油氣管道完整性管理技術(shù)的發(fā)展趨勢

李勇，王小斌*，夏榮蓓，王坤，劉思妤，孫立威(1.河北省智慧管道技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 廊坊 065000；

2.廊坊中油朗威工程項(xiàng)目管理有限公司，河北 廊坊 065000)

0 引言

在當(dāng)今科技信息全球化的時代，油氣管道完整性管理技術(shù)也在不斷地改革創(chuàng)新。與此同時，油氣管道的安全問題逐漸受到人們的關(guān)注[1]。已投入使用的諸多舊式油氣管道由于存在制造缺陷或發(fā)生了長時間的腐蝕，逐漸呈現(xiàn)管道老化的現(xiàn)象。油氣管道的管理部門缺乏對管道的及時監(jiān)測維護(hù)，使得油氣管道運(yùn)行風(fēng)險提升[2]。新式管道的建設(shè)中存在許多瑕疵和管理不全面的問題，安全事故時有發(fā)生。由此可見，完善油氣管道的完整性管理體系是大勢所趨。在工程管理中，油氣管道的完整性管理方面依然存在著許多的技術(shù)性難題。因此，油氣管道完整性管理技術(shù)存在著很大發(fā)展空間。

1 油氣管道完整性管理技術(shù)的形成

由于石油、天然氣具有易燃、易爆等理化性質(zhì)，所以保障油氣管道安全至關(guān)重要，一旦引發(fā)油氣泄漏，輕則引發(fā)火災(zāi)，造成區(qū)域環(huán)境污染，重則發(fā)生爆炸，造成人員傷亡。油氣管道運(yùn)輸作為最便宜、最便捷的運(yùn)輸方式，在油氣運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用極為廣泛。然而油氣管道管理領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)還不完善，油氣管道會因外部環(huán)境、施工質(zhì)量等影響因素而受損，從而造成火災(zāi)、中毒、爆炸等安全事故的發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至造成大量人員傷亡。1950年以來，油氣管道的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展，相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，給人類帶來便利的同時由于管道安全事故頻繁發(fā)生也造成了不可估計(jì)的嚴(yán)重性后果。

1960年，許多發(fā)達(dá)國家將管道檢測、評估剩余強(qiáng)度逐步納入到壓力管道標(biāo)準(zhǔn)。自1950年起，國際上關(guān)于管道應(yīng)用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和管道安全問題爭論不止，為降低爭端的熱度，美國等發(fā)達(dá)國家提出了評估管道可行性和風(fēng)險性的概念。在2001年，研究人員提出了管道完整性管理的概念，并公布了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范[3]。通過對管道安全進(jìn)行監(jiān)管，不僅可以有效降低管道安全事故的發(fā)生率，還可以避免不必要和未經(jīng)規(guī)劃的維修和更換管道，延長管道的使用壽命，間接提高其經(jīng)濟(jì)和社會效益。

在上世紀(jì)初，歐洲等地開始重視油氣管道完整性管理技術(shù)的發(fā)展，以經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的安全管理技術(shù)為基礎(chǔ)研究油氣管道完整性技術(shù)，并將其應(yīng)用于油氣儲運(yùn)行業(yè)。1990年起，美國等發(fā)達(dá)國家的油氣管道完整性管理技術(shù)迅速發(fā)展，部分油氣管道公司針對此技術(shù)開始進(jìn)行探索與討論，制定出了一系列的油氣管道管理技術(shù)。

由于油氣管道系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和決策支撐的有限性，使得運(yùn)用傳統(tǒng)方法進(jìn)行油氣管道管理工作的弊病日益呈現(xiàn)[4]。20世紀(jì)90年代末，我國發(fā)生了幾起重大油氣管道事故，此后開始注重油氣管道完整性管理技術(shù)的應(yīng)用。21世紀(jì)初，我國借鑒國外較為健全的管道完整性管理技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國情建立了完整性管理體系。

