王明波 侯浩 贾永海

中国石油西南管道公司

 

 

某管道公司所辖输油管道分布在陕西、四川和重庆两省一市，途经区域多为丘陵、水系发达地区，交通不发达。管道共穿越河流142处，其中大中型河流50处、小型河流92处，穿越鱼塘19个、水源敏感区10多处，管道一旦发生泄漏，会给水体造成严重污染，给管道保护工作带来巨大挑战。本文从水体流域基础信息调研、管道应急防控措施、水系图数据库建设等三方面着手，探索强化水域管道应急处置管理能力，以确保管道安全。

1 水体流域调研

1.1 建立基础信息库

管道水域高后果区是管道应急防控的重点区域。为此组织站场认真勘察穿越河流，梳理相关信息，建立了管道穿越流域信息数据库。主要信息包括穿越地点、河流名称、河流宽度、河流走向、分季节流速和水位等。据此确定每处穿越点溢油回收位置、围油栏敷设点、应急物资储备点，并将其位置信息制成图集，如图 1所示。

1.2 建立泄漏模型[1]

该管道为高压密闭顺序输送方式，一旦发生泄漏，油品在管道内高压作用下经泄漏孔以高压射流形式喷射进入地下土壤环境[2]。为便于计算埋地成品油管道泄漏量及泄漏强度，作如下假定：

（1）管道内油品为连续、不可压缩的定常流体。

（2）管道为光滑薄壁圆管，忽略管壁厚度对流动的影响。

（3）泄漏孔相对于整条管道而言为一小点，不考虑管道横断面不同位置对泄漏的影响。

（4）油品受管道内高压作用，经泄漏孔以高压射流形式喷射进入地下土壤环境，土壤被迅速侵蚀，形成小孔射流，视为自由出流状态。

（5）形成泄漏孔之后，管道内油品的流动状态瞬时达到新的平衡，处于新的稳定、连续流动状态，管道内油品流动视为恒定流动[3-5]。

基于以上假定，建立油品泄漏量（Q）和泄漏强度（Kf）关系式[6-8]：

                                       

式中： D为管道直径， m； Kα为漏失面积比，用于表征管道破损的严重程度； A为泄漏孔面积， m2；Ao为管道断面面积， m2。

 

式中： Kf为泄漏强度； Qo为管道输量， m3/s。

据此计算出油品的泄漏强度，结合流域水流速度，可以确定应对油品泄漏的应急响应和处置时间，以最短时间控制泄漏扩散。

2 水域污染应急救援措施

2.1 强化应急体系建设

各站队将流域调研结果写入一河一案、水系防控体系图中。定期组织应急演练，检验应急预案的实用性，针对出现的问题制定并落实整改措施，修改完善应急预案（图 2）。公司定期组织区域应急联合演练，明确各相关单位和人员的职责，理顺工作关系，磨合完善应急机制，检验修改应急预案，提高应急预案的实用性和可操作性。检查应对突发事件所需应急队伍、物资、装备、技术措施等，发现不足及时调整补充，做好应急准备，提高应急处置能力。

2.2 加强管道沿线监管

采用GPS巡检系统加强巡护管控，提升巡护质量。设专人负责管理，对巡检人员工作情况实时监控，及时查看和处理巡检信息，定期通报巡检情况，严格考评巡检人员，落实奖金兑现，确保巡护到位。对管道经过水域和人口密集支线管道加密巡护频次，规定输油站站长、副站长徒步巡线次数。探索无人机在管道巡护、防汛、抢险等方面的应用。

加强第三方施工管理，及时发现和处置危及管道安全的挖沙、爆破、建房活动，做好与公路、铁路、水利、管道、电力、通信等建设施工方的沟通与合作。

加强与地方政府相关部门合作，密切企地、企警关系，及时制止管道附近挖沙、取土等违法施工活动。

2.3 建立区域联防机制

创新区域联防管理新模式，即分区域划分联防站队，按联防站队配备应急抢险人员、物资、设备。一旦发生险情，相邻站队同时启动联动抢险，迅速集结力量，争取应急抢险黄金时间。把所有站队划分为成都、广元、重庆3个片区，在维抢修中心下辖广元和重庆两个维修班，建立了管道安全“三地”联保和区域联防“金三角”，使维抢修作业更加灵活、机动、高效，保障安全生产。

人力资源和物资设备资源联动共享是区域联防的核心。前者应逐步健全应急组织体系、完善应急预案、加强区域应急演练，开展应急培训。后者要根据各站队特点和能力 “差异性”储备，避免大而全，做到“不求所有，但求所用”。

3 应急防控软件助推应急救援处置能力提升

公司编制了一款方便快捷软件，内置信息包括两阀室之间管段泄油量；下游拦截点位置和拦油方案；人员、物资、设备情况；道路交通情况；下游环境敏感区位置和距离； 根据20年、 50年、 100年一遇洪水流速计算得出各个拦截点、敏感区、汇入口的流经时间。如图 3所示。

            

这款APP可以在手机、平板电脑等移动终端使用。可以看到整个穿越水系总图，显示每条河流信息及环境敏感区位置，每个穿越点有对应编号。点击编号可以显示穿越点位置、下游拦截点位置和拦截方案、下游汇入口位置、下游环境敏感区位置以及到达相应位置的时间。每个位置都有谷歌截图和现场航拍照片，直观显示收油桶和物资堆放位置、进场公路等，如图 4所示。点击对应的穿越点或者拦截点，自动跳转到手机地图（百度地图、高德地图），并导航到该位置。

管理人员和基层员工通过APP可以随时随地查询 相关信息，为综合判断、科学决策、迅速处置水域管道突发事件提供支持，提高了应急抢险效率和高后果区穿越水域管道风险防控能力。

4 结论

（1）建立了高后果区管道穿越流域信息数据库，包含管廊带主要大中型河流，同样适用于管廊带所经流域。确定了油品泄漏强度模型，据此制定应急抢险措施，提升了应急处置能力。

（2）通过启用GPS巡检系统、加强第三方施工管理、落实企地联合监管等手段保障管道沿线安全。

（3）创新区域联防新模式，实现了人力资源和物资设备资源的共享。

（4）制作了手机APP，随时随地查询高后果区管道穿越河流的相关信息，提高了工作效率。

 

参考文献：

[1] 张永龙. 埋地成品油管道泄漏扩散规律研究 [D].北京：北京交通大学， 2015.

[2] 李大全,姚安林. 成品油管道泄漏扩散规律分析[J].油气储运， 2006， 25(08)： 18-24.

[3] 许培林. 澜沧江跨越天然气管道孔口向下泄漏扩散规律研究[D].成都：西南石油大学， 2015.

[4] 李大全. 成品油管道泄漏扩散分析及危害后果评价[D].成都：西南石油学院， 2005.

[5] 潘涵. 成品油管道遭遇泄漏的危害分析[J].化工管理， 2015， (14)： 241.

[6] 李朝阳，马贵阳，刘亮．埋地输油管道泄漏油品扩散模拟[J]．油气储运， 2011， 30(9)： 674-676．

[7] 杨筱蘅．油气管道安全工程[M]．北京：中国石化出版社， 2010．

[8] 翁俊．风险评价技术在成品油管道站场工程中的应用[J]．石油化工安全环保技术， 2012， 28(6)：21-23．

 

作者：王明波， 1987年生，硕士研究生，工程师，2013年西南石油大学毕业，中国石油西南管道公司管道处，主要从事管道应急维抢修技术研究。