基于三维技术的在役输油气管道分段管控思路文档格式.docx

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22”中石化东黄输油管道泄漏爆炸特别重大事故，事故的直接原因是“输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反冲到路面;

原油泄漏后，现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸”。

事故的直接原因并不复杂，可人们对该事故间接原因复杂性的思考却是深远的。

本文正是要试图解决这些深层次原因，以保障长输管道的长久安全，保障沿途人民的生命财产安全和环境安全。

1现阶段，在役长输管道在安全管控方面的不足

1.1长输管道的无损检测技术方面

对在役长输管线的无损检测，不能仅仅局限于对管体本身，还应对管道敷设的大气环境、土壤环境、阴极保护效果、管道防腐层及管道内外壁、管道壁厚、材质等方面进行全面检测，才能最大限度地保障长达几十千米、几百千米甚至几千千米的长输管道不出现泄漏故障。

用于在役长输管道无损检测的技术有多种，如磁场衰耗法检测管道防腐层绝缘电阻、电磁法检测评价管道阴极保护效果、电位电阻法检测评价管道环境腐蚀性、电位法检测土壤中散杂电流干扰腐蚀、磁场衰耗异常法检测管道内外壁腐蚀、漏磁法检测管道内壁腐蚀、瞬变电磁法检测管壁厚度、磁场涡流法检测管材质量等技术。

每一种检测技术虽然各有其独特的优势，但它们的缺陷也非常突出，有的使用方法非常繁琐、有的适用条件非常苛刻，有的需要开挖管道。

另外，地下管线有时在水下，有时在山石中;

有的地方埋得深一些，有的地方埋得浅一点;

有时是单管埋设，有时是复管或多管布置;

有时在其它管线之下，有时又在其它管线之上;

绝大部分是直管，还会有弯头或膨胀节等等。

长输埋地管道设置的复杂性，致使单一的无损检测技术都无法对长输管道作出全面准确的无损检测。

1.2故障诊断技术方面

目前，用于在役长输管道的故障诊断技术有电位差法诊断管道防腐层破损点、电涡流法诊断长输管道内外壁缺陷、超声波与C扫描复合诊断管道缺陷、电磁干扰地区管道隐患故障点诊断、远距离电磁遥测管道故障点、磁力断层摄影（MTM）诊断管体腐蚀点、负压波法诊断管道泄漏点、红外热像法诊断管道泄漏点等，但没有一种技术能够对所有的管道缺陷进行准确诊断，有的受故障位置、故障大小影响;

有的受土壤性质影响;

有的受介质粘度的影响;

有的受检测设备的操作空间所限;

有的受地下长输管道的纵横交错影响;

有的是检测设备本身的精度有缺陷;

有的是检测技术运用的费用太昂贵，超出了许多企业的承受能力。

1.3安全环保评估技术方面

油（气）长输管道输送的都是易燃易爆且有毒的危险化学品，一旦泄露不仅会发生火灾爆炸事故，造成附近的人员伤亡、财产损失，还会导致环境污染，破坏当地的生态环境，污染地下水资源等，非常有必要对输油（气）管线全线进行全面的安全环保风险分析。

油（气）长输管道的评估技术，不应是定性的分析，而应是定量的或既定性又定量的分析技术。

进行安全环保评估分析，不仅需要有可行的评估技术，最主要的是进行定量评估所需的数据库。

美国运输部DOT、加拿大的国家能源委员会NEB、欧洲输气管道事故数据组织EGIG、英国陆上管道供应商协会UKOPA、俄罗斯GOSGORTEHNADZOR标准、澳大利亚管道工业协会APIA，都进行了大量的管道事故分析与研究工作，建立了各自的事故管道数据库。

然而这些数据库之间存在着很大的区别，不仅在于原始统计数据的范围和详细程度不同，还在于对原始数据的分析方法不同。

这使得应用这些数据进行安全、环保评估时所得出的结论会相距较大[2]。

随着人们对预防各种重大灾害认识水平的不断提高，一种新的评估方法——脆弱性分析逐步被人们所熟知。

脆弱性分析是近几年来迅速兴起的一种与扰动敏感性、系统易损性、后果承受力及灾害应对力密切关联的安全评价方法，它与一般风险分析只关注风险旳致灾因子不同，还关注致灾环境，最主要的是在脆弱性分析中增加了人们对灾害承载体承载能力的关注。

虽然脆弱性分析技术本身已经被世界各国的专家学者所接受，目前同样由于没有完善的数据库而无法应用其对油（气）长输管道进行安全、环保的定量评估。

1.4管道泄漏应急方面

通过长管输送油（气）的单位，一般都是具有一定规模的大型企业，有包括管道输送应急预案在内的预案体系，并配备有自己的救援队伍和救援物资。

但由于长输管道的特殊性，按预案编制导则编制的预案并不能穷尽长管输送过程中所有异常事件的应对措施;

异常事件发生后，指挥调度中心不能及时、准确地判断出泄漏位置与泄漏现状;

