淺析管道完整性管理體系

黑龍江 劉亮亮

前言

石油天然氣的管道運輸是世界各國普遍應(yīng)用的一種高效、經(jīng)濟的運輸方式，同時，石油天然氣的管道運輸也具有一定的風(fēng)險，第三方破壞、制造缺陷、自然災(zāi)害等嚴(yán)重影響了管道的安全狀態(tài)。隨著世界各國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在役油氣管道的里程越來越長，使得管道的安全管理任務(wù)十分繁重。如何確保管道安全運營，降低管道運行管理成本，已成為世界管道管理工作中面臨的主要問題。

發(fā)達(dá)國家的油氣管道業(yè)起步較早，管道管理的技術(shù)也較為成熟。繼安全管理，風(fēng)險管理之后，完整性管理已成為當(dāng)前國際上流行的管道管理模式。從保證管道安全的角度，可以將管道管理分為可靠性評價檢測與安全評價、風(fēng)險評價和完整性三個層次。完整性管理是可靠性評價及風(fēng)險評價基礎(chǔ)上的全面概括與提升。作為更全面的管道管理技術(shù)，完整性管理以保證管道的經(jīng)濟安全運行為核心目標(biāo)，綜合運用可靠性分析、風(fēng)險分析評價、管道內(nèi)外檢測以及數(shù)據(jù)與信息管理等多項技術(shù)，對管道進(jìn)行多元的動態(tài)管理，其內(nèi)容包括了管道的設(shè)計、建設(shè)、運行、操作、檢測與維護(hù)的全部過程，并貫穿管道整個運行期；其基本思路是調(diào)動全部因素來改進(jìn)管道安全性，并通過適當(dāng)?shù)念A(yù)防性檢測、評價以及實施減輕風(fēng)險的措施等來改善管道安全狀況，達(dá)到減少事故并合理分配資源、節(jié)約維修費用的目的。同時該系統(tǒng)可以通過信息反饋，結(jié)合實際不斷完善。

一、管道完整性管理的定義

管道完整性管理定義為：管道公司面對不斷變化的因素，對油氣管道運行中面臨的風(fēng)險因素進(jìn)行識別和評價，通過監(jiān)測、檢測、檢驗等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應(yīng)的風(fēng)險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運行的風(fēng)險水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、減少和預(yù)防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的。

二、國內(nèi)完整性管理實施情況

目前中國石油借助其所屬的管道科技研究中心（廊坊）等內(nèi)部技術(shù)力量，從2004年起通過8年多的研究和應(yīng)用，已經(jīng)全面推廣實施管道完整性管理，目前已經(jīng)掌握了管道完整性管理的核心支持技術(shù)，如管道數(shù)據(jù)管理技術(shù)（基于GIS）、風(fēng)險評價技術(shù)、檢測技術(shù)、完整性評價技術(shù)和各種維修搶修技術(shù)及專業(yè)的團隊，建成了管道完整性管理體系和信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了管道數(shù)據(jù)的集中管理存儲和完整性管理業(yè)務(wù)流程的信息化。中國石化和中海油也開始推廣應(yīng)用管道完整性管理，開展了管道內(nèi)檢測和管道數(shù)字化等工作。

國內(nèi)在推廣實施管道完整性管理時存在以下問題：

1.大量管道數(shù)據(jù)資料丟失或分散，使得管道完整性管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較難以收集；

2.大量支持技術(shù)管道企業(yè)不掌握，外部公司或高校等院所魚龍混雜，技術(shù)水平參差不齊，不能滿足實際需求；

3.管道完整性管理前期投入過高，管道公司需要較大的決心來持續(xù)推動；

4.基于GIS的管道數(shù)據(jù)管理技術(shù)根據(jù)國內(nèi)相關(guān)法規(guī)的條款要求，在使用推廣上受到極大限制，使得目前的管道數(shù)據(jù)管理水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)實際要求。

