輸油氣管道完整性管理數(shù)據(jù)采集研究

孟 波 安 超 鮮 俊 吳 超 李志彪 史貴民

（1. 塔里木油田公司油氣工程研究院，新疆 庫(kù)爾勒 841000；2.中國(guó)石油規(guī)劃總院，北京 100029）

0 概述

管道完整性管理已經(jīng)是全球管道技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容，雖然我國(guó)在這方面起步較晚，但是國(guó)家、行業(yè)、各油田、管道公司等也已經(jīng)推出一系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或推薦作法、體系文件，處于初期探索、研究、應(yīng)用階段[1,2]。為保證我國(guó)輸油氣管道的運(yùn)行安全，提高國(guó)內(nèi)輸油氣管道的整體管理水平和自身的競(jìng)爭(zhēng)能力，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際管道完整性管理水平的接軌，從指導(dǎo)國(guó)內(nèi)輸油氣管道全局的高度出發(fā)，進(jìn)行管道完整性管理的研究是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，而完整性管理數(shù)據(jù)采集工作是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，尤為重要，如何將龐大、繁瑣的管道數(shù)據(jù)理清、收集、整合，從而服務(wù)于完整性管理的評(píng)價(jià)工作，是值得我們深入研究的。

開展管道完整性管理的核心環(huán)節(jié)包括：數(shù)據(jù)采集、高后果識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性評(píng)價(jià)、維修與維護(hù)、效能評(píng)價(jià)。其中，數(shù)據(jù)采集是開展此項(xiàng)管理工作的基礎(chǔ)，同時(shí)又貫穿于每個(gè)環(huán)節(jié)[3-5]。數(shù)據(jù)采集類型可以分為：基礎(chǔ)建設(shè)類、運(yùn)行維護(hù)類、完整性評(píng)價(jià)類三大類數(shù)據(jù)[6]。數(shù)據(jù)信息主要來(lái)源于內(nèi)部數(shù)據(jù)信息和外部數(shù)據(jù)信息，如，內(nèi)部數(shù)據(jù)信息來(lái)源建設(shè)期的圖紙、設(shè)計(jì)資料、運(yùn)行管理數(shù)據(jù)、檢維修數(shù)據(jù)、監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)等；外部數(shù)據(jù)信息來(lái)源氣象、水文、地質(zhì)部門等。

1 基礎(chǔ)建設(shè)類數(shù)據(jù)采集

基礎(chǔ)建設(shè)類數(shù)據(jù)必須詳細(xì)說(shuō)明管線施工建設(shè)期間的勘察、設(shè)計(jì)、施工數(shù)據(jù)以及管線屬性數(shù)據(jù)。

1.1 收集要求

（1）對(duì)于在役管道，從管道公司內(nèi)部和外部（如行業(yè)管理數(shù)據(jù)）獲??；

（2）對(duì)于在建管道，務(wù)必從勘察設(shè)計(jì)階段開始就做好數(shù)據(jù)收集工作，此時(shí)收集的數(shù)據(jù)有效性、準(zhǔn)確性更高，有利于管道完整性管理。

1.2 數(shù)據(jù)種類及來(lái)源

（1）勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：從設(shè)計(jì)勘察開始到施工圖設(shè)計(jì)為止，對(duì)設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人員，對(duì)管道沿線的地形和地址條件、氣象和水文條件、管道沿線周邊的交通和社會(huì)依托情況、對(duì)管道路由設(shè)計(jì)、管道設(shè)計(jì)參數(shù)（如設(shè)計(jì)溫度、壓力、輸量、管材、設(shè)備等）、管道附屬設(shè)施設(shè)計(jì)（如配電、自控、通訊等）、管道防腐設(shè)計(jì)參數(shù)、水工保護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、穿跨越設(shè)計(jì)參數(shù)、閥室及站場(chǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)有清晰的調(diào)研和詳細(xì)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)變更等資料；

（2）采辦數(shù)據(jù)：主要是管材、設(shè)備設(shè)施、儀器及相關(guān)附件等制造及采購(gòu)信息。包括所有生產(chǎn)廠商的基本信息（名稱、電話、聯(lián)系人和地址）、供貨廠商基本信息（名稱、電話、聯(lián)系人和地址）、相關(guān)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)負(fù)責(zé)人信息、產(chǎn)品質(zhì)量證明信息、安裝使用維護(hù)信息。

