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[摘 要]管道输送是油气运输中最便捷、经济和可靠的方式。随着经济的发展、管道的大量敷设和长期运行，管道事故时有发生。现役油气长输管道的快速发展使得其安全可靠性问题日益突出，提高对事故的预测能力是实现安全高效输油输气的关键。
油气管道系统的风险评价技术研究就是为了提高输油输气工程各环节的可靠性。本文在输油气管道工艺运作流程的基础上，对管道输油原理、管道输油方式等做了简单介绍，从几个方面着手，给出了一系列强化输油气管道安全运行管理工作的有效举措，以求为长输油气管道的安全运行管理提供必要的借鉴与参考。
[关键词]输油气管道 可靠性 风险评价 安全运行
中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0047-02
0 前言
随着我国国民经济的高速增长，在油气管道建设步伐逐渐加快的同时，城乡建设和铁路、公路、水利、电力等行业也在迅猛发展，管道建设和运营过程中安全形势越来越复杂。
由于油气的易燃、易爆及毒性等特点，一旦系统发生事故，容易引起火灾及爆炸，特别在人口稠密地区，此类事故往往会造成人员严重伤亡。此外，管道事故还会引发上游的油气田和下游的工矿企业停工减产。特别是输气管道直接担负大中城市居民的生活供气，一旦中断供气，将影响千家万户的生活和社会的正常秩序，造成巨大影响和损失。与天然气泄漏不同，油品大量泄漏还会污染水源、土壤，对公众健康及环境造成长期的不良影响。
1 输油气管道工艺流程介绍
1.1 管道输油原理
管道输油是将原油（或油品）加压、加热通过输油管道由某地（一般是油田）输送至另一地（一般是炼厂、码头等）。加压的目的是为原油提供动能，以克服沿线地理位差及管道沿线的压力损失；加热是针对“含蜡高、凝点高、粘度大”的“三高”原油而采取的措施，目的是使管道中原油的温度始终保持在凝点以上或更高的温度以使原油顺利流动。实现原油的长距离输送必须有输油站及线路两大部分。下图1为用管道长距离输送石油的流程图。
1.2 管道输油方式简介
输油管道输送方式有两种：“旁接油罐”输送方式：密闭输送方式。所谓“旁接油罐”输送是指中间站设有油罐，油罐与泵入口相通，上站来油同时进入油泵和油罐，如图2。
由于“旁接油罐”输送方式存在工艺流程复杂、设备较多、流程不密闭而能量损失多等问题，所以，目前国内外普遍采用密闭输送方式来输送原油。采用密闭输送方式，能量能得到充分利用，油品耗损小，工艺流程简单。图3为密闭输送方式示意图。
对于采用密闭输送方式的管道，必须采取控制水击的措施。水击的危害主要是可能造成管线超压。一旦产生水击，可能出现严重后果。
1.3 输油站和储油罐
输油管道由输油站和线路兩部分组成，输油站的基本任务是供给油流一定的能量（压力能或热能），将油品输送到终点站（末站）。由于各输油站所处位置不同，其作用也有所差异。储油罐在管道输油中的作用：首站油罐用于接收油田或上游来油，调节管道的外输，末站油罐接收上游来油，然后再转送给码头、铁路或炼厂等。对密闭输送工艺原则上中间站不设罐，但目前，有些长输管线在中间站也设置了油罐，其好处是可以调节上下游的输量，当上游来油多时，多余部分进罐，上游来油少时不足部分由罐中油补充。
1.4 管道自动化技术的发展
以美国为代表的西方国家，二十世纪40年代采用气动仪表和继电器实现了泵站的就地控制，调度中心与各站的联系依靠电传打字和电报。十世纪60年代初，电动模拟仪表逐步取代气动仪表。二十世纪60年代中期，管道上开始采用小型电子计算机进行监控。二十世纪60年代末，可编程序的主机已在管道上应用。二十世纪80年代中期以来，我国一些管道从美国引进整套的SCADA系统，采用微机、可编程序控制器进行泵站的数据采集、控制。
2 输油气管道安全运行管理所面对的主要问题
2.1 油气管道运行的低运输量
油气管道在运行过程中出现较低运输量的状况存在于世界很多国家，但这种情况在我国却尤为明显。在管道运行的低输入量情况下将大大增加油气运输中所耗费的成本，进而对于油气管道的安全性造成巨大的影响，更有甚者将造成管道的凝结事故。