应急队伍和应急物资不能在较短的时间内到达异常事件的现场以实施有效地救援。

1.5日常巡检力量方面

尽管通过长管输送油（气）的单位都有专门的管理部门负责长输管道的安全，但其日常的巡检也只能对管道在地上的部分进行一般性地检查，如管道损伤及变形情况、管道防腐层和绝热层破损情况、管道附件和安全装置缺失情况、管道标志桩和标志牌及电法保护系统的完好情况等，对于长输管道埋地部分故障的检查主要靠巡线员的经验。

另一方面，对于在山区、沿河流、穿越沟壑布置的长达几十千米、几百千米甚至几千千米的长输管道，无法保障巡线员的巡检质量。

1.6管道安全管理机构需掌握的风险分析资料方面

从事长管输送油（气）的单位虽设有专门的安全管理机构，配置了与管理内容相适应的人力和装备，逐级建立了安全管理网络，健全了各级安全生产责任制，并编制了包括管道工艺流程图、操作工艺指标、开停车操作程序、异常情况处理措施及汇报程序、防冻防凝安全要求、清管操作程序等内容的管道安全技术操作规程。

但长输管道沿途所经过的城镇规划情况、道路与管道的交叉情况、各地地质的酸碱沙石情况、是否处于地震带、道路改造对管道的影响、管道周边化工厂特别是新建化工厂所排废气废水对管道及防腐层潜在的破坏作用、锚固墩松动及人为的破坏情况等，管道安全管理机构很难及时获取，也无法在安全技术操作规程中如实描述。

另一方面，由于人员变动，也很难保证管道安全管理机构的所有成员及巡线员对管道安全技术操作规程及沿途的变化完全掌握。

这些情况均是管道日常安全管理、进行安全环保评估所必需的内容，如不能及时、准确、全面地掌握，也许会对长输管道的安全造成灾难性的破坏。

2制定全方位的长输管道管控措施

2.1引入三维全景技术

三维全景技术也称为全景摄影或虚拟实景，是基于静态图像的虚拟现实技术。

把相机环360°

拍摄的一组照片拼接成一个全景图像，用一个专用的播放软件在互联网上显示，让使用者能用鼠标控制环视的方向，可左可右、可近可远观看物体或场景。

三维技术的引入，可有效弥补长输管道安全管控措施各方面的不足。

2.2长输油（气）管道分段管控思路

长输油（气）管道距离长、沿途周边情况复杂、无损检测与泄漏故障诊断技术都有一定的局限性、长管输送单位的应急力量不能保证及时应对油（气）输送过程中的各种突发事件。

鉴于此，我们可借数字技术的成果，建立输油（气）长管的三维全景图，将沿途一定宽度范围内所有村庄、工厂、城镇、公路、桥梁、河流、地质及管道埋地与架空情况标注清楚，并注明各种境况的详细信息，从而使长管的每一段及每段周围的所有境况均可时时、随时被管理者、检测人员、评估人员获得，便于需要时对长管全程或某段做出迅速、准确且全面地分析判断。

既方便于管道日常的安全管理，又有助于选择恰当的管道无损检测、故障诊断及安全环保评价技术的建立与完善，还可为应急救援提供支持。

输油（气）长管的三维全景图需标注的内容

序号需标注内容详细情况描述

1敷设时间自某年某月某日起开始破土动工，于某年某月某日通过竣工验收

2设计设计单位名称、资质、营业范围、法人代表、设计负责人

3监理监理单位名称、资质、监理范围、法人代表、项目监理负责人

4供应商管材供应商名称及营业执照、法兰供应商名称及营业执照、防腐料供应商名称及营业执照

5总承包商总承包商名称、资质、营业范围、法人代表

6各种审批手续安全、环保、土地等各种审批手续（备案证明）

7是否符合现行法规规定国家历年颁布的相关法规、标准及法规、标准颁布后的整改记录

8管道管理制度与现行法规、标准的符合性，与本单位实际的符合性

9管道安全技术操作规程要在风险分析的基础上编制、完善各种意外事件的应急处置措施、有关于操作规程的培训记录、岗位人员每人一本操作规程、操作规程保持最新版本、操作规程变更应有专家评定结论

10应急预案建立完善的长输管道应急预案体系，包括综合预案、专项预案、现场处置方案;

预案应有备案证明

11总体试车方案总体试车方案要具体、详细，各项试车方案要有责任人

12巡线员的素质熟悉管道安全技术操作规程、熟悉应急预案、违章记录、培训记录

13管体管体材质、管内径、壁厚、焊接要求、设计压力

14防腐层材质及型号、设计厚度、防腐施工队伍名称及法人代表

15输送过的油（气）输送过的油（气）生产厂家、含硫分析记录、含水分析记录等

16高速、国道、省级公路与道路交叉、并行情况;

在道路下方穿过时的受力分析报告;

从道路下方穿过时是否用套管或碎石予以保护

17城镇标明居住区及商业中心、公园等人员密集场所距长输管道的距离;

标明学校、医院、影剧院、体育场（馆）等公共设施距长输管道的距离

18乡村标明乡村距长输管道的距离

19化工厂标明化工厂距长输管道的距离;

化工厂简介、工艺特点（属于典型危险工艺的要叙述详细一点）、危化品的危险特性、危化品的储存量、是否属于重大危险源、有腐蚀品的要将腐蚀品的危险特性、主要理化数据标注清楚