數(shù)據(jù)來(lái)源：生產(chǎn)廠商的資料、供貨廠商的資料、質(zhì)量證明文件、售后服務(wù)文件；

（3）施工建設(shè)數(shù)據(jù)：從開始施工到最終試壓驗(yàn)收合格為止，此項(xiàng)環(huán)節(jié)收集數(shù)據(jù)量大，而且數(shù)據(jù)至關(guān)重要，對(duì)每一項(xiàng)施工環(huán)節(jié)需記錄建設(shè)單位或承包商信息、監(jiān)理單位信息、管溝開挖數(shù)據(jù)（如土壤信息、管溝深度、管底寬度等）、管材信息（材質(zhì)、壁厚、長(zhǎng)度、防腐層結(jié)果類型等）、焊接信息、無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、補(bǔ)口信息、管道附件信息（彎頭彎管、三通、變徑等信息）、地下光纜或管道交叉情況、管道“三樁”信息（標(biāo)志樁、轉(zhuǎn)角樁、陰保樁）、水工保護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)、陰極保護(hù)施工信息、穿跨越施工信息、管道高程數(shù)據(jù)、配電通訊自動(dòng)化建設(shè)信息、閥室及站場(chǎng)施工數(shù)據(jù)、清管數(shù)據(jù)、氣密性測(cè)試數(shù)據(jù)、壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)、竣工驗(yàn)收信息。

數(shù)據(jù)來(lái)源：建設(shè)單位或承包商的資料、監(jiān)理單位的資料、第三方檢測(cè)公司的資料、無(wú)損檢測(cè)報(bào)告、清管報(bào)告、氣密性試驗(yàn)報(bào)告、壓力試驗(yàn)報(bào)告、竣工資料、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。

2 運(yùn)行維護(hù)類數(shù)據(jù)采集

運(yùn)行維護(hù)類數(shù)據(jù)必須分類詳細(xì)說(shuō)明管道生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、維護(hù)維修數(shù)據(jù)。

2.1 收集要求

（1）對(duì)于在役管道，從管道公司歷年生產(chǎn)運(yùn)行記錄、維護(hù)維修記錄獲??；

（2）對(duì)于在新管道，務(wù)必從投產(chǎn)運(yùn)行開始就做好數(shù)據(jù)記錄工作，此時(shí)管道運(yùn)行的每一次工況參數(shù)改變，出現(xiàn)故障的維修維護(hù)的信息都是至關(guān)重要，影響管道后期的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2 數(shù)據(jù)種類及來(lái)源

（1）生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)：包括管道運(yùn)行及管道附屬設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)。按照公司管理規(guī)定，詳細(xì)記錄管道運(yùn)行數(shù)據(jù)（壓力、溫度、輸量、介質(zhì)組分）、陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)（電壓、電流、電位）、配電設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)、自控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、通訊系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)（壓縮機(jī)、泵、閥門、儀表等）。

數(shù)據(jù)來(lái)源：生產(chǎn)運(yùn)行日?qǐng)?bào)、介質(zhì)分析報(bào)告、巡檢記錄、恒電位儀運(yùn)行記錄、設(shè)備運(yùn)行記錄、SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、電氣/自動(dòng)化系統(tǒng)春秋檢報(bào)告、設(shè)備設(shè)施臺(tái)帳、儀器儀表臺(tái)帳；

（2）維護(hù)維修數(shù)據(jù)：包括管道及其附屬設(shè)備設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)、維修、改造、更換的數(shù)據(jù)。維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)包含開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、保養(yǎng)部位、方式、周期等；維修數(shù)據(jù)包括開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、維修部位、故障原因、造成的損失或影響、維修方式、維修效果等；有時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患或者故障無(wú)法通過(guò)維護(hù)維修的方式解決，就需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝或者設(shè)備進(jìn)行改造、更換處理，如工藝變更、換管等作業(yè)，需詳細(xì)記錄改造、更換的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、原因、處理后的效果，涉及到施工的作業(yè)，需詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、采辦數(shù)據(jù)、施工建設(shè)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：維護(hù)保養(yǎng)記錄、維修記錄、變更記錄、設(shè)備設(shè)施臺(tái)帳、儀器儀表臺(tái)帳、巡檢記錄、電氣/自動(dòng)化系統(tǒng)春秋檢報(bào)告、內(nèi)檢測(cè)報(bào)告、外檢測(cè)報(bào)告。

