石油天然氣安全檢測(cè)與預(yù)防

高莎莎 王偉斌

摘要：本文立足石油天然氣場(chǎng)站、管道集輸?shù)瓤碧介_發(fā)各環(huán)節(jié)泄漏危害性，對(duì)石油天然氣常用安全檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究，并分析了石油天然氣安全防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：石油天然氣；安全檢測(cè)；安全防護(hù)

油氣勘探開發(fā)中，場(chǎng)站和集輸管道等各環(huán)節(jié)易發(fā)生油氣泄漏問題，一旦發(fā)現(xiàn)不及時(shí)就易引發(fā)重大事故，而管道及場(chǎng)站儲(chǔ)存設(shè)施腐蝕、外部人為損壞、突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害等都可能造成油氣儲(chǔ)存設(shè)施破裂泄漏，威脅油氣勘探開發(fā)和集輸安全。因此，有必要對(duì)石油天然氣安全檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，探討安全防護(hù)措施，確保安全運(yùn)行。

1 石油天然氣安全檢測(cè)技術(shù)方法

1.1人工巡檢直接觀察法

安全檢測(cè)最常用方法就是人工巡檢，巡檢工人定期通過檢漏車、油氣檢測(cè)儀等儀器，對(duì)重要設(shè)備部位和管道進(jìn)行巡視，通過聽、聞、看等方式判斷是否發(fā)生泄漏。泥土地面可在地面上直接用油敏或氣敏檢測(cè)儀檢測(cè)，根據(jù)安全作業(yè)油氣濃度對(duì)儀器濃度值和報(bào)警值進(jìn)行調(diào)整，查看勘探環(huán)境是否安全，對(duì)出現(xiàn)泄漏的管道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，濃度最大值部位就存在漏點(diǎn)。在站場(chǎng)水泥地面或?yàn)r青地面，天然氣泄漏后會(huì)順著管道周邊裂縫、孔隙或土壤流竄，無法穿透漏點(diǎn)上方地面，需要鉆孔探漏，通過對(duì)站場(chǎng)管道溝、電纜溝或與排水溝等進(jìn)行檢測(cè)，配合使用風(fēng)機(jī)從管溝泄漏點(diǎn)一端吹風(fēng)，另一端放風(fēng)，確保泄漏物質(zhì)從管溝一端冒出，從風(fēng)機(jī)一端將示蹤探頭下入管溝，示蹤探頭與泄漏氣體接觸部位就是泄漏點(diǎn)；也可通過地面鉆孔配合氣敏探測(cè)儀檢測(cè)，在泄漏點(diǎn)下風(fēng)向位置報(bào)警、上風(fēng)向位置不報(bào)警，逐步縮小漏點(diǎn)范圍，通過加密測(cè)點(diǎn)得到精確漏點(diǎn)。有經(jīng)驗(yàn)的巡檢人員可直接發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)跡象，現(xiàn)代化巡檢技術(shù)也不斷進(jìn)步，如機(jī)載紅外檢測(cè)技術(shù)，由直升飛機(jī)攜帶高精度紅外攝像機(jī)沿管道等進(jìn)行檢測(cè)，通過分析集輸介質(zhì)與周圍土壤的溫差確定是否泄漏，在長(zhǎng)輸管道檢測(cè)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。

1.2“管道豬”和探測(cè)球法

一是磁通豬法。在集輸管道或儲(chǔ)存設(shè)備外壁施加外部強(qiáng)磁場(chǎng)檢測(cè)鋼管金屬對(duì)磁場(chǎng)的損耗，使用傳感器（泄漏磁通敏感型）對(duì)局部金屬損耗造成的磁場(chǎng)干擾進(jìn)行檢測(cè)，通過漏磁檢測(cè)確定是否泄漏及漏點(diǎn)位置。該方法對(duì)內(nèi)部介質(zhì)不敏感，對(duì)氣體、液體和氣液兩相流體均能檢測(cè)，但精度低、管材敏感性強(qiáng)。

