稠油集輸管道泄漏事故安全評估分析

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)致風險的出現(xiàn)，進一步的預(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)，先通過對信息擴散理論的使用實現(xiàn)對小樣本數(shù)據(jù)的分析，而后再引進泄露參數(shù)進行使用，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泄漏后果的嚴重程度進行確定，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估中。

關(guān)鍵詞：稠油集輸;管道泄漏;安全評估

前言：

隨著現(xiàn)今社會的不斷發(fā)展，人們對于油氣消費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，所以當出現(xiàn)安全事故時就會導(dǎo)致泄漏，會導(dǎo)致周邊的人員傷亡、經(jīng)濟損失以及生態(tài)環(huán)境遭受破壞等。進行稠油集輸管道安全評估，能夠降低安全事故發(fā)生的幾率，也是保障油氣田安全運行管理的重點。

一、研究方法

對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，通過對管道中出現(xiàn)泄漏的原因和基本后果進行識別，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、活動水平等。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)對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，并且將其與泄漏后果、泄漏原因進行連接，還將X1-X15中出現(xiàn)的原因進行細化，通過有向弧將其指向中間節(jié)點，表示其中的節(jié)點之間存在著條件依賴性。

（一）信息擴散理論

信心擴散理論的使用能夠彌補信息量的不足，在對小樣本信息進行優(yōu)化時，能夠?qū)沃禈颖具M行轉(zhuǎn)換成為集值樣本，然后在對樣本集值化進行模糊化的處理，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)場操作人員根據(jù)自身的經(jīng)驗實現(xiàn)對不同節(jié)點所造成的3種后果類型權(quán)值的計算。當評價人在對評價的主體進行表述看法時，其中的評價結(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，不能夠保障評價人對同一語義的表述是相同的內(nèi)心感受，所以就需要引入對模糊集合理論使用，從而將專家與現(xiàn)場操作人員的語言轉(zhuǎn)換成為一個確定的數(shù)值變量。通過對模糊集合理論的使用，能夠?qū)Σ淮_定性、多屬性的問題評價方法進行確定，從而將一些難以進行直接定量的指標通過相關(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價中的地累積指數(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級以下，在Acc=2.0時所處的概率最大，數(shù)值可以達到15.8%造成這些數(shù)據(jù)的出現(xiàn)與當?shù)氐娜丝凇⒌乩憝h(huán)境以及集輸管道的保護管理有著很大的關(guān)系。在對管道進行評價時，所處的地區(qū)人口、交通密度都比較低，針對于容易發(fā)生第三方破壞的管段，要對其進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為施工中標志不明所導(dǎo)致的管線破壞。

根據(jù)b區(qū)域的數(shù)據(jù)顯示，因為誤操作出現(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Acc=1.6時所處的概率是最大的，能夠達到13.3%，這也就說明在工作開展之前安全培訓與崗位實訓起到了很大的促進作用。根據(jù)圖3 的數(shù)據(jù)顯示，在以往的施工操作中，因為誤操作導(dǎo)致管道出現(xiàn)超壓爆炸，造成了1名工作人員死亡，對人生傷害帶來了最嚴重的后果。

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時可以達到12.8%，出現(xiàn)問題的原因是集輸管道運行年限過長，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)進入到了事故高發(fā)期，并且在對稠油進行輸送時需要高溫的環(huán)境，存在的礦化程度比較高，對于管道的腐蝕工作開展來講有著非常大的挑戰(zhàn)。

而對于圖中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)時高時低，一直處在一、三級之間，概率最大的處在Acc=2.1可以達到11.7%，這些問題導(dǎo)致的原因與油田最初建設(shè)時所使用的材料、施工單位以及附件質(zhì)量有關(guān)。根據(jù)對施工現(xiàn)場的調(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，因為進行評價的集輸管道所處的地區(qū)在冬季最低的溫度能夠達到-40℃，所以對于管道漏出表面的部分材料具有耐低溫性能的要求更高，所以在對管材的選擇中需要對其進行考慮。

對于環(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，對于環(huán)境發(fā)展帶來的破壞更大。

結(jié)語：

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

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