道断裂控制、管道工程建设、管道完整性管理及大型管网集中调控等方面进步显著。陆上油气管道已成为我国最为现实、可靠、重要的能源战略通道,安全高效是油气管道永恒的主题,管道建设运行管理面临诸多挑战,相关技术尚有很大的提升空间。为了发挥管道独特的安全、经济、环保优势,未来我国油气管道发展面临如下重大课题:重质原油输送、天然气高效输送、X90/X100高钢级钢管应用、机械化施工、管道安全防护、管网可靠性管理和管理信息化。     

光缆与油气管道同沟敷设应用实践

光缆与油气管道同沟敷设施工方法可以充分发挥并利用油气管道的路由资源和站场资源,将光纤通信引入到管道通信中,从而满足油气管道生产运行的高可靠性和宽带应用的通信需求。描述了光缆在管沟中的位置,设计图纸与施工步骤,硅芯管保护等技术问题;结合鄯善-乌鲁木齐输气管道、西气东输管道、陕京二线输气管道、兰州-郑州-长沙成品油管道、西气东输二线管道等工程的应用实践,对光缆与输油气管道同沟敷设施工方法和改进措施进行了总结,指出了目前存在的施工管理、组织及施工责任方面的问题。     

油气管道选线和风险评价相关法规与方法

油气长输管道合理选线是保证管道安全运行的基础,也是降低管道事故概率及沿线事故影响区域人员风险的重要措施.梳理了国内外油气长输管道选线法规与方法,总结了控制安全距离和管道自身安全性的两种管道选线原则,论述了其在不同国家的应用情况.综述了油气长输管道选线方法与步骤的研究进展,在选线中需考虑的主要因素,管道风险分析的发展历程,以及风险评价方法和风险可接受标准的研究进展.建议制定基于风险的选线标准,开展多目标优化算法研究,确定可接受风险标准,完善管道事故数据库.     

超临界二氧化碳管道完整性管理技术发展现状与挑战

为了实现“双碳”战略目标,建设超临界二氧化碳输送管道是发展的必然趋势。系统辨识了超临界二氧化碳管道运行中面临的主要风险,梳理了超临界二氧化碳管道完整性管理各关键环节的技术现状及应用情况,对比了超临界二氧化碳管道与油气管道完整性管理技术的差异性,并指明了超临界二氧化碳管道完整性管理在体系建设、高后果区识别与风险评估、管道内检测、管道缺陷修复中存在的技术难点及攻关方向。建议从体系标准建设、关键技术研发、优化管道管理3个主要方向开展进一步研究,不仅能够扩展油气管道完整性管理范围,还可实现超临界二氧化碳管道与油气管道完整性管理的深度融合,为超临界二氧化碳管道的安全运行提供保障。（图5,表5,参28）     

油气管道安全预警技术现状

近年来由于第三方施工造成的管道破坏事件频频发生,管道安全防护问题受到广泛关注,急需长距离油气管道实时安全防护技术从而保障管道安全运行。管道安全预警技术可通过埋设在土壤中的传感器采集信号,实现对人为活动的识别和判断。目前,常用的管道安全预警技术主要包括光纤传感和地震波检测。根据采用的光学原理的不同,光纤传感类管道安全预警技术可分为MachZehnder型、Sagnac型、Bragg光纤光栅型及Φ-OTDR型4类。在此对光纤传感类管道安全预警技术和地震波检测类安全预警技术进行了综合分析,从技术原理、占用光纤数量、监测距离、灵敏度和识别效果等几个方面对各项技术进行了比较,给出了各项技术的优缺点,可为今后油气管道安全预警技术的选择和应用提供有益参考。     

美国油气管道的安全管理体系研究

美国油气管道安全立法有几十年的历史,管道安全法载入联邦法典.2002年通过了增强管道安全性的法案,2006年又通过了管道检测、保护、强制执行和安全法案.美国运输部的管道安全办公室和国土安全部的运输安全管理局采用系列战略促进管道公司遵守安全标准,增强对油气管道防恐怖袭击的监管与指导.美国还通过建立统一呼叫系统、国家管道地图系统、公众教育机构等促进管道安全.从油气管道安全管理的立法、联邦机构对油气管道的管理模式及其活动以及各州对管道的管理等方面,研究了美国油气管道的安全管理体系,介绍了我国与管道安全有关的法规,指出我国可以从美国对油气管道的安全管理中得到启示,重视油气管道安全的立法,完善油气管道的安全管理体系.     

油气管道同沟敷设应注意的问题

油气管道同沟敷设应注意管道安全、管道间热力影响、管道间的阴极保护干扰以及管道施工与维抢修等4个方面的问题,介绍了这些问题影响管道安全生产和运行管理的原因,提出了相应的解决措施。     

建设期油气输送管道完整性管理的数据采集

阐述了油气管道完整性管理的概念,认为在管道建设阶段开展完整性管理非常必要.针对管道失效的原因进行了分析,确定了油气管道建设阶段必须采集的数据,并对数据填报过程中可能存在的问题,给出了如何保证数据及时、准确及完整的相关措施.     

地震区油气管道的应变与位移检测技术

为了对地震区油气管道所承受的附加应力进行有效检查,提出基于惯性导航技术的应变及位移检测方法,可对油气管道全线进行有效检测,及时发现管道位移和应变集中点。通过使用搭载惯性导航单元的内检测器对管道进行检测,并与地面标记点、里程计进行组合导航数据融合得到精确的管道中心线坐标后,进一步对管道弯曲应变进行计算,可有效查找管道全线的应变变化及位移区域,并能够检测应变及位移变化量。通过牵引试验验证了应变检测的正确性及数据重复性,该方法为地震区长输油气管道的安全运行提供了有效保障。     

高压直流接地极对埋地管道腐蚀的影响和管控思考

高压直流输电、油气长输管道建设促进了全国范围内的能源优化配置,但高压直流接地极放电对埋地管道的强直流干扰问题应该引起足够关注。为进一步加强相关风险管控,回顾中国高压直流输电网的发展历程,对高压直流接地极放电影响管道的典型特点进行分析,结合当前实际提出后续风险管控的发展方向。研究结果表明:邻近油气长输管道路由的高压直流输电线路和接地极对管道的影响具有干扰时间不确定、干扰机理复杂、干扰程度大及缓解困难的特点,是管道当前面临的突出安全风险。高压直流输电网调试或故障运行过程中,接地极单极放电会加速管道腐蚀。后续应从加强沟通协调和联合测试,深化腐蚀机理和规律研究,采取综合治理措施等方面提升检测、研究及治理水平,全方位保障国家能源通道的安全稳定。