油氣管道高后果區識別數據準備

謝 明，劉 昊，賴俊西

（1. 西南石油大學，四川 成都 610500； 2. 中國石油天然氣股份有限公司 西南管道蘭成渝輸油分公司，四川 廣元 628015；3. 中國石油化工股份有限公司 西南油氣分公司川西采氣廠，四川 德陽 618000）

油氣管道高后果區識別數據準備

謝 明1，劉 昊2，賴俊西3

（1. 西南石油大學，四川 成都 610500； 2. 中國石油天然氣股份有限公司 西南管道蘭成渝輸油分公司，四川 廣元 628015；3. 中國石油化工股份有限公司 西南油氣分公司川西采氣廠，四川 德陽 618000）

高后果區（High Consequence Areas，HCAs）識別是油氣管道完整性管理的首要步驟，對高后果分析所需要的數據項進行分析、整理、歸類，建立數據模塊，可以有針對性地進行數據采集，進而有效完成高后果區識別工作。利用馬克思主義哲學思維方法：由個別到一般的思維方法，對國外典型油氣管道事故進行調研分析，找出高后果事故一般特征，并對造成高后果原因進行分析，得出管道高后果區影響因素主要是環境因素和人口因素，再結合相關完整性管理規范，對油氣管道高后果區識所需數據劃分了數據模塊，從而明確了高后果區識別的數據準備，節約了分析時間，一定程度地減少了企業識別費用。

高后果區；完整性管理；影響因素；數據模塊

近年來，我國油氣管道呈現了快速發展趨勢，西氣東輸一線，西氣東輸二線的建設更是標志了我國管道建設進入了一個全新的時期。隨著我國管道的不斷建設，必將促進我國經濟的快速發展。但與此同時也必然帶來不少的問題，新老管道的建設和服役就是其中的主要問題。此外，我國長輸管道建設方面也呈現出大口徑、高壓力、網絡化的趨勢，出現兩個比較明顯的延伸，即由西部人煙稀少地區向人口稠密地區延伸，由西部經濟欠發達地區向經濟發達地區延伸[1]。另外，我國目前管道現狀表現出了新老管道交錯分布，管網錯綜復雜的狀態。因此，必須要有先進的管理理念對油氣管道進行科學有效的管理。

經過多年的研究與實踐，管道完整性管理已成為油氣管道科學管理的有效手段。它是一種主動的預防管理，依靠數據進行決策，防范于未然。管道完整性管理的目標就是在管道管理的全部生命周期內，實現科學的判斷和正確的決策，以確保管道的安全運行。

對處于高后果區內的管段進行風險評價是管道完整性管理的重要環節，因此首要步驟就是要進行管道高后果區管段的識別。一方面借鑒國外的歷史上的管道事故，通過對國外典型管道失效案例進行分析，總結出高后果的一般特征，并對其產生原因進行歸納。另一方面對于國內管道情況，根據大型國企——中國石油天然氣集團公司企業標準的相關規范，歸納出高后果區識別所需相關數據。最后，對高后果區識別重要影響數據采集提出建議。

1 高后果區識別重要性

根 據 國 內 相 關 規 范 ， 對 高 后 果 區 （ High Consequence Areas，HCAs）概念做了定義，即如果管道發生泄漏會嚴重危及公眾安全和（或）造成環境較大破壞的區域[2]。美國交通部管道安全辦公室（OPS）制定的規范指出[3,4]，執行管道完整性管理的首要步驟是確定和識別高后果區內的油氣管段。

油氣管道完整性管理包括6大環節，依次為數據采集、高后果區識別、風險評價、完整性評價、維修與維護、效能評價等6個環節，這6個環節是一個持續循環的過程[5]。圖 1 為管道完整性管理的 6步環節，它形成一個閉環。

圖 1 管道完整性管理的 6 步環節Fig.1 Step 6 aspects of pipeline integrity management

2 高后果區識別數據模塊建立

2.1 國外典型管道失效事故舉例

事故一，1994 年美國新澤西州發生了天然氣管道破裂泄漏著火事故；后果：400～500 英尺高的火焰毀壞了8幢建筑；事故原因：破裂處曾發生過機械損傷，壁厚減薄。

事故二，1999 年美國華盛頓發生一起汽油管道破裂事故；后果：25 萬加侖汽油流入河中并著火燃燒，導致3人死亡；事故原因：破裂是從有機械損傷處開始的。內檢測曾檢測出此缺陷，但未及時處理。

事故三，2004 年 7 月 30 日，比利時布魯塞爾以南 40 km 處發生一起天然氣管道爆炸著火事故；后果：造成21人傷亡；系第三方損傷引起。事故原因：損傷尺寸為長 280 mm、深 7 mm，損傷處剩余壁厚 3 mm。

由上，事故造成的高后果有人員傷亡、建筑物破壞、河流污染等；而高后果區概念中高后果的內容是指嚴重危及公眾安全和造成環境有較大破壞。因此可以將高后果區影響因素分為兩大類：人口因素和環境因素。

2.2 高后果區確定相關規程

目前為止，我國大型石油類國企中國石油天然氣集團公司已推出一部相對完整的完整性管理規范，其中的《第2部分：管道高后果區識別規程》對高后果區識別做出了較為明確的說明，詳見規程說明。