就原因而言，对于油源进行限制、分流等是造成整个油气管道运输量比较低的主要因素。另外，我国北方地区的气候在冬季比较寒冷，从而又进一步增加了在低输量情境下原油凝结的可能性。针对这种易于凝结的状况，当前最为普遍使用的是采用加热的办法来进行“三高”原油的运输，通过提升原油在运输过程中的温度来减小其同管道之间的摩擦。
2.2 管道腐蚀问题
腐蚀所带来的问题是造成发生孔洞油气泄漏的主要原因之一。这种腐蚀造成的泄漏不仅极大的浪费了原油资源，导致原有生产的停顿，而且也会对大自然造成十分严重的污染，而这有需要耗费很大的人、财、物来对污染进行治理，从而带来巨大的经济支出。尽管我国向来对于输油气管道的腐蚀问题较为重视，但与国外发达国家相比，埋在地下的油气管道腐蚀现象仍然十分严重。
2.3 不法分子的盗油行为对管道的损坏
不法分子在盗油过程中往往采用打孔的方法进行盗油，而这种方法对于油气运输管道的算坏是十分严重的。这其中既有通过在输油管线上打孔偷油，也有盗窃输油气管道阀门或辅助金属管等的偷油行为。这种偷油行为在导致国家油气损失的同时，也为输油气管道的安全运行带来了危险，如油气管道的防腐功能丧失、发生爆炸危害等方面。
3 输油气管道安全运行管理工作的有效举措
3.1 对原有的低运输量的预处理管理
目前原油性质的改善综合性处理输送工艺在我国的低输量管道上得到了越来越广泛的应用，这也解决了低输量管道的安全运行问题。另外，在化学降凝输送原油的过程中还应注意以下问题：重新确定改性处理输送管道允许的最低运行温度；要想实现低输量运行还要进行设施的完善，加强管理。 3.2 实时系统监测管理
严厉打击盗油分子。一是应用SCADA泄漏监测系统。安装应用SCADA泄漏监测系统可以先进的管道泄漏自动检测技术，可以即时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失。二是研究应用声波检测技术。当管线泄漏时，在泄漏点会产生瞬时的低频泄漏声波，这个声波会向管线两端传播，被管线两端的声波检测器探知，由声波到达声波检测器的时间差可以计算泄漏点的位置。三是加强法制，实行企业与地方公安联合。加强管道徒步巡线的部署，抽调人员对可疑点进行重点昼夜监护。
3.3 防腐保护管理
防腐是长输油气管道安全运行管理的焦点所在，而人们对于防腐措施也进行了多年的有效探索，并且倡导在管道的设计、构建与运行管理的多个环节采取相应的措施。一是科学预测管道腐蚀状况，提高管道运行安全性。二是对于输油气管道的腐蚀情况进行适时的检查，从而降低由于穿孔而导致的泄露事件发生。三是输油气管道应当强化对于阴极的保护措施。
4 结论
随着人类社会和经济的发展，对物质文明的需要的提升，世界上对于能源的需求越来越大，已经达到了前所未有的高度。对于我国的实际情况来说，我国经济正处于一个快速发展的关键时期。而能源是发展的重要保证，在所有的能源中，石油和天然气的比重和战略意义十分重要。尽管我国在长输管道风险评估和风险管理这领域的应用研究工作才刚起步，但只要广大科研人员达成共识，认清我们的主要差距和应解决的问题，在消化吸收国外管道风险评价技术成功经验的基础上，编制我国管道风险评价技术指南，逐步开发适合中国国情的油气管道风险评价体系和评价软件，改善我国油气长输管道的管理方式，提高管道行业的经济效益并确保全国油气管道的安全性。
参考文献
[1] 钱成文，刘广文，高颖涛等.管道的完整性评价技术[J].油气储运，2000， 19（7）：11-15.
[2] 闰凤霞，高惠临.风险评估及其在油气管道评估方面的应用[J].石油工业术 监督，2003，19（2）：1-5.
[3] 俞树荣，马欣等.在役长输管道不同时期可靠性安全评价[J].兰州理工大学学报，2005，（4）.
[4] 苏建峰.输油气管道电气运行管理及作业指导，石油工业出版社，2008.
[5] 董定龙.石油石化职业病危害因素识别与防范，石油工业出版社，2007.
[6] 董玉华，高惠临.长输管道定量风险评价方法研究[J].油气储运，2001， 20（8）：5-8.
[7] 陳利琼.在役油气长输管线定量风险技术研究[[J].成都：西南石油学院：2004.
[8] 常大海等.输油管道事故统计与分析[J].油气储运，1995，14（6）：48-51.
[9] 王玉梅.国外天然气管道事故分析[J].油气储运，2000，19（7）：5-1.
