榆林氣田管道完整性管理的研究與應用

韓東興 劉幫華 解永剛 田喜軍 王軒

中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710200

榆林氣田管道完整性管理的研究與應用

韓東興 劉幫華 解永剛 田喜軍 王軒

中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安710200

目前國內氣田在管道完整性管理上基本采用中國石油管道科技研究中心提出的“6步循環(huán)法開展管道完整性管理”(簡稱“6步循環(huán)法”)，但油氣田企業(yè)僅依靠“6步循環(huán)法”在其機制內很難實施。榆林氣田以“6步循環(huán)法”為核心主線，前期做儲備，后期引進開發(fā)，采取管理和技術兩個層面同時建設模式，通過建立管理體系文件，梳理組織機構，分級分類，差異化管理，開發(fā)數字化管理平臺，完善效能評價等一系列管理技術措施，構建起榆林氣田管道完整性管理體系，提高了榆林氣田集輸管道管理水平，增強了管道本質安全，優(yōu)化了資源投入方向。

集輸管道;完整性管理;體系文件;數控平臺;風險評價;檢驗維修

0 前言

榆林氣田管道敷設環(huán)境復雜，管理部門多，社會依托條件差，管理難度大。新“兩法”實施后，國家及地方政府對氣田已建地面系統管理提出更高的要求，為此，需開展管道完整性管理工作［1－3］。文章借鑒國內外完整性管理理念及管理模式，以“6步循環(huán)法開展管道完整性管理”(簡稱“6步循環(huán)法”)為核心主線，在管理和技術兩個層面同時建設［4－6］。采取體系文件和組織機構與企業(yè)HSE管理體系相融合的模式重新梳理管理體系，同時對管道采取“分級分類，差異化管理”。開發(fā)數字化完整性管理基礎平臺，引進檢維修技術，完善效能評價等一系列措施，提出適合榆林氣田管道完整性管理的基本模式。藉此強化管道本質安全和抗風險能力，優(yōu)化企業(yè)資源投入方向。

1 管道完整性管理應用概況

管道完整性管理指對所有影響管道完整性的因素進行綜合的、一體化的管理［7］。通過對運營安全因素的識別和評價，制定相應的風險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，將管道運營風險控制在合理的、可接受的范圍內，達到經濟合理地保證管道安全運行管理的目的［8］。

1.1 國內應用概況

2000年前后，國內眾多企業(yè)院校開展了油氣管道完整性管理探索，對國內油氣管道風險管理提出多種完整性管理的結構［9］。2004年，中國石油管道科技研究中心提出“6步循環(huán)法”，建立了中國石油完整性管理標準，開發(fā)出管道完整性管理系統(PIS)，并推廣應用，基本確立了國內油氣公司開展管道完整性管理的模式［10］。目前國內大多數管道公司和油氣田企業(yè)都遵照這一模式開展管道完整性管理工作。“6步循環(huán)法”示意圖見圖1。

圖1 “6步循環(huán)法”示意圖

油氣田企業(yè)與專業(yè)管道公司職能不同，主要業(yè)務是油氣生產，其業(yè)務導向、組織結構、人員配置等主要傾向于油氣田開發(fā)和產量提升，管道設備的規(guī)格和類型也遠比管道公司復雜［11］。因此在油氣田企業(yè)開展管道完整性管理，需要在組織結構、管理程序上做大量細致工作。

1.2 油氣田企業(yè)管道完整性系統建設步驟

油氣田企業(yè)管道完整性系統的建設可分為管理和技術兩個體系［12］。在管理體系上首先要摸清目前本單位管道運營現狀，進行可行性規(guī)劃，同時組建完整性管理團隊，開展完整性管理技術培訓，梳理與評估現有管理體系，建立完整性管理體系文件，制定管理標準，依托或調整本企業(yè)現有管理機構，劃分各部門崗位職能，提出考核細則，試行并不斷優(yōu)化完善［13］。技術體系上則需要有管道精確完整的基礎數據，高后果區(qū)識別，風險評估，管道檢驗、修復等一系列的技術儲備。管道完整性管理體系建設步驟見圖2。