為深入研究油氣管道完整性管理技術(shù)，我國成立了專門的研究機(jī)構(gòu)—油氣管道完整性研究所。為了更快建立一個較為健全的油氣管道管理技術(shù)，我國油氣公司與研究所共同合作對綜合化、一體化管理技術(shù)進(jìn)行研究。隨著對油氣儲運(yùn)管理認(rèn)識的加深，國內(nèi)管道運(yùn)輸相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人才根據(jù)工程運(yùn)行管理中發(fā)現(xiàn)的問題，從多個角度分析研究管道泄漏原因、管道泄漏特點(diǎn)以及相應(yīng)的解決方案，加快了我國油氣管道完整性管理技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用。隨著我國科技水平的發(fā)展，我國正在將新技術(shù)、新工藝應(yīng)用到油氣管道管理技術(shù)，以便更好的應(yīng)用到油氣管道的檢測和維護(hù)中，實(shí)現(xiàn)對油氣管道高效、便捷地監(jiān)理。

2 油氣管道完整性管理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

21世紀(jì)初，我國開始針對油氣管道完整性管理技術(shù)進(jìn)行探討，并提出完整性理念，建立了完整性管理標(biāo)準(zhǔn)。油氣管道完整性管理技術(shù)開始在油氣公司應(yīng)用，但是由于當(dāng)時中國的技術(shù)水平有限，缺少部分更加深入的技術(shù)細(xì)節(jié)，使得該技術(shù)存在較多漏洞。

現(xiàn)階段，我國油氣管道安全管理技術(shù)的重要性尚未得到廣泛關(guān)注，油氣管道安全管理還不到位，相關(guān)的管理技術(shù)人員缺乏系統(tǒng)地培訓(xùn)[5]。國外的油氣企業(yè)管理體制注重對油氣管道安全管理技術(shù)的研究，相較之下，我國并未形成科學(xué)的、完整的管理體系[6]。因此，加快油氣管道的發(fā)展速度，建立健全油氣管道完整性管理體系迫在眉睫。

油氣管道完整性管理技術(shù)主要涉及管理學(xué)科知識，根據(jù)我國國情和油氣管道的現(xiàn)實(shí)情況，深入開展管理方法的研究，結(jié)合項(xiàng)目運(yùn)行管理方面的知識，建立了安全管理體系，確保油氣管道的安全管理和運(yùn)行平穩(wěn)，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展、維護(hù)社會穩(wěn)定。此外，油氣管道完整性管理技術(shù)主要包括決策的準(zhǔn)確性、過程的完整性以及資產(chǎn)的完整性[7]。雖然我國在油氣管道完整性管理技術(shù)方面取得了諸多成果但我國在油氣管道完整性管理方面與國外存在不小的差距，依然存在一定問題。石油企業(yè)依然要堅(jiān)定不移地結(jié)合工程實(shí)際和現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)對管道完整性管理進(jìn)行研究，不斷地革新完整性管理的方式和方法，促進(jìn)該管理技術(shù)的快速發(fā)展，確保油氣管道運(yùn)行的安全、有序、高效。

3 油氣管道技術(shù)的成果

近年來，隨著我國管道建設(shè)水平的不斷提高，已經(jīng)建設(shè)了一個較為完整的油氣管道管理體系[8-9]。

3.1 油氣運(yùn)輸管道存在的問題

由于我國高山、平原、山谷和河流的復(fù)雜地理環(huán)境，這些復(fù)雜而危險的地形給管道建設(shè)造成了很大的困難。由于這些困難的存在，推動了數(shù)字助理平臺的發(fā)展。該平臺綜合了工作方式和管道特點(diǎn)，提高了工作效率。為了應(yīng)對這種復(fù)雜的地形，我國提出了一種新型的容許變形模型。該模型結(jié)合了大直徑管道的高效焊接技術(shù)，并巧妙地結(jié)合了內(nèi)部和外部焊接。這是我國獨(dú)有的技術(shù)，也是中國技術(shù)人員自主開發(fā)的技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了我國的管道建設(shè)。

