庆哈输油管道风险评价实践

魏立新，韩丽艳，董 航，丁 原，杨 林

1.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318

2.大庆油田储运销售分公司，黑龙江大庆 163000

3.大庆油田储运销售分公司，黑龙江大庆 163453

庆哈输油管道风险评价实践

魏立新1，韩丽艳1，董 航1，丁 原2，杨 林3

1.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318

2.大庆油田储运销售分公司，黑龙江大庆 163000

3.大庆油田储运销售分公司，黑龙江大庆 163453

庆哈输油管道已投产运营十余年，因腐蚀穿孔、栽阀盗油等原因，管道事故时有发生。为降低管道事故发生率，利用RiskScore 软件对庆哈输油管道进行了风险评价，结果表明：庆哈输油管道有风险管段 42 处，其中高风险 7 处，占16.7%，中风险 35 处，占 83.3%，并提出相应的风险控制措施，对提高庆哈输油管道管理水平具有指导意义。

输油管道；风险评价；安全分析；失效分析

0 引言

庆哈输油管道始于大庆市，经肇州市止于哈尔滨市炼油厂[1]，全长 183.2 km，管道规格为 D 377 mm × 6.4 mm和 D 377 mm × 8 mm，管道材质为 X52 钢，设计压力6.4 MPa，设计年输量 200 ～ 300 万 t，全线设有 4 座工艺站场，5 个截断阀室。

该管道于1999年投产，至今已运行 14 年。随着管道服役年限的延长，管道腐蚀穿孔、栽阀盗油[2]等事件时有发生，导致管道经常停产抢修，严重影响了管道的安全平稳运行。根据管道泄漏事故统计报告,2005 年以来管道共发生 91 起事故；在管道事故的引发因素中，第三方损坏占 53%，腐蚀占 42%，制造与施工缺陷占 5%。为了降低庆哈输油管道的事故发生率，本文采用风险评价模型对该管道进行风险评价，找出需要关注的管道高风险段，提出相应的风险控制措施，制订科学合理的应急预案，使管道维修策略由传统的盲目被动维修向预知性主动维修转变，将管道的风险降至最低。

1 风险评价方法与模型

1.1 风险评价方法

目前管道风险评价方法，大体上可分为定性评价法、半定量评价法、定量评价法三种[3-4]。定性评价法是由有经验的参评人员对管道系统状况按照一些定性的指标进行分析评价，评价过程简单但结果精确度相对较低；半定量评价法是对事故发生可能性和事故后果进行组合计算形成一个相对风险指标；定量评价法得出一些有明确物理意义的指标，计算过程复杂但结果最精确。

由于我国在管道风险评价方面的研究起步较晚，管道基础性数据资料不完善，因此，选择所需原始数据较少且评价成本相对较低的半定量评价法进行管道风险评价可能是最适合的，而 W Kent Muhlbauer 提出的基于肯特法的半定量风险评价法则是其中的典型代表。

1.2 风险评价模型

基于肯特法的基本思想是：根据现场的实际资料，识别导致管道风险的各种因素，由这些因素归类出腐蚀、制造与施工缺陷、误操作、第三方损坏、地质灾害以及泄漏后果影响［5-7］6个方面，每个方面又包含多项指标（子因素），并在事故统计的基础上对每项指标（子因素）进行赋值评分，综合分析其引起管道泄漏的可能性及泄漏后的事故严重程度，最终得到管道沿线的风险程度。

根据各个管段的失效可能性计算结果与失效后果计算结果，得到各个管段的风险值：

式中R——相对风险值；

Lk——失效可能性分值；

Ck——失效后果分值；

k——失效原因类别。

失效可能性分值为造成管道失效的各因素指标的综合，各因素包含的评价指标见图1～5；失效后果分值与泄漏量、受体、扩散系数、产品危害等子要素有关（见图6）。

图1 制造与施工缺陷因素评价指标

图2 误操作因素评价指标

图3 腐蚀因素评价指标

图4 第三方损坏因素评价指标

图5 地质灾害因素评价指标

图6 失效后果子要素

2 评价结果及分析

所需评价的数据资料，分别由专家分析给出、现场工作人员提供及本人现场踏线等方式获取，取得相关数据资料后，运用中国石油管道科技研究中心开发的RiskScore 管道风险评价软件[8]对该管道进行风险评价，RiskScore 软件平台能实现管道数据管理、自动分段、高后果区管理、风险计算及结果查询等功能。按要求输入庆哈输油管道的相关参数，软件自动将管道分成了675 段进行风险评估计算分析，得出全线的失效可能性和风险的折线图，分别见图7和图8。

图7 管道全线失效可能性折线图

图8 管道全线风险折线图

图7反映了不同因素造成管道失效可能性情况，失效可能性的得分值越小管道越危险。从图7可以看出，第三方损坏与腐蚀是造成庆哈输油管道失效的主要因素。这是因为管道经过村屯、城镇较多，部分地方政府与民众对管道保护意识薄弱，管道上方经常发生动土施工且占压情况严重，打孔盗油事件频发；随服役时间的延长，管道腐蚀情况逐渐严重；全线有较长管段与高压线、铁路等交叉并行，造成交流与直流杂散电流干扰等。

从图8可以看出，庆哈输油管道风险得分波动较大，管道风险值得分在 28.219 ～ 64.868 之间，风险值越小表示风险严重程度越高。该管道 0 ～ 0.2 km 为第一个风险值较低点出现区域，主要原因是首站出站压力较大，达到最大安全操作压力的可能性增大；21.1 ～ 25.03 km为第二个风险值较低点集中区域，主要原因是管道穿越安肇新河、与天然气管道并行、附近有酒精厂并穿越村屯；153.4 ～ 183.2 km 为第三个风险值较低点集中区域，主要原因是管道占压情况严重，穿越公路、铁路、高压线、松花江及阿什河，进入哈尔滨市区等。