三、管道GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫

1.概 述

管道完整性管理涉及管道沿線自然環(huán)境、地理狀況、設(shè)施配置等因素，還涉及政治、經(jīng)濟、文化和人的行為方式等各個方面信息。完整性管理時必須考慮事故發(fā)生地點、周圍環(huán)境等有空間特征的信息。GIS技術(shù)在處理有空間特征的信息上有著無與倫比的優(yōu)勢，是實現(xiàn)管道數(shù)字化管理的關(guān)鍵技術(shù)。利用GIS技術(shù)可以便捷、可靠、安全地對管道沿線情況進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)管理?；贕IS，在實施完整性管理時可以對管道風(fēng)險因素進(jìn)行辨識和分析，實現(xiàn)事故隱患監(jiān)控，當(dāng)事故發(fā)生后提供緊急救援決策等。

2.GIS簡介

一個完整的GIS主要由硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、空間數(shù)據(jù)和非空間的屬性數(shù)據(jù)4個部分組成。一般來說，GIS具有輸入、預(yù)處理、空間數(shù)據(jù)管理、查詢和分析以及輸出5個功能。

3.GIS在油氣管道完整性管理中的應(yīng)用

油氣管道安全可靠性分析是完整性管理的一項重要內(nèi)容。應(yīng)用GIS技術(shù)重構(gòu)油氣管道，主要實現(xiàn)對油氣管道及其附屬設(shè)施分布規(guī)律的可視化表達(dá)，這是油氣管道安全可靠性分析的基礎(chǔ)。通過將油氣管道與GIS集成，可擴展GIS的空間分析功能，并充分利用GIS的多種二維可視化表達(dá)方法，從而實現(xiàn)重構(gòu)油氣管道的數(shù)據(jù)輸入、管理、分析、處理和可視化表達(dá)的一體化。其過程如下：

首先，建立油氣管道的地形圖圖庫、管道圖庫和管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。對地形圖圖庫的管理維護(hù)是保證該系統(tǒng)準(zhǔn)確、及時地反映油氣管道生產(chǎn)運行現(xiàn)狀的基礎(chǔ)；對管道圖庫的管理更新是保障管道圖實時反映管道現(xiàn)狀的基礎(chǔ)；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫將提供油氣管道的各種信息，如管道數(shù)據(jù)、閥門、泵機組數(shù)據(jù)、路名檢索數(shù)據(jù)和顯示用數(shù)據(jù)等。

其次，按照GIS的空間模型分析方法，建立油氣管道的空間模型，并從數(shù)據(jù)庫中提取管道及其附屬設(shè)備數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理，獲得每個構(gòu)造點的斷面數(shù)據(jù)集。利用GIS軟件功能生成斷面圖，并寫入相關(guān)的屬性（管徑、管材、管頂高、地面高等），然后根據(jù)管道二維坐標(biāo)和管道的屬性信息，實現(xiàn)油氣管道分布現(xiàn)狀的可視化，自動生成真實的二維渲染場景。

我國首條應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的西氣東輸冀寧支線天然氣管道工程引入了GIS技術(shù)，并且有了比較成功的應(yīng)用，取得了很好的效果。

四、結(jié)束語

管道完整性管理技術(shù)是繼可靠性管理技術(shù)、風(fēng)險管理技術(shù)后更高層次的、更全面管理的邊緣性技術(shù)，是當(dāng)前國際上流行的油氣管道的管理模式。采用管道完整性管理技術(shù)，對于確保管道的經(jīng)濟、高效、安全的運營具有十分重要的意義與作用。由于管道完整性管理體系技術(shù)復(fù)雜、牽扯面廣，因此還有很大的發(fā)展空間。今后一段時期，高精度的在線檢測技術(shù)、缺陷實時監(jiān)控技術(shù)、管道安全評估與風(fēng)險分析模型仿真、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集并結(jié)合衛(wèi)星通信技術(shù)、紅外遙感技術(shù)、GIS等現(xiàn)代先進(jìn)信息技術(shù)以實現(xiàn)決策支持，是國際上管道完整性管理體系建設(shè)的主要發(fā)展趨勢。

[1]翁永基.腐蝕管道安全管理體系.油氣儲運,2003,22，（6）.

[2]馬立平,李允.地理信息系統(tǒng)輔助油氣管道安全可靠性分析.石油學(xué)報，2006,27，（3）.