深水海底管道應急救援系統建設方案分析

王 喆

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

0 引 言

目前我國海底管道的種類繁多，有單層、雙層等多種結構型式，分布范圍較廣，遍布我國各個海域，地理條件和海況環境復雜多變，部分海底管道的投產年限已臨近或超過原設計使用壽命，運行狀況不佳。與海洋工程技術的發展相比，我國海底管道的管理體系建設相對落后，還未建立起完善的海底管道全生命周期管理體系[1]。

1 我國海底管道運營面臨的風險

管道運輸是油氣運輸的主要方法之一，在海洋石油開采工程中，海底管道將海上油氣田與儲油設施或陸地處理終端連接成一個有機的整體，形成縱橫交錯的海底管道網絡，是油氣生產系統的主動脈[2]。保證海底管道安全運營已成為經濟、高效開發油氣資源的關鍵，目前正在運營的海底管道總長度超過6300km，到2020年預計達到7000km。

海底管道因其運營環境的特殊性，運營風險較大，失效概率較高。一旦發生泄漏，會因油田停產而造成產量損失，甚至帶來嚴重的海洋環境污染。油氣管道事故會嚴重影響下游終端用戶的正常生產和生活，造成不良的社會影響。例如，“崖城13-1”氣田年產天然氣3.4×109m3，其中2.9×109m3通過778km的海底輸氣管道輸往香港爛角嘴售氣終端，供香港中華電力龍鼓灘發電廠使用，一旦海底管道發生泄漏，勢必會給香港居民的生產和生活帶來巨大影響。管道發生泄漏時，管道內的原油很容易擴散。因此，海底油氣管道一旦發生破損，就很可能引發溢油事故，對海產捕撈業、旅游業、海洋生態環境和沿海地區經濟造成嚴重影響。

據統計，我國自1995年以來發生的各種海底管道事故導致海洋石油產量損失累計達213萬t，直接維修費用超過 23億元。通過統計 1995年以來發生的51起海底管道事故（事件）可知，引發管道事故的最大因素是腐蝕（占49%），第二因素是拋錨、拖網等第三方海事活動（占29%），第三因素是惡劣環境和路由（12%）。盡管腐蝕會引發管道泄漏事件，但大部分的污染事件（污染體積）和生產損失都是拋錨等第三方海事活動造成管道破損引起的。圖1為1995—2017年發生的海底管道事故統計。

圖1 1995—2017年發生的海底管道事故統計

2 我國海底管道應急保障體系存在的問題

2.1 專業應急救援力量缺乏，協調機制不健全

目前我國尚未建立起應對重特大、復雜事故的國家級海底油氣管道維修、搶修和救援體系，現有的維修、搶修力量主要是中海油有限公司下屬的海油工程公司從2002年開始建設的企業層面的海底管道應急搶修力量。此項建設的背景是渤海灣海底管道泄漏事故修復，按企業自行投資、自主經營的模式運作，按甲方的應急維修合同進行現場搶修，屬于事故后的搶修處理。此外，中海油有限公司開發生產部建立了油氣輸送管道的地理信息系統，用于對油氣輸送管道進行監控和管理，但其與應急搶修業務主體單位分屬不同的企業，沒有建立密切的協同機制，沒有建立專業從事油氣管道運行安全管理及事故應急救援相關的培訓機構。對于海底管道的應急救援工作，當前還沒有統一的組織進行頂層設計和規劃，缺乏系統的應急救援體系。

中海油有限公司下屬的4家分公司在《中海石油（中國）有限公司海管管理規定》《事故、事件處理控制程序》《事故、事件和職業病報告要求》和《中國海洋石油總公司危機管理預案》等管理文件的要求下，針對少數重點海底管道，在不同層面建立了應急預案，但都沒有建立應急搶修隊伍，基本上仍采用事發之后臨時選擇承包商進行應急的模式[3]。有些從事海洋工程的民營企業或從事救助打撈業務的公司采取臨時抽調資源進行搶修的方式，無針對性和專業性，船舶資源、檢測資源、切割設備和遙控無人潛水器（Remote Operated Vehicle, ROV）等關鍵資源只能是應急拼湊，造成資源與能力嚴重不匹配；同時，臨時去熟悉搶修預案，甚至沒有搶修預案。此外，搶修項目人員和關鍵作業人員不專業，沒有經驗積累，缺少應急技能培訓，只能在搶修現場進行摸索、學習。這些因素嚴重制約了應急響應的速度和現場實施的效果，增加了搶修周期延長引發的經濟損失和環境污染治理難度。

