这里写上图片的说明文字(前台显示)

0931-8960050
  • 内页轮换图
  • 内页轮换图
  • 内页轮换图

管道研究

您当前的位置:首页 > 管道完整性管理研究

油田管道完整性管理解决方案

来源:《管道保护》杂志 作者:董绍华 汤林 班兴安 张维智 高策 时间:2018-9-25 阅读:

董绍华1 汤林2 班兴安2 张维智2 高策1

1.中国石油大学(北京) 管道技术与安全研究中心; 2. 中国石油勘探生产分公司


摘 要: 国内油气长输管道完整性管理经过长期不断探索实践,取得了积极成效。但油田管道完整性管理仍然处于起步阶段,安全与环境隐患突出。分析了油田管道自身特点和实施完整性管理的难点,提出了适合于油田管道的五步循环管理模式,以及全生命周期完整性管理设计方案,对于及时发现泄漏风险并实施防护,预防事故的发生意义重大。

关键词: 油田管道;全生命周期;完整性管理;方案


油田管道系统庞杂,管道类型多样。截至2017年底,仅中国石油油气田所属各类管道总长超过30万公里、中国石化所属各类油气田管道总长约20万公里,管道类型达数十种,包括油气集输管道、净化油气管道、供水管道、污水管道、注水管道等,加强管道安全管理是油田管理者始终面临的重要课题。国内长输管道完整性管理目前已经有了坚实的基础,而油田管道完整性管理一直没有全面开展,这和油田管道特点、设计理念和设计标准有密切关联,需要借鉴长输管道的管理经验和方法开展油田管道完整性管理。

1 油田管道的特点

(1)管道管径较小。油田管道管径大小不一、管网结构复杂、建设水平各异,距离相对较短,管径和压力差异大,呈网状、条状、枝状分布,多数管道无阴极保护,无收发球筒,内检测技术无法实施。而长输管道管径单一,大多数管道直径超过660 mm,布设有收发球筒,可以定期开展管道内检测,管道成线性分布。

(2)管材等级较低。油田管道以中低钢级管线钢为主,屈强比小,焊接以半自动焊、人工焊为主。而长输管道以高钢级管道为主,断裂韧性大,屈强比大,焊缝焊接以自动焊、半自动焊为主,焊接过程控制条件严格。

(3)阴保非强制性。油田管道输送介质复杂,大多数存在如H2S、Cl -等危害因素,且具有高温、高压等特点,腐蚀环境突出。外部防腐采用沥青、环氧+玻璃布等涂层防腐,阴极保护系统采用牺牲阳极形式,阴极保护具有非强制性。长输管道大多数采用3PE结构、阴极保护系统完善,外加电流为主,阴极保护是强制实施。

(4)介质腐蚀性强。油田管道运行时在管线内部可能添加缓蚀剂,介质通常表现为油气水多相流的相态,具有高温、高压,有毒、有害的特点,内部输送介质有很强的腐蚀性。而长输管道内部油品和气质条件符合国家要求,净化油气、气质稳定、不含有毒物质,内腐蚀特点不突出。

(5)压力等级较低。大多数油田管道压力低于2.0 MPa,且各类管道压力等级不同。而长输管道压力等级目前已高达12.0 MPa,一旦失效后果严重。

(6)管子选型复杂。油田管道大量使用复合管,目的是为了防腐,但复合管在运行过程中会因不锈钢内衬的脱落,造成通球和检测困难,同时引起水在破裂处的大量积聚,导致腐蚀严重或环焊缝处泄漏。而长输管道很少使用复合管,选用钢制管道,内部涂覆内涂层,其主要目的是降低磨阻系数,增加输送量。

2 油田管道完整性管理实施难点分析

(1)完整性管理起步晚。油田管道管理粗放,未形成健全的管理体系,可参考的标准少,整体技术缺乏,主要以事后管理为主。

(2)设计理念和标准不高。油田管道基础设施没有按照预防性维护为主的管控模式进行设计,设计标准中管道的腐蚀控制均以增加壁厚为原则,大部分不设计收发球筒。

(3)完整性管理技术缺乏。国内油田管道不能进行内检测,只能寻求内检测之外的全管体覆盖检测方法。近年来研发的外部磁应力MTM技术、地磁探测技术、外防腐层检测技术等,均不能做到缺陷的全检测和全发现。站场超声导波检测技术,由于需要开挖,则只能作为抽检的方法之一。

(4)数据平台不能满足需求。目前国内各大油田均自建了很多管理平台,由于尚未构建完整性管理体系,其平台的建设目标、 标准不统一,业务模块不完备,评价功能不健全,尚不足以支持油田管道完整性管理业务的顺利开展。①分析功能方面,大部分平台不具备自动分析功能,多采用单独项目或外部分析评价软件进行相关工作。②评价方法方面,平台有部分分析评价功能模块,但业务流程与国内外标准做法不一致。③外部支持软件方面,部分平台不具备外部支持功能性软件,部分平台外部支持软件应用较为成熟,如移动巡线、管道风险评价软件、ECDA软件平台等,新建平台可以借鉴。