由于所划分的管段较多，并不是所有的管段都是风险管段，根据计算的风险值、专家经验及现场实际需求，筛选风险值得分较低的 10% 作为风险管段，识别风险管段共 42 处，用 5×5 风险矩阵（见图9）对管段进行高、中、低风险等级排序，其中处于中风险35处，占83.3%；高风险 7 处，占 16.7%。

图9 5×5 风险矩阵示意（图中数字代表管段序号）

3 风险减缓措施

从庆哈输油管道风险评价结果可知，在影响管道风险的因素中第三方损坏与腐蚀所占的比重较高。明确风险值较低管段的风险致因，而后根据庆哈输油管道的自身特点，采取相应的降低风险减缓措施，同时加强日常管理以提高管道安全性。

（1）加强三桩一牌的标识。在管道穿跨越公路、铁路、河流或其他管道的交叉点附近和人口密集区设置的标识应完整清晰，对三桩一牌缺失地点及时进行修补完善。

（2）加大巡线频率及公众宣传教育。加大人口密集区域巡线频率，严禁在管道附近及上方施工作业，防止人为破坏；制订多种巡线方案，使盗油分子摸不清巡线规律，防止他们钻巡线空档进行打孔盗油犯罪活动；加大对群众的宣传教育，提高民众对管道的保护意识。

（3）占压情况专项治理。对已存在的违章建筑物进行监督，做好占压建筑物的安全保护措施，加强与地方、企业的交流和沟通，做到地企联防，及时发现制止形成新的占压。

（4）定期测量管道的壁厚及埋深，对管壁厚度不符合要求的管段及时更换，埋深不足的管段加强维护。

（5）增加管道内检测频次，对检测出的腐蚀点进行维护，维修难度较大的管段建议进行换管，以彻底消除腐蚀隐患；进行杂散电流干扰测试，增加排流装置，确保阴极保护的有效性。

（6）建立定位与开挖响应系统，对管道进行监测，及时发现盗油行为，减少盗油分子作案几率。

4 结束语

（1）建立庆哈输油管道风险评价模型，将影响管道安全运营的各种因素归类为第三方损坏、腐蚀、误操作、制造与施工缺陷、地质灾害以及泄漏后果影响等 6 个方面的指标（子要素），综合分析各指标引起管道失效的可能性及失效后果严重程度，最终得到管道沿线的风险大小。

（2）应用 RiskScore 软件对长 183.2km 的庆哈输油管道进行风险评价，得到管道失效可能性折线图及全线风险折线图，结果表明第三方损坏与腐蚀是造成庆哈输油管道失效的主要因素。分析高风险段管道的里程，明确了该段管道风险得分较低的主要致因。识别风险管道段 42 处，运用风险矩阵对风险管段进行等级划分，其中高风险 7 处，中风险 35 处。

（3）针对评价结果提出了风险削减措施，使管道风险得到有效控制，管道的安全将进一步提升。

[1]王辉.庆哈输油管道风险管理与评估技术研究 [D].大庆：大庆石油学院,2009.

[2]杨林.庆哈输油管道完整性管理初探 [J].中国石油和化工标准与质量,2011,（5）:135.

[3]易云兵,姚安林,姚林,等.油气管道风险评价技术概述 [J].天然气与石油,2005,23（3）:16-19.

[4]刘颖,刘长林,李爱平.油气管道的风险评价技术 [J].天然气与石油，2008,26（3）:15-18.

[5]丁明江,吴长春.专家评分法在油气管道风险分析中的应用 [J].油气田地面工程,2004,23（1）:10,15.

[6]潘红丽.管道风险管理方法研究 [J].天然气与石油,2006,24（1）:9-14.

[7]田娜，陈保东.灰色关联分析法在肯特管道风险评价中的应用 [J].石油工程建设，2006，（1）：17-21.

[8]张华兵,程五一,周利剑,等.管道公司管道风险评价实践 [J].油气储运,2012,31（2）:96-98.

Risk Assessment Practice of Daqing-Harbin Oil Pipeline

Wei Lixin1,Han Liyan1,Dong Hang1,Ding Yuan2,Yang Lin3
1.Key Laboratory of Enhanced Oil and Gas Recovery under Ministry of Education,Northeast Petroleum University,Daqing 163318，China
2.Daqing Oilfield Company Storage Sales Branch,Daqing 163000,China
3.Daqing Oilfield Company Storage Sales Branch,Daqing 163453,China

Daqing-Harbin oil pipeline has been in operation for more than ten years,the pipeline are frequently perforated because of corrosion and setting valves for stealing oil,causing the pipeline accidents to happen .To reduce the accident rate,the software RiskScore is used for making risk assessment of the pipeline.The results show that there are 42 pipeline sections being in risks for Daqing-Harbin oil pipeline,in which,there are 7 high risk sections,accounting for 16.7%,and 35 general risks,accounting for 83.3%.And the corresponding measures are put forward to control the risks,which is significant to improve the management level of Daqing-Harbin oil pipeline.

oil pipeline;risk assessment;safety analysis;failure analysis

10.3969/j.issn.1001-2206.2014.01.019

魏立新（1973-），男，河北定州人，教授，2005年毕业于大庆石油学院，博士，现主要从事油田地面工程优化与节能降耗技术方面的研究工作。

2013-04-13