中海油有限公司4家分公司和外方作業者公司各自組建了企業內部的海底管道應急救援體系，存在重復建設的現象。同時，存在一定的問題，包括：低水平的常規隊伍重復建設；處置深水重特大復雜事故的大型特殊裝備配置和關鍵應急救援處置技術不健全；應急物資、應急隊伍和信息資源分散，缺乏統一的組織和整合，難以發揮整體效能；應急資源總體底數不清晰，難以實現資源共享；發生突發事件之后不能按事故等級合理配置和調動專業管道搶險隊伍，使得事故處理的周期延長，并有可能造成事故后果急劇惡化或發生其他次生、衍生事件。

2.2 應對深水重特大、復雜事故的技術裝備力量不足

目前國內專業性較強的海油工程公司在50m以內的淺海域海底管道搶修領域建立有完備的技術和裝備體系，可借助飽和潛水技術應對300m以內的淺海域海底管道搶修作業[4]。但是，該公司與國外工程公司相比存在很大差距，沒有掌握深水海底管道修復技術，而國外的專業公司已可實現2000m水深下的海底管道修復。

由Statoil和Hydro公司共同研制開發的管線維修系統DPRS可用來進行夾具維修、膨脹彎機械連接和高壓焊接維修等，作業深度可達1000m，試驗作業深度可達2500m。圖2為國外開發的典型深水海底管道救援系統。

圖2 國外開發的典型深水海底管道救援系統

2.3 應急救援保障政策不完善

目前從事海底管道應急搶修的隊伍都是由海洋工程建設企業的附屬業務力量組成的，沒有企業以海底管道搶修為主要業務來定位和建設，或將海底管道搶修作為一項常規對外經營業務來開展，企業追求的是投資收益[5]。應急救援系統建設的一次性投資較大，救援項目不可預見，資金回收周期較長，企業從投資回報的角度考慮沒有投資積極性，這在一定程度上挫傷了建立應急救援隊伍的積極性。企業救援隊伍參與跨公司跨國管道事故處置的機制尚未建立。

2.4 技術支撐體系不完善

目前中海油有限公司已開展所屬海底管道的信息系統建設，中石油、中石化、相關地方國企和民營油企的海底管道信息系統建設標準不一致，資源無法共享。當前油氣管道方面的研究機構多注重管道施工和運行技術裝備研發，油氣輸送管道應急處置技術和應急救援裝備研發能力嚴重不足，關鍵救援裝置和技術基本上依賴進口。同時，缺乏從事海底管道事故處置和應急搶修的培訓機構。

3 建立國家級海底管道應急救援基地

在一段時期內，國家經濟的發展更注重發展的數量，而忽略了發展的質量和發展與環境的關系。同時，應對深水重特大、復雜事故的技術裝備力量不足，信息化建設不能滿足快速響應、科學應對的需求。當前國家新的發展規劃對環境保護和綠色發展提出了更高的要求，更加注重與環境協調發展。國家《突發事件應對法》《安全生產法》《石油天然氣管道保護法》等法律法規及國務院、國務院安委會和國家安全監管總局的有關文件都對加快建設油氣管道應急救援力量提出了明確要求。

為進一步增強國家應對危險化學品和油氣管道等重特大事故的應急救援能力，國家安監總局決定建設國家危險化學品和油氣管道應急救援基地。作為油氣管道應急救援基地之一的南海（珠海）基地依托海油工程公司建設，助力國家在深水海管應急維修領域的安全布局，提高相關企業對深水管道突發事故的處理能力。

3.1 總體原則

依托海洋石油工程管道應急救援隊伍，按照企業投入為主、國家適當補貼的方式建設骨干隊伍；建立完備的深水海底管道應急救援裝備系統，健全應急機制，統一信息標準，實現資源共享；接受國家級、省級安全生產應急管理機構的監管和調動指揮，承擔渤海灣、東海和南海海域的海底管道（包括中海油、中石油、中石化、相關地方國企和民營油企的海底管道）應急維修、搶修業務，作為提供海上應急救援服務的主基地；承擔所有海底管道事故救援任務，具備應急救援人才、技術、裝備和物資儲備的功能，具備應急培訓演練的職能。