3 風(fēng)險(xiǎn)事故類數(shù)據(jù)采集

風(fēng)險(xiǎn)事故類數(shù)據(jù)包括自然災(zāi)害數(shù)據(jù)、第三方破壞數(shù)據(jù)、事故事件數(shù)據(jù)。

3.1 收集要求

（1）對(duì)于在役管道，從管道公司歷年失效記錄、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)報(bào)告、事故事件報(bào)告中獲?。?/p>

（2）對(duì)于在新管道，務(wù)必從踏勘設(shè)計(jì)階段獲取管道沿線人文、水文、地理資料，收集風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，判定高后果區(qū)。

3.2 數(shù)據(jù)種類及來(lái)源

（1）自然災(zāi)害數(shù)據(jù)：詳細(xì)記錄管道沿線自然災(zāi)害相關(guān)信息及對(duì)管道的保護(hù)措施。所包含的數(shù)據(jù)有地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)（如滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷）、地震災(zāi)害數(shù)據(jù)、洪水災(zāi)害數(shù)據(jù)、水工保護(hù)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：環(huán)境影響評(píng)價(jià)、安全評(píng)價(jià)報(bào)告；水文、地質(zhì)部門；

（2）第三方破壞數(shù)據(jù)：是指由于非管道員工的行為而造成的所有的管道意外傷害，通常都是人為破壞。數(shù)據(jù)包括打孔盜油氣數(shù)據(jù)、挖掘破壞數(shù)據(jù)、占?jí)簲?shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：事故事件記錄、巡線記錄；

（3）事故事件數(shù)據(jù)：是指施工建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)生的安全事故事件。如火災(zāi)爆炸、巡線發(fā)生的交通事故等。數(shù)據(jù)包括泄漏信息、火災(zāi)爆炸信息、交通事故信息、重要設(shè)備設(shè)施失效數(shù)據(jù)、施工中發(fā)生的事故信息。

數(shù)據(jù)來(lái)源：失效記錄、事故事件報(bào)告。

4 完整性評(píng)價(jià)類數(shù)據(jù)采集

完整性評(píng)價(jià)類數(shù)據(jù)包括詳細(xì)說(shuō)明監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)、壓力測(cè)試數(shù)據(jù)、直接評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

4.1 收集要求

（1）對(duì)于在役管道，從管道公司歷年各類腐蝕監(jiān)檢測(cè)報(bào)告、直接評(píng)價(jià)報(bào)告中獲??；

（2）對(duì)于在新管道，務(wù)必在施工階段詳細(xì)記錄無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、壓力試壓數(shù)據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)種類及來(lái)源

（1）管道腐蝕監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)：利用各種技術(shù)手段對(duì)管材、設(shè)備的腐蝕速率以及腐蝕狀況進(jìn)行測(cè)量調(diào)查，包含離線檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)兩大類。需要詳細(xì)記錄的監(jiān)檢測(cè)數(shù)據(jù)有介質(zhì)組分（油、氣、水等）、介質(zhì)屬性（密度、粘度等）、腐蝕掛片數(shù)據(jù)、探針數(shù)據(jù)、鐵離子數(shù)據(jù)、細(xì)菌數(shù)據(jù)、超聲波測(cè)厚、垢樣數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：腐蝕監(jiān)檢測(cè)報(bào)告、氣質(zhì)分析報(bào)告、油質(zhì)分析報(bào)告、水質(zhì)分析報(bào)告、藥劑評(píng)價(jià)報(bào)告；

（2）壓力測(cè)試數(shù)據(jù)：對(duì)于新建管道必須進(jìn)行壓力測(cè)試才可投產(chǎn)使用；對(duì)已建管道，壓力試驗(yàn)一般在換管、升壓運(yùn)行、輸送介質(zhì)發(fā)生改變、封存管道啟用等情況下選用。詳細(xì)記錄測(cè)試過(guò)程的各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，包括起止里程數(shù)據(jù)、壓力（測(cè)試壓力、設(shè)計(jì)壓力）數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)（日期、時(shí)長(zhǎng)）、測(cè)試介質(zhì)信息、測(cè)試結(jié)果信息。

