付志蕊 陈伟 余鹏

中国石化西南油气分公司采气二厂

摘要：为应对高含硫气田集输系统面临的地质灾害、高浓度硫化氢腐蚀与第三方损坏风险，通过完整性管理结合多种内检测技术，实现缺陷精准诊断与修复；建立以防腐涂层、阴极保护及缓蚀剂加注为核心的腐蚀控制体系，将平均腐蚀速率稳定控制在行业标准以内；并集成分布式光纤传感、地质灾害监测与无人机巡检技术，形成“三位一体”的智能监控体系，实现泄漏与地质灾害的实时预警、精确定位与高效处置，大幅提升了管道的本质安全与运行可靠性。

关键词：高含硫管道；完整性管理；地灾监测；泄漏监测；无人机巡检

元坝气田作为全球首个埋藏深度超过7000米的高含硫生物礁大气田，其集输系统采用了“全湿气加热保温混输”工艺。全长151公里的集输管网以“辐射状、枝状与复线”相结合的拓扑结构进行敷设。该区域管道面临地质灾害易发[1]、高浓度硫化氢腐蚀[2]与第三方损坏等多重威胁，泄漏风险极高，尤其是硫化氢的潜在扩散可能引发重大公共安全事故。通过实施腐蚀点排查治理、构建“三位一体”智能监控体系等23项专项措施，显著降低了管道运行风险等级。

1  高含硫管道主要风险分析

管体腐蚀失效风险。受地形高程变化及运行工况波动影响，集输管道部分低洼管段易出现积液，积液在湿硫化氢环境中将显著加剧管壁的电化学腐蚀与氢致开裂风险，导致管道局部减薄甚至穿孔。此外，四川山区高湿度气候条件，易造成管道保温层下腐蚀，致使腐蚀速率超标，直接削弱管道承压强度与结构完整性。

第三方损坏风险。管道沿线穿越山地、农田、道路、河流及村落等多类地貌，管控范围广阔。面临的主要风险包括第三方施工机械损坏、农耕活动损伤、安全防护距离内违法建构筑物占压，以及深根植物刺穿或损坏防腐层等。

地质灾害风险。管道途经7个乡镇123个行政村，沿线地质条件复杂。每年汛期时山体滑坡、崩塌等地质灾害频发，对管道力学稳定性构成严重威胁，导致管道发生位移、悬空乃至断裂等重大风险。

2  风险防控体系与技术措施

（1）管道完整性管理与缺陷治理。

基于管道完整性管理理念[3]，综合应用“漏磁内检测、电磁涡流检测、动磁检测、可视化清管及管道内窥镜”等多种内检测技术，对管线内外壁腐蚀缺陷与几何变形进行精确诊断与交叉验证，并对异常信号点实施开挖直接检验。针对金属损失率大于20%或存在密集腐蚀区的管段，执行复合材料补强修复；对腐蚀严重的管段，则计划性安排整体更换。

应用成效：依据2024年度智能内检测数据，对腐蚀深度超20%的缺陷点进行了开挖验证与初步补强，并在2025年全面停产检修期间，对10个管段的20处严重缺陷实施预防性换管作业，从根本上保障管道的本质安全。

（2）常态化腐蚀控制与监测。

构建以“高性能防腐涂层、阴极保护系统、抗硫管材及缓蚀剂加注”为核心的主动防腐体系，融合“腐蚀在线监测、定期内检测、介质组分分析与无损检测”于一体的综合监测技术。通过季度性数据趋势分析，动态优化缓蚀剂加注策略等运行参数。

应用成效：通过连续加注缓蚀剂、定期清管作业，并结合腐蚀挂片、电阻探针、场指纹法及超声波测厚等多种监测手段，集输管道的平均腐蚀速率被稳定控制在0.020 mm/a以内，显著低于0.076 mm/a的行业允许标准，实现了高含硫环境下管道腐蚀的有效管控。

（3）“三位一体”智能监控体系。

集成应用“分布式光纤声波传感、地质灾害专业评价与监测、复杂山区无人机巡检与应急联动”3项技术，构建了覆盖地下、地面及空中的立体化智能监控体系。

分布式光纤声波传感技术[4]。基于相位敏感光时域反射原理，通过解析背向散射光的相位、频率与振幅变化，实现对管道泄漏故障、第三方施工入侵等事件的高精度定位与实时预警。

地质灾害评价与监测技术。针对川东北地区地质特点，联合专业机构形成了一套高含硫管道地质灾害半定量风险评价方法并在工区全面应用。监测系统整合北斗卫星定位、拉线式位移计、深部位移计、自动雨量站及地下水位监测等5种手段，对高风险边坡实施毫米级精度的连续自动化监测，并设定多级预警阈值，实现险情自动推送与快速响应。

复杂山区无人机巡检技术。利用搭载高倍变焦可见光与热成像镜头的无人机，对地面巡检难以抵达的管段、穿越区、人口密集区及地质灾害点进行高效巡查[5]。在管道发生泄漏、地质灾害或第三方损坏等应急情况下，无人机可快速抵达现场，执行灾情侦查、人员搜救、辅助应急点火及实时影像回传任务。

应用成效：DAS系统已建立元坝管网特征信号数据库，智能识别并分类泄漏、机械施工、人工作业及环境干扰4类事件，月度处理预警逾150起，定位精度小于3 m，识别准确率超95%。应用地质灾害半定量评价方法成功识别黄家坡不稳定斜坡变形险情，治理后风险等级由“较高”降至“中等”。布设的27套地质灾害监测设备已成功预警3次滑坡事件。部署的9套无人机系统月度完成62次全气田巡检，依托18个地面基站实现通信全覆盖，月度识别风险14处，辅助施工监管108次，并成功应用于应急演练中的搜救与点火任务（图 1）。

图 1 无人机火炬点火测试

3  结语

元坝气田针对其超深、高含硫及复杂山区地形带来的严峻挑战，构建了一套以管道完整性管理为核心，融合“主动防腐、智能监测、应急联动”的综合性风险防控体系；应用先进的内检测技术精准治理缺陷，结合常态化的腐蚀控制策略将腐蚀速率维持在极低水平，并创新性地投用了“地下—地面—空中”三位一体智能监控体系。结合实证案例，运用风险管控措施显著提升了管道的本质安全水平与风险预警能力，有效遏制了恶性事故的发生，实现风险降级。

参考文献：

[1]狄彦，帅健，王晓霖，等.油气管道事故原因分析及分类方法研究[J].中国安全科学学报，2013，23(07)：109-115.

[2]刘伟，蒲晓林，白小东，等.油田硫化氢腐蚀机理及防护的研究现状及进展[J].石油钻探技术，2008(01)：83-86.

[3]戚爱华.我国油气管道运输发展现状及问题分析[J].国际石油经济，2009，17(12)：57-59+84.

[4]蔡海文，叶青，王照勇，等.分布式光纤声波传感技术研究进展[J].应用科学学报，2018，36(01)：41-58.

[5]欧新伟，周利剑，冯庆善，等.无人机遥感技术在长输油气管道管理中的应用[J].科技创新导报，2011(15)：77-78.

作者简介：付志蕊，2000年生，本科，助理工程师，主要研究方向为石油天然气安全。联系方式：17390126292，806869179@qq.com。