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      管道研究

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      長慶油田集輸油管道高后果區識別方法與應用

      來源:《管道保護》2023年第6期 作者:牛振宇 時間:2023-11-27 閱讀:

      牛振宇

      長慶工程設計有限公司

       

      摘要:長慶油田集輸油管道數量龐大,敷設環境復雜,高后果區識別既要執行規范,還應結合實際對高后果區識別結果進行修正。本文從識別標準、識別因素分類、識別準則等方面分析,綜合考慮管道周邊人口聚散程度、建筑場所用途、環境保護、自然災害嚴重程度等因素,將集輸油管道高后果區劃分為人口密集區、重要設施區和環境敏感區三類。

      關鍵詞:高后果區;黃土梁峁;完整性管理;敏感區域

       

      長慶油田所處黃土梁峁地區人口密集、水系發達、溝壑縱橫,敏感保護目標眾多且保護范圍逐年擴大,涉及多處河流、水庫、水源保護區和各類高后果區、自然保護區,同時還受到新能源和交通設施建設、市政規劃擴展以及第三方施工和打孔盜油等因素的影響,增加了高后果區識別和管理難度。因此,結合現行技術規范,對黃土梁峁地區集輸油管道高后果區識別方法進行研究并合理優化,具有一定意義。

      1  執行標準

      長輸油氣管道高后果區識別目前執行GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》(簡稱GB 32167),油田集輸管道可參照執行,也可執行Q/SY 01039.3―2019《油氣集輸管道和廠站完整性管理規范 第3部分 高后果區識別和風險評價》(簡稱Q/SY 01039.3)。GB 32167給出了輸油管道高后果區管段6條識別項,按照嚴重程度分為三級。Q/SY 01039.3核心識別準則與GB 32167基本一致,不同是Q/SY 01039.3未進行高后果區嚴重程度分級,將識別項由6項合并為4項。此外,Q/SY 1180.2《高后果區識別規程》、SY/T 6975《管道系統完整性管理實施指南》等規范對輸油管道高后果區識別有相似規定,與GB 32167規則基本相同。

      2  識別因素分類

      集輸油管道高后果區危害體現在重大人員傷亡、重要基礎設施毀壞以及嚴重環境污染三個方面。按照人口密集程度、聚散程度,建筑、場所用途,以及周邊設施、環境保護、發生災害的嚴重程度等因素,將高后果區劃分為人口密集區、重要設施區和環境敏感區三類。

      2.1  人口密集區

      畫一個400 m×2000 m矩形框,在管道中心線沿軸向任意移動,矩形框的兩條400 m短邊距離框內外最近建筑物不應小于200 m,統計框內的住戶數量,兩端間管道則為高后果區,滿足規范規定的哪個條件就劃為哪個等級,簡單易操作(圖 1)。


      圖 1 居民區構建筑物高后果區識別示意圖

      居民類構建筑物具體確定高后果區邊界時,按照規范要求,應在管道中心線上畫一個200 m半徑的圓,當圓弧與構建筑物相接時,圓心距為高后果區的長度,如圖 2中理論劃分。這樣的識別方法嚴謹,但實際操作難度很大,需將管道路由、構建筑物和兩者相對關系嚴格按比例繪圖,再用上述辦法畫圓,按比例推算圓心位置,確定高后果區長度。在建設期識別時有圖紙可依托,基本可實現,但在運行期當構建筑物與原設計圖紙發生變化后,生產運行單位需要重新調繪管道周邊信息,按照比例繪制圖紙,精度要求高,難度大,不易實現。


      圖 2 高后果區識別端點確定示意圖

      在高后果區識別過程中,為降低難度,從構建筑兩側端點位置向管道做垂線,兩條垂線各向外延長200 m的距離就是此段高后果區,如圖 2中實際劃分,此方法簡單可行,識別效率高,準確度高。

      2.2  重要設施區

      (1)交通道路。油田區域道路眾多,將管道中心線左右平移50 m,在這100 m范圍內出現的高速公路、國道、省道、鐵路即可確定為高后果區。較高等級交通道路設計一般有用地邊界線,認定以用地邊界線為準。無等級公路如村村通道路等,沒有用地邊界線,實際劃分時以路邊排水渠外側為界。

      (2)易燃易爆場所。參照GB 32167中6.1.1.2高后果區邊界設定為距離最近一幢建筑物外邊緣200 m規定,將管道中心線左右平移50 m,在這100 m范圍內出現的易燃易爆場所,參照圖 2的邊界確定方法確定高后果區長度。除了常見的加油站、加氣站外,有一種特殊情況是油氣田建設的油氣站場。對此可分兩種情況處理。一是油氣站場與管道屬于同一生產運行管理部門,并且都實施了完整性管理,可不劃為高后果區;二是若油氣站場屬于第三方,則應劃為高后果區,并與第三方管理單位合作共同防范潛在風險。

      2.3  環境敏感區

      環境敏感區在高后果區識別時,將200 m內的環境敏感區域兩端向管道做垂線,兩個垂足之間的距離就是高后果區長度(圖 3)。


      圖 3 環境敏感區高后果區識別示意圖

      2.4  區域識別法

      油田集輸油管道大部分呈現為支狀、網狀結構,高后果區識別難度較大,通過實踐總結,形成了符合油氣田特點的區域識別法(圖 4)。根據管網年代、環境、介質、管材等主要風險因素,以平滑曲線連接邊界,將邊界線以平行趨勢向外延伸200 m,以延伸后的邊界線包含區域作為一個識別單位,統計管網單元內的特定場所、易燃易爆場所、人口密集區及該場所200 m范圍內包含的管道或管段,此管道或管段即為高后果區管道。


      圖 4 集輸油管道區域識別法示意圖

      2.5  其它情況

      集輸油管道發生泄漏時,輸送介質會沿地勢由高向低流動,因此在高后果區識別時還需要充分考慮地形地貌條件,對距離進行調整。

      要根據沖溝兩側的坡度大小、輸送介質的流動性,測算發生泄漏油品流入河流或者敏感區的時間,再結合泄漏監測報警時間到應急搶險隊伍到達現場處置的時間,若在油品泄漏至河流或敏感區域之前能夠及時得到處置,不產生較大后果的,該處不判定為高后果區,否則作為高后果區管理。

      2.6  高后果區合并與拆分

      為了提高管理效率、降低管理難度和成本,將間隔小于50 m的同類高后果區合并為一個高后果區管理(圖 5)。運行管理單位要采取管理措施或技術措施,減小高后果區管道泄漏的風險,比如提高巡線頻次,加裝視頻監控設備等。


      圖 5 高后果區合并示意圖

      GB 32167對高后果區拆分未進行規定。油區居民區集中,交通道路發達,工業區不斷延伸,河流水系多,連續高后果區長度較長,一般以2 km左右拆分為一個高后果區。拆分時考慮居民區、交通要道、環境敏感區分類,若全部是同一類,則按照2 km左右范圍選擇道路、田坎等作為分界點。

      3  結束語

      隨著國家對黃河流域生態環境的保護力度加大,對油田集輸油管道環保提出了更高的要求。長慶油田在多年的實踐經驗中,總結創新一系列方法,探索了適合油田發展的高后果區識別技術,提升了管道管理水平,降低了管道失效率。但該技術還存在一些不足,需要進一步改進和完善,更有效的應對所面臨的風險與挑戰。


      作者簡介:牛振宇,1982年生,高級工程師,注冊安全工程師,畢業于中國石油大學(華東)油氣儲運工程,學士學位,主要從事油氣管道和站場完整性管理技術研究工作。聯系方式:18691804400,40191829@qq.com。

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