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管道研究

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油气管道打孔盗油活动识别方法分析

来源:中国石油管道公司 作者:戴联双 张海珊 时间:2018-6-29 阅读:

1 概述

对于管道投产运营后发生的打孔盗油活动,可以通过管道巡护、泄漏监测系统等管理和技术手段进行处置,但是对于在管道建设期就安装在管道上的盗油阀门,其防腐、焊接处理等都做得非常到位,而且盗油分子对管道运营管理和监测的各种技术手段非常熟悉,往往会通过各种手段反侦察,导致运营单位很难甚至无法识别存在的盗油阀门。

针对在投产运营前就安装在管道上的打孔盗油阀门(以下简称“预载阀”),很难通过外检测、监测、日常巡护等方式来识别的问题,近年来油气管道运营公司逐步开展完整性管理[1],对管道基础数据进行了比较系统的收集管理,高后果区进行了识别,开展了风险评价、完整性评价、维护维修、以及效能评价工作,同时发现通过内检测能够比较有效地识别打孔盗油阀门。

2 识别打孔盗油常用的方法

2.1 管道巡护

管道巡护在一定程度上可以发现和威慑打孔盗油分子,对于投产运营后的打孔盗油活动可以通过地面观察、周边车辆活动等情况进行识别,但是这种方法对于挖地道盗油、长距离引管盗油等犯罪方式的防范存在局限性。

2.2 管道泄漏检测方法

管道泄漏监测方法主要有物质平衡法、仿真模型法、负压波法、压力波法和音波法等[2]。这些方法中有些已经在长输油气管道上进行了成功的应用,有些还处于研究和试验性应用阶段,如现在泄漏监测系统中应用较多的就是负压波法。它们的共同缺点是,只有在管道发生泄漏后才能进行定位,而目前在管道保护上需要解决的关键问题是如何在盗油分子使用各种工具进行打孔时就能够及时发现并精确定位。

2.3管道内检测方法

(1)漏磁内检测技术

这种检测方法主要针对腐蚀、焊缝缺陷、制造缺陷等检测方法。它的原理是利用检测器携带的强磁铁产生的磁力线通过钢刷耦合进入管壁,在管壁全圆周上产生一个磁回路。如果管道存在缺陷,则缺陷处磁通路变窄,磁力线发生变形,部分磁力线穿出管壁两侧产生漏磁场,通过安装在磁化单元中间的霍尔传感器探测缺陷信号。

(2)中心线内检测

这种检测方法主要针对冻胀融沉、滑坡、沉降、泥石流等引起的管道位移。它的原理是利用陀螺仪测量检测器三维的转动角速度,加速度计测量三维加速度,将采集的数据进行处理,便可以得到检测器任一时刻的速度、位置与姿态信息,获得管道相对中心线。管道惯性测绘单元(IMU)通常搭载在几何、漏磁等其它内检测器中。

(3)超声测厚检测

这种检测方法主要针对腐蚀、夹杂和夹层等管材缺陷。它的原理是通过超声回波来测量管道的剩余壁厚。在超声测厚检测器一个传播时间测量周期内,首先测量出提离值(SO),然后测量出壁厚(WT)。提离值(SO)表示传感器与管壁内表面入射回波之间的距离。壁厚(WT)值表示前壁回波和后壁回波之间的距离。

在以上的这些内检测方法中,对于识别打孔盗油阀门最有效的方法是漏磁内检测和超声测厚 检测,其它内检测方法在识别打孔盗油阀门方面也能起到一定的作用。

2.4 管道外检测

外检测的目的是发现管道腐蚀及管道外防腐层、阴极保护和防干扰系统的缺陷并加以修复和改进,以提高管道的完整性。通过外检测可以及时发现管道存在的外腐蚀和防腐保护系统缺陷,避免因外腐蚀导致的各类管道事故。同时也可以发现那些造成防腐层破坏的打孔盗油阀,但对于防腐处理非常好的,不存在漏电等情况的盗油阀识别起来比较困难,存在一定的局限性。

