对天然气管道完整性管理的研究

石油工程化 工 设 计 通 讯Petroleum EngineeringChemical Engineering Design Communications·35·第43卷第11期2017年11月1 管道完整性管理概念管道完整性管理指管道始终处于安全可靠的运行状态，主要内容包括：管道在功能和物理上是完整的，管道在运营过程中实际可控，运营商不断采取各类措施防止管道事故发生。

管道完整性管理是一种借助计算机实现动态管理数据库，能够预防问题、及早发现问题，最大限度地消除危险源，是提高管道运行安全、降低运营成本的有效途径。

管道完整性的理念是通过科学的设计、监测、检测、检验等方式和各种技术的应用，获取与专业管理相结合的管道完整性信息，以可靠性为中心，对可能造成管道失效的威胁因素进行管道的完整性评价，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生，经济合理地保证管道安全运行的目的。

2 管道完整性管理数据采集2.1 危害因素管道完整性数据采集时应首先明确管道产生损坏的原因，之后才能通过确定所采集的数据类型将所采数据录入管道完整性管理信息平台中。

国际管道研究委员会（PRCI ）将常见天然气管道事故分为三类：①外腐蚀、内腐蚀及应力腐蚀等与时间相关的危害因素；②制管过程中考虑的有关缺陷和设备因素等稳定因素；③第三方破坏、误操作、机械损坏、自然不可控因素、外力因素等与时间无关的危害因素。

2.2 数据采集2.2.1 建设过程中的数据采集由于天然气管道大多数是埋地管道，管道完整性数据采集应在建设施工过程中进行。

在管道施工过程中的各个阶段采用风险评估和识别技术，对管道今后运行过程可能出现的风险进行评测，通过相关技术手段在建设时采取合理的风险控制手段，将风险控制在一定可承受范围内，从源头上保证管道在运行过程中的安全性和可靠性，确保管道在运行过程中的结构功能完整性，尽可能降低由于管道运行中数据采集时需开沟所造成的成本。

建设过程中的所采数据包括动态数据和静态数据两方面。

动态数据包括：运输过程中管材的损伤情况数据和管道铺设过程的损伤、管线调整数据、设计压力、压力实验等相关数据；静态数据包括：可能造成管材自身缺陷的管材的制造商信息、管径、壁厚、生产日期、使用年限等管道信息，可能造成安装缺陷的施工过程中焊接质量、管道保护装置、周围地形、管道埋深等信息。

2.2.2 运行过程中的数据采集管道运行过程中的数据采集对象主要为：①管道第三方影响数据包括：经济发展程度、违章建筑、特定场所、人口密度、社会治安、管线标识等信息，通过日常定期检查实现数据更新；②地质因素包括：地质灾害发生情况、地形地貌、地质结构、地质环境、降雨、地表地下水等数据信息；③管道维护状况、运行状况等数据信息。

管道运行过程中的运行、维护、检测数据等工作由专人负责，定期对天然气管道系统的数据进行更新，包括管道防腐层状况、管道检测报告、内外壁腐蚀监控、阴极保护数据，维护、维修、检测数据，管道和光缆失效事故、第三方施工及第三方损伤信息等，对出现管道缺陷或安全隐患时及时处理，并将处理过程及结果上传系统平台记录。

3 管道完整性管理应用3.1 应用过程中的注意事项（1）可通过借鉴国内外成熟的研究经验，进行有效的风险识别，对影响天然气管道安全运行的各类因素利用科学的技术手段进行调查、检测工作，通过事故风险分析进行完整性评价，针对出现的问题进行风险控制或削弱，并制定相应的应急处理方案；（2）应建立并运用好管道及辅助设施的数据共享平台，利用现代化网络技术手段将天然气管道安全评价的详细数据资料共享，通过管道内外检测和日常管理对数据实时更新维护，通过数据计算分析及时发现问题解决问题；（3）针对天然气管道本体的完整性管理，管道自身的完整性是整个系统正常工作的根本。

利用管道内检测手段检查管道本体的情况信息，对照标准通过管道本体完整性评价、缺陷评价等工作，及时开展管道修复工作。

根据国内外防腐标准，定期对天然气管道防腐层进行检测和修补，从而确保管道防腐层自身的完整性。

3.2 应用过程中的问题从当前的天然气管道完整性管理的情况分析，在实际操作过程中仍存在一些问题：（1）管道失效数据检测、统计、分析、学习不够；（2）管道完整性管理体系尚未健全，部分企业尚未建立完善的责任体制、激励约束机制、技术支撑体系；（3）应急处理管理不到位，管道应急抢险体系不完善，操作、管理人员对于应急现场的信息收集应及时完整，适时开展经验交流学习工作。

4 结论我国天然气消耗量与日俱增，天然气管道建设速度不断加快，保证天然气管道运行安全稳定性成为运营过程中的突出问题。

运用管道完整性管理方法，可以有效预防、降低事摘　要：天然气作为一种清洁能源越来越得到人们的青睐，这带动了世界范围内的天然气管道事业的迅猛发展，涉及天然气管道的完整性管理成为天然气运输系统运行安全性、管理规范性、节约成本的有效保证。

