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[摘 要]含硫天然气具有极高的风险性。尤其是气藏中含有的H2S对钻井、集输设备具有强烈的腐蚀作用,增加了气田开发成本和技术难度。多个事故的发生,引起政府和公众的强烈关注,企业如何安全、高效得开发含硫气田受到前所未有的重视。本文对含硫集气站完整性管理技术的问题进行简要讨论。
中图分类号:TE863 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0123-01
1 设备完整性
设备完整性是指设备始终处于安全可靠的服役状态,内涵主要包括:①设备在物理和功能上是完整的;②设备处于受控状态;③设备运营商已经并将不断采取措施防止设备发生事故。完整性管理技术是起源于美国的以风险评价为核心以预防为主的新兴管理技术。通过对影响集输设备完整性的各种潜在因素进行综合的、一体化的管理,不仅可以大大减小事故发生率,而且可以避免不必要和无计划的设备维修和更换,从而获得巨大经济效益和社会效益。
设备安全管理多为被动的事后响应,不仅会因事故造成巨大的财产损失、人员伤亡和环境污染,而且还会造成不良的社会影响。而且完整性管理是周期循环和持续改进的过程,从而使设备始终处于良好的运行状态,对延长设备使用寿命具有明显的作用,具体意义如下:
(1)减小突发性灾难事故发生的可能性
通过对高含硫天然气设备进行风险评价,可以确定高风险区,为集输系统事故的发生提供有效的预报,并及时采取防范措施。因此,天然气集输系统完整性管理在减少重大事故方面具有科学的预见性,能最大限度得减少因事故造成的人员伤亡和环境污染。
(2)及时消除安全隐患,提高系统的可靠性、完整性和安全性
及时发现天然气集输系统中的薄弱环节,及时维护或更换设备,最大限度地降低事故的发生率,以确保集输系统在长时期内处于安全高效的运行状态,从而提高设施的使用效率。
(3)優化成本-风险关系
降低系统风险是以增加投入成本为代价的,但是成本投入的增长水平与风险的降低程度并不成正比关系,通过完整性管理,优化资源配置,在保证安全的前提下,降低成本。
(4)提高管理者的决策水平
天然气集输系统点多线长且大多埋于地下,日常检测比较困难,容易受到各种内外因素的影响。气田集输系统管理者最棘手的问题不是事故后该采取何种应急措施,而是不知道下一个事故何时何地会发生,以及事故可能造成后果的严重性。高含硫气田集输系统完整性管理不仅可以向管理者呈现集输系统的运行状态,而且便于人们明确对哪些管道采取维护或更换措施可以切实地降低高风险地区的风险。使管理者变被动为主动,建立“跟踪检测-风险评价-计划性维护”的管理体系,从而避免“平均花钱,不见效益”的弊端。
(5)提高操作人员的业务水平,增加其对操作的安全信心。
2 国内外研究现状
中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心对高含硫气田集输系统泄漏控制与应急方法、高含硫天然气湿气集输管道系统运行风险评价及控制、高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险、高含硫天然气扩散模拟与实验等方面进行了大量研究。朱渊对复杂地形高含硫天然气扩散以及降雨条件下高含硫天然气扩散进行了研究,对高含硫天然气泄漏点火放空控制措施进行评价,并提出应急计划区域划分方案和应急救援体系框架。付建民对高含硫湿气集输管道基本工艺参数风险特性、湿气集输工艺过程风险定量评价、非正常生产工况条件下高含硫湿气管道风险特性以及高含硫天然气管道泄漏过程与控制优化进行了研究。章博对高含硫湿气输送环境下集输管道腐蚀风险因素进行了分析,并对高含硫集输管道腐蚀泄漏风险定量预测技术、高含硫集输管道腐蚀泄漏预警、高含硫集输管道风险评价指标体系及方法、高含硫集輸管道腐蚀泄漏检测优化及预警等方面进行了研究。
中原石油勘探局勘察设计研究院刘德绪、龚金海等人对普光气田集输系统安全控制与应急管理技术、集输管道腐蚀风险评估与控制技术、湿气集输与安全环保配套技术进行了研究。西南油气田建立和完善管道完整性管理的技术体系、管理体系和实施模式,特别是在含硫集输管道高后果区识别实施模式、原料气和净化气管道的风险评价体系、基于完整性管理的检测评价技术方面形成了自身特色和优势,显著提高了该公司管道完整性管理水平。
近年来,随着计算机、信息、管理等学科的发展,油气管道完整性管理技术也在不断发生着新的变化,突出表现为具有与IT技术和决策理论相融合的发展趋势。当前,地理信息系统(GIS)技术、基础数据库技术、高精度检测技术、多目标决策技术等都已成为油气管道完整性管理技术应用的热点。随着这些新兴技术的不断融入,油气管道完整性管理技术正朝着多目标可视化决策的方向发展。
油气管道安全评价与完整性管理始于20世纪70年代的美国,至90年代初期,美国的许多油气管道都已应用了安全评价与完整性管理技术来指导管道的维护工作。美国Amoco管道公司从1987年开始采用专家评分法风险评价技术管理所属的油气管道和储罐。美国Colonial管道公司重点管理管道的安全和可靠性,包括管道内部的检测、油罐内部的检测、修理和罐底的更换、加强阴极保护和修复线路等内容,实施以风险为基础的管理方法,有效提高了系统的完整性。美国运输部安全办公室针对管道经营者确定了管道运营商完整性管理的职责,明确提出管道完整性管理运营商的责任在于对管道和设备进行完整性评价,对管道外部和内部进行检测,提出准确的检测报告,采取更快、更好的维护方案。美国对油气管道建设和运行的全过程都有系统的法规进行安全管理和监督。
