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1、会计学1油气管道安全管理油气管道安全管理2一、输油管道的安全管理一、输油管道的安全管理n n管道投产的安全措施n n管道运行安全管理n n管道的安全保护措施n n管道维护和抢修的安全措施第1页/共43页31.管道投产的安全措施管道投产的安全措施n n准备工作n n泵站和加热站的试运投产n n全线联合试运 第2页/共43页4（1）准备工作）准备工作 长输管道的试运投产应在全线管道安装、检查合格，所有设备安装调试完毕，通讯、测试系统安全可靠，联络畅通，电力等能源供应和油品产销有保证的基础上进行。投产试运前要做好以下准备工作：n n组织准备组织准备-指挥机构、工作人员指挥机构、工作人员n n技术准备
2、技术准备-制定投产方案、操作制定投产方案、操作规程规程n n物质准备物质准备-燃料油、机具、水源燃料油、机具、水源等等n n抢修准备抢修准备-队伍、装备等。队伍、装备等。第3页/共43页5（2）泵站和加热站的试运投产）泵站和加热站的试运投产n n站内管道试压：站内高、低压管道系统均要进行强度和严密性试压。并应将管段试压和站内整体试压分开，避免因阀门不严影响管道试压稳定要求。n n各类设备的单体试运：泵机组、加热炉、油罐、消防系统。n n站内联合试运：联合试运前，先进行各系统的试运。各系统试运完成后，进行全站联合试运。第4页/共43页6（3）全线联合试运）全线联合试运输油干管的清扫n n输油管道
3、在站间试压和预热前，必须将管内杂物清扫干净，以免损坏站内设备和影响油品的输送。输油干管多采用输水通球扫线和排出管内空气。n n输水通球过程中，要注意观察发球泵站的压力和压力变化，记录管道的输水量，用以判断球在管内的运行情况和运行位置。第5页/共43页7（3）全线联合试运）全线联合试运站间试压n n站站间间管管道道试试压压用用常常温温水水作作介介质质，管管道道试试压压采采用用在一个或两个站间管段静止憋压的在一个或两个站间管段静止憋压的方方法。法。n n试试压压分分强强度度性性试试压压和和严严密密性性试试压压2 2个个阶阶段段。严严密密性性试试压压取取管管道道允允许许的的最最大大工工作作压压力力；
4、强强度度性性试试压压取取管管道道工工作作压压力力的的1.251.25倍倍。试试压压压压力力控控制制，均均以以泵泵站站出出站站压压力力为为准准，但但要要求求管管道道最最低低点点的的压压力力不不得得超超过过管管道道出出厂厂的的试试验验压压力力。对对于于地地形形起起伏伏大大的的管管道道，站站间间试试压压前前必必须须进进行行分分段段试试压压合合格格，确确保保处处于于高高点点位位置置管管段段的的承承压压能能力力符符合合设设计要求。计要求。第6页/共43页8（3）全线联合试运）全线联合试运管道预热n n对对于于加加热热输输送送高高粘粘度度、高高凝凝固固点点原原油油的的管管道道，投投油油前前需需采采用用热热
5、水水预预热热方方式式来来提提高高管管道道周周围围的的环环境境温温度度，使使其其满满足足管管道道输输油油的的温温度度条件条件 。n n 热水预热方式有热水预热方式有2 2种：短距离管道可采用单向预热，长距离种：短距离管道可采用单向预热，长距离n n管管道道可可采采用用正正、反反输输交交替替输输热热水水预预热热。目目前前使使用用沥沥青青防防腐腐的的管管道道，热热水水出出站站温温度度最最高高不不超超过过7070，热热水水排排量量根根据据供供水水和和加加热热炉炉的的允允许热负荷确定。许热负荷确定。第7页/共43页9（3）全线联合试运）全线联合试运热油管道的投油热油管道的投油n n根根据据投投产产实实践
