长输天然气管道泄漏原因分析及对策

黄保亮(江西省天然气管道有限公司，江西 南昌 330096)

0 引言

管道安全运行是涉及到社会安全的重要方面，其不但需要传统流体力学、传感技术以及微弱信号检测技术的辅助，同时也是一个信号多元处理的复合型学科。当前全球超过半数的石油管网的总运行时间超过了30年，其中不可避免的出现了大量的磨损、腐蚀甚至人为破坏导致的管线问题，由此引发的区域问题甚至世界性的问题频频出现。为了进一步阐述长输原油管道泄漏检测定位技术的相关技术特征，现就输油管线泄漏的相关问题介绍如下。

1 天然气长输管道安全管理存在的问题

1.1 原材料质量不达标

天然气长输管道施工的管道质量是第一要务，会直接影响最后的运输效果和使用年限，所以管道原材料质量十分重要。现阶段对于施工材料的选择均有很大差异，主要体现在建材、管道成型等方面，有的甚至不符合国家质量安全标准规定。所以天然气长输管道铺设之前，进行原材料的实时检测对于整个建筑工程来说具有重要作用。

1.2 环境气候导致的问题

天然气具有的高要求和特殊性导致天然气长输管道建筑工程施工周期普遍较长，而在这一段时间里出现的各种特殊气候现象对天然气长输管道施工增加了很大的难度，冬季寒冷、夏季高温对施工都有影响，也带来了施工风险。做好预防措施，对施工工程有着重大的意义。

1.3 地形特征引起的问题

地形地貌的也会影响天然气长输管道建设施工。我国的“西气东输”工程施工范围内横跨多个省份，管道建设过程中会遇到各种各样的地质、地形等问题。这种地形地貌会对施工人员造成威胁，如果遇到雷雨天气，容易发生雷电以及泥石流滑坡等地质威胁，这是天然气管道建设十分不利的影响因素。所以说地形地貌也是天然气长输管道建设的一个大问题[1]。

2 管内流体状态泄漏检测与定位方法

2.1 以信号处理为基础的泄漏检测定位法

利用实时模型法来进行输油管线的流量处理是一项成本较高且维护难度较大的技术，所以该技术在推广过程中势必会遇到较大的阻力。目前国内大多数的中间站都没有设计相应的流量计。在依靠压力信号管理方面，不需要建立相应的管线数学模型就可以完成信号处理的技术更适应于目前管道建设的实际需求。当出现管道突然泄漏的情况时，相应的压力也会下降，从而出现瞬态负压波，该压力的降低会导致上下游传播的变化。从泄漏点的速度变化情况上来看，两端的传播负压会经历一定周期的变化后被传导到多个压力传感器上，进而通过特定的负压波实现压力传感器的捕捉与定位，由此可以判断泄漏的实际位置。

2.2 小波变换法

小波变换法是一种时间尺度相结合的分析方法，该方法能够实现表征信号的局部控制，实现频率方面的信号特征展示。在极值的获取过程中，不但可以标定信号的边沿位置，同时也能够实现噪音的良好控制。小波变换法实现了瞬态负压波的下降与检测技术变换，同时其泄漏点也能够依靠负压波实现压力点时间差的变化，所以其对于流量信号的依赖程度不高，并且不需要建立管线的数学模型，同时定位也十分灵活可靠，能够迅速地进行响应，在精准度与灵敏度方面都具有不错的优势。其缺点在于不能有效的进行抗干扰，因此会出现错误报警的情况[2]。

2.3 相关分析法

相关分析法的核心在于信号之间函数关系的分析。事实上，任何两钟信号之间都会存在一定的函数关系，通过分析其相关性就可以在一定程度上得到检测的结果。相关分析技术是建立在函数统计计算的框架范围内实现的技术类型，其本身具有极值延时的特征。在不出现泄漏问题时，相关函数可以在一定的浮动条件下变化，当泄漏问题出现时，则可以通过沿管壁向两端的传播分析实现数值的监控与分析。在对于不同类型和位置的管道泄漏点进行信息的采集时，不同的信号在延迟的时间上往往存在较大的差异，所以信号的函数相关值也会发生一定的变化，跟随其变化的情况来得到管道泄漏检测结果，这样相关分析法就完成了分析任务。