着重探讨了天然气管道完整性管理过程中的数据采集及实际应用中的问题，希望能够为天然气管道完整性管理的实际工作提供参考。

关键词：天然气；完整性管理；数据；应用中图分类号：TE973 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2017）11–0035–02study on the management of Natural Gas pipeline IntegrityShu LiangAbstract ：Natural gas as a kind of clean energy is getting more and more people ’s favor ，which led to the rapid development of natural gas pipeline business around the world ，involving the integrity of natural gas pipeline management to become a natural gas transportation system operating safety ，management norms ，Cost effective guarantee.This paper focuses on the problems in data collection and practical application of natural gas pipeline integrity management ，and hopes to provide reference for the actual work of natural gas pipeline integrity management.Key words ：natural gas ；integrity management ；data ；application 对天然气管道完整性管理的研究舒 亮（中石油管道有限责任公司西气东输分公司（武汉管理处枣阳压气站），上海 200120）收稿日期：2017–09–02作者简介： 舒亮（1982—），男，湖北武汉人，助理工程师，主要从事长输天然气管道管理及腐蚀防护工作。

石油工程化 工 设 计 通 讯Petroleum EngineeringChemical Engineering Design Communications·36·第43卷第11期2017年11月故发生率，天然气管道可始终保持完整状态，确保了系统运行的安全。

参考文献[1] 刘国志，彭英伟，伍东，等.天然气管道完整性管理探析[J].中国安全生产科学技术，2012，8（4）：136-141.1 SCADA 管线监测系统建设的意义数据与管理是数字化油田建设的两个重点内容，而参数报警监控与管线压力监测是数字油田的重要应用技术之一，油田公司SCADA 系统的推广建设，由开始“三防四责”模块，过渡到“SCADA 报警功能”系统，有效保证了油田生产区域技术参数的集中监控，网络覆盖区地面工艺系统的报警监控。

2 SCADA 管线监测在地面工艺系统的应用及探索2.1 SCADA 报警系统在地面管线的应用利用数字化SCADA 、视频等监控手段，切实有效对油区地面管线进行跟踪，在线监控，对压力变化管线及高风险外输管线，强化巡检频次，重点区域徒步巡查，防范管线泄漏。

某日凌晨01：21分某站外输压力报警，监控人员随即发现压力由0.75MPa 下降至0.26MPa ，通知中队巡线排查，在外输管线跨越处发现泄漏点，有效遏制原油外流，杜绝原油外泄污染环境，为保障地面管线的安全运行提供了基础警示。

SCADA 系统报警功能系统在地面管线安全环保、综合治理等方面发挥着重要作用，为了合理设置报警上下限值，减少无效报警频次，作业区工程组、调度室及安全组根据各站点实际运行情况，在今年8、9月两个月内连续四次优化报警参数，关停无效无用报警，并制定SCADA 报警预警系统处理措施。

2.2 SCADA 管线监测的应用与探索对站点输油管线温度、压力、外输排量实时监控，历史查询，根据上下值范围的确定，进行异常报警监控。

对地面工艺系统管线的日常巡护、监管起到了预防与应急处置基本保障。

由于管道服役时间不断增加而逐渐老化，或受到各种介质的腐蚀以及认为破坏等因素，会引起管道泄漏，严重威胁着输油管线的安全，及周围的自然环境，同时带来不可估量的经济损失。

目前，国内出现多种输油管线泄漏检测及定位方法，其中包括基于硬件的检测方法，如人工巡线、声发射技术等；基于软件的检测方法，如负压波发、压力梯度法等。

时效性强，对泄漏点的定位较为精确。

但是，声发射信号在输油管道上传播的距离极为有限，不利于长距离检测。

基于硬件检测的方法还有很多。

比如光线检测、电缆检测及GPS 检测等，在众多的方法中，“负压波法”与“管道输量平衡法”因其所需参数可多可少，能够根据已有的工艺流程取舍，施工、管理比较方便，对不同管网的适应性较强。

这种简单实用特点，已经使其成为目前应用最为成功最为广泛的一种管道泄漏监测的方法。

根据流体力学原理，原油在管道中输送过程中，其压力按一定规律递减。

当首末两站间输油管段内某一点发生泄漏时，泄漏点原油压力突然降低所产生的“负压力波”会以泄漏点为基点，通过原油介质在管道中迅速向管道两端传播。

监视分析与管理系统，以SCADA 为主的监控计算机是系统的核心部分。

在Windows 平台下安装有SCADA 监控系统软件，负责对所有站点的数据进行实时接收、汇总与综合处理、现实动态记录曲线、监检测管线运行状态压差、流量差计算等，并生成各种记录、保存数据和记录，以及提供记录回查、参数设置等功能。

“管道输量平衡法”（简称输量平衡法）根据质量守恒定理，同一期间流进和流出管道的油品的质量应当相等。