6、践经经验验，在在预预热热过过程程中中，当当前前面面两两、三三个个站站间间管管段段的的总总传传热热系系数数降降至至3.63.6W/mW/m2 2KK，正正输输水水头头到到达达下下游游加加热热站站的的最最低低温温度度高高于于原原油油凝凝固固点点时时，管管道道已已具具备备了了投投油油条条件件。投投油油时时，一一般般要要求求投油排量大于预热时输水排量投油排量大于预热时输水排量1 1倍左倍左右。右。n n油油品品到到达达各各站站后后，要要严严密密观观察察“油油头头”温温度度的的变变化化，一一旦旦发发现现油油温温接接近近或或低低于于原原油油凝凝固固点点，应应通通知知上上游游泵泵站站迅迅速速采采取取升升温温
7、、升升压压措施。措施。第8页/共43页102.管道运行安全管理管道运行安全管理n n主要工艺参数控制n n严格执行安全操作规程n n输油设备定期检修与维护n n做到管理规范和制度化第9页/共43页113.管道的保护安全措施管道的保护安全措施n n自然地貌的保护 n n穿、跨越管段的保护 n n防腐系统保护n n管道检测与安全评价 第10页/共43页124.管道维护和抢修的安全措施管道维护和抢修的安全措施n n建立管道维护抢修应急反应系统n n制定切实可行的应急计划预案n n采用维护和抢修的新技术n n在线带压焊接技术在线带压焊接技术n n注剂式带压密封技术注剂式带压密封技术n n带压粘接修复技
8、术带压粘接修复技术n n非开挖修复技术非开挖修复技术第11页/共43页13凝管事故的处理凝管事故的处理 高凝固点原油在管道输送过程中，有时因输油流速大幅度低于正常运行参数，油品性质突然变化（如改变热处理或化学处理、输送工艺的交替过程），正、反输交替过程，停输时间过长等原因，都可能造成凝管事故。凝管事故是管道最严重的恶性事故。第12页/共43页14凝管事故的处理凝管事故的处理n n管道出现凝管苗头，处于初凝阶段，可采取升温加压的方法顶挤。启动所有可以启动的泵站和加热站，在管道条件允许的最高压力和最高温度下，用升温加压的热油（或其它低粘、低凝液体，如水）顶挤和置换凝结冷油。当在最高允许顶挤压力下管
9、道流量仍继续下降，应在管道下游若干位置顺序开孔泄流，提高管内油温，排除凝管事故。第13页/共43页15凝管事故的处理凝管事故的处理n n当管道开孔泄流后，管内输量仍继续下降，管道将进入凝结阶段。对这种情况，可采用在沿线干管上开孔，分段顶挤方法，排出管内凝油。分段顶挤时，在开孔处接加压泵（有时用水泥车）或风压机。顶挤流体可用低凝固点的油品或其它介质，如轻柴油、水或空气等。第14页/共43页16二、输气管道的安全管理二、输气管道的安全管理n n管道事故的主要原因n n管道试运投产的安全措施n n管道通球清管的安全措施n n管道运行的安全措施 第15页/共43页171.输气管道事故的主要原因输气管道
10、事故的主要原因n n制管质量不良：据资料统计，某部门10年中，因螺旋焊缝质量差的爆管事故占爆管总数的82.5%。n n管道内、外腐蚀引起天然气泄漏、爆炸：由H2S引起的管道内腐蚀事故占很大比例，在低洼积水处，特别在水浸线附近，会产生快速的坑点腐蚀，腐蚀速度达每年810mm。第16页/共43页181.输气管道事故的主要原因输气管道事故的主要原因n n违反安全操作规程：某输气站管道投产时，清管站内收发球筒的防松楔块未上紧，在气流冲击下逐渐松脱，高压气流使快速盲板飞出，造成人员伤亡。1986年12月，某管线清管时，因夜间能见度低，误将排出的凝析油当做污水，轻烃在排污池中迅速挥发，弥漫站区内，遇火源后