3.2 全面管理管道運(yùn)輸

在進(jìn)行管道建設(shè)中，自然災(zāi)害的發(fā)生是不可避免的，但這些不可避免的問題會嚴(yán)重影響施工進(jìn)程，在施工過程中，要做到有應(yīng)對措施，在管道建設(shè)時要加大風(fēng)險監(jiān)測力度，根據(jù)嚴(yán)格的風(fēng)險評估制度做出準(zhǔn)確合理的預(yù)算，把風(fēng)險盡量降到最低。在石油和天然氣管道順利運(yùn)作后，利用管道維護(hù)技術(shù)定期和及時進(jìn)行測試和維護(hù)，以確保石油和天然氣管道的安全。

4 油氣管道完整性管理技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

國際石油和天然氣管道國際管理模式是管道安全管理模式，而我國對石油和天然氣管道的管理已逐漸從傳統(tǒng)化轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒蛿?shù)字化。近年來，在管理石油和天然氣管道方面廣泛使用現(xiàn)代信息技術(shù)。例如我國的主要石油和天然氣管道項(xiàng)目之一，即“西氣東送”工程，傳統(tǒng)的管理技術(shù)已無法滿足其管理石油和天然氣管道的需要，必須采用數(shù)字安全管理技術(shù)來滿足當(dāng)前和未來管道的需要。美國的油氣管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)ASME B31.8S—2001 《輸氣管道系統(tǒng)完整性管理》、API 1160—2001《危險液體管道系統(tǒng)的完整性管理》比較詳細(xì)地對天然氣和其他危害液體運(yùn)送的某些相關(guān)管道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作出說明，基于風(fēng)險的管道管理技術(shù)被納入其中[10]。

雖然油氣管道完整性管理中應(yīng)用了SCADA系統(tǒng)，但是，管道完整性管理技術(shù)包括三方面的內(nèi)容：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件體系，沒有將其與管道完整性有機(jī)結(jié)合到應(yīng)用中去，這必然會導(dǎo)致管道完整性管理的局限性和片面性。隨著西氣東輸管道建設(shè)的不斷推進(jìn)，傳統(tǒng)的勘察設(shè)計(jì)和施工管理技術(shù)已經(jīng)不能滿足龐大輸送管線的需求，應(yīng)該將油氣管道的完整性管理全局化、簡單化以便于安全管理和運(yùn)行，因此數(shù)字化管道管理建設(shè)顯得非常迫切，應(yīng)大力發(fā)展數(shù)字化油氣管道完整性管理技術(shù)的研究，盡快使技術(shù)成熟化，投入到日常運(yùn)行工作中[11]。

我國石油和天然氣管道企業(yè)應(yīng)以先進(jìn)的國際石油和天然氣管道安全管理概念為基礎(chǔ)，繼續(xù)改進(jìn)石油和天然氣管道安全管理標(biāo)準(zhǔn)，明確界定工作人員的責(zé)任，增加對管理人員的培訓(xùn)，從而不斷提升天然氣和天然氣管道管理技術(shù)水平。

5 結(jié)語

石油和天然氣管道完整性管理技術(shù)對石油和天然氣管道的長期穩(wěn)定和安全運(yùn)行至關(guān)重要，將是我國管理石油和天然氣管道未來發(fā)展的趨勢。為了順利運(yùn)輸我國的石油和天然氣并指導(dǎo)今后在石油和天然氣管道領(lǐng)域的發(fā)展，必須加強(qiáng)對石油和天然氣管道管理技術(shù)的研究。通過建立相關(guān)的管理權(quán)威來改進(jìn)其相關(guān)的管理制度，以及改進(jìn)相關(guān)的法律和條例，以促進(jìn)管道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時為建設(shè)石油和天然氣管道奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)，使人們的生活更便利。