基于GIS的兰成原油管道地质灾害风险评价

兰成原油管道途经区域地质环境条件复杂、地质灾害类型多样,对管道工程和人民生命财产安全潜在危害严重。为了应对各种地质灾害风险,基于GIS技术构建了区域管道地质灾害风险评价模型与评价指标体系,将管道沿线地质灾害风险划分为地质灾害高风险、较高风险、中等风险、较低风险、低风险5个等级。对兰成原油管道沿线地质灾害风险进行评价,根据地质灾害风险评价分区结果,将管道划分成53个地质灾害风险段。评价结果与兰成原油管道实际情况相符,为其地质灾害预防、治理提供了重要的辅助,也可为其他管道的地质灾害风险评价提供参考。(图3,表5,参20)     

北斗定位技术在管道地质灾害监测与预警中的应用

利用北斗定位技术实现油气管道沿线地质灾害的监测与预警,以期减少地质灾害对油气管道造成的威胁与破坏。以华中成品油管道江西处、抚州处、湖南处的成品油管道区段为研究区,利用国产高分遥感影像对地质灾害风险点进行高精度自动识别,并辅以人工目视解译方法进行纠正,将识别结果作为现场调查的基础资料。基于北斗定位技术设计了微位移监测装置,结合高精度定位数据处理技术方法,对地质灾害风险点的坡体位移进行实时监测。结合研究区前期有效降雨量与预报降雨量建立了地质灾害预警模型,通过手机预警APP按输油处、输油站分级分权限推送红、橙、黄、蓝4个等级的预警信息。研究结果可为油气管道地质灾害实时监测与预警的智能化应用提供参考。(图5,表2,参29)     

兰成渝成品油管道沿线地质灾害危险度区划

以兰成渝成品油管道沿线地质灾害为研究对象,通过对已有地质资料分析和野外调查,采用因子叠加法对地质灾害发育的基本条件、灾害诱发因素以及灾害现状进行了综合统计分析,并根据分析结果进行了管道区域地质灾害危险度区划和管道沿线地质灾害危险度分段区划。区划结果与管道沿线的实际情况相符。     

中俄东线黑龙江段地质灾害的特征及危险性

通过收集中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地质地貌、区域稳定性、地震活动等资料,结合实地踏勘,识别出管道沿线共发育78个潜在地质灾害点和6种地质灾害类型(冻土冻融、河道塌岸、崩塌、水土侵蚀、盐渍土化学腐蚀与盐胀、滑坡)。在识别管道沿线地质灾害的基础上,对管道沿线地质灾害的分布规律进行了研究,分析了地质灾害的发育情况和危险性,提出了相应的防治措施。研究表明:中俄东线天然气管道黑龙江段沿线地形较平缓,地质构造稳定,断裂及地震活动不发育,整体地质灾害发育较少,其中管道沿线地貌及年平均温度是影响不同类型地质灾害分布的主要因素,而管道沿线主要地质灾害是冻土冻融和河道塌岸,地质灾害危险性均较小。     

中缅油气管道贵州段沿线滑坡变形特征及成因

中缅油气管道贵州段沿线地势起伏大、地貌形态复杂多样，复杂地质条件下发育了多种地质灾害，其中滑坡灾害对油气管道的安全危害极大。基于中缅油气管道贵州段沿线自然地理、地质环境、区域构造地貌以及降雨特征，对管道途经区域的滑坡变形及其成因进行了剖析，并对沿线低地层倾角典型坡体的演化过程进行了物理模拟。研究结果表明：中缅油气管道贵州段沿线发育的滑坡类别主要为土质滑坡与顺层岩质滑坡，地貌倾角变化较大，人类工程活动、强降雨作用等是触发滑坡事故的主要诱因；低地层倾角的坡体变形演化模式以蠕滑-拉裂与蠕滑-拉裂-崩塌模式为主。加强管道沿线的滑坡监测与预警，可为中缅油气管道贵州段的安全平稳运行提供重要的地质信息。（图12，表3，参29）     

中缅油气管道沿线地质灾害分析与防治

中缅油气管道(缅甸段)地质条件复杂,管道穿越若开山区和缅北高原,由于建设期大面积扰动地表,改变了原始地貌,铺设管道后重新回填的土体力学强度低、水敏感性强,受汛期强降雨和洪水的影响,管道沿线出现了大量滑坡、河沟道水毁、坡面水毁、已建水工失效等地质灾害,导致多处露管、悬管,严重威胁了管道的安全运营。重点分析了沿线地质灾害的类型、成因及结构特征,并分别对若开山区和缅北高原的地质灾害提出了防治措施,以期对类似工程提供参考和借鉴。     