11、起火爆炸，酿成重大火灾，造成多人伤亡。第17页/共43页191.输气管道事故的主要原因输气管道事故的主要原因n n外界原因如洪水、滑坡、地震或附近施工等使管线遭到破坏：n n中中青青输输气气线线的的涪涪江江穿穿越越段段，19781978年年就就因因洪洪水水猛猛烈而冲断过。烈而冲断过。n n中中开开输输气气管管线线19841984年年投投产产，黄黄河河穿穿越越段段因因河河水水冲冲刷刷使使管管道道产产生生偏偏移移，19861986年年引引进进定定向向钻钻技技术术重新布设了新管道。重新布设了新管道。第18页/共43页201.输气管道事故的主要原因输气管道事故的主要原因 据统计，美国输气管道所发生的事
12、故原因，即各类事故占事故总量的百分比如下：n n管材金属缺陷和工厂焊缝缺陷占管材金属缺陷和工厂焊缝缺陷占18.6%18.6%；n n施工及安装不合格占施工及安装不合格占4.1%4.1%；n n违反操作规程和安全技术规程占违反操作规程和安全技术规程占48.8%48.8%；n n管道内外腐蚀占管道内外腐蚀占14.9%14.9%；n n其它原因占其它原因占13.6%13.6%。第19页/共43页212.输气管道试运投产安全措施输气管道试运投产安全措施n n投投产产中中，管管道道的的天天然然气气置置换换是是最最危危险险的的阶阶段段，由由于于管管道道在在施施工工中中有有可可能能遗遗留留下下石石块块、焊焊
13、渣渣、铁铁锈锈等等物物，在在气气流流冲冲击击下下与与管管壁壁相相撞撞可可能能产产生生火火花花。此此时时管管内内充充满满了了天天然然气气与与空空气气的的混混合合物物，若若在在爆爆炸极限范围内，就会爆炸起火。炸极限范围内，就会爆炸起火。n n置置换换过过程程及及清清扫扫管管道道放放空空时时，大大量量天天然然气气排排出出管管外外，弥弥漫漫在在放放空空口口附附近近，容容易易着着火火爆爆炸炸。管管道道升升压压及及憋憋压压过过程程中中，可可能能出出现现泄泄漏漏或爆管，使天然气大量外泄等事故。或爆管，使天然气大量外泄等事故。第20页/共43页222.输气管道试运投产安全措施输气管道试运投产安全措施n n天然
14、气置换过程中操作要平稳，升压要缓慢，一般应控制天然气的进气流速或清管球的运行速度不超过5m/s站内管线置换时，起点压力应控制在0.1 MPa左右。n n置换放空时，根据情况适当控制放空气量，先由站内低点排污，用气体报警器测试排污点，若天然气浓度超标时，改为高点放空点放空。n n在放空口附近设检测点，直至天然气中含氧量小于2%时，才能结束置换。第21页/共43页232.输气管道试运投产安全措施输气管道试运投产安全措施n n输气管道投产时常将天然气置换与通球清管结合进行，以减少混合气体段。n n没有清管设施的管道和站内管网常常采用放喷吹扫。用天然气放喷吹扫时，应首先进行天然气置换，置换完管内空气后
15、，先关上放空阀，待放空区域的天然气扩散开后再点火放喷。第22页/共43页243.通球清管的安全措施通球清管的安全措施n n通通球球操操作作开开启启阀阀门门要要缓缓慢慢平平稳稳，进进气气量量要要稳稳定定，待待发发球球筒筒充充压压建建立立起起压压差差后后，再再开开发发球球阀阀。球球速速不不要要太太快快。特特别别是是通通球球与与置置换换管管内内空空气气同同时时进行时，球速不应超过进行时，球速不应超过5 5m/sm/s。n n放放空空排排污污的的操操作作应应平平稳稳，放放空空排排污污阀阀不不能能猛猛开开猛猛关关。要要控控制制排排放放天天然然气气的的流流速速在在5 5m/sm/s以以内内，避避免免污污水