二是超聲諸法。借助超聲波投射技術(shù)，通過壁厚轉(zhuǎn)換為短脈沖間的渡越時(shí)間進(jìn)行判斷，發(fā)生泄漏時(shí)管壁渡越時(shí)間為“0”，該部位就是漏點(diǎn)。該檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)精度高，可提供定量絕對(duì)數(shù)據(jù)，但應(yīng)用復(fù)雜、成本高。

三是探測(cè)球法。整合超聲、磁通、渦流、錄像等技術(shù)，將探測(cè)球投入設(shè)備內(nèi)，通過漏磁技術(shù)、超聲技術(shù)等采集數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器，通過數(shù)據(jù)分析判斷是否存在腐蝕、穿孔、泄漏等情況。檢測(cè)精度高，但不能連續(xù)進(jìn)行，易發(fā)生堵塞甚至停運(yùn)事故。該技術(shù)也可通過內(nèi)部智能爬機(jī)方式進(jìn)行，使用管道行業(yè)爬機(jī)配套各類傳感器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部流量、溫度、壓力和管壁完好程度監(jiān)測(cè)，主要有超聲波檢測(cè)型和漏磁檢測(cè)型，比較適用于內(nèi)壁平滑設(shè)備和沒有過多彎頭及聯(lián)接的管道。

1.3半滲透檢測(cè)管法

可埋設(shè)在管道等設(shè)備的上部，如滲漏出氣體，會(huì)滲透進(jìn)入真空管并被吸收到監(jiān)控站進(jìn)行成分檢測(cè)，該技術(shù)是基于擴(kuò)散原理，主要部件是半滲透監(jiān)測(cè)管（內(nèi)部配套乙烯基醋酸酯薄膜），利用薄膜對(duì)油氣的高滲透性和不透水性，由檢測(cè)管的一端連接抽氣泵持續(xù)進(jìn)行管內(nèi)抽汽，在監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)存在油氣滲漏和擴(kuò)散情況下，通過內(nèi)部設(shè)置的烴類物質(zhì)傳感器監(jiān)測(cè)到油氣，說明發(fā)生泄漏。但該技術(shù)安裝和維護(hù)成本較高，并且土壤中的沼氣等氣體會(huì)產(chǎn)生假指示引發(fā)誤報(bào)警。

1.4檢漏電纜法

油氣泄漏檢測(cè)主要是對(duì)烴類物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，液態(tài)烴類燃料檢測(cè)可應(yīng)用檢漏電纜法，與管道等設(shè)備平行鋪設(shè)，在泄漏物質(zhì)滲入電纜后會(huì)引起電纜特性改變，主要有以下幾種：一是滲透性電纜，與滲油接觸后發(fā)生電纜阻抗變化，通過管道端阻抗分布參數(shù)測(cè)量確定管道狀態(tài)和滲漏情況。二是油溶性電纜，具備不透水、透油性能的同軸電纜，從一端發(fā)射脈沖，遇到油浸電纜部位會(huì)反射脈沖，通過檢測(cè)反射脈沖信號(hào)對(duì)泄漏情況進(jìn)行檢測(cè)。三是碳?xì)浠衔锓植际絺鞲须娎|。由傳感電纜和報(bào)警模塊構(gòu)成，前者由具備導(dǎo)電性的聚合體層和內(nèi)向壓縮編織物保護(hù)層構(gòu)成，發(fā)生泄漏后聚合體層會(huì)接觸燃料或碳?xì)浠衔锶莘e膨脹，外部保護(hù)層限制其膨脹并向內(nèi)壓縮，導(dǎo)致兩側(cè)傳感器接觸構(gòu)成回路，通過回路點(diǎn)測(cè)量可確定漏點(diǎn)。該方式能快速精準(zhǔn)判斷漏點(diǎn)和滲漏情況，但在施工中不太方便，必須沿管道鋪設(shè)，且發(fā)生過泄漏后電纜就會(huì)受到污染，會(huì)對(duì)后期使用造成影響，易產(chǎn)生信號(hào)混亂等問題，重新更換電纜會(huì)加大成本投入。