2.5 其它方法

参考文献[3]中介绍了一种识别打孔盗油活动的技术方法。该方法采用封闭网络模式,定位精度较高,尤其是它敷设在管道的外围,在动土开挖时,即未发生打孔之前就能发出报警信号,通知管线保护人员出动从而成功阻止盗油事件的发生,缺点是工程施工量大。这种方法对于破坏防腐层、引起压力波动较大的盗油活动可以进行有效的识别,对于那些防腐处理很好的预载阀门、以及盗油时采取滴取等几乎不会引起可识别的压力波动的盗油活动辨别起来很困难。

3 管道内检测识别应用案例

管道漏磁内检测技术结合地面定标、中心线检测等技术可以实现对盗油孔阀门的精确识别和定位。如中国石油管道公司对山东地区某管道于2012年开展了管道三轴高清漏磁内检测,除了有效识别内外腐蚀缺陷和环焊缝异常外,还判定了1处打孔未遂点(深度达到了壁厚的78%,如图1所示),同时,发现了多处打孔盗油阀门并进行了及时的处理。

另外,管道内检测对于那些防腐处理较好、没有产生漏电电流、外检测手段无法识别的,以及采取滴取等手段未造成较大的压力波动或者短时间内较大流量损失的情况下泄漏监测系统无法识别的,以及采用地道、长距离引压管等新的打孔盗油方式管道巡护无法识别的等打孔盗油阀门都可以做到有效的识别。如在某成品油管道泄漏监测系统和数据监测、采集系统(SCADA)发现了管道压力存在波动,但是无法确定产生波动的 原因和具体位置,随后管道巡护人员进行了全面排查,也开展了外检测工作,但是始终无法确定压力波动的具体原因, 2013年底开展了管道漏磁检测工作,通过检测识别了该段管道存在的打孔盗油阀门,该盗油阀具备上述提到的几个特性,使得管道巡护、泄漏监测、以及外检测都无法识别该处盗油孔。


4 总结

管道内检测是近几年发展起来的比较实用的技术,对于构建管道安全防护体系具有及其重要的作用。由于长输油气管道基本都是埋在地下,受外检测、非开挖检测、监测等技术的局限性,对于管道本体存在的异常情况,很难做到及时、全面地了解。尤其随着打孔盗油操作技术和反侦察能力的提高,如盗油阀门的防腐处理、控制盗油流量减少管道内压力波动等等,这时就需要进一步采取新的技术和方法来防止打孔盗油的发生。定期开展管道内检测是识别管道上是否存在打孔盗油阀门的有效手段之一。

管道内检测虽然可以有效识别打孔盗油阀门,但相对于传统的防打孔盗油技术相比其成本比较高,而且一般5~8年才开展一次管道内检测[4]。因此必须建立多维的防护体系,加强日常巡护、泄漏监测、外检测等工作。对于那些存在间歇性压力波动,通过日常巡护、泄漏监测、外检测等手段无法解决或者判定原因的,及时安排管道内检测,以便更好地识别管道是否存在微渗漏、打孔盗油等异常情况,保障管道安全运行。 ◢

参考文献:

[1]董绍华 杨祖佩,全球油气管道完整性技术与管理的最新进展[J],油气储运,2007,26(2)1~17。

[2]沈功田 李光海 景为科等,埋地管道泄漏监测检测技术[J],无损检测,2006,28(5)261~265;

[3]黄兴汉 刘杰,一种实用的输油管道防打孔盗油技术[J],化工自动化及仪表,2010,37(7)113~114;

[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布, TSG D7003-2010《压力管道定期检验规则—长输(油气)管道》,2010年8月30日。

作者简介:戴联双 , 男 ,工程师,1983年生,2008年硕士毕业于中国地质大学(北京)安全技术及工程专业,现在中国石油管道公司从事管道完整性管理工作,负责管道风险评价技术的研究。

2014年第2期(总第15期)

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