慶哈輸油管道風險評價實踐

魏立新，韓麗艷，董 航，丁 原，楊 林

1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江大慶 163318

2.大慶油田儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163000

3.大慶油田儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

慶哈輸油管道風險評價實踐

魏立新1，韓麗艷1，董 航1，丁 原2，楊 林3

1.東北石油大學提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江大慶 163318

2.大慶油田儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163000

3.大慶油田儲運銷售分公司，黑龍江大慶 163453

慶哈輸油管道已投產運營十余年，因腐蝕穿孔、栽閥盜油等原因，管道事故時有發(fā)生。為降低管道事故發(fā)生率，利用RiskScore 軟件對慶哈輸油管道進行了風險評價，結果表明：慶哈輸油管道有風險管段 42 處，其中高風險 7 處，占16.7%，中風險 35 處，占 83.3%，并提出相應的風險控制措施，對提高慶哈輸油管道管理水平具有指導意義。

輸油管道；風險評價；安全分析；失效分析

0 引言

慶哈輸油管道始于大慶市，經肇州市止于哈爾濱市煉油廠[1]，全長 183.2 km，管道規(guī)格為 D 377 mm × 6.4 mm和 D 377 mm × 8 mm，管道材質為 X52 鋼，設計壓力6.4 MPa，設計年輸量 200 ～ 300 萬 t，全線設有 4 座工藝站場，5 個截斷閥室。

該管道于1999年投產，至今已運行 14 年。隨著管道服役年限的延長，管道腐蝕穿孔、栽閥盜油[2]等事件時有發(fā)生，導致管道經常停產搶修，嚴重影響了管道的安全平穩(wěn)運行。根據(jù)管道泄漏事故統(tǒng)計報告,2005 年以來管道共發(fā)生 91 起事故；在管道事故的引發(fā)因素中，第三方損壞占 53%，腐蝕占 42%，制造與施工缺陷占 5%。為了降低慶哈輸油管道的事故發(fā)生率，本文采用風險評價模型對該管道進行風險評價，找出需要關注的管道高風險段，提出相應的風險控制措施，制訂科學合理的應急預案，使管道維修策略由傳統(tǒng)的盲目被動維修向預知性主動維修轉變，將管道的風險降至最低。

1 風險評價方法與模型

1.1 風險評價方法

目前管道風險評價方法，大體上可分為定性評價法、半定量評價法、定量評價法三種[3-4]。定性評價法是由有經驗的參評人員對管道系統(tǒng)狀況按照一些定性的指標進行分析評價，評價過程簡單但結果精確度相對較低；半定量評價法是對事故發(fā)生可能性和事故后果進行組合計算形成一個相對風險指標；定量評價法得出一些有明確物理意義的指標，計算過程復雜但結果最精確。

由于我國在管道風險評價方面的研究起步較晚，管道基礎性數(shù)據(jù)資料不完善，因此，選擇所需原始數(shù)據(jù)較少且評價成本相對較低的半定量評價法進行管道風險評價可能是最適合的，而 W Kent Muhlbauer 提出的基于肯特法的半定量風險評價法則是其中的典型代表。

1.2 風險評價模型

基于肯特法的基本思想是：根據(jù)現(xiàn)場的實際資料，識別導致管道風險的各種因素，由這些因素歸類出腐蝕、制造與施工缺陷、誤操作、第三方損壞、地質災害以及泄漏后果影響［5-7］6個方面，每個方面又包含多項指標（子因素），并在事故統(tǒng)計的基礎上對每項指標（子因素）進行賦值評分，綜合分析其引起管道泄漏的可能性及泄漏后的事故嚴重程度，最終得到管道沿線的風險程度。