2.4 基于模型检测法

所谓模型法，其主要是通过泄漏故障诊断的方式来建立实时的管道模型，并通过压力与流量的实测值来进行在线的估算，整个过程需要结合管线的压力与流量进行对比控制。根据相关状态特点来看，系统的辨识度以及滤波器的设备精准度是该技术应用的核心。在实时模型建立过程中，尽管其建立时的模型准确度尚可，但是随着时间的推移，管道的工况条件与实际铺设环境都会发生一定的变化，所以检测压力信号与流量计的信号管理是提升检测精准性的主要途径。

3 天然气长输管道的安全对策

3.1 坚定落实安全事故责任制

随着社会经济的迅速发展，政府部门必须站在长远角度对待天然气长输管道建设的重要性。首先，制定完善的安全事故责任制度。根据国家制定的相关标准以及行业规范，分析天然气长输管道建设的关键，并以此为基础制定切实可行的安全责任制度，同时将相关制度落实到实处。其次，安全事故责任的分配。由于天然气的应用事关城市居民的生产、生活能否顺利进行，所以不管是突然中断还是突然维修，都会造成巨大的损失。作为政府部门必须在深入分析各个地方站点以及站点内部工作人员、工作团队的基础上，制定科学合理的事故责任分配制度，以便于在维修工作开始前，将责任落实到具体负责人，确保天然气长输管道维修工作的顺利进行。最后，在天然气长输管道发生安全事故后，相关部门必须严格的按照制度规定的内容和要求，确定具体责任人，同时调查了解事故发生的原因、波及范围、短期处理和长期处理的方法，并在安全事故处理结束后，及时的对相关责任人走出处置。

3.2 加大天然气管道的管理力度

由于天然气长输管道铺设完成后并不能直接投入运营，还需要经过相关部门的检验和验收，并在确定验收质量合格后才能正式的投入运营。通过对天然气长输管道发生的安全事故的分析发现，大约有70%左右的安全事故，都是由于管道管理工作方面引发的小问题没有得到及时有效的解决，而酿成的重大安全事故。所以，相关部门必须加强天然气长输管道安全管理的力度，才能从根本上降低安全事故发生的几率。首先，天然气长输管道的建设中需要对管道的施工质量加以严格的把控，同时要保证管道建设的安全，建立天然气长输管道的安全责任制，保证责任到人，并落实到位，更好的保证天然气长输管道的整体施工质量。强化施工人员的安全意识，科学合理的选用天然气长输管道技术，提升管道施工质量。其次，保证人为操作安全，加强操作风险防范，对操作人员以及调度人员应当加强对其的培训，保证一线人员可以熟练操作，遇到事故能够有应急处理的能力，以此打造竟敢、高效的维抢修队伍，操作抢修工具应当配备齐全，保证事故出现可以在最短时间内加以抢修。同时，对于寻线队伍的建设也要加以重视，保证队伍的细心、负责，制定完善的寻线制度，可以通过GPS定位仪等设备，进行管线的巡查，对天然气长输管线的埋藏深度、内外检测以及重点段都予以定时的巡查，防止出现违章建筑压占管道的现象，最大程度的保证外界对长输管线的破坏。最后，对于长输管线而言，还应当建立应急事故预案的制定，一方面，需要培训工作人员的安全意识，保证工作人员按照电气设备的操作规程进行操作，并做好定时的清管工作。另一方面，长输管道安全应急预案需要不断的完善，定期组织工作人员学习和演练应急预案，必须使相关工作人员达到熟练掌握安全事故应急预案的水平，一旦发生事故确保能够及时采取标准化操作进行处理，最大限度控制安全风险[3]。

3.3 强化对天然气管道的执法监督

加大天然气长输管道安全管理工作的力度，可以促进了天然气长输管道安全水平的提升，降低了安全事故发生的频率。但是，管理人员在进行天然气长输管道的安全管理过程中，还应该根据管道运营的实际情况，进一步加大安全监督力度以及执法的力度，确保天然气长输管道的安全稳定运行不受影响。另外，管理人员必须将管道安全运营作为其安全管理工作的首要内容，并以此为基础加强长输管道的监督与管理工作，定期的开展长输管道安全会议，分析和研究长输管道运营过程中可能存在的安全隐患，同时制定切实可行的改进策略，为天然气长输管道的安全运营提供强全面的保护。

4 结语

天然气长输管道的安全管理是确保天然气资源持续、稳定输送的重要条件。结合我国目前实际情况，对天然气长输管道安全管理方面存在的问题进行深入分析，及时采取有效防止措施，切实提升安全管理水平，确保天然气长输管道的安全效益。