16、水喷喷至至排排污污池池外外。若若排排空空天天然然气气含含量量大大于其爆炸上限，放空的天然气应点火烧掉。于其爆炸上限，放空的天然气应点火烧掉。第23页/共43页253.通球清管的安全措施通球清管的安全措施n n当清管球被卡时，常常增大进气量，提高球前后的压差来推球解卡。n n进气升压应缓慢进行。防止上游管段超压或因突然解堵后，球速过快引起管线、设备振动而造成破坏。第24页/共43页264.管道运行的安全措施管道运行的安全措施n n严格控制管道输送天然气质量 n n应定期进行清管排除管内的积水和污物n n定期检查管道的安全保护设施 n n定期进行管道检测，调查腐蚀程度。n n要严格管道、设备受压和
17、泄压保护设施的管理，防止因承压能力超限引起的爆炸。第25页/共43页27三、管线检测技术三、管线检测技术n n管外涂层及覆盖层的检测n n管线内检测技术第26页/共43页281.管外涂层及覆盖层的检测管外涂层及覆盖层的检测涂层指的是为了管线外表面的防腐绝缘而在除锈后的钢管外表上涂上的防腐涂层或沥青防腐绝缘层；而覆盖层指的是为了防止施工过程中对防腐绝缘层的机械损伤而外包的防护层（如混凝土或水泥砂浆层）。由于涂层及覆盖层的损坏，将会带来因管线外面周围介质（土壤或海水）而造成的腐蚀，故应定期进行检测。第27页/共43页29（1）电位差法）电位差法n n使使用用发发射射设设备备，将将一一个个特特殊殊频
18、频率率的的近近直直流流信信号号施施加加于于管管线线上上（埋埋地地或或海海底底裸裸置置），若若防防腐腐绝绝缘缘涂涂层层及及覆覆盖盖层层出出现现破破损损时时，则则破破损损点点周周围围即即会会形形成成球球形形电电场场，于于是是通通过过两两根根接接地地探探针针（A A字字架架），即即可可测测得得地地表表面面的的电电位位差差，从从而而精精确确地地测测定定破破损损点点，并并可可根根据据测测量量的的电电位位差差峰峰值值，定定性判断出破损区域的大小。性判断出破损区域的大小。n n采采用用这这种种方方法法时时，可可应应用用德德国国SEWERINSEWERIN公公司司生生产产的的FERRPHONFERRPHON管
19、管线线检检测测仪仪或或英英国国雷雷迪迪公公司司生生产产的的PCM-PCM-100100管管线线电电流流测测试试仪仪配配合合专专用用的的A A字字架架（探针），进行测量。（探针），进行测量。第28页/共43页30（2）电流信号衰减法电流信号衰减法 n n其原理是由电子发射设备将一个特殊的近直流信号施于被测的管线上，然后，接收设备即可通过感应线圈或高灵敏度的磁力仪，检测出管线上这一特殊信号的电流强度。n n若管线的涂层及覆盖层无破损点，则信号的电流强度一般跌落很小，反之，若管线的涂层及覆盖层老化或是有破损点时，则信号的电流强度一般均跌落较大。第29页/共43页31（2）电流信号衰减法电流信号衰减法
20、若将电流信号衰减法与电位差法结合使用，则不仅能判定破损点，而且能测定破损面积的大小。因为，若破损点的前后电流强度衰减大，且电位差的峰值大，则可判定破损面积较大。第30页/共43页32（2）电流信号衰减法电流信号衰减法n n应应用用电电流流信信号号衰衰减减法法时时，英英国国雷雷迪迪公公司司生生产产的的PCM-PCM-100100型型管管线线电电流流测试仪可以使用。测试仪可以使用。n n我我国国大大庆庆油油田田采采用用电电流流信信号号衰衰减减法法与与电电位位差差法法相相结结合合的的方方法法，曾曾测测定定过过长长188188kmkm的的埋埋地地输输油油管管线线，检检测测结结果果：测测量量出出2022
