輸油氣管道完整性管理數據采集研究

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 庫爾勒 841000；2.中國石油規劃總院，北京 100029）

0 概述

管道完整性管理已經是全球管道技術發展的重要內容，雖然我國在這方面起步較晚，但是國家、行業、各油田、管道公司等也已經推出一系列標準、規范或推薦作法、體系文件，處于初期探索、研究、應用階段[1,2]。為保證我國輸油氣管道的運行安全，提高國內輸油氣管道的整體管理水平和自身的競爭能力，實現與國際管道完整性管理水平的接軌，從指導國內輸油氣管道全局的高度出發，進行管道完整性管理的研究是一項重要的基礎工作，而完整性管理數據采集工作是基礎中的基礎，尤為重要，如何將龐大、繁瑣的管道數據理清、收集、整合，從而服務于完整性管理的評價工作，是值得我們深入研究的。

開展管道完整性管理的核心環節包括：數據采集、高后果識別、風險評價、完整性評價、維修與維護、效能評價。其中，數據采集是開展此項管理工作的基礎，同時又貫穿于每個環節[3-5]。數據采集類型可以分為：基礎建設類、運行維護類、完整性評價類三大類數據[6]。數據信息主要來源于內部數據信息和外部數據信息，如，內部數據信息來源建設期的圖紙、設計資料、運行管理數據、檢維修數據、監檢測數據等；外部數據信息來源氣象、水文、地質部門等。

1 基礎建設類數據采集

基礎建設類數據必須詳細說明管線施工建設期間的勘察、設計、施工數據以及管線屬性數據。

1.1 收集要求

（1）對于在役管道，從管道公司內部和外部（如行業管理數據）獲取；

（2）對于在建管道，務必從勘察設計階段開始就做好數據收集工作，此時收集的數據有效性、準確性更高，有利于管道完整性管理。

1.2 數據種類及來源

（1）勘察設計數據：從設計勘察開始到施工圖設計為止，對設計單位、設計人員，對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依托情況、對管道路由設計、管道設計參數（如設計溫度、壓力、輸量、管材、設備等）、管道附屬設施設計（如配電、自控、通訊等）、管道防腐設計參數、水工保護設計參數、穿跨越設計參數、閥室及站場設計參數有清晰的調研和詳細的數據。

數據來源：可行性研究報告、初步設計、施工圖設計、設計變更等資料；

（2）采辦數據：主要是管材、設備設施、儀器及相關附件等制造及采購信息。包括所有生產廠商的基本信息（名稱、電話、聯系人和地址）、供貨廠商基本信息（名稱、電話、聯系人和地址）、相關設備運行維護負責人信息、產品質量證明信息、安裝使用維護信息。

數據來源：生產廠商的資料、供貨廠商的資料、質量證明文件、售后服務文件；

（3）施工建設數據：從開始施工到最終試壓驗收合格為止，此項環節收集數據量大，而且數據至關重要，對每一項施工環節需記錄建設單位或承包商信息、監理單位信息、管溝開挖數據（如土壤信息、管溝深度、管底寬度等）、管材信息（材質、壁厚、長度、防腐層結果類型等）、焊接信息、無損檢測數據、補口信息、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（標志樁、轉角樁、陰保樁）、水工保護相關數據、陰極保護施工信息、穿跨越施工信息、管道高程數據、配電通訊自動化建設信息、閥室及站場施工數據、清管數據、氣密性測試數據、壓力試驗數據、竣工驗收信息。

數據來源：建設單位或承包商的資料、監理單位的資料、第三方檢測公司的資料、無損檢測報告、清管報告、氣密性試驗報告、壓力試驗報告、竣工資料、驗收報告。

2 運行維護類數據采集

運行維護類數據必須分類詳細說明管道生產運行數據、維護維修數據。

2.1 收集要求

（1）對于在役管道，從管道公司歷年生產運行記錄、維護維修記錄獲取；

（2）對于在新管道，務必從投產運行開始就做好數據記錄工作，此時管道運行的每一次工況參數改變，出現故障的維修維護的信息都是至關重要，影響管道后期的平穩運行。

2.2 數據種類及來源

（1）生產運行數據：包括管道運行及管道附屬設施運行數據。按照公司管理規定，詳細記錄管道運行數據（壓力、溫度、輸量、介質組分）、陰極保護系統運行數據（電壓、電流、電位）、配電設施運行數據、自控系統運行數據、通訊系統運行數據、監控系統運行數據、設備設施運行數據（壓縮機、泵、閥門、儀表等）。

數據來源：生產運行日報、介質分析報告、巡檢記錄、恒電位儀運行記錄、設備運行記錄、SCADA系統數據庫、電氣/自動化系統春秋檢報告、設備設施臺帳、儀器儀表臺帳；

（2）維護維修數據：包括管道及其附屬設備設施維護保養、維修、改造、更換的數據。維護保養數據包含開始時間、結束時間、保養部位、方式、周期等；維修數據包括開始時間、結束時間、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；有時存在的風險隱患或者故障無法通過維護維修的方式解決，就需要對現場工藝或者設備進行改造、更換處理，如工藝變更、換管等作業，需詳細記錄改造、更換的開始時間、結束時間、原因、處理后的效果，涉及到施工的作業，需詳細記錄設計數據、采辦數據、施工建設數據。

