稠油集輸管道泄漏事故安全評(píng)估分析

李翔 陳建明 陳佳偉

摘要：為了有效的降低稠油集輸管道出現(xiàn)泄漏事故導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)，進(jìn)一步的預(yù)防各種重大事故的出現(xiàn)，基于稠油集輸管道泄漏事故的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，先通過對(duì)信息擴(kuò)散理論的使用實(shí)現(xiàn)對(duì)小樣本數(shù)據(jù)的分析，而后再引進(jìn)泄露參數(shù)進(jìn)行使用，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)得到泄漏事故發(fā)生的失效率與超越概率，最后使用模糊集合理論對(duì)泄漏后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行確定，即使在數(shù)據(jù)缺失的情況之下，該方法也能夠適用于稠油集輸管道的泄漏安全評(píng)估中。

關(guān)鍵詞：稠油集輸;管道泄漏;安全評(píng)估

前言：

隨著現(xiàn)今社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于油氣消費(fèi)的需求也在不斷增加，所以油氣集輸管道的建設(shè)數(shù)量也在不斷的增加。對(duì)于大型油田的發(fā)展來講，集輸管網(wǎng)的建設(shè)通常都是規(guī)模非常大并且復(fù)雜的，所以當(dāng)出現(xiàn)安全事故時(shí)就會(huì)導(dǎo)致泄漏，會(huì)導(dǎo)致周邊的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失以及生態(tài)環(huán)境遭受破壞等。進(jìn)行稠油集輸管道安全評(píng)估，能夠降低安全事故發(fā)生的幾率，也是保障油氣田安全運(yùn)行管理的重點(diǎn)。

一、研究方法

對(duì)于稠油集輸管道出現(xiàn)泄漏的原因主要有第三方破壞、內(nèi)外腐蝕、材料以及施工等，通過對(duì)管道中出現(xiàn)泄漏的原因和基本后果進(jìn)行識(shí)別，能夠有效的建立起稠油集輸管道泄漏事故貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示：

從圖中我們可以看到X1-X15分別表示的是管段的最小埋深、地面設(shè)施、活動(dòng)水平等。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不確定性與概率依賴性的處理，圖上所建立起的貝葉斯管網(wǎng)主要將管道泄漏作為中樞節(jié)點(diǎn)，并且將其與泄漏后果、泄漏原因進(jìn)行連接，還將X1-X15中出現(xiàn)的原因進(jìn)行細(xì)化，通過有向弧將其指向中間節(jié)點(diǎn)，表示其中的節(jié)點(diǎn)之間存在著條件依賴性。

（一）信息擴(kuò)散理論

信心擴(kuò)散理論的使用能夠彌補(bǔ)信息量的不足，在對(duì)小樣本信息進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，能夠?qū)沃禈颖具M(jìn)行轉(zhuǎn)換成為集值樣本，然后在對(duì)樣本集值化進(jìn)行模糊化的處理，能夠有效的提升樣本總體的分布精度。

（二）模糊集合理論

稠油集輸管道出現(xiàn)泄漏的事故后果主要有3種，環(huán)境污染、經(jīng)濟(jì)損失以及人身傷害。但是在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)使用中往往存在著不足的現(xiàn)象，所以就需要專家與相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同節(jié)點(diǎn)所造成的3種后果類型權(quán)值的計(jì)算。當(dāng)評(píng)價(jià)人在對(duì)評(píng)價(jià)的主體進(jìn)行表述看法時(shí)，其中的評(píng)價(jià)結(jié)果是有著一定的主觀性的，在將其語意向數(shù)值化的轉(zhuǎn)換中，不能夠保障評(píng)價(jià)人對(duì)同一語義的表述是相同的內(nèi)心感受，所以就需要引入對(duì)模糊集合理論使用，從而將專家與現(xiàn)場(chǎng)操作人員的語言轉(zhuǎn)換成為一個(gè)確定的數(shù)值變量。通過對(duì)模糊集合理論的使用，能夠?qū)Σ淮_定性、多屬性的問題評(píng)價(jià)方法進(jìn)行確定，從而將一些難以進(jìn)行直接定量的指標(biāo)通過相關(guān)的數(shù)據(jù)分析將其轉(zhuǎn)換成為三角模糊數(shù)，能夠建立起模糊決策模型。

（三）泄漏指數(shù)

主要是借鑒于土壤中的污染評(píng)價(jià)中的地累積指數(shù)，并且在其中引入?yún)?shù)，就將其稱之為泄漏指數(shù)，每一年泄漏事故實(shí)際發(fā)生的數(shù)量與設(shè)定的發(fā)生數(shù)量之下，都是用來表征在一定期望值上的泄露失效概率。

