老龄油气管道安全寿命综合评估方法研究

为合理评价老龄油气管道的安全运行状态,降低老龄管道运行风险,基于安全系统理论提出一种安全寿命综合评估方法。首先,通过事故树分析辨识老龄油气管道系统风险因素,从管道内检测、管道外检测、压力试验、修复和承压状况5个方面建立管道安全寿命评价指标体系;然后,采用层次分析法计算指标权重,并基于模糊集理论和灰色理论预测管道安全寿命;最后,以国内某一管道为例证明该方法工程应用的可行性。结果表明,该方法能够较为全面评估老龄油气管道的安全寿命,评估结果符合工程实际情况,具有较高应用价值,能够为国内老龄油气管道的安全寿命评价与风险决策提供技术支持。     

防范海底油气管道的泄漏

随着全球油气工业正在向海洋进军,人类钻井足迹从陆地延伸到海洋．茫茫大海中越来越多的油气钻井平台,犹如洒在蔚蓝海面的点点星光。海底蜿蜒曲折的油气管道。成为全球能源运输动脉的重要组成部分。与此同时．海底油气管道不断延伸变长,海底油气管道破裂泄漏的风险也悄然增加,防范海底油气管道的泄漏已成当务之急。     

海底管道泄漏不容忽视

随着全球油气工业正在向海洋进军,人类钻井足迹从陆地延伸到海洋。与此同时,海底油气管道不断延伸变长,海底油气管道破裂泄漏的风险也悄然增加,成为海洋溢油事故的原因之一。     

时变可靠性在海底油气管道失效概率中的应用研究

为提高海底油气管道风险管理能力,针对传统管道风险分析大多采用静态时不变可靠性方法的缺点,提出基于动态时变可靠性的腐蚀海底油气管道分析思路,建立了考虑时间因素的腐蚀管道失效概率模型。根据"首次穿越率"概念建立腐蚀管道穿越模型,借助随机过程理论和敏感性分析构建代表腐蚀海底油气管道结构抗力的剩余强度模型和识别影响管道可靠性的关键因素,给出了时变视角下对比附加载荷的在役管道失效概率计算方法。结果表明,随着时间推移,腐蚀速率对管道失效概率的影响最大,运行压力的增加使管道的剩余寿命与可靠性发生显著变化,而拉伸强度影响较小。     

海底管道泄漏油气扩散规律数值仿真与对比分析

为研究海底原油与天然气单相泄漏扩散规律的差异性,合理制定应急响应策略,减小事故损失,针对海底管道失效所致的原油与天然气泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立海底油气管道泄漏事故后果预测与评估模型,对特定事故场景下的海底原油与天然气泄漏扩散过程进行模拟与分析,从泄漏扩散过程、工况因素影响、泄漏后果及应对策略4个方面对比原油与天然气的泄漏扩散特性。结果表明:相同工况下,海底原油与天然气在泄漏速率、扩散时间、扩散形态及水平最大扩散距离方面存在显著差别;与天然气相比,原油泄漏扩散行为对工况因素具有更高的敏感性;原油泄漏会引发严重的环境灾害,天然气泄漏则会影响海上结构物的稳定性及引发火灾爆炸事故,据此需合理制定具有针对性的应对策略。     

现役近海老龄平台延寿决策模型

为合理预测老龄平台的动态经济寿命,降低复杂不确定服役环境对平台的运营风险,建立老龄平台延寿决策综合模糊评判模型的结构流程。从影响平台服役状态的工程因素、结构因素、荷载因素和风险因素4个维度进行分析和调整,构建阶层结构;采用模糊理论建立正倒值矩阵,综合专家意见计算各因素权重;引入凹陷因子、裂纹因子、腐蚀因子以及冰荷载因子对影响因素进行合理量化,建立海洋石油老龄平台延寿决策评分准则;采用逻辑运算计算综合评分,建立老龄平台延寿决策参考表,进而依据该表确定平台延寿基准期;利用决策模型对2座海洋平台进行延寿决策,并将其结果与传统评判结果进行对比分析。结果表明,采用本模型能够更加精确地描述平台的动态经济寿命,为复杂不确定环境的老龄平台延寿决策提供一种新的计算思路。     

油气管道风险评价研究

管道风险评价作为管道风险管理的基础,其目的是通过计算某段管道或整条管道系统的风险值对各个管段(或各条管道)进行风险排序,以识别高风险的部位,确定那些最大可能导致管道事故和有利于潜在事故预防的至关重要的因素,确定管段维护的优先次序,为维护活动经济性的决策提供依据,最终使管道的运行管理更加科学化。本文对油气管道风险评价现状及评价方法进行描述,并提出我国油气管道风险评价技术的对策。     