漠大管道及其多年冻土区域地质灾害风险

漠大管道途经我国纬度最高、极端温度达-52.3℃的高寒地带,是我国第1条完全意义上穿越永冻土区域的大口径长输原油管道,所经过的漠河-加格达奇大杨树段共计440km的管道穿越大兴安岭多年冻土区域,包括连续冻土、不连续冻土和岛状冻土。管道沿线地势北高南低,北部地形起伏较大,沿线为大兴安岭低山、丘陵及河谷地貌,南部为松嫩平原,地形平坦开阔,地理环境复杂,极易发生冻胀融沉、崩塌、热融滑坡、水毁冲蚀(坍岸)等地质灾害。分析了漠大管道穿越冻土区域所面临的热融滑坡、冻胀、融沉以及弯曲、翘曲等特有的地质灾害风险,提出了灾害管理和风险应对措施的建议。     

油气管道典型地质灾害危险性评价

为了准确、快速地评价典型地质灾害对油气管道的危险性大小,基于典型地质灾害对油气管道的危害形式的分析,对崩塌、滑坡、泥石流3种地质灾害危险性影响因素进行辨识、分类整理,计算各影响因素的相对权重,以此建立了油气管道典型地质灾害危险性评价指标体系。详细论述了各因素的影响程度分级标准、评分标准以及危险性评价标准,综合考虑地质灾害的易发性、管道易损性,选取简单、易于操作的指标体系法进行危险性评价,最后将评价方法成功应用于某管道工程的地灾案例中,结果表明:油气管道典型地质灾害危险性评价技术具有较强的操作实用性。该研究成果在指导地质灾害发育点的管道施工风险控制方面有非常重要的参考价值。     

管道地质灾害风险半定量评价方法与应用

基于指标评分法的管道地质灾害风险半定量评价方法通过调查评价指标的客观存在状态,根据事先确定的评分和权重计算灾害的相对风险,在满足地质灾害调查阶段风险排序、分级需求的基础上,指导风险控制规划的制定。建立了适用于输油气管道的地质灾害风险半定量评价体系和风险分级标准,开发了管道地质灾害风险管理系统软件,该软件集成了基于指标评分法的风险半定量评价技术,并集成信息管理、风险管理等技术,为管道地质灾害风险管理工作提供信息、技术平台和管理平台。应用该方法对油气管道3300余处灾害点进行统一标准的风险评价,获得了令人满意的评价结果,为管道地质灾害风险整治规划的制定提供了重要依据。     

漠大管道在沿线多年冻土区的位移监测

针对漠大管道在沿线多年冻土区面临的冻胀融沉灾害,提出了基于全站仪测量的管道位移监测技术。详细介绍了管道位移监测原理,设计了基准桩和标志桩结构,采取了3项措施保证基准桩的稳定。在漠大管道漠河首站-加格达奇泵站区间,选取了9个高风险区,安装了62套管道位移监测装置。2010年11月9日管道投产前采集了初始数据,2010年12月-2011年6月完成了5次数据采集,对监测数据进行分析发现:监测段管道未受到冻胀灾害的影响,部分监测段管道受到融沉灾害的影响。验证了该技术的可行性和有效性。     

典型地质灾害下埋地管道的应力计算

地质灾害是导致埋地油气管道破坏失效的主要原因之一,特别是管道沿线的山体滑坡、地层沉降及地面塌陷等严重威胁着管道的安全运行。基于已有研究,介绍了几种分析管土耦合作用的常用模型,总结了地质灾害作用下埋地管道应力计算方法。采用实验模拟与数值模拟相结合的手段,开展了塌陷、沉降以及滑坡地质灾害下管土相互作用实验以及FLAC 3D数值模拟,分别得到了3种地质灾害下的管道应力分布情况,通过比较实验结果、数值模拟结果以及管道理论模型计算结果可得:采用有限差分软件FLAC 3D开展管土相互作用模拟是可行的;仅考虑管道、输送介质以及土体重力载荷得到的理论计算结果与实验及数值模拟的结果相差很大,需要考虑土体摩擦力以及黏聚力等参数的影响,对管道应力计算方法进行改进。     

管道公司管道风险评价实践

为保证所辖油气管道的运行安全,中国石油管道公司持续推行完整性管理,对在役管道实施风险评价。肯特法是目前使用最广的半定量管道风险评价方法。针对国内管道的实际情况,对肯特法加以改进,对腐蚀指标、制造和施工缺陷、土体移动、误操作、泄漏影响系数等指标进行调整,提高了其对国内管道的适用性。采用改进后的肯特法,确定了所辖管道的高风险管段,汇总后统一排序,针对性地提出风险减缓建议措施,进行立项治理,包括管理、检测与修复、地质灾害治理和其他4种类型。同时,通过风险排序确定项目投资的优先级,提高了费用分配的科学性和管道运行的安全性。     

地震地区长输天然气管道失效风险分析与评价

在分析了地质灾害对长输天然气管道危害的基础上,借鉴地质灾害风险评价方法,将地震灾害的风险要素归纳为成灾背景、致灾体活动、受灾体特征、破坏损失和防治工程5个方面.从多角度、多因素出发,对影响管道安全并可能导致管道失效的各项因素进行了较为全面的分析,构建了较为完善的管道失效后果评价指标体系,并针对管道震害的主要形式细化部分指标.在震害率分析的基础上,确定了埋地管道震害破坏等级划分和对应失效概率的范围,实现了基于风险矩阵方法的地震地区长输天然气管道失效风险等级评价.该方法能够对区域内长输天然气管道的震害风险做出概括性的评估.     