21、02处处破破损损点点，判断准确率达到判断准确率达到9898，表明这种方法是可行的。，表明这种方法是可行的。n n检检测测时时，使使用用的的PCM-PCM-100100型型管管线线电电流流测测试试仪仪，采采用用的的信信号号是是128128HzHz（频频率率）电电流流信信号号，检检测测数数据据分分析析表表明明，此此频频率率信信号号读读数数最最稳定，数据重现性最佳。稳定，数据重现性最佳。第31页/共43页332.管线内检测技术管线内检测技术n n管线腐蚀内检测器工业性应用的主要类型有：漏磁法、超声波法、管线腐蚀内检测器工业性应用的主要类型有：漏磁法、超声波法、涡流法和弹性波法检测器。涡流法和弹性波法
22、检测器。n n在长输管线上被广泛采用的是漏磁法检测器和超声波法检测器，在长输管线上被广泛采用的是漏磁法检测器和超声波法检测器，超声波检测器现已解决了液体耦合问题，可进行天然气管线检测。超声波检测器现已解决了液体耦合问题，可进行天然气管线检测。n n两种类型的检测器现在都可以检测管线的腐蚀缺陷和裂纹缺陷，两种类型的检测器现在都可以检测管线的腐蚀缺陷和裂纹缺陷，相比而言，超声波检测器检测费用高于漏磁检测，漏磁法检测器相比而言，超声波检测器检测费用高于漏磁检测，漏磁法检测器应用更要普遍一些。应用更要普遍一些。第32页/共43页34四、管道泄漏的检测与监测四、管道泄漏的检测与监测n n管道泄漏的检测方
23、法n n管线泄漏的监测系统n n检漏系统的评估指标第33页/共43页351.管道管道泄漏的检测方法泄漏的检测方法n n直接法（基于硬件的检测）：直接观察法、检漏电缆法、声学方法、负压波法、光纤检漏法。n n间接法（基于软件的检测方法）：质量（或体积）平衡法、流量（或压力）的突变法、实时模型法、统计检漏法。第34页/共43页36（1）直接观察法）直接观察法 这种方法最简单的是请有经验的工人或经过训练的动物巡查管线，通过看、嗅、听或其它方式来判断是否发生泄漏。近年来，美国OILTON公司开发出一种机载红外检漏技术，它是由直升机携带一个高精度的红外摄像机，沿管线飞行，通过分析管内输送介质与周围土壤之
24、间的细微温差，来检查长输管线是否有泄漏发生。第35页/共43页37（2）检漏电缆法检漏电缆法 它是通过专用的电缆来检查泄漏的方法，一般用于检查输送液态烃类燃料的管线的泄漏。通常，电缆与管线平行铺设，当泄漏的烃类物质渗入电缆之后，将会引起电缆特性的变化，从而根据这些变化，来检查出管线的泄漏。第36页/共43页38（3）实时模型法）实时模型法n n其工作原理是通过模型计算得出上、下游压力、流量值，将其与其工作原理是通过模型计算得出上、下游压力、流量值，将其与实际测量值进行比较，从而判断出泄漏的方法。这个计算模型是实际测量值进行比较，从而判断出泄漏的方法。这个计算模型是由一组几个方程式所建立起来的一
25、个精确的计算机管线的实时模由一组几个方程式所建立起来的一个精确的计算机管线的实时模型，它与实际的测量段管线同步执行。定时由模型计算出测量段型，它与实际的测量段管线同步执行。定时由模型计算出测量段管线中流体的压力、流量值；同时取管线上一组上、下游的压力、管线中流体的压力、流量值；同时取管线上一组上、下游的压力、流量的实际测量值。这样，通过两者比较，即可准确地确定出管流量的实际测量值。这样，通过两者比较，即可准确地确定出管线泄漏的位置。线泄漏的位置。n n能探测出较小的泄漏，还能准确定位。能探测出较小的泄漏，还能准确定位。第37页/共43页39（4）统计检漏法）统计检漏法n n由由壳壳牌牌公公司司