3 油田管道完整性管理体系规划

3.1 基本原则和指导思想

(1)基本原则。 整体规划、分步实施;试点先行、全面推广;管道先行、循序推进;统一规范、分级控制;立足自身、重点突破;统一架构、统一门户。

(2)指导思想。强化油田开发与生产的管道全生命周期的风险管理,研究、吸收和运用完整性管理各项评价和技术方法,全面推广实施油田管道完整性管理,保障安全生产,打造数字化油田迈向智能化油田,实现现代信息技术与全生命周期管理的紧密结合。

3.2 发展目标

2019年:建立健全完整性管理组织架构并明确职能,建设油田管道完整性管理体系,开发较为完善的管道完整性管理平台,开展完整性管理技术研究。

2020年:及时总结和推广试点单位的先进经验,在油田企业内部全面推广完整性管理。

2021年:开展内外部审核以持续改进,从初级达到中级水平。

2022年:完整性管理达到良好水平。

2023年:完整性管理达到先进水平。

3.3 体系建设内容

覆盖建设期、运营期、报废期的油田管道全生命周期完整性管理范围包括地面集输管网、集注站、井口和地下管道。其管理体系如图 1所示。


图 1  油田管道完整性管理体系


3.4 完整性管理模式

提出并建立了适应油田管道特点的完整性管理五步工作流程,即数据采集与校核、风险因素识别与评价、检测与适用性评价、风险消减与维修、效能审核与评价五个环节(图 2)。

图 2  油田管道完整性管理流程


其中,高后果区管理部分未在五步循环中单独列出,主要是考虑其与长输管道高后果区相比较,管道压力低、流量小,事故后果以泄漏为主,对人群、环境、大型构筑物的危害较小,但将其纳入到风险因素识别与评价中。

4 全生命周期完整性管理系统

4.1 完整性管理系统设计原则

(1)系统性原则:系统设计要以整体角度考虑,从大数据应用方面考虑。

(2)简单性原则:系统设计应尽量简单,避免一切不必要的内容。

(3)开放性原则:尽量采用模块化结构,提高各模块的独立性,尽可能减少模块间的数据耦合,使各子系统间的数据依赖降至最低限度。

(4)互连性原则:考虑接口预留,能与企业现有的油田管道数字化系统、装备管理平台、监控与数据采集系统(SCADA)等接口对接。

(5)扩展性原则:预留扩展功能,以满足未来数据库和用户规模需求。

(6)成熟性原则:最大限度满足油田管道现在和未来发展的需要。平台具有实际可操作性,用户能够快速掌握并使用,易于推广。

(7)管理可接受原则:系统的作用和生命力,很大程度上取决于管理能否接受。

4.2 完整性管理系统功能

油田管道完整性管理系统主要包括以下模块。

(1)建设期数据采集与对齐管理模块。

(2) GPS及无人机巡护管理模块。

(3)油田管道腐蚀控制与管理模块。

(4)油田管道风险识别与评价模块。

(5)“双高”区域管道管理模块。

(6)油田管道缺陷评价模块。

(7)油田管道完整性检测数据管理模块。

(8)油田管道安全隐患预防管理模块。

(9)油田管道腐蚀防护管理模块。

(10)泄漏与安全预警技术模块。

(11)应急决策支持技术模块。

(12)审核与效能评价模块。

(13)大数据决策优化模块。

(14)其他。

5 结束语

推行油田管道完整性管理总体尚处于酝酿阶段,未来需要做的工作和攻克的难题还很多。特别是对于不能进行内检测(Unpiggable)的管线,如何实现在线不停输检测是国内外共同面临的技术难题。油田企业应结合自身情况逐步实施管道完整性管理工作,将其融入到日常生产管理中,实现油田管道安全运行和降本增效。


作者:董绍华, 1972年生,中国石油大学(北京)教授,博士生导师,管道技术与安全研究中心主任。管道完整性与安全技术专家;第五届国家安全生产专家组成员;国家质检总局特种设备压力管道技术委员会委员; NACESTAG75 完整性技术专家委员会主席;北京石油学会理事兼石油应用与储运专业委员会主任;担任2017年国家重点研发计划“公共安全专项”国家储备库安全项目首席。主要研究方向为管道完整性管理技术、管道安全评价技术、管道信息大数据工程技术等。曾获省部级奖励25项,参与编制行业、企业技术标准40余部,发表学术论文90余篇。

2018年第5期(总第42期)

上篇:

下篇:

关于我们
地址:兰州市广场南路51号1033室 邮编:730030 邮箱:guandaobaohu@163.com
Copyrights © 2018- All Rights Reserved. 版权所有 中国管道保护网 陇ICP备18002104号 设计制作 宏点网络
  • 95_95px;

    QQ群二维码

  • 95_95px;

    微信二维码

咨询热线:0931-8960050
奥彩网 台中市 新沂市 石家庄市 梅河口市 富德市 辽宁省 西昌市 淮北市 鹤壁市 河北省 公主岭市 滕州市 眉山市 开封市 迁安市 六安市 汕头市 临沧市 叶城市 任丘市 九台市 广东省 双鸭山市 定州市 江阴市 湖州市 东方市 琼海市 南阳市 大理市 龙岩市 靖江市 彭州市 株洲市 赤水市 平凉市 虎林市 利川市 鹰潭市 保山市 吴江市 德兴市 金昌市 潜山市 仙桃市 灵宝市 沈阳市 马鞍山市 霸州市 达州市