[10] 潘家华.油气管道的风险评价[J].油气储运，1995，14（3）：11-15.
油气管道系统的风险评价技术研究就是为了提高输油输气工程各环节的可靠性。本文在输油气管道工艺运作流程的基础上，对管道输油原理、管道输油方式等做了简单介绍，从几个方面着手，给出了一系列强化输油气管道安全运行管理工作的有效举措，以求为长输油气管道的安全运行管理提供必要的借鉴与参考。
[关键词]输油气管道 可靠性 风险评价 安全运行
中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0047-02
0 前言
随着我国国民经济的高速增长，在油气管道建设步伐逐渐加快的同时，城乡建设和铁路、公路、水利、电力等行业也在迅猛发展，管道建设和运营过程中安全形势越来越复杂。
由于油气的易燃、易爆及毒性等特点，一旦系统发生事故，容易引起火灾及爆炸，特别在人口稠密地区，此类事故往往会造成人员严重伤亡。此外，管道事故还会引发上游的油气田和下游的工矿企业停工减产。特别是输气管道直接担负大中城市居民的生活供气，一旦中断供气，将影响千家万户的生活和社会的正常秩序，造成巨大影响和损失。与天然气泄漏不同，油品大量泄漏还会污染水源、土壤，对公众健康及环境造成长期的不良影响。
1 输油气管道工艺流程介绍
1.1 管道输油原理
管道输油是将原油（或油品）加压、加热通过输油管道由某地（一般是油田）输送至另一地（一般是炼厂、码头等）。加压的目的是为原油提供动能，以克服沿线地理位差及管道沿线的压力损失；加热是针对“含蜡高、凝点高、粘度大”的“三高”原油而采取的措施，目的是使管道中原油的温度始终保持在凝点以上或更高的温度以使原油顺利流动。实现原油的长距离输送必须有输油站及线路两大部分。下图1为用管道长距离输送石油的流程图。
1.2 管道输油方式简介
输油管道输送方式有两种：“旁接油罐”输送方式：密闭输送方式。所谓“旁接油罐”输送是指中间站设有油罐，油罐与泵入口相通，上站来油同时进入油泵和油罐，如图2。
由于“旁接油罐”输送方式存在工艺流程复杂、设备较多、流程不密闭而能量损失多等问题，所以，目前国内外普遍采用密闭输送方式来输送原油。采用密闭输送方式，能量能得到充分利用，油品耗损小，工艺流程简单。图3为密闭输送方式示意图。
对于采用密闭输送方式的管道，必须采取控制水击的措施。水击的危害主要是可能造成管线超压。一旦产生水击，可能出现严重后果。
1.3 输油站和储油罐
输油管道由输油站和线路兩部分组成，输油站的基本任务是供给油流一定的能量（压力能或热能），将油品输送到终点站（末站）。由于各输油站所处位置不同，其作用也有所差异。储油罐在管道输油中的作用：首站油罐用于接收油田或上游来油，调节管道的外输，末站油罐接收上游来油，然后再转送给码头、铁路或炼厂等。对密闭输送工艺原则上中间站不设罐，但目前，有些长输管线在中间站也设置了油罐，其好处是可以调节上下游的输量，当上游来油多时，多余部分进罐，上游来油少时不足部分由罐中油补充。
1.4 管道自动化技术的发展
以美国为代表的西方国家，二十世纪40年代采用气动仪表和继电器实现了泵站的就地控制，调度中心与各站的联系依靠电传打字和电报。十世纪60年代初，电动模拟仪表逐步取代气动仪表。二十世纪60年代中期，管道上开始采用小型电子计算机进行监控。二十世纪60年代末，可编程序的主机已在管道上应用。二十世纪80年代中期以来，我国一些管道从美国引进整套的SCADA系统，采用微机、可编程序控制器进行泵站的数据采集、控制。
2 输油气管道安全运行管理所面对的主要问题
2.1 油气管道运行的低运输量
油气管道在运行过程中出现较低运输量的状况存在于世界很多国家，但这种情况在我国却尤为明显。在管道运行的低输入量情况下将大大增加油气运输中所耗费的成本，进而对于油气管道的安全性造成巨大的影响，更有甚者将造成管道的凝结事故。
就原因而言，对于油源进行限制、分流等是造成整个油气管道运输量比较低的主要因素。另外，我国北方地区的气候在冬季比较寒冷，从而又进一步增加了在低输量情境下原油凝结的可能性。针对这种易于凝结的状况，当前最为普遍使用的是采用加热的办法来进行“三高”原油的运输，通过提升原油在运输过程中的温度来减小其同管道之间的摩擦。