二、結(jié)果與原因分析

不同泄漏原因的泄露指數(shù)分析：

根據(jù)上圖中的a區(qū)域數(shù)據(jù)顯示，第三方造成的破壞導(dǎo)致的泄露指數(shù)大約為50%，并且都集中在2級(jí)以下，在Acc=2.0時(shí)所處的概率最大，數(shù)值可以達(dá)到15.8%造成這些數(shù)據(jù)的出現(xiàn)與當(dāng)?shù)氐娜丝?、地理環(huán)境以及集輸管道的保護(hù)管理有著很大的關(guān)系。在對(duì)管道進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，所處的地區(qū)人口、交通密度都比較低，針對(duì)于容易發(fā)生第三方破壞的管段，要對(duì)其進(jìn)行加固或者是安裝套管，例如在一些穿越段和入土、出土的地區(qū)，多數(shù)的第三方破壞都是因?yàn)槭┕ぶ袠?biāo)志不明所導(dǎo)致的管線破壞。

根據(jù)b區(qū)域的數(shù)據(jù)顯示，因?yàn)檎`操作出現(xiàn)的泄露原因還是比較低的，數(shù)值存在可接受的范圍之內(nèi)，當(dāng)Acc=1.6時(shí)所處的概率是最大的，能夠達(dá)到13.3%，這也就說明在工作開展之前安全培訓(xùn)與崗位實(shí)訓(xùn)起到了很大的促進(jìn)作用。根據(jù)圖3 的數(shù)據(jù)顯示，在以往的施工操作中，因?yàn)檎`操作導(dǎo)致管道出現(xiàn)超壓爆炸，造成了1名工作人員死亡，對(duì)人生傷害帶來了最嚴(yán)重的后果。

從c區(qū)域我們可以看到，出現(xiàn)泄漏的原因腐蝕占據(jù)的系數(shù)一直居高不下，其最大概率在Acc=3.1時(shí)可以達(dá)到12.8%，出現(xiàn)問題的原因是集輸管道運(yùn)行年限過長(zhǎng)，使用年限超過20年的管道占據(jù)了50%以上，根據(jù)失效浴盆曲線的使用，此階段的管道使用已經(jīng)進(jìn)入到了事故高發(fā)期，并且在對(duì)稠油進(jìn)行輸送時(shí)需要高溫的環(huán)境，存在的礦化程度比較高，對(duì)于管道的腐蝕工作開展來講有著非常大的挑戰(zhàn)。

而對(duì)于圖中d區(qū)域的數(shù)據(jù)顯示來看，材料、焊接等附件導(dǎo)致的泄露指數(shù)時(shí)高時(shí)低，一直處在一、三級(jí)之間，概率最大的處在Acc=2.1可以達(dá)到11.7%，這些問題導(dǎo)致的原因與油田最初建設(shè)時(shí)所使用的材料、施工單位以及附件質(zhì)量有關(guān)。根據(jù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研開展來講，選擇使用防腐層材料質(zhì)量一般的但是配合使用較好的施工質(zhì)量，是要高于選擇使用防腐材料較好但是施工質(zhì)量一般的，所以焊接質(zhì)量與出現(xiàn)腐蝕之前存在著直接的關(guān)系，因?yàn)檫M(jìn)行評(píng)價(jià)的集輸管道所處的地區(qū)在冬季最低的溫度能夠達(dá)到-40℃，所以對(duì)于管道漏出表面的部分材料具有耐低溫性能的要求更高，所以在對(duì)管材的選擇中需要對(duì)其進(jìn)行考慮。

對(duì)于環(huán)境影響帶來的破壞最大的就是腐蝕，其次才是第三方的破壞，雖然第三方破壞帶來的頻率比較低，但是一旦發(fā)生出現(xiàn)的泄漏量是非常大的，對(duì)于環(huán)境發(fā)展帶來的破壞更大。

結(jié)語：

通過對(duì)稠油集輸管道泄漏事故的原因與可能發(fā)生的后果類型進(jìn)行分析，并且構(gòu)建起貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)泄漏的指數(shù)進(jìn)行設(shè)定，通過使用信息擴(kuò)散理論實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏指數(shù)的概率與超越概率進(jìn)行計(jì)算。通過對(duì)信息擴(kuò)散理論的使用對(duì)油田稠油集輸管道泄漏展開安全評(píng)估，并提出相應(yīng)的概率，能夠有效的降低在數(shù)據(jù)相對(duì)缺失的條件之下只能夠依賴專家的主觀性判斷，從而提升評(píng)估效果的可靠性。

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