基于成本收益分析的油气管道风险控制决策过程

为实现对油气管道风险的有效控制,结合油气管道的特点,基于成本收益分析方法改进风险控制决策过程。首先,确定风险控制目标,对所建议的措施进行初步筛选,并根据行业现状确定基线场景;之后,量化筛选后的措施的成本与收益,通过计算成本收益率(CBR)或规避事故隐含成本(ICAF)来确定相应措施的合理性;最后,依据上述分析制定风险控制决策。结果表明:不同措施的CBR或ICAF值不同,CBR或ICAF值较低的措施应被优先实施;而当CBR或ICAF值超过标准值时,相应措施是不合理的,应不予以实施。     

海底油气管道泄漏事故树分析及泄漏溢油应急处置

本文利用事故树分析方法简要分析了造成海底油气输送管道失效的主要原因,并就管道泄漏溢油应急处置进行了简要描述,同时提出了预防海底油气输送管道失效泄漏的建议,能够为海底油气输送管道的管理和应急处置提供参考。     

油气管道安全预警技术性能评估研究

根据油气管道安全预警技术的特点和应用现状,确立了评估安全预警技术的6个指标.根据问卷调查的结果,利用层次分析法确定了各指标的权重.通过现场调研和相关文献报道,对4种安全预警技术在6个指标下的性能进行了系统地比较.利用模糊综合评价对每种技术在不同指标下的比较结果进行了排序.结合层次分析法确定的指标权重最终得到了不同油气管道安全预警技术的综合性能评估结果,并对结果进行了分析.研究结果表明,基于层次分析法的模糊综合评价对油气管道安全预警技术进行性能评估具有较强的实用性,可为企业选择合适的安全预警技术提供有力依据.     

急倾斜煤层采空区地表移动盆地对油气管道安全影响分析

分析了急倾斜煤层开采地表移动盆地形成的原因及其破坏规律.将急倾斜煤层实际开采空间转换为滑移空间后,根据管道走向与地表移动盆地走向的关系求得了急倾斜煤层开采地表移动盆地对管道的影响范围,并使用相关公式计算了急倾斜煤层开采地表移动盆地的最大沉降量.同时,参照有关石油行业标准,对一定长度范围内的管道的最大允许沉降量进行了计算,并给出了算例.通过对急倾斜煤层开采地表移动盆地的最大沉降量与地表移动盆地影响宽度内的管道的最大沉降量进行对比,初步判断了管道的安全性.     

输油气站场综合风险评价技术研究

为完善国内输油气站场综合风险评价技术,提出一种站场综合风险评价模型。该模型基于模糊集理论,重点对传统的RCM与RBI技术进行改进与完善。将故障(失效)后果划分为伤亡后果、经济损失、环境影响和无形损失;采用模糊推理系统代替原有的算法进行计算设备风险,将动设备与静设备的风险转换为统一标度,得到站场综合风险值;最后采用雷达图显示站内设备的风险分布状况。实例分析表明,所建立的综合风险评价模型能够有效地解决定性风险与定量风险的融合问题,可为输油气站场的风险管理提供决策依据。     

埋地油气管道沿线土壤腐蚀性可拓评价研究

油气管道长期埋设在土壤环境中会受到各种侵蚀介质的腐蚀并引发泄漏、火灾、爆炸等事故。针对土壤腐蚀因素复杂多变的特点,建立基于物元、可拓集合和关联函数的埋地油气管道沿线土壤腐蚀性评价模型;选取土壤电阻率、自然电位、氧化还原电位、pH值、含水率、Cl-含量、SO42-含量7个评价指标,将土壤对油气管道腐蚀的严重程度划分为低、较低、中、强和较强5个等级;采用客观赋权的变异系数法（CV法）来确定土壤腐蚀性评价指标的权重,避免了以往评价方法的主观性,进一步提高模型的精度和效率。以某埋地天然气管道5个管段土壤为例,可拓评价结果表明4#土壤的腐蚀性较强,其他土壤腐蚀性中等,这与外腐蚀检测结果吻合,证明所想出的模型简便、高效、精确,具有很好的科学性和工程应用性。     