圖2 管道完整性管理體系建設步驟示意圖

2 榆林氣田管道完整性系統建設

2.1 榆林氣田管道特點分析

榆林氣田共建成采、集輸管道超1 000 km，管道布局復雜，規(guī)格多樣，投運時間跨度大。介質輸送采取濕氣輸送模式，強化了內腐蝕影響。管道所在地環(huán)境脆弱，自然災害多發(fā)。地方經濟建設發(fā)展迅速，第三方破壞日益嚴重，高后果區(qū)管段日趨增多［14］。榆林氣田在管理機制上雖然有組織機構劃分，但更傾向于天然氣生產業(yè)務，在管道完整性管理上缺乏專業(yè)性和統一性。氣田已有的數字管理平臺功能單一，內容參差不齊，彼此沒有聯系，功能上僅限于基礎數據靜態(tài)的收錄，無法對管道的周邊信息、安全隱患、風險等級、高后果識別情況、檢驗評價和維護情況等進行統計分析［15］。管道完整性管理，需要對管道全壽命周期的數據進行整理分析，數據信息量龐大，維護管理困難，需要整合全部現有關于管道信息的系統平臺資源，并且融入動態(tài)管理分析機制，參考國內外成熟管道完整性管理系統運行模式，建立起統一規(guī)范的管道完整性管理平臺［16］。

2.2 管道完整性管理體系的構建模式

榆林氣田多年堅持開展管道完整性管理方面的基礎工作，在管道基礎數據累計，管道高后果區(qū)識別、風險評價、完整性評價、管道檢維護等工作上均有一定的人員與技術儲備。同時經過多年的管道普查與定期檢驗，對管道周邊環(huán)境、運行狀態(tài)、損傷失效情況均有清晰、準確的掌握［17］。氣田內部原有HSE管理體系部門健全，職責明確，經過科學規(guī)劃可滿足完整性管理體系基礎要求，為開展構建管道完整性管理系統奠定了基礎。

2.2.1 建立體系文件

榆林氣田的管理文件體系按照管理手冊、程序文件、作業(yè)指導文件和完整性管理方案四個層級劃分。管理文件從整體規(guī)劃，基礎性建立，保證各類文件條款具有實用性，能夠在各基層單位推廣應用，通過制定計劃、業(yè)務培訓、梳理評估、建立文件、試點應用、循環(huán)完善6個步驟完成，其中最主要的文件是完整性管理方案。

榆林氣田的完整性管理方案設計采取了現場操作與“6步循環(huán)法”相結合的原則，整體劃分為9部分，同時滿足現場生產管理和完整性管理的需求，見表1。

表1 榆林氣田管道完整性管理方案分項內容匯總表

2.2.2 劃分組織機構

榆林氣田是天然氣生產單位，組織結構設置模式是以保障氣田生產為主。因此在機構設置上，管道完整性管理體系應結合氣田HSE管理體系，梳理各部門管理責任，通過管理程序手冊、管理審核辦法、考評辦法，崗位分工說明，明確各單位的具體職責，以及崗位履職情況，并在年底進行考評、完善。通過機構劃分，榆林氣田直接支撐管道管理的部門有9個，現場負責巡護檢修的隊伍有4支，形成廠級調控、區(qū)隊級落實的二級管理模式。按照氣田完整性管理體系文件有序運行，并不斷優(yōu)化完善，促進氣田管道完整性管理各項工作逐漸規(guī)范。“廠－區(qū)”二級管理模式組織結構見圖3。

圖3 “廠－區(qū)”二級管理模式組織結構

2.2.3 集輸管道分級分類

依據管道投運時間、管徑作為基礎等級劃分辦法，根據集輸管線長度、管輸介質酸性氣體含量、攜液量、壓力等因素進行修正，榆林氣田將在役管道劃分為4個等級［18］，管道分級分類原則見表2。Ⅰ類管道全部由輸氣大隊進行統一維護管理，其余三類管道由作業(yè)區(qū)維護班和承包商巡護。并結合管道風險評價結果、管道高后果區(qū)識別結果、定期檢驗結果，將其中評價結果為高位的管段劃入重點檢測監(jiān)護對象。強化管道的精細化管理，科學規(guī)劃管道巡護檢驗工作。

表2 榆林氣田管道分級分類原則

2.3 管道完整性技術體系的構建模式

2.3.1 關鍵技術配套跟進

榆林氣田在構建管道完整性管理系統過程中，主要通過開發(fā)數據管理平臺軟件，管道陰極保護遠程控管陰極保護系統，管道腐蝕在線監(jiān)測系統，信息化管道巡護技術作為基礎支撐。現場主要依靠定量風險評價，基于風險的埋地鋼質管道全面檢驗，智能內檢測等系列檢測評價技術開展實施。采用金屬打磨消除應力，應用粘彈體、玻璃纖維、碳纖維等材料和加強承壓套筒等措施進行管道本體缺陷修復［19］。由此從基礎支撐、現場檢驗評價、修復補強三個層面構成榆林氣田的管道完整性技術支撐體系。