20车站、码头、通信干线、通信枢纽、铁路、道路干线、水路干线标明车站、码头、通信干线、通信枢纽、铁路、道路交通干线、水路交通干线距长输管道的距离

21军事禁区、军事管理区标明军事禁区、军事管理区距长输管道的距离

22河流标明河流距长输管道的距离、标明管道横穿河流的长度、标明河流的历史最高水位、标明河流底部是否有地热存在

23重要电力设施标明重要电力设施距长输管道的距离

24长输管道各段地质标明长输管道沿途地址存在盐、碱、碎石、沙土、穿过隧道的位置;

标明历史上出现山体滑坡位置和记录、标明属于地震带的位置

25与其它管线交叉、并行情况标明各段与其它管线交叉、并行时，其它管线的输送介质、压力及与长输管道的交叉或平行距离

26管线故障、更换、维修记录标明管线故障、更换、维修段落及原因

27其它变更对长输管道的影响标明长输管道所经道路、桥梁、城镇、工厂、乡村变更记录，分析变更对长输管道安全性的影响

28防腐保护措施及运行记录标明防腐保护措施，运行中的防腐维护记录

29故障诊断标明故障诊断技术与诊断、处置记录

30中间监测点保证中间监测点完好有效的措施

31弯头位置、位号标明长输管道所有弯头、弯曲管线的详细内容，并标注位号

32油（气）日常分析记录标明油（气）日常分析记录

33无损检测技术与检测记录标明无损检测技术与检测记录、标明检测出缺陷的具体位置、对检测出的缺陷进行详细描述

34加药保护记录标注保护长输管线药剂的名称、型号、特性

35管道评估标明对长输管道的评估时间、评估单位、评估结论及建议

36日常巡检记录标明日常巡检记录

37本单位应急队伍、物资标明本单位应急队伍、物资的详细资料

38其他应急力量标明沿途其他应急救援力量（院校、消防队等）分布位置、特长、能力、应急救援协议

39沿途当地政府机构与沿途各地安监、环保、职业卫生、环保部门及化工企业的应急通讯联络、应急救援协议

40锚固墩标明锚固墩的位置、锚固墩曾经发生过松动的时间及原因

41埋地深度标明长输管道设计埋地深度、标明长管大于或小于设计埋地深度的位置及实际埋地深度

42落差标明长输管道穿过隧道、桥梁、沟壑、丘陵前后的高度落差

43清管标明清管记录、清管过程中发现的问题

44防冻防凝记录标明详细的防冻防凝方案

45阀门、法兰设置标明各段所有阀门、法兰的位置、标明曾经发生故障的阀门、法兰

46汛期标明各地汛期最大水位及汛期曾经造成山体滑坡、泥石流、河流溃堤的记录

47管道事故统计进行国内外长输管道事故统计，标明事故原因、后果、处置措施

48对重大危险段的措施计划对可能发生重大危险的段落，标明风险分析过程、结论、应急处置措施

49其它

注：

对于有较多内容的记录，为避免三维情景图过于复杂，可采用链接的方式进行处理

由于长输管线距离长且不同阶段的境况不同，对于无损检测、日常巡检特别是发生泄漏故障时的应急需要，宜对长输管道实施分段管理，与不同段落附近的应急队伍、应急技术支持力量、故障诊断及无损检测机构签订合作协议，并将本单位制作的“输油（气）长管的三维全景图”发给他们，以保证签订协议的单位能有效履行协议规定的相关义务。

3展望

1、近年来，由于腐蚀、城市规划、道路修建、修渠筑坝等因素，使已经敷设的油（气）埋地长输管道受到不同程度的影响甚至损坏，给沿途城市、村庄人们的安全带来很大的威胁，危化品长输管道的安全已引起国家的高度重视。

目前，高等院校和科研机构正在就长输管道的无损检测技术、故障诊断技术、安全环保评价技术、应急救援技术及相关标准、法规组织专门的机构进行研究，新的研究成果将会促进长输管道的安全管理。

2、每个通过埋地长管道输送油（气）企业，都有能力独立或聘请专业技术人员完成管道三维图情景的设计，实现埋地长输管道在室内对全景进行透视性的“观察”，有利于对长输管道全程的风险分析、重点管控，并可在室内对各段的安全、环保、应急管理实施遥控指挥，从而使对长输管道的管控更加全面、准确、及时。

参考文献

[1]戴厚明.地下管道电磁无损检测与隐患故障诊断[M].北京：

中国石化出版社，2013

[2]黄贤滨，刘小辉，谢守明，叶成龙.长输管道事故故据库的对比分析[J].安全、健康和环境，2012，12（11）:

48-51

Reference

[1]Theelectromagneticnondestructivetestingandfaultdiagnosisofundergroundpipeline.DaiHouming.[M].Beijing:

Sinopecpress,2013

[2]ThecomparativeanalysisofLongdistancepipelineaccidentdatabase.HuangXianbin,LiuXiaohui,XieShouming,YeChenglong.[J].Safety,healthandenvironment,2012,12（11）:

48-51