加拿大定向钻施工损坏原油管道泄漏事故分析

张强1 戴联双2

1.国家管网集团科学技术研究总院； 2.国家管网集团公司

1  事故背景

2017年2月17日15时05分，建设单位GRP公司在加拿大阿尔伯特省舍伍德工业园区进行管道定向钻穿越施工时，将Enbridge公司正在运行的Line 2管道钻破，导致原油泄漏约1000 m³，未造成起火爆炸和人员伤亡。Line 2管道设计压力10 MPa，管径Φ610 mm，管材X70，输量56400 m³/d。事故管段于2015年进行了换管，事故发生时运行压力3.35 MPa，温度7.9℃。作业区域共有17条已建管道，分属6家企业，拟建管道需穿过其中14条，涉及Enbridge公司8条。

在这起事故发生前的2016年7月，GRP公司向Enbridge公司提交了施工申请，拟在spread 8S路由带（事故区域）内建设NPS 36管道（管径Φ914 mm）和NPS 20管道（管径Φ508 mm）。双方于11月签订施工方案协议，同意在西部管廊带内采用水平定向钻通过，在东部管廊带内采用大开挖方式（因此处管道埋深较深）通过，定向钻穿越与已建管道之间至少相隔1 m（图 1）。

图 1 拟建管道路由带和已建管道位置 

2  事故经过及应急处置

2017年1月，GRP公司采用定向钻成功穿越了西部管廊带，在穿越前采用真空挖掘机进行坑探，确认了已建管道的埋深和位置。在东部管廊内施工时，使用真空挖掘机对拟穿越的3条管道进行开挖，发现此处管道埋深与施工方案中的埋深数据差距较大（表 1）。经与Enbridge公司沟通，同意由大开挖改为定向钻方式，并完成了NPS 36管道东部管廊带的定向钻穿越。

表 1 东部管廊带内实际埋深与施工方案中的埋深差异（ NPS 36穿越位置）

在进行NPS 20管道定向钻施工时，其入土口设置在西端，出土口在东端，一次性穿越路由带内的14条管道，穿越长度约200 m。在施工前，由于拟穿越的Line 2管道上方敷设有NPS 36管道施工时未移走的钻机垫，NPS 20管道定向钻直接利用该钻机垫并采用NPS 36管道穿越时开挖确认的Line 2管道埋深数据，于2月15日至17日相继完成了7 in导向孔、18 in扩孔、28 in扩孔的施工。17日下午采用28 in扩孔器回拖NPS 20管道时，摩擦使Line 2管道受损破裂并发生泄漏（图 2、图 3）。

图 2 完成穿越的NPS 36管道和正在拖动的NPS 20管道

图 3 Line 2管道剖面图（穿越位置非水平） 

事故发生后，Enbridge公司启动应急响应计划，控制中心对Line 2管道及附近的5条管道依次停泵，在确认仅Line 2管道受到影响后，重启了其他管道，并向监管机构通报了该事故。现场采取挖设引流沟、集油坑等方式阻止油品逃逸扩散，并使用消防泡沫覆盖油品，对事故现场空气、土壤、地下水进行采样监测（空气监测至4月17日，土壤和地下水监测持续至2020年）。现场回收了大部分泄漏油品，并于7月20日前完成了污染土壤的清除和更换。

3  原因分析及启示

施工方案与实际基础数据存在差异，未能准确掌握被穿越管道的详细分布情况（埋深数据、坡度数据），致使在管道回拖过程中，扩孔器与已建管道管壁直接接触并持续旋转摩擦，最终将管壁磨穿发生油品泄漏（图 4、图 5）。从这起事故中我们得到如下经验教训。

图 4 事故位置开挖情况 

图 5 被损坏的Line 2管道 

（1）早发现早介入。提前了解和掌握施工信息，与相关部门、建设单位、施工单位，常采用定向钻施工的电力、通信、水务等单位建立有效沟通合作机制，做到未雨绸缪、防患未然。

（2）深入调查研究。准确掌握被穿越的已建埋地管道（光缆）和附属设施及其他地下隐蔽工程的基础参数，实地开挖探坑确认其埋深，正确标记位置，制定管道保护方案，签订安全保护协议。

（3）严格方案审查。在定向钻设计路径与管道的平面关系图上清晰标记双方的具体交叉位置和角度，合理设计定向钻穿越轨迹，绘制纵断面图，综合考虑扩孔器种类和尺寸的影响，视现场实际情况适当增大交叉间距。

（4）加强现场管控。针对定向钻作业特点，做好风险辨识、风险分级、风险防控和现场安全监督等工作，制定施工作业风险清单及针对性防控措施，明确现场监护人员能力要求、现场记录要求，确保风险可控，安全通过。

（来源：编译自《Pipeline investigation report-P17H0011：Third-party damage to a crude oil pipeline Enbridge Pipelines Inc. Line 2》）

作者简介：张强，1986年生，高级工程师，注册安全工程师、二级安全评价师、管道检验员，主要从事管道风险评价和完整性相关的研究与应用工作。先后参与制修订行业、企业标准5项，获得国家石油天然气管网集团科技进步奖、中国职业安全健康协会科学技术奖、河北省石油学会科技进步奖等奖项。联系方式：0316-2072640，zhangqiang14@pipechina.com.cn。