26、开开发发出出来来的的一一种种不不用用管管线线的的实实时时计计算算模模型型进进行行检检漏漏的的方法。方法。n n是是利利用用测测量量段段管管线线中中流流量量与与压压力力之之间间的的关关系系式式。泄泄漏漏会会影影响响流流量量与压力，也与压力，也会会影响管线中流量与压力的关系。影响管线中流量与压力的关系。n n若若能能根根据据测测量量的的管管线线出出口口及及入入口口处处的的流流量量、压压力力测测量量值值，连连续续计计算算其其流流量量与与压压力力之之间间的的关关系系，则则即即可可利利用用这这个个流流量量与与压压力力之之间间关关系系的的变变化化，应应用用序序列列概概率率比比试试验验方方法法和和模模式式识
27、识别别技技术术，检检测测出出来来这种变化，确定是否有泄漏发生。这种变化，确定是否有泄漏发生。第38页/共43页40（4）统计检漏法）统计检漏法n n用最小二乘法，确定出泄漏的位置。这种方法较之质量（或体积）平衡法，可以有效地应用于管线的运行状况不断变化的动态；n n与实时模型法相比，在考虑到流体的动态特性时，又不需要进行大量的模拟试验与计算。因此，它是一种既能检测又能监测泄漏的费用低廉、使用简便的方法。第39页/共43页412.管线泄漏的监测系统管线泄漏的监测系统n n 对管线的泄漏，在某一个时间所进行的测试，叫做检测（Inspection）；但若在相当长的一段时间过程中，连续不断地实时进行检
28、测，则称为监测（Monitoring）。n n既能监测管线泄漏，又能监控管线的运行状况的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition)系统，即监控和数据采集系统。第40页/共43页423.检漏系统的评估指标检漏系统的评估指标n n定位精度：定位精度：指测定出的泄漏点位置的精确度，它是以误差范围的指测定出的泄漏点位置的精确度，它是以误差范围的大小来表征的。当发生不同等级的泄漏时，对泄漏点位置测定的大小来表征的。当发生不同等级的泄漏时，对泄漏点位置测定的误差范围大小，应作为评估指误差范围大小，应作为评估指标。标。n n检测时间：检测时间：是指管线自发
29、生泄漏开始，到检测系统检测发现出泄是指管线自发生泄漏开始，到检测系统检测发现出泄漏所经历的时间漏所经历的时间的长短。的长短。n n检测细度：检测细度：是指针对泄漏量大小的检测的精细程度。要求泄漏检是指针对泄漏量大小的检测的精细程度。要求泄漏检测系统应具有将最小的泄漏量的泄漏点检测出来的能力。测系统应具有将最小的泄漏量的泄漏点检测出来的能力。第41页/共43页433.检漏系统的评估指标检漏系统的评估指标n n误报警率：误报警率：误报警的次数在总的报警次数中所误报警的次数在总的报警次数中所占的比例。占的比例。n n适用范围：适用范围：检测方法能够应用的范围大小，能检测方法能够应用的范围大小，能否对
30、不同的管线所处环境，不同的输送介质以否对不同的管线所处环境，不同的输送介质以及管线运行情况发生变化时均适用及管线运行情况发生变化时均适用 。n n可维修性：可维修性：泄漏检测系统在规定的时间内，在泄漏检测系统在规定的时间内，在规定的条件下，通过维护、修理，使系统保持规定的条件下，通过维护、修理，使系统保持原来规定的功能的能力。原来规定的功能的能力。n n价值指数：价值指数：它是用以反映检漏系统的功能与经它是用以反映检漏系统的功能与经济性的重要技术经济指标。通常是以济性的重要技术经济指标。通常是以功能评价功能评价系数系数F F与总成本与总成本C C的比值的比值V V来表达来表达 。第42页/共43页