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管道研究

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中俄原油管道大兴安岭高后果区识别评价与管理

来源:《管道保护》杂志 作者:王志涛;王洋 时间:2020-3-19 阅读:

王志涛 王洋

中国石油管道公司大庆(加格达奇)输油气分公司

 

 

中俄原油管道起自俄罗斯远东原油管道斯科沃罗季诺分输站,穿越中国漠河边境,途经黑龙江省和内蒙古自治区两省五市十二个县区,止于大庆末站,是我国第一条经过永冻土层的大口径、长输管道,全长1 030公里(中国境内925公里),设计年输油量1 500万吨, 2011年1月1日正式投产运营。

1 高后果区识别

依据GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》规定的输油管道高后果区识别准则,管道周边200米内有湿地、森林、河口等国家自然保护地区为高后果区。中俄原油管道北段(漠河段、塔河段)约390公里全部穿越大兴安岭林区,经过的自然保护区有呼玛河省级自然保护区、盘古河细鳞鱼江鳕国家级水产种植资源保护区等,除此之外,大兴安岭林区均为国家保护森林。总结分公司高后果区识别工作经验,主要有以下几点。

(1)与管道沿线地方政府水务部门建立工作联系机制,准确掌握管道途经地区水系情况。中俄原油管道经过黑龙江和嫩江两大水系,各条河流穿行山谷间,坡陡水急。若不能及时掌握水系信息及其变化情况,一旦管道发生泄漏,就不能第一时间准确进行围控,将会造成严重的水体污染,甚至流入中俄界江黑龙江造成重大政治影响。

(2)近年来大兴安岭地区大力发展旅游业,各级道路不断升级,如省道S209升级国道G331等。分公司在每年开展高后果区识别时,积极与管道沿线地方政府路政部门联系,掌握穿越段、伴行段公路等级以及道路施工信息,以便于准确识别高后果区和掌握需要关注的第三方施工。

(3)大兴安岭地区基本由低山和河谷构成,地势起伏较大。考虑到石油具有流动性,在进行高后果区识别时,应充分考虑识别准则规定距离周边的地形地貌,如山坡、河流、沼泽等,合理调整增加高后果区长度,达到对管道安全、环保风险有效管控。

2 高后果区评价

《油气输送管道完整性管理规范》规定对高后果区管道进行风险评价和完整性评价。通过对识别的高后果区进行评价,能够识别出影响管道的危害因素,分析管道失效的可能性及后果,确定风险消减措施,指导管道维护维修。

(1)大兴安岭地区存在多年冻土地段,对气候变化异常敏感,常年积水区、沼泽带形成了冻胀融沉区,冻胀融沉的风险应重点关注。同时,大兴安岭地 区水系发达,雪融性汛期、夏季汛期,容易造成冲沟、水侵等水毁,构成安全风险隐患。

(2)根据中俄原油管道内检测报告,加格达奇输油气分公司高后果区内的缺陷占管道缺陷总数的18.4%,中俄原油管道所处的环境存在较多的地质非稳定因素,环焊缝缺陷容易受到沉降、土体移动等外部载荷的影响,容易发生开裂,应加强对环焊缝缺陷专项研究,开展超声裂纹检测,有效控制风险。

3 高后果区管理

(1)冻土灾害防护。①冻土灾害调查识别。分公司每年在春季最大冻深期和秋季最大融深期各进行一次高后果区冻土灾害调查识别。最大冻深期重点调查管沟及附近隆起情况,冰椎等不良冻土现象。最大融深期重点调查管沟及附近冻土融化深度,管沟沉陷与积水情况,管沟冲刷情况,管道外露、位移、变形情况,斜坡变形情况。 ②冻土灾害监测。对可能受冻土灾害显著影响的管段,设置综合监测措施,分析管道对冻土的热影响及冻土灾害活动对管道的影响。监测内容包括管体位移检测、管体应力监测、温度场监测、水分场监测、斜坡稳定性监测。定期对监测数据进行处理和分析,检查、维护监测设备和监测传感器,发现设备或传感器损坏时及时修复。 ③冻土灾害防护。冻胀灾害的日常维护措施包括保证管道埋深或采取隔热保温,防止冻结深度超越管底;做好管沟防、排水工作,防止地表水进入管沟。工程治理措施有管底换填非冻胀性土,修建地表、地下排水工程,热棒措施。融沉灾害的日常维护措施包括: 回填塌陷管沟,避免管沟负地形,导致积水引发热侵蚀;维持管堤保证管道埋深,降低环境对多年冻土的影响;做好地表排水措施,避免管沟成为汇水通道;管沟及两侧铺设碎石、隔热板等隔热保温措施;恢复地貌和植被;对沼泽地段,夏季在管沟回填碎石,改良地基土。工程治理措施有管道支撑措施、地基土改良措施、管道改线、修复管道本体缺陷等。

(2)管道巡护管理。分公司采用人巡、车巡、直升机巡线相结合的方式,人工巡线每天两次,高后果区每天三次,直升机巡线每周至少两次,人员无法进入的沼泽区管段可沿管道伴行路巡线,但必须达到通视化巡检要求。

(3)管道阴极保护。多年冻土区所用恒电位仪的参比电极宜埋设于季节冻土以下,阴极保护电位测量需在测试桩附近埋设长效参比电极,应定期进行测试桩的维护,防止因为冻拔造成测试桩断线。

(4)管道水工保护。冻土区斜坡地带设置截排水措施,减少地表水在管沟的汇流和下渗,过水涵洞等排水设施增大过水截面并采取保温措施,避免冬季冰冻堵塞。同时,水工保护工程设计应考虑冻胀融沉对工程结构的影响。

(5)管道三桩管理。在各类高风险点、冻土灾害监测点处设立标识。测试桩、标志桩、警示桩选用高桩,外漆使用防紫外线涂料,保证积雪条件下能够有效辨识。在埋设时进行局部换填,避免受冻胀融沉影响。

(6)管道应急管理。大兴安岭地区人口稀少、社会依托条件差、自然环境恶劣,加格达奇输油气分公司通过提高管道事故抢修用管材、阀门、法兰及弯头储备量,同时保证配备的抢修设备满足低温条件下的使用要求,以增强应急反应能力。

4 结束语

中俄原油管道作为我国首条穿越极寒地区的跨国管道,其高后果区识别评价与管理国内没有可以借鉴的案例。分公司通过不断探索,已经逐步形成了一套适用的管理方法。要学习国际先进经验,不断总结经验教训,提升管道高后果区管理水平,实现长周期安全运行,保障国家能源安全和公共安全。

 

作者:王志涛, 2015年7月毕业于西安石油大学,现工作于中国石油管道公司大庆(加格达奇)输油气分公司漠河输油站,管道技术员。

        王洋,现工作于中国石油管道公司大庆(加格达奇)输油气分公司漠河输油站,管道副站长。

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