數據來源：維護保養記錄、維修記錄、變更記錄、設備設施臺帳、儀器儀表臺帳、巡檢記錄、電氣/自動化系統春秋檢報告、內檢測報告、外檢測報告。

3 風險事故類數據采集

風險事故類數據包括自然災害數據、第三方破壞數據、事故事件數據。

3.1 收集要求

（1）對于在役管道，從管道公司歷年失效記錄、風險評價報告、事故事件報告中獲取；

（2）對于在新管道，務必從踏勘設計階段獲取管道沿線人文、水文、地理資料，收集風險評價數據，判定高后果區。

3.2 數據種類及來源

（1）自然災害數據：詳細記錄管道沿線自然災害相關信息及對管道的保護措施。所包含的數據有地質災害數據（如滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷）、地震災害數據、洪水災害數據、水工保護數據。

數據來源：環境影響評價、安全評價報告；水文、地質部門；

（2）第三方破壞數據：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。數據包括打孔盜油氣數據、挖掘破壞數據、占壓數據。

數據來源：事故事件記錄、巡線記錄；

（3）事故事件數據：是指施工建設、生產運行中發生的安全事故事件。如火災爆炸、巡線發生的交通事故等。數據包括泄漏信息、火災爆炸信息、交通事故信息、重要設備設施失效數據、施工中發生的事故信息。

數據來源：失效記錄、事故事件報告。

4 完整性評價類數據采集

完整性評價類數據包括詳細說明監檢測數據、壓力測試數據、直接評價數據。

4.1 收集要求

（1）對于在役管道，從管道公司歷年各類腐蝕監檢測報告、直接評價報告中獲取；

（2）對于在新管道，務必在施工階段詳細記錄無損檢測數據、壓力試壓數據。

4.2 數據種類及來源

（1）管道腐蝕監檢測數據：利用各種技術手段對管材、設備的腐蝕速率以及腐蝕狀況進行測量調查，包含離線檢測和在線監測兩大類。需要詳細記錄的監檢測數據有介質組分（油、氣、水等）、介質屬性（密度、粘度等）、腐蝕掛片數據、探針數據、鐵離子數據、細菌數據、超聲波測厚、垢樣數據。

數據來源：腐蝕監檢測報告、氣質分析報告、油質分析報告、水質分析報告、藥劑評價報告；

（2）壓力測試數據：對于新建管道必須進行壓力測試才可投產使用；對已建管道，壓力試驗一般在換管、升壓運行、輸送介質發生改變、封存管道啟用等情況下選用。詳細記錄測試過程的各環節數據，包括起止里程數據、壓力（測試壓力、設計壓力）數據、時間數據（日期、時長）、測試介質信息、測試結果信息。

數據來源：設計資料、竣工資料、壓力試驗報告；

（3）管道內檢測數據：是指利用管輸介質驅動檢測器在管道內運行，實時檢測和記錄管道的變形、腐蝕等損傷情況，并準確定位的作業。內檢測數據信息量龐大，需詳細記錄內檢測公司信息（名稱、電話、聯系和地址）、內檢測類型信息（變形內檢測、漏磁內檢測、超聲內檢測及其它內檢測等）、檢測里程信息、檢測缺陷信息（裂紋、凹陷、金屬損失）、檢測結果。

數據來源：內檢測報告；

（4）管道外檢測數據：管道外檢測是指對管道外腐蝕狀況進行的綜合性檢測，如管道腐蝕環境檢測、陰極保護檢測、管道外防腐層檢測等。需要記錄的數據有敷設環境的信息、土壤腐蝕性檢測數據、雜散電流干擾數據、大氣腐蝕性數據、防腐層檢測數據（厚度、電阻率、剝離強度等）、陰極保護數據、管道外腐蝕數據、管道壁厚數據。

數據來源：外檢測報告；

（5）直接評價數據：直接評價方法不僅能夠確定已經存在的缺陷腐蝕區域，而且能夠確定將要發生腐蝕的區域，該方法包括內腐蝕直接評價方法和外腐蝕直接評價方法。該方法能代替其它完整性評價方法（內檢測或壓力試驗），或作為輔助工具，確定管道的安全管理。

①管道內腐蝕直接評價（ICDA）所需數據包括管道設計數據、高程數據、路由信息、成產運行數據、介質組分、藥劑信息、腐蝕監檢測信息（掛片、探針等）、維護保養數據、維修改造數據。

數據來源：設計資料、竣工資料、運行資料、SCADA系統歷史數據、介質分析報告、腐蝕監檢測報告、藥劑評價報告、維護維修記錄；

②管道外腐蝕直接評價（ECDA）所需數據包括管道運行數據、管道建設數據、土質環境數據、陰極保護數據、外防腐層數據。

數據來源：竣工資料、運行記錄、SCADA系統歷史數據、土壤分析報告、陰極保護檢測數據、外防腐層檢測數據。

5 結束語

（1）管道完整性管理，應當是在管道施工建設期就開始實施，施工建設銜接設計與運行，有大量數據需要采集，此時采集的數據對后期管道運行管理及完整性管理至關重要，且有利于施工管理；

（2）對于在役管道，前期設計、施工階段的數據務必收集齊全、準確，這是管道完整性管理的基礎；

（3）管道運行階段的數據量大，而且是實時更新的數據，此階段收集的數據關乎完整性評價工作；

（4）管道完整性管理數據采集，從起初的設計數據信息到后期的運行數據信息，管道數據是不斷更新且一直增多的，這是一個龐大的數據量，若是能建立管道完整性管理大數據庫，對采集的管道各類數據進行整合、分析，輸出簡單的評價結果，及時管控、消除管道安全運行中存在的風險隱患，這將是管道安全管理的福音。