油气管道地震风险评价方法

从失效可能性和失效后果两个方面对管道地震风险评价的现状进行了总结,提出了新的计算方法和模型。通过计算管体应变超越管道允许应变的概率来获得地震引起管道失效的可能性,采用统计管道事故平均失效后果的方法进行后果分析,并通过计算获得了某输油管道沿线地震风险分布的量化值。该方法可用于指导管道抗震设计和管道运行期间的风险管理。     

坡度的分形特征在山区管道设计中的应用

鉴于坡度因素在山区管道设计中的重要性,且目前没有一个特定的坡度指标能够综合反映区域内坡度分布特征及其与山区管道建设中诸多重要工程量之间的关系。利用MAPGIS技术生成管道途经区的坡度分布图,以此确定各个获得坡度段在区域内的分布情况,并使用分形和变换分形的方法对途经区坡度分布特征进行研究,获得坡度分布的分形和累计分形特征,并计算得到各个坡度段的分维值。结合相应区域内地质灾害的发育情况,管道线路施工图设计的热煨弯管用量及水工保护用量,探讨分维值与它们的关系,以期为山区管道设计提供有效的设计依据和技术方法。     

中缅油气管道国内段砂土液化处理措施

中缅油气管道国内段沿线存在不连续的长距离砂土液化地带,砂土液化是地下管道遭受地震破坏的主要原因之一.为增强管道抵抗土壤液化的能力,通过对砂土液化现象及其危害进行分析,结合油气管道沿线砂土液化特点,对管道敷设深度内有中等、严重砂土液化趋势的地段采取平衡压袋稳管方式进行液化处理.该处理措施具有经济、环保、便于施工、不影响管道主体工程安装和总体工期等特点,而且对于避免和减轻地震灾害,确保油气管道的安全运行具有重要意义,在类似管道工程建设中值得推广应用.(表2,图3,参4)     

油气管道地质灾害风险管理知识图谱构建与应用

知识图谱是一种利用解释性语言描述研究对象之间关系的知识库,能够增强机器学习能力,挖掘事物间深层及潜藏的关系,为决策者在抉择过程中提供辅助。从知识图谱技术原理出发,结合油气管道特点,提出了以业务需求、本体设计、知识抽取、知识融合、知识存储、知识迭代更新为核心的油气管道行业知识图谱构建流程与方法。依据SY/T 6828—2017《油气管道地质灾害风险管理技术规范》,构建了以风险识别、评价、防治为主体的油气管道地质灾害风险管理知识图谱。以典型黏性土滑坡灾害为例开展应用示范,在明确灾害风险评价及防治逻辑架构的基础上,探讨了知识图谱在油气管道地质灾害智能评估中的决策过程、应用场景及决策结果的推演与可视化,为管道地质灾害风险评价及防治的智能辅助决策提供了可行路径。（图3,表3,参24）     

起伏管道液气置换过程的压降预测北大核心

起伏管道在投产过程中极易出现气阻现象,影响管道安全。为保障新建管道的顺利投产,提出了一种新的压降预测方法:将处于液气置换过程中的管道分为积气段、气泡段及转弯段3部分,分别针对每一部分提出了相应的压降计算方法。将该预测方法应用于中国某原油管道的投产过程中,对管道沿线的压降进行预测,结果表明该方法的计算结果与现场实际数据较为吻合,可为同类管道投产时的压降预测提供理论指导。(图4,表3,参25)     

长输油气管道河沟段水毁危害特征与防护结构

长输油气管道河沟段水毁是危害突出、普遍存在的一类管道地质灾害,以忠武输气管道和兰郑长成品油管道多年的地质灾害调查、水毁防护工程实践为例,对管道河沟段水毁事故进行总结和分类。河沟水流的冲刷侵蚀及河道摆动是管道河沟段水毁的主要动力因素,灾害表现形式可分为漂管危害、悬跨危害、推移危害和撞击危害4类。阐述了各水毁类型的形成条件及危害特征,并以此提出有针对性的工程防护结构。针对各种防护结构提出了简明的结构图及适用条件,以期对管道建设及运营期河沟段安全防护提供参考。     

天然气管道与原油管道并行敷设的安全间距

随着我国长输油气管道建设里程的不断增长,管道并行敷设的情况日渐增多,合理确定管道的并行敷设间距,不仅可以节约土地资源,而且可以确保管道的运行安全。以中贵天然气管道和兰成原油管道为例,分析了并行敷设管道安全间距的主要影响因素,包括:热油输送管道与常温输气管道间的热传导效应、带压封堵的操作空间、输气管道破裂失效、管道施工与维护等。考虑各种影响因素,结合中贵管道和兰成管道并行敷设段沿线地形特点,确定了3种情况下两条管道并行敷设的间距要求。针对因输气管道失效造成邻近敷设的输油管道的失效概率进行分析,论证了天然气管道与原油管道近距离并行敷设的可行性。