根據(jù)各個管段的失效可能性計算結果與失效后果計算結果，得到各個管段的風險值：

式中R——相對風險值；

Lk——失效可能性分值；

Ck——失效后果分值；

k——失效原因類別。

失效可能性分值為造成管道失效的各因素指標的綜合，各因素包含的評價指標見圖1～5；失效后果分值與泄漏量、受體、擴散系數(shù)、產品危害等子要素有關（見圖6）。

圖1 制造與施工缺陷因素評價指標

圖2 誤操作因素評價指標

圖3 腐蝕因素評價指標

圖4 第三方損壞因素評價指標

圖5 地質災害因素評價指標

圖6 失效后果子要素

2 評價結果及分析

所需評價的數(shù)據(jù)資料，分別由專家分析給出、現(xiàn)場工作人員提供及本人現(xiàn)場踏線等方式獲取，取得相關數(shù)據(jù)資料后，運用中國石油管道科技研究中心開發(fā)的RiskScore 管道風險評價軟件[8]對該管道進行風險評價，RiskScore 軟件平臺能實現(xiàn)管道數(shù)據(jù)管理、自動分段、高后果區(qū)管理、風險計算及結果查詢等功能。按要求輸入慶哈輸油管道的相關參數(shù)，軟件自動將管道分成了675 段進行風險評估計算分析，得出全線的失效可能性和風險的折線圖，分別見圖7和圖8。

圖7 管道全線失效可能性折線圖

圖8 管道全線風險折線圖

圖7反映了不同因素造成管道失效可能性情況，失效可能性的得分值越小管道越危險。從圖7可以看出，第三方損壞與腐蝕是造成慶哈輸油管道失效的主要因素。這是因為管道經過村屯、城鎮(zhèn)較多，部分地方政府與民眾對管道保護意識薄弱，管道上方經常發(fā)生動土施工且占壓情況嚴重，打孔盜油事件頻發(fā)；隨服役時間的延長，管道腐蝕情況逐漸嚴重；全線有較長管段與高壓線、鐵路等交叉并行，造成交流與直流雜散電流干擾等。

從圖8可以看出，慶哈輸油管道風險得分波動較大，管道風險值得分在 28.219 ～ 64.868 之間，風險值越小表示風險嚴重程度越高。該管道 0 ～ 0.2 km 為第一個風險值較低點出現(xiàn)區(qū)域，主要原因是首站出站壓力較大，達到最大安全操作壓力的可能性增大；21.1 ～ 25.03 km為第二個風險值較低點集中區(qū)域，主要原因是管道穿越安肇新河、與天然氣管道并行、附近有酒精廠并穿越村屯；153.4 ～ 183.2 km 為第三個風險值較低點集中區(qū)域，主要原因是管道占壓情況嚴重，穿越公路、鐵路、高壓線、松花江及阿什河，進入哈爾濱市區(qū)等。

由于所劃分的管段較多，并不是所有的管段都是風險管段，根據(jù)計算的風險值、專家經驗及現(xiàn)場實際需求，篩選風險值得分較低的 10% 作為風險管段，識別風險管段共 42 處，用 5×5 風險矩陣（見圖9）對管段進行高、中、低風險等級排序，其中處于中風險35處，占83.3%；高風險 7 處，占 16.7%。

圖9 5×5 風險矩陣示意（圖中數(shù)字代表管段序號）

3 風險減緩措施

從慶哈輸油管道風險評價結果可知，在影響管道風險的因素中第三方損壞與腐蝕所占的比重較高。明確風險值較低管段的風險致因，而后根據(jù)慶哈輸油管道的自身特點，采取相應的降低風險減緩措施，同時加強日常管理以提高管道安全性。

（1）加強三樁一牌的標識。在管道穿跨越公路、鐵路、河流或其他管道的交叉點附近和人口密集區(qū)設置的標識應完整清晰，對三樁一牌缺失地點及時進行修補完善。

（2）加大巡線頻率及公眾宣傳教育。加大人口密集區(qū)域巡線頻率，嚴禁在管道附近及上方施工作業(yè)，防止人為破壞；制訂多種巡線方案，使盜油分子摸不清巡線規(guī)律，防止他們鉆巡線空檔進行打孔盜油犯罪活動；加大對群眾的宣傳教育，提高民眾對管道的保護意識。