1.5檢漏光纖法

一是塑料包覆硅光纖檢漏。化學(xué)敏感性強(qiáng)，含有特定成分的滲透性硅質(zhì)包層，被檢測(cè)物質(zhì)滲漏與包層中化學(xué)成分相遇后，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)改變包層折射率，使光線從包層中逸出，通過在光纖方向發(fā)射規(guī)律性的段波光脈沖，遇到漏點(diǎn)后部分光線就會(huì)被反射，通過測(cè)量發(fā)射和反射脈沖的時(shí)間差可確定漏點(diǎn)位置。二是分布式光纖聲學(xué)傳感器法。借助Sagnac干涉儀對(duì)泄漏引起的聲輻射相位變化進(jìn)行測(cè)量，確定漏點(diǎn)位置，對(duì)氣體和液體滲漏均可檢測(cè)?？商崆皩⒐饫w傳感器放置到管道或設(shè)備內(nèi)部，通過對(duì)泄漏的油氣介質(zhì)聲輻射進(jìn)行接收確定漏點(diǎn)?？蓱?yīng)用玻璃光纖抑制沿線高壓的不良影響，防止高壓對(duì)管道內(nèi)液體的非傳導(dǎo)性產(chǎn)生影響，并且耐腐蝕性較強(qiáng)，理想情況下在10km范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)5m范圍內(nèi)的精準(zhǔn)度測(cè)量，且反應(yīng)較為靈敏，但成本較高。

2 石油天然氣防護(hù)措施

油氣場(chǎng)站和管道屬于易燃易爆場(chǎng)所及設(shè)施，特別是現(xiàn)在燃?xì)夤艿酪虻蜌鈮骸⒍喾种У臓顩r，危險(xiǎn)性更強(qiáng)、安全防護(hù)難度更大。要健全安全管理制度，嚴(yán)格落實(shí)場(chǎng)站和管道等安全作業(yè)制度規(guī)范、安全規(guī)程及安全維護(hù)手冊(cè)等，確保每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)都有安全保障。要構(gòu)建安全生產(chǎn)責(zé)任制，將安全檢測(cè)責(zé)任落實(shí)到具體崗位和個(gè)人。要加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，提升相關(guān)人員安全意識(shí)和素質(zhì)，防止各類違章作業(yè)、違規(guī)作業(yè)行為發(fā)生。要針對(duì)外部原因引起的泄漏，在設(shè)計(jì)中考慮自然災(zāi)害等因素，制定應(yīng)急預(yù)案，針對(duì)人為造成的傷害加強(qiáng)重點(diǎn)部位保衛(wèi)和巡檢力度。針對(duì)腐蝕等內(nèi)部原因造成的泄漏，要通過優(yōu)選耐腐蝕材料、涂刷防腐層、添加緩蝕劑等管道防腐措施予以防護(hù)。

3 結(jié)論

綜上所述，油氣安全檢測(cè)直接關(guān)系油氣勘探開發(fā)、儲(chǔ)存集輸、應(yīng)用等各環(huán)節(jié)安全，要把握安全檢測(cè)技術(shù)措施，有針對(duì)性的加強(qiáng)安全防護(hù)，確保油氣勘探開發(fā)和應(yīng)用安全。

參考文獻(xiàn)

[1]梁偉，張來斌，王朝暉.液體管道泄漏負(fù)壓波診斷方法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2011（09）.

[2]何仁洋.城市埋地燃?xì)夤艿赖孛鏅z測(cè)技術(shù)研究[J].腐蝕與防護(hù)，2010（06）.

（作者單位：勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心）