2.3 高后果區識別數據分析根據規范[2]高后果區識別數據項相關說明。氣體管道：

（1）進行區域等級劃分，即統計出管道中心線兩側各 200 m 內人口密度；

（2）當管徑小于或等于 273 mm，最大允許操作壓力小于等于 1.6 MPa；按下面公式計算其管道潛在影響半徑[6]:

其中:d為管道外徑，in; p為管道最大允許操作壓力，lb/in2;r為受影響區域的半徑，ft；當管徑大于 711 mm，管道最大操作壓力大于 6.4 MPa 時潛在影響半徑按 300 m 為標準。然后一方面統計出潛在影響半徑范圍內特定場所Ⅰ的數據；另一方面統計出潛在影響半徑范圍內和管線兩側各 200 m 范圍內 特定場所Ⅱ的數據。

液體管道：

（1）進行區域等級劃分，即統計出管道中心線兩側各 200 m 內人口密度；

（2）管道兩側各 50 m 內特定場所Ⅰ、Ⅱ的數據；

（3）管線兩側各 50 m 內高速公路、國道、省道、鐵路以及航道和高壓電線等數據；

（4）管線兩側各 200 m 內人口密集區、水體以及工廠、易燃易爆倉庫、軍事設施、飛機場、海（河）碼頭、國家重點文物保護單位、國家要求的保護地區等數據。

2.4 數據模塊的建立

通過對以上相關信息的了解分析，擬建圖2高后果區識別數據模塊。

說明：（1）管線資料數據中管道直徑和最大允許操作壓力與管道影響半徑因素有關；

（2）區域等級劃分主要考慮的是人口因素對高后果區的影響；

（3）自然環境數據主要影響的是環境因素的對高后果區的影響。

圖 2 高后果區識別數據模塊Fig.2 High consequence areas identification data module

3 結束語

本文通過對國內外的相關資料的調研，總結出了影響高后果區的主要因素，并將其劃分為人口因素和環境因素，建立了高后果區識別數據模塊。把對高后果區識別數據分為三塊，即管道資料數據模塊 ，區域等級劃分數據模塊和自然環境數據模塊。通過模塊的建立，使得收集數據時思路更加清晰，步驟更加簡明。并還為高后果區識別數據收集節約時間，從而也能更能快速的對高后果區進行識別。

針對不同情況的長距離油氣管道，建議建立高后果區識別數據庫，定期更新數據庫，特別是管線周圍有較大的人口因素方面的改變時要及時更新數據庫，并對相應的新增的高后果區管道進行風險評估，以保證管道安全運行。

［1］ 賈韶輝．GIS 技術在蘭成渝輸油管道高后果區分析上的應用[C]．第三屆石油天然氣管道安全國際會議論文集，2009．

［2］賈韶輝,等．中國石油天然氣集團公司企業標準 Q/SY 1180.2《管道完整性管理規范：第二部分高后果區識別規程》[S]．中國石油天然氣集團公司，2009．

［3］Department of transportation,Research and Special Programs Admini stration.49 CFR Parts 195[Docket No.RSPA-99-6355;Amendment 1 95-70] RIN 2137-AD45,Pipeline Safety:Pipeline Integrity Managem ent in High Consequence Areas(Hazardous Liquid Operators With 500 or More Miles of Pipeline)[S] ．USA,2000．

［4］Department of transportation,Research and Special Programs Admini stration ．49 CFR Parts 192[Docket No.RSPA-00-7666;Amendment 192-77] RIN 2137-AD64,Pipeline Safety:High Consequence Area s For Gas Transimission Pipelines[S] ．USA,2002．

［5］馮慶善,等．中國石油天然氣集團公司企業標準 Q/SY 1180.1《管道完整性管理規范：第 1 部分總則》[S]．中國石油天然氣集團公司，2009．

［6］中華人民共和國石油天然氣標準 SY/T 6621-2005 《輸氣管道系統完整性管理》[S].2005．

Data Preparation for Identification
of High Consequence Areas of Oil And Gas Pipeline

XIE Ming1，LIU Hao2，LAI Jun-xi3
（1. Southwest Petroleum University, Sichuan Chengdu 610500，China；2. PetroChina Southwest Pipeline Company Lanzhou-Chengdu-Chongqing Oil Transmission Branch, Sichuan Guangyuan 628015，China；3. Sinopec Southwest Oil& Gas Company Western Sichuan Gas Production Plant, Sichuan Deyang 618000，China）

High consequence areas (High Consequence Areas, HCAs) identification is the first step of oil and gas pipeline integrity management. After analyzing, organizing and classifying high-consequence analysis data items, a data module is established, which can be helpful for pertinently collecting data, and at last identification of high consequence areas will be completed effectively. First, a large number of domestic and foreign oil and gas pipeline accidents are researched and analyzed to find out characteristics of high-consequence accidents, and the reasons to cause high consequence areas are analyzed, and then it’s pointed out that the main factors affecting high consequence areas are environmental factor and demographic factor. Second，combined with the relevant integrity management practices, the data module is divided, and data preparation for high consequence areas identification can be clear recognized, the analysis time can be shortened, and the identification cost can be reduced to a certain extent.

High consequence areas; Integrity management; Influencing factors; Data module

TE 832

： A文獻標識碼： 1671-0460（2014）07-1389-03

2014-02-24

謝明（1989-），男，四川南充人，碩士研究生，現就讀于西南石油大學油氣儲運工程專業。E-mail：304593746@qq.com。