（3）占壓情況專項治理。對已存在的違章建筑物進行監(jiān)督，做好占壓建筑物的安全保護措施，加強與地方、企業(yè)的交流和溝通，做到地企聯(lián)防，及時發(fā)現(xiàn)制止形成新的占壓。

（4）定期測量管道的壁厚及埋深，對管壁厚度不符合要求的管段及時更換，埋深不足的管段加強維護。

（5）增加管道內檢測頻次，對檢測出的腐蝕點進行維護，維修難度較大的管段建議進行換管，以徹底消除腐蝕隱患；進行雜散電流干擾測試，增加排流裝置，確保陰極保護的有效性。

（6）建立定位與開挖響應系統(tǒng)，對管道進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)盜油行為，減少盜油分子作案幾率。

4 結束語

（1）建立慶哈輸油管道風險評價模型，將影響管道安全運營的各種因素歸類為第三方損壞、腐蝕、誤操作、制造與施工缺陷、地質災害以及泄漏后果影響等 6 個方面的指標（子要素），綜合分析各指標引起管道失效的可能性及失效后果嚴重程度，最終得到管道沿線的風險大小。

（2）應用 RiskScore 軟件對長 183.2km 的慶哈輸油管道進行風險評價，得到管道失效可能性折線圖及全線風險折線圖，結果表明第三方損壞與腐蝕是造成慶哈輸油管道失效的主要因素。分析高風險段管道的里程，明確了該段管道風險得分較低的主要致因。識別風險管道段 42 處，運用風險矩陣對風險管段進行等級劃分，其中高風險 7 處，中風險 35 處。

（3）針對評價結果提出了風險削減措施，使管道風險得到有效控制，管道的安全將進一步提升。

[1]王輝.慶哈輸油管道風險管理與評估技術研究 [D].大慶：大慶石油學院,2009.

[2]楊林.慶哈輸油管道完整性管理初探 [J].中國石油和化工標準與質量,2011,（5）:135.

[3]易云兵,姚安林,姚林,等.油氣管道風險評價技術概述 [J].天然氣與石油,2005,23（3）:16-19.

[4]劉穎,劉長林,李愛平.油氣管道的風險評價技術 [J].天然氣與石油，2008,26（3）:15-18.

[5]丁明江,吳長春.專家評分法在油氣管道風險分析中的應用 [J].油氣田地面工程,2004,23（1）:10,15.

[6]潘紅麗.管道風險管理方法研究 [J].天然氣與石油,2006,24（1）:9-14.

[7]田娜，陳保東.灰色關聯(lián)分析法在肯特管道風險評價中的應用 [J].石油工程建設，2006，（1）：17-21.

[8]張華兵,程五一,周利劍,等.管道公司管道風險評價實踐 [J].油氣儲運,2012,31（2）:96-98.

Risk Assessment Practice of Daqing-Harbin Oil Pipeline

Wei Lixin1,Han Liyan1,Dong Hang1,Ding Yuan2,Yang Lin3
1.Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery under Ministry of Education,Northeast Petroleum University,Daqing 163318，China
2.Daqing Oilfield Company Storage Sales Branch,Daqing 163000,China
3.Daqing Oilfield Company Storage Sales Branch,Daqing 163453,China

Daqing-Harbin oil pipeline has been in operation for more than ten years,the pipeline are frequently perforated because of corrosion and setting valves for stealing oil,causing the pipeline accidents to happen .To reduce the accident rate,the software RiskScore is used for making risk assessment of the pipeline.The results show that there are 42 pipeline sections being in risks for Daqing-Harbin oil pipeline,in which,there are 7 high risk sections,accounting for 16.7%,and 35 general risks,accounting for 83.3%.And the corresponding measures are put forward to control the risks,which is significant to improve the management level of Daqing-Harbin oil pipeline.

oil pipeline;risk assessment;safety analysis;failure analysis

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.019

魏立新（1973-），男，河北定州人，教授，2005年畢業(yè)于大慶石油學院，博士，現(xiàn)主要從事油田地面工程優(yōu)化與節(jié)能降耗技術方面的研究工作。

2013-04-13