直埋热洗管线安全性分析

梁柱 于红艳

【摘要】本文针对直埋热洗管线经常出现穿孔等问题，采用事故树法分析热洗管线的安全性，一方面能够找出热洗管线发生安全性事故的原因，另一方面通过结构重要度和最小割集方法能够分析出热洗管线事故的严重程度，从而有利于采油单位在生产实践中做到早发现早预防，及时采取有效的措施减少故障，保证直埋热洗管线可靠地运行。

【关键词】热洗管线 安全性 结构重要度 最小割集

1 安全性分析方法的基本原理1.1 事故树分析法的介绍

由故障树分析（缩写FTA）方法发展而来的事故树分析（缩写ATA）方法的优点是能够全面、系统、准确地辨识和评价各种系统的危险性，进一步揭示出事故的直接原因和潜在原因，通过该方法描述事故的思路清晰、因果关系形象、逻辑关系性强，能够实现定性分析和定量分析的双重作用。早在二十世纪60、70年代，国际上几个大的安全案例分析均采用事故树分析方法，结果取得了十分显著的效果，并且在社会各界引起了极大的反响和广泛的关注，从此世界上的许多国家和企业开始在自己的安全系统工程方面应用和推广事故树分析方法。

1.2 最小割集方法

割集是能够引发系统故障的部件故障的唯一组合，特别的是，如果从集合中移出了任意基本事件，而剩下的事件不再能够共同组成一个割集，则这个割集称作最小割集。根据最小割据原理，最小割集越多，系统发生事故的途径就越多[1]。可以说在最小割集中包含的基本事件越多表示这种故障模式危险性越大，反之亦然。1.3 结构重要度方法

在事故树中，不同的基本事件所处的地位不同，则其对顶上事件的影响也不同，人们把各基本事件在事故树结构上的重要程度称为结构重要度[2]。事故树中各基本事件结构重要度的大小表示其对顶上事件影响程度的强弱。分析结构重要度常用两种方法：一种是近似的判断方法，即利用最小割集判断结构重要度顺序；另一种是精确的计算方法，即通过概率重要系数公式计算出结构重要度系数，依据系数大小排列各基本事件的重要顺序。本文运用前者判断结构重要度，并且通过结构重要度分析决定采取防护措施的主次和前后顺序。

结构重要度系数近似判别值I=基本事件出现次数n/基本事件所在最小割集中的基本

事件个数m[3]。

2 影响直埋热洗管线安全性致因的分析和事故树模型的建立

依据油田生产中直埋热洗管线运行现状建立起事故树模型，从事故发生的难易程度确定出事故树分析的顶上事件为：第三方破坏、腐蚀穿孔、管材裂缝和施工缺陷。其中

图3 管材裂缝部分事故树

3 事故树分析

根据事故树图计算如下：

T=A+1+2+D=A+X17（J+K）+L1L2+X33M 1M2+D=X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X12（X 8+X9+X10+X11）+X17（X13+X14+X15+X16+ X18+X19+X20）+（X21+X22+X23+X24+X25+ X26）（X27+X28+X29+X30+X31+X32）+X33（X 34+X35+X36+X37+X38）（X39+X40+X41+X42）+X62（X43+X44+X45+X46+X47+X48+X49+ X50+X51+X52+X53+X54+X55+X56+X57+X 58+X59+X60+X61）。

根据以上展开式可知直埋热洗管线的最小割集是87个，导致直埋热洗管线发生事故的因素较多。其中一阶、二阶、三阶最小割集分别是7个、66个和20个。最小割集中所包含的基本事件绝大部分来自施工缺陷和腐蚀穿孔，说明在直埋热洗管线中施工缺陷和腐蚀穿孔的危害性较大。

依据事故树分析，得出各基本事件的结构重要度如下。

X1～X7：出现1次，其最小割集中包含1个事件，即I1～I7=1÷1=1；

X8～X11（X13～X16、X18～X20、X43～X61）：出现1次，包含2个事件，

即I8～I11（I13～I16、I18～I20、I43～I61）=1÷2=0.5；

X12：出现4次，包含2个事件，即I12=4÷2=2；

X17：出现9次，包含2个事件，即I17=9÷2=4.5；

X21～X32：出现6次，包含2个事件，即I21～I32=6÷2=3；

X33：出现20次，包含3个事件，即I33=20÷3=6.67；

X34～X42：出现4次，包含3个事件，即I34～I42=4÷3=1.33；

X62：出现19次，包含2个事件，即I62=19÷2=8.5。

综上可知，从结构重要度分析角度衡量各个基本事件，应该把露点过高（X17）和无监理或监理不利（X62）作为主要的控制管理对象，以减少直埋热洗管线事故的发生概率。

4 结论与建议

本文对直埋热洗管线事故做了定性分析，计算出基本事件发生概率，该分析结果对于提高热洗管道的安全性提供了决策依据。建议着重做好以下工作：

（1）杜绝无监理或监理不利（条件逻辑或事件X62）事件的发生，切实发挥监理作用，监理人员应对设计、选材、施工、竣工、试运各个环节严格把关、严格管理，认真严格地履行职责，进一步减少施工缺陷的发生。

（2）提高认识重视露点过高（基本事件X17），从而减少腐蚀穿孔事故的发生。