中图分类号:TE863 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0123-01
1 设备完整性
设备完整性是指设备始终处于安全可靠的服役状态,内涵主要包括:①设备在物理和功能上是完整的;②设备处于受控状态;③设备运营商已经并将不断采取措施防止设备发生事故。完整性管理技术是起源于美国的以风险评价为核心以预防为主的新兴管理技术。通过对影响集输设备完整性的各种潜在因素进行综合的、一体化的管理,不仅可以大大减小事故发生率,而且可以避免不必要和无计划的设备维修和更换,从而获得巨大经济效益和社会效益。
设备安全管理多为被动的事后响应,不仅会因事故造成巨大的财产损失、人员伤亡和环境污染,而且还会造成不良的社会影响。而且完整性管理是周期循环和持续改进的过程,从而使设备始终处于良好的运行状态,对延长设备使用寿命具有明显的作用,具体意义如下:
(1)减小突发性灾难事故发生的可能性
通过对高含硫天然气设备进行风险评价,可以确定高风险区,为集输系统事故的发生提供有效的预报,并及时采取防范措施。因此,天然气集输系统完整性管理在减少重大事故方面具有科学的预见性,能最大限度得减少因事故造成的人员伤亡和环境污染。
(2)及时消除安全隐患,提高系统的可靠性、完整性和安全性
及时发现天然气集输系统中的薄弱环节,及时维护或更换设备,最大限度地降低事故的发生率,以确保集输系统在长时期内处于安全高效的运行状态,从而提高设施的使用效率。
(3)優化成本-风险关系
降低系统风险是以增加投入成本为代价的,但是成本投入的增长水平与风险的降低程度并不成正比关系,通过完整性管理,优化资源配置,在保证安全的前提下,降低成本。
(4)提高管理者的决策水平
天然气集输系统点多线长且大多埋于地下,日常检测比较困难,容易受到各种内外因素的影响。气田集输系统管理者最棘手的问题不是事故后该采取何种应急措施,而是不知道下一个事故何时何地会发生,以及事故可能造成后果的严重性。高含硫气田集输系统完整性管理不仅可以向管理者呈现集输系统的运行状态,而且便于人们明确对哪些管道采取维护或更换措施可以切实地降低高风险地区的风险。使管理者变被动为主动,建立“跟踪检测-风险评价-计划性维护”的管理体系,从而避免“平均花钱,不见效益”的弊端。
(5)提高操作人员的业务水平,增加其对操作的安全信心。
2 国内外研究现状
中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心对高含硫气田集输系统泄漏控制与应急方法、高含硫天然气湿气集输管道系统运行风险评价及控制、高含硫天然气集输管道腐蚀与泄漏定量风险、高含硫天然气扩散模拟与实验等方面进行了大量研究。朱渊对复杂地形高含硫天然气扩散以及降雨条件下高含硫天然气扩散进行了研究,对高含硫天然气泄漏点火放空控制措施进行评价,并提出应急计划区域划分方案和应急救援体系框架。付建民对高含硫湿气集输管道基本工艺参数风险特性、湿气集输工艺过程风险定量评价、非正常生产工况条件下高含硫湿气管道风险特性以及高含硫天然气管道泄漏过程与控制优化进行了研究。章博对高含硫湿气输送环境下集输管道腐蚀风险因素进行了分析,并对高含硫集输管道腐蚀泄漏风险定量预测技术、高含硫集输管道腐蚀泄漏预警、高含硫集输管道风险评价指标体系及方法、高含硫集輸管道腐蚀泄漏检测优化及预警等方面进行了研究。
中原石油勘探局勘察设计研究院刘德绪、龚金海等人对普光气田集输系统安全控制与应急管理技术、集输管道腐蚀风险评估与控制技术、湿气集输与安全环保配套技术进行了研究。西南油气田建立和完善管道完整性管理的技术体系、管理体系和实施模式,特别是在含硫集输管道高后果区识别实施模式、原料气和净化气管道的风险评价体系、基于完整性管理的检测评价技术方面形成了自身特色和优势,显著提高了该公司管道完整性管理水平。
近年来,随着计算机、信息、管理等学科的发展,油气管道完整性管理技术也在不断发生着新的变化,突出表现为具有与IT技术和决策理论相融合的发展趋势。当前,地理信息系统(GIS)技术、基础数据库技术、高精度检测技术、多目标决策技术等都已成为油气管道完整性管理技术应用的热点。随着这些新兴技术的不断融入,油气管道完整性管理技术正朝着多目标可视化决策的方向发展。
油气管道安全评价与完整性管理始于20世纪70年代的美国,至90年代初期,美国的许多油气管道都已应用了安全评价与完整性管理技术来指导管道的维护工作。美国Amoco管道公司从1987年开始采用专家评分法风险评价技术管理所属的油气管道和储罐。美国Colonial管道公司重点管理管道的安全和可靠性,包括管道内部的检测、油罐内部的检测、修理和罐底的更换、加强阴极保护和修复线路等内容,实施以风险为基础的管理方法,有效提高了系统的完整性。美国运输部安全办公室针对管道经营者确定了管道运营商完整性管理的职责,明确提出管道完整性管理运营商的责任在于对管道和设备进行完整性评价,对管道外部和内部进行检测,提出准确的检测报告,采取更快、更好的维护方案。美国对油气管道建设和运行的全过程都有系统的法规进行安全管理和监督。