油气管道剩余强度评价方法适用性研究

为了研究油气管道剩余强度评价方法的适用性,介绍了完整管道失效压力的计算方法以及NG-18,B31G,DNV RP-F101和PCORCC等4种计算含缺陷管道剩余强度的方法。对4种方法中的流变应力和膨胀系数进行了分析,同时采用4种计算方法计算了30组不同钢级管道的剩余强度。结果表明:流变应力的选取对中低强度钢管的影响较大,对中高强度钢管的影响较小,当管道钢级为X80及以上时,流变应力对剩余强度计算结果的影响可以忽略不计;各评价方法中,改进的B31G中的膨胀系数表达形式更加接近实际情况; NG-18和B31G适用于评价中低强度的钢管,其中,改进的B31G结果更为准确;DNV RP-F101和PCORCC适用于评价中高强度的钢管,其中,DNV RP-F101的计算结果优于PCORCC的计算结果;对于高钢级管道的评价方法还需要进一步研究和改进。     

黄土湿陷过程下埋地油气管道力学行为有限元模拟

针对黄土遇水后湿陷产生陷穴并引起埋地管道悬空这一过程中管道的力学行为,以基于弹塑性地基的黄土湿陷区悬空管道力学模型为基础,从湿陷原因和机理出发,建立三维有限元实体模型,模拟了土体湿陷过程和沉降变形,模拟计算结果与理论值和实测值进行了比对验证;进一步的计算和回归分析得到了管道最大位移、最大von Mises应力与地表土体湿陷沉降量的变化规律,同时也得到了最终湿陷情况下管道的von Mises应力分布和湿陷区范围的影响。结果表明:土体湿陷沉降是管道和土体共同作用的结果,湿陷前期管道与土体一起运动,位移和应力增加较快,而管道下方土体脱离管道产生陷穴后则增长较慢;管道最大位移和土体湿陷沉降量间呈对数函数关系,而管道最大von Mises应力和土体湿陷量呈指数函数关系; 湿陷区管段向下弯曲变形会在3个位置形成应力集中区,湿陷区范围增大会引起管道应力和变形的明显增加,且3个区域的最值分布有所不同。     

城市油气管道泄漏爆炸重大案例应急管理对比研究

青岛东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故,引起公众对城市油气管道安全的普遍关注。近年来,城市油气管道事故频繁发生,反映出我国在城市地下管道安全管理方面存在较大问题。基于国内外管道相似事故调研,选取墨西哥瓜达拉哈拉管道泄漏爆炸事故和青岛东黄输油管道泄漏爆炸事故进行对比分析。基于事故致因理论,探究事故发展模式,建立事故链模型。结合应急管理思想,从预警预控、应急处置、评估恢复角度分析事故应急管理过程的共性失误。最后,针对应急管理各阶段共性失误提出防范措施,对提高类似事故的应急管理能力具有一定的参考意义     

油气管道本质安全影响因素分析及启示

管道运输是油气运输的主要方式,为了研究油气管道本质安全的影响因素和薄弱环节,通过分析美国和加拿大油气管道的事故原因,识别了3种影响因素和7个薄弱环节;通过统计管道工程各阶段的事故和影响因素的数量,分析了每个阶段存在的本质安全问题。结果表明:施工阶段的事故和影响因素的数量远多于其他阶段;施工和制管阶段的影响因素种类多,事故原因分散,本质安全提升难度较大;设计和运营阶段的影响因素种类少,事故原因相对集中,本质安全提升难度相对不大;各阶段都存在技术和管理的不足。根据油气管道本质安全影响因素分析结果,得出管道本质安全5个方面的启示。     

油气管道周边挖掘前咨询系统建设探讨

为了解决油气管道周边挖掘施工过程中频繁发生管道失效的问题,探索能够联系有关施工相关方的挖掘前咨询渠道和方式,通过问题分析,明确施工方、管道企业、施工管理部门等相关方对挖掘前咨询的功能需求,基于已经建成的油气管道地图系统,分析了咨询平台、咨询流程、咨询信息等内容,提出了挖掘前咨询实现方式以及挖掘前咨询系统的整体架构和运行方式,并进行了实例应用。结果表明:该系统实现了油气管道周边挖掘前咨询功能,有助于建立联系施工相关方的管道保护机制。     

国家油气管道地图系统架构探讨

针对我国油气管道管理存在的规划统筹不足、工作衔接不畅、职责履行不力等问题,探讨建设国家油气管道地图系统并分析其架构,以期实现对油气管道的全过程管理。通过问题分析和典型事故案例剖析,明确国家油气管道地图系统的功能定位,确定油气管道全过程管理的5个关键环节;通过统筹分析信息来源和系统预期功能,分析确定系统的部署模式和未来的技术支持方式,提出系统建设标准,明确数据采集信息内容、信息报送方式以及数据变更与更新等核心要素。建立有效联系企业、政府部门和第三方的国家油气管道地图系统,实现对油气管道的全过程管理,对于保障油气管道安全运行具有重要作用。