3.2 工作目標

形成統一指揮、協調有序、反應靈敏、運轉高效的海底管道應急救援機制；建立應急救援骨干隊伍，建立完善的海底管道應急救援技術和裝備體系；建立標準統一、信息共享的海底管道地理信息系統，整合專家資源，完善培訓演練系統，全面提升海底管道應急保障能力。

近期的建設目標是在已有的300m水深海域海底管道應急維修、搶修技術的基礎上，通過新建深水海底管道維修裝備并對相關技術進行研究，實現應對1500m水深海域受損海底管道維修、搶修任務的能力，為我國1500m水深的深水氣田管道平穩運行提供保障。中期建設目標是建成作業水深達到2000m的海底管道應急搶修體系，實現對我國南海深水油氣田開發海底管道應急搶修的全覆蓋。

3.3 總體建設方案

3.3.1 深水海底管道應急救援基地建設

依托位于珠海的先進制造場地和深水碼頭建設深水海底管道應急救援基地，包含應急指揮中心、信息中心、培訓演練中心、配套庫房、測試及維修保養車間。

建立專業的應急維修、搶修組織架構，成立專業的應急維修和搶修技術隊伍、操作隊伍及后勤保障隊伍，完善應急指揮體系。

3.3.2 完善應急管理體系和應急響應流程

編制完善的應急管理體系和應急方案，完善應急救援流程，確保應急的效率和準確性。制定符合東海和南海的海上救援機制和應急響應流程，并在應急響應流程中明確各單位、各崗位的人員及其職責，定期開展應急演練，提高應急響應的效率。圖3為應急響應流程。

圖3 應急響應流程

3.3.3 建立統一的深水海底管道信息系統

建立的海底管道數據庫涵蓋東海海上油氣田、南海東部和南海西部海上油氣田。定期對數據庫進行升級，定期補充新的數據和信息，該數據庫與生產系統實現信息互聯共享。

3.3.4 配備完善的深水應急維修關鍵裝備

深水海底管道維修和搶修資源主要包括深水作業船舶、深水海管維修系統、深水海管維修專用工機具和海底管道應急維修備件。計劃在3a時間內完成整個系統的設計與建造工作。圖4為深水ROV介入模式下的海底管道切割與提升作業。

圖4 深水ROV介入模式下的海底管道切割與提升作業

3.3.5 編制完善的深水管道應急維修預案

根據我國深水油氣田海底管道的現狀，提前編制針對不同維修工況需求的海底管道搶修預案，提前識別出所需的專用工機具、維修備件和耗材等清單，編制相應的施工安全應急預案，以備施工時隨時調用。

應急預案的核心內容包括：

1) 對緊急情況或事故災害及其后果的預測、辨識和評價；

2) 應急各方的職責分配；

3) 應急救援行動的指揮和協調；

4) 應急救援中可用的人員、設備、設施、物資、經費保障和其他資源，包括社會資源和外部援助資源；

5) 在緊急情況下或事故發生時保護生命和財產安全及環境免受污染的措施和現場恢復；

6) 應急培訓和演練規定，預案的管理等。

3.3.6 開展海底管道搶修技術研究

針對不同的損傷形式和海域特點開發能高效、經濟地應對突發事故的海底管道修復技術，關鍵技術包括水下不停產修復技術、水下干式高壓焊接修復技術和深水遙控修復技術。

4 結 語

深水海底管道應急搶修系統是應對突發事故的關鍵，應將其作為國家應急戰略進行投資。該系統能在海洋工程建設中發揮重大作用，有效彌補搶修作業時間投入不足帶來的經濟壓力。通過分析，對深水海底管道應急救援系統提出以下幾點建議：

1) 加快深水海底管道應急救援系統的建設。

2) 整合海底管道信息系統。基于地理信息系統、應急機構信息系統、應急專家信息庫、應急物資信息庫、事故案例信息庫、應急預案信息庫和外部資源信息庫等，做到標準統一、互聯共享。

3) 鑒于深水海底管道應急救援系統具有技術含量高、裝備投入大等特點，一些中小型石油公司沒有足夠的資金投入，很難獨立建設應急救援系統，建議與印度、馬來西亞、泰國等東南亞國家的石油公司建立應急救援協議，使其成為應急救援系統的一項業務收入來源。

4) 向政府部門爭取用來建設應急救援系統的進口物資和裝備的免稅政策和搶修工程收入稅收優惠政策。