2.3.2 開發(fā)數字化管理平臺

數據管理貫穿于管道完整性管理循環(huán)的始終，其各種評價結果、修復計劃完全取決于數據的積累。數據的準確性決定了HCA識別率、風險評估以及完整性評價的可靠性，管道可視化地圖和開挖修復精準度［20－21］。功能完善的數字化管理平臺是精細化管理的支撐，準確與完整的數據，是管道完整性管理的基石。

因此，榆林氣田開發(fā)的數字化管理平臺緊扣“6步循環(huán)法”，又同時具備數字化管理平臺的GIS模塊、完整性管理模塊、數據管理模塊和作業(yè)審批管理模塊，見表3。整個數控平臺數據信息需要將管線地理信息、屬性數據、HCA識別、風險評價、內外檢測、維修、失效數據、完整性管理方案等數據入庫。同時具備各類信息的管理、統計、查詢、更新等功能。

表3 管道完整性管理數控平臺模塊組成及功能劃分表

3 應用成效

3.1 管理水平有效提升

管道完整性管理體系文件明確了各部門職能，強化了部門間的協調統一性。管理平臺的建設保證了各部門數據信息對等，避免了由于數據差異造成的失誤，減少了基礎數據統計的低端重復性工作，縮短了數據在部門間的傳遞時間，提升了工作效率。隨著管道完整性管理體系文件的深入推廣，管道的維護過程由“被動維修”發(fā)展為“主動維護”，最終成為“基于風險的完整性管理”，執(zhí)行制度由“項目化推動”轉變成“主動應用”。同時考核制度不斷發(fā)現并改進體系文件在實際操作過程中各環(huán)節(jié)存在的問題，促進整個管理體系文件持續(xù)優(yōu)化完善。

3.2 強化管道本質安全

管道完整性管理系統和各項技術措施的推行，使榆林氣田管道本質安全得到全面提升［22－23］。至2015年底，榆林氣田已根據標準完成全部集輸管道的全面檢驗評價任務，并對檢測發(fā)現的2 600多處防腐層破損點和管道缺陷點進行了修復。部分無法檢修的管段、高后果區(qū)管段、中高風險區(qū)域管段設立標示加密監(jiān)控巡檢。同時及時清除各類違章占壓30余處，治理安全距離不足的管段近50處，對地方重點建設項目采取協商改線措施來降低風險。管道完整性管理系統風險識別評估圖見圖4。

圖4 管道完整性管理系統風險識別評估圖

3.3 優(yōu)化資源投入

管道完整性管理系統對管道運行狀況進行準確的評估后，能夠把有限的資源投入到管道安全管理最需要的區(qū)段，對高風險區(qū)加密巡護，強化管理措施，降低該區(qū)域的管道失效可能與不良后果。也可以根據管道安全等級實際需要，分批次有重點地開展檢驗評價工作。例如榆林氣田識別出4條管段的高后果區(qū)域，該氣田立即在上述區(qū)域加密部署警示標牌樁和巡護力量，設置應急預案和報警電話，并對附近群眾進行安全教育和應急演練，較以往大范圍的巡護和宣傳凸顯了能效性和針對性，同時節(jié)約投資成本約1/3。

4 結論

1)榆林氣田管道敷設環(huán)境復雜，各類基礎數據分散，系統之間缺乏關聯性，管理機構傾向于生產。通過特點分析，整合資源，經過多年資源儲備，從管理和技術兩個層面構建榆林氣田管道完整性管理系統。

2)榆林氣田管道完整性管理系統是在油氣田生產單位特色體制下建立起來，與氣田HSE管理體系相結合，具有完善的管理文件、組織機構，并且擁有數據采集查詢、風險識別、檢驗評價、維護管理等功能完整性管理平臺。

3)管道完整性管理系統的應用，有效地整合了榆林氣田管道各類數據，提升了氣田部門之間協作能力，強化管道本質安全，資源配給優(yōu)化效果明顯。

4)隨著技術手段的不斷進步，管道完整性管理在管道風險評估、管道檢驗修復、預防預警等方面，尤其是在企業(yè)降本增效，保證安全生產方面的作用會日益突出。

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10.3969/j．issn．1006－5539.2016.06.001

2016－08－18

韓東興(1983－)，男，內蒙古錫林浩特市人，工程師，碩士，主要從事氣田腐蝕防護方面的研究工作。