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管道研究

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长庆油田集输油管道高后果区识别方法与应用

来源:《管道保护》2023年第6期 作者:牛振宇 时间:2023-11-27 阅读:

牛振宇

长庆工程设计有限公司

 

摘要:长庆油田集输油管道数量庞大,敷设环境复杂,高后果区识别既要执行规范,还应结合实际对高后果区识别结果进行修正。本文从识别标准、识别因素分类、识别准则等方面分析,综合考虑管道周边人口聚散程度、建筑场所用途、环境保护、自然灾害严重程度等因素,将集输油管道高后果区划分为人口密集区、重要设施区和环境敏感区三类。

关键词:高后果区;黄土梁峁;完整性管理;敏感区域

 

长庆油田所处黄土梁峁地区人口密集、水系发达、沟壑纵横,敏感保护目标众多且保护范围逐年扩大,涉及多处河流、水库、水源保护区和各类高后果区、自然保护区,同时还受到新能源和交通设施建设、市政规划扩展以及第三方施工和打孔盗油等因素的影响,增加了高后果区识别和管理难度。因此,结合现行技术规范,对黄土梁峁地区集输油管道高后果区识别方法进行研究并合理优化,具有一定意义。

1  执行标准

长输油气管道高后果区识别目前执行GB 32167―2015《油气输送管道完整性管理规范》(简称GB 32167),油田集输管道可参照执行,也可执行Q/SY 01039.3―2019《油气集输管道和厂站完整性管理规范 第3部分 高后果区识别和风险评价》(简称Q/SY 01039.3)。GB 32167给出了输油管道高后果区管段6条识别项,按照严重程度分为三级。Q/SY 01039.3核心识别准则与GB 32167基本一致,不同是Q/SY 01039.3未进行高后果区严重程度分级,将识别项由6项合并为4项。此外,Q/SY 1180.2《高后果区识别规程》、SY/T 6975《管道系统完整性管理实施指南》等规范对输油管道高后果区识别有相似规定,与GB 32167规则基本相同。

2  识别因素分类

集输油管道高后果区危害体现在重大人员伤亡、重要基础设施毁坏以及严重环境污染三个方面。按照人口密集程度、聚散程度,建筑、场所用途,以及周边设施、环境保护、发生灾害的严重程度等因素,将高后果区划分为人口密集区、重要设施区和环境敏感区三类。

2.1  人口密集区

画一个400 m×2000 m矩形框,在管道中心线沿轴向任意移动,矩形框的两条400 m短边距离框内外最近建筑物不应小于200 m,统计框内的住户数量,两端间管道则为高后果区,满足规范规定的哪个条件就划为哪个等级,简单易操作(图 1)。


图 1 居民区构建筑物高后果区识别示意图

居民类构建筑物具体确定高后果区边界时,按照规范要求,应在管道中心线上画一个200 m半径的圆,当圆弧与构建筑物相接时,圆心距为高后果区的长度,如图 2中理论划分。这样的识别方法严谨,但实际操作难度很大,需将管道路由、构建筑物和两者相对关系严格按比例绘图,再用上述办法画圆,按比例推算圆心位置,确定高后果区长度。在建设期识别时有图纸可依托,基本可实现,但在运行期当构建筑物与原设计图纸发生变化后,生产运行单位需要重新调绘管道周边信息,按照比例绘制图纸,精度要求高,难度大,不易实现。


图 2 高后果区识别端点确定示意图

在高后果区识别过程中,为降低难度,从构建筑两侧端点位置向管道做垂线,两条垂线各向外延长200 m的距离就是此段高后果区,如图 2中实际划分,此方法简单可行,识别效率高,准确度高。

2.2  重要设施区

(1)交通道路。油田区域道路众多,将管道中心线左右平移50 m,在这100 m范围内出现的高速公路、国道、省道、铁路即可确定为高后果区。较高等级交通道路设计一般有用地边界线,认定以用地边界线为准。无等级公路如村村通道路等,没有用地边界线,实际划分时以路边排水渠外侧为界。

(2)易燃易爆场所。参照GB 32167中6.1.1.2高后果区边界设定为距离最近一幢建筑物外边缘200 m规定,将管道中心线左右平移50 m,在这100 m范围内出现的易燃易爆场所,参照图 2的边界确定方法确定高后果区长度。除了常见的加油站、加气站外,有一种特殊情况是油气田建设的油气站场。对此可分两种情况处理。一是油气站场与管道属于同一生产运行管理部门,并且都实施了完整性管理,可不划为高后果区;二是若油气站场属于第三方,则应划为高后果区,并与第三方管理单位合作共同防范潜在风险。

2.3  环境敏感区

环境敏感区在高后果区识别时,将200 m内的环境敏感区域两端向管道做垂线,两个垂足之间的距离就是高后果区长度(图 3)。


图 3 环境敏感区高后果区识别示意图

2.4  区域识别法

油田集输油管道大部分呈现为支状、网状结构,高后果区识别难度较大,通过实践总结,形成了符合油气田特点的区域识别法(图 4)。根据管网年代、环境、介质、管材等主要风险因素,以平滑曲线连接边界,将边界线以平行趋势向外延伸200 m,以延伸后的边界线包含区域作为一个识别单位,统计管网单元内的特定场所、易燃易爆场所、人口密集区及该场所200 m范围内包含的管道或管段,此管道或管段即为高后果区管道。


图 4 集输油管道区域识别法示意图

2.5  其它情况

集输油管道发生泄漏时,输送介质会沿地势由高向低流动,因此在高后果区识别时还需要充分考虑地形地貌条件,对距离进行调整。

要根据冲沟两侧的坡度大小、输送介质的流动性,测算发生泄漏油品流入河流或者敏感区的时间,再结合泄漏监测报警时间到应急抢险队伍到达现场处置的时间,若在油品泄漏至河流或敏感区域之前能够及时得到处置,不产生较大后果的,该处不判定为高后果区,否则作为高后果区管理。

2.6  高后果区合并与拆分

为了提高管理效率、降低管理难度和成本,将间隔小于50 m的同类高后果区合并为一个高后果区管理(图 5)。运行管理单位要采取管理措施或技术措施,减小高后果区管道泄漏的风险,比如提高巡线频次,加装视频监控设备等。


图 5 高后果区合并示意图

GB 32167对高后果区拆分未进行规定。油区居民区集中,交通道路发达,工业区不断延伸,河流水系多,连续高后果区长度较长,一般以2 km左右拆分为一个高后果区。拆分时考虑居民区、交通要道、环境敏感区分类,若全部是同一类,则按照2 km左右范围选择道路、田坎等作为分界点。

3  结束语

随着国家对黄河流域生态环境的保护力度加大,对油田集输油管道环保提出了更高的要求。长庆油田在多年的实践经验中,总结创新一系列方法,探索了适合油田发展的高后果区识别技术,提升了管道管理水平,降低了管道失效率。但该技术还存在一些不足,需要进一步改进和完善,更有效的应对所面临的风险与挑战。


作者简介:牛振宇,1982年生,高级工程师,注册安全工程师,毕业于中国石油大学(华东)油气储运工程,学士学位,主要从事油气管道和站场完整性管理技术研究工作。联系方式:18691804400,40191829@qq.com。

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