2.2 管道腐蚀问题
腐蚀所带来的问题是造成发生孔洞油气泄漏的主要原因之一。这种腐蚀造成的泄漏不仅极大的浪费了原油资源，导致原有生产的停顿，而且也会对大自然造成十分严重的污染，而这有需要耗费很大的人、财、物来对污染进行治理，从而带来巨大的经济支出。尽管我国向来对于输油气管道的腐蚀问题较为重视，但与国外发达国家相比，埋在地下的油气管道腐蚀现象仍然十分严重。
2.3 不法分子的盗油行为对管道的损坏
不法分子在盗油过程中往往采用打孔的方法进行盗油，而这种方法对于油气运输管道的算坏是十分严重的。这其中既有通过在输油管线上打孔偷油，也有盗窃输油气管道阀门或辅助金属管等的偷油行为。这种偷油行为在导致国家油气损失的同时，也为输油气管道的安全运行带来了危险，如油气管道的防腐功能丧失、发生爆炸危害等方面。
3 输油气管道安全运行管理工作的有效举措
3.1 对原有的低运输量的预处理管理
目前原油性质的改善综合性处理输送工艺在我国的低输量管道上得到了越来越广泛的应用，这也解决了低输量管道的安全运行问题。另外，在化学降凝输送原油的过程中还应注意以下问题：重新确定改性处理输送管道允许的最低运行温度；要想实现低输量运行还要进行设施的完善，加强管理。 3.2 实时系统监测管理
严厉打击盗油分子。一是应用SCADA泄漏监测系统。安装应用SCADA泄漏监测系统可以先进的管道泄漏自动检测技术，可以即时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失。二是研究应用声波检测技术。当管线泄漏时，在泄漏点会产生瞬时的低频泄漏声波，这个声波会向管线两端传播，被管线两端的声波检测器探知，由声波到达声波检测器的时间差可以计算泄漏点的位置。三是加强法制，实行企业与地方公安联合。加强管道徒步巡线的部署，抽调人员对可疑点进行重点昼夜监护。
3.3 防腐保护管理
防腐是长输油气管道安全运行管理的焦点所在，而人们对于防腐措施也进行了多年的有效探索，并且倡导在管道的设计、构建与运行管理的多个环节采取相应的措施。一是科学预测管道腐蚀状况，提高管道运行安全性。二是对于输油气管道的腐蚀情况进行适时的检查，从而降低由于穿孔而导致的泄露事件发生。三是输油气管道应当强化对于阴极的保护措施。
4 结论
随着人类社会和经济的发展，对物质文明的需要的提升，世界上对于能源的需求越来越大，已经达到了前所未有的高度。对于我国的实际情况来说，我国经济正处于一个快速发展的关键时期。而能源是发展的重要保证，在所有的能源中，石油和天然气的比重和战略意义十分重要。尽管我国在长输管道风险评估和风险管理这领域的应用研究工作才刚起步，但只要广大科研人员达成共识，认清我们的主要差距和应解决的问题，在消化吸收国外管道风险评价技术成功经验的基础上，编制我国管道风险评价技术指南，逐步开发适合中国国情的油气管道风险评价体系和评价软件，改善我国油气长输管道的管理方式，提高管道行业的经济效益并确保全国油气管道的安全性。
参考文献
[1] 钱成文，刘广文，高颖涛等.管道的完整性评价技术[J].油气储运，2000， 19（7）：11-15.
[2] 闰凤霞，高惠临.风险评估及其在油气管道评估方面的应用[J].石油工业术 监督，2003，19（2）：1-5.
[3] 俞树荣，马欣等.在役长输管道不同时期可靠性安全评价[J].兰州理工大学学报，2005，（4）.
[4] 苏建峰.输油气管道电气运行管理及作业指导，石油工业出版社，2008.
[5] 董定龙.石油石化职业病危害因素识别与防范，石油工业出版社，2007.
[6] 董玉华，高惠临.长输管道定量风险评价方法研究[J].油气储运，2001， 20（8）：5-8.
[7] 陳利琼.在役油气长输管线定量风险技术研究[[J].成都：西南石油学院：2004.
[8] 常大海等.输油管道事故统计与分析[J].油气储运，1995，14（6）：48-51.
[9] 王玉梅.国外天然气管道事故分析[J].油气储运，2000，19（7）：5-1.
[10] 潘家华.油气管道的风险评价[J].油气储运，1995，14（3）：11-15.