數(shù)據(jù)來(lái)源：設(shè)計(jì)資料、竣工資料、壓力試驗(yàn)報(bào)告；

（3）管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)：是指利用管輸介質(zhì)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)器在管道內(nèi)運(yùn)行，實(shí)時(shí)檢測(cè)和記錄管道的變形、腐蝕等損傷情況，并準(zhǔn)確定位的作業(yè)。內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)信息量龐大，需詳細(xì)記錄內(nèi)檢測(cè)公司信息（名稱、電話、聯(lián)系和地址）、內(nèi)檢測(cè)類型信息（變形內(nèi)檢測(cè)、漏磁內(nèi)檢測(cè)、超聲內(nèi)檢測(cè)及其它內(nèi)檢測(cè)等）、檢測(cè)里程信息、檢測(cè)缺陷信息（裂紋、凹陷、金屬損失）、檢測(cè)結(jié)果。

數(shù)據(jù)來(lái)源：內(nèi)檢測(cè)報(bào)告；

（4）管道外檢測(cè)數(shù)據(jù)：管道外檢測(cè)是指對(duì)管道外腐蝕狀況進(jìn)行的綜合性檢測(cè)，如管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)、陰極保護(hù)檢測(cè)、管道外防腐層檢測(cè)等。需要記錄的數(shù)據(jù)有敷設(shè)環(huán)境的信息、土壤腐蝕性檢測(cè)數(shù)據(jù)、雜散電流干擾數(shù)據(jù)、大氣腐蝕性數(shù)據(jù)、防腐層檢測(cè)數(shù)據(jù)（厚度、電阻率、剝離強(qiáng)度等）、陰極保護(hù)數(shù)據(jù)、管道外腐蝕數(shù)據(jù)、管道壁厚數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：外檢測(cè)報(bào)告；

（5）直接評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)：直接評(píng)價(jià)方法不僅能夠確定已經(jīng)存在的缺陷腐蝕區(qū)域，而且能夠確定將要發(fā)生腐蝕的區(qū)域，該方法包括內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法和外腐蝕直接評(píng)價(jià)方法。該方法能代替其它完整性評(píng)價(jià)方法（內(nèi)檢測(cè)或壓力試驗(yàn)），或作為輔助工具，確定管道的安全管理。

①管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)（ICDA）所需數(shù)據(jù)包括管道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、路由信息、成產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、介質(zhì)組分、藥劑信息、腐蝕監(jiān)檢測(cè)信息（掛片、探針等）、維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)、維修改造數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：設(shè)計(jì)資料、竣工資料、運(yùn)行資料、SCADA系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、介質(zhì)分析報(bào)告、腐蝕監(jiān)檢測(cè)報(bào)告、藥劑評(píng)價(jià)報(bào)告、維護(hù)維修記錄；

②管道外腐蝕直接評(píng)價(jià)（ECDA）所需數(shù)據(jù)包括管道運(yùn)行數(shù)據(jù)、管道建設(shè)數(shù)據(jù)、土質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)、陰極保護(hù)數(shù)據(jù)、外防腐層數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)來(lái)源：竣工資料、運(yùn)行記錄、SCADA系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)、土壤分析報(bào)告、陰極保護(hù)檢測(cè)數(shù)據(jù)、外防腐層檢測(cè)數(shù)據(jù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）管道完整性管理，應(yīng)當(dāng)是在管道施工建設(shè)期就開始實(shí)施，施工建設(shè)銜接設(shè)計(jì)與運(yùn)行，有大量數(shù)據(jù)需要采集，此時(shí)采集的數(shù)據(jù)對(duì)后期管道運(yùn)行管理及完整性管理至關(guān)重要，且有利于施工管理；

（2）對(duì)于在役管道，前期設(shè)計(jì)、施工階段的數(shù)據(jù)務(wù)必收集齊全、準(zhǔn)確，這是管道完整性管理的基礎(chǔ)；

（3）管道運(yùn)行階段的數(shù)據(jù)量大，而且是實(shí)時(shí)更新的數(shù)據(jù)，此階段收集的數(shù)據(jù)關(guān)乎完整性評(píng)價(jià)工作；

（4）管道完整性管理數(shù)據(jù)采集，從起初的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息到后期的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，管道數(shù)據(jù)是不斷更新且一直增多的，這是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)量，若是能建立管道完整性管理大數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)采集的管道各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析，輸出簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)管控、消除管道安全運(yùn)行中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，這將是管道安全管理的福音。