楊昊1 謝虹2 畢百勝2 蔡俊年3 蘆鴻偉4

1.中國石油天然氣管道工程有限公司珠海分公司；2.廣東大鵬液化天然氣有限公司；

3.中國石油集團東南亞管道有限公司；4.珠海麥浪項目管理有限公司

某高壓輸氣管道位于廣東省境內，途經(jīng)深圳、惠州、東莞、廣州和佛山，總長(cháng)約440.618 km，設計壓力9.2 MPa，最大允許操作壓力為9.0 MPa。全線(xiàn)包括1條主干線(xiàn)、3條支干線(xiàn)、3條支線(xiàn)、8條用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)及20座站場(chǎng)和24座閥室。管道經(jīng)過(guò)山區、丘陵、平原等多種地形，干線(xiàn)、支干線(xiàn)及支線(xiàn)運行壓力各不相同，10余年來(lái)周?chē)�環(huán)境變化較大，出現了較多人口密集區、敏感點(diǎn)和高后果區。本文根據《油氣輸送管道完整性管理規范》（GB 32167-2015）對該管道開(kāi)展運行期數據采集與整合及高后果區識別研究。

1  數據采集與整合

數據采集是完整性評價(jià)的第一步工作，應堅持真實(shí)、全面、統一的原則，注重準確性、完整性、統一性和時(shí)效性；應充分考慮各種可能出現的風(fēng)險及其危害，全面收集相關(guān)的管道數據，為管道風(fēng)險評價(jià)和完整性評價(jià)提供重要數據信息［1］。

1.1 數據采集方式

需要采集的數據通過(guò)向相關(guān)部門(mén)索取及現場(chǎng)踏勘方式獲取。

1.2 數據內容及采集流程

管道運行期數據主要包括管道屬性、管道環(huán)境和管道檢測維護管理等方面，具體包含中心線(xiàn)、陰極保護、管道設施、第三方設施、檢測維護、基礎地理、運行數據、管道風(fēng)險、應急管理等內容。

首先向業(yè)主索取管道中心線(xiàn)測量資料及施工圖、竣工圖和相關(guān)改線(xiàn)資料。由于該管道在三樁基礎上每25米設置了一個(gè)加密樁，故采用管線(xiàn)探測儀或探地雷達對中心線(xiàn)進(jìn)行確認，中心線(xiàn)坐標精度可達到亞米級。

確定中心線(xiàn)后，對需采集數據進(jìn)行分析分解。管道屬性數據從設計資料、運營(yíng)單位維護資料中得到；管道檢測維護數據由運營(yíng)方提供；管道環(huán)境數據，針對多樣性和時(shí)效性將其分為“管道周邊隱患信息”、“管道周邊環(huán)境信息”及“管道周邊應急信息”，并對各大類(lèi)進(jìn)行細分，設計相關(guān)表格，統一標準，以達到信息收集的統一性。見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 沿中心線(xiàn)踏勘采集現場(chǎng)照片

圖2 管道環(huán)境數據分類(lèi)采集過(guò)程

環(huán)境數據的時(shí)效性體現在隨著(zhù)時(shí)間變化而變化，在經(jīng)濟發(fā)達地區變化尤為明顯，所以管道環(huán)境數據應定期更新。在管道運營(yíng)期應周期性進(jìn)行高后果區識別，識別時(shí)間間隔最長(cháng)不超過(guò)18個(gè)月。當管道及周邊環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，及時(shí)進(jìn)行高后果區更新。

1.3 數據對齊

管道附屬設施數據和周邊環(huán)境數據應基于環(huán)焊縫信息或其他擁有唯一地理信息空間坐標的實(shí)體信息進(jìn)行對齊，對齊的基準應以精度較高的數據為準。

該管道有測繪中線(xiàn)數據、內檢測環(huán)焊縫數據，符合管道完整性管理規范要求。內檢測環(huán)焊縫數據精度較高，并通過(guò)抽樣開(kāi)挖驗證。根據內檢測環(huán)焊縫結果，校核三樁位置，同時(shí)中線(xiàn)設置加密樁（25米/根），加密樁位于管道上方，工作人員對管道走向清晰可視。

2 高后果區識別

此次高后果區識別采用GE地圖、1:2000測量圖及現場(chǎng)調查相結合的形式。輸氣管道高后果區識別與地區等級有直接關(guān)系，故在識別前根據所收集的“周邊環(huán)境信息”，對各區段進(jìn)行了當前地區等級識別，然后根據最新地區等級分級進(jìn)行了高后果區識別分級。見(jiàn)圖3。

圖3  高后果區識別現場(chǎng)照片

2.1 識別依據

此次高后果區識別根據《油氣輸送管道完整性管理規范》的表2進(jìn)行分級。

2.2 識別要點(diǎn)

輸氣管道高后果區識別主要依據的是管道地區等級、管徑、壓力、特定場(chǎng)所及易燃易爆場(chǎng)所，管道的管徑與最大允許操作壓力取決于管道本身屬性，地區等級、特定場(chǎng)所及易燃易爆場(chǎng)所取決于管道附近的環(huán)境屬性。據此，建立了高后果區識別模塊。如圖4所示。

圖4 輸氣管道高后果區數據識別模塊

2.3識別流程

建立識別模塊后，根據區域等級劃分模塊，結合原有設計文件進(jìn)行地區等級劃分（現有地區等級不應低于原設計地區等級），根據地區等級識別結果先行進(jìn)行高后果區識別，然后根據管道自身屬性確定特定場(chǎng)所影響范圍，最后根據管道環(huán)境屬性模塊進(jìn)行特定場(chǎng)所的高后果區識別。如圖5所示。

圖5 輸氣管道高后果區識別流程圖

3 驗收

此次數據采集共完成440km線(xiàn)路，踏勘面積1.84×108m2，統計信息9138條，拍攝有效現場(chǎng)記錄照片27414張。

3.1 驗收方式

（1）內業(yè)檢查+外業(yè)檢驗

數據采集主要包含外業(yè)及內業(yè)兩大部分，外業(yè)是內業(yè)的基礎，內業(yè)是對外業(yè)的總結，所以采取先外業(yè)后內業(yè)、外業(yè)為主內業(yè)為輔的驗收方式，以保證數據來(lái)源的全面性和準確性。

（2）局部全檢+部分分層抽驗

本項目數據包含環(huán)境信息、隱患信息、應急信息及站場(chǎng)閥室信息，占壓與安全距離不足屬于國家隱患整治重點(diǎn)，應進(jìn)行全檢，以保證隱患識別無(wú)遺漏。

環(huán)境信息、應急信息、站場(chǎng)閥室信息量較大，可采取分層抽驗的方式。分層抽樣是先將抽樣單元按某種特征或某種規則劃分為不同的層，然后從不同的層中獨立、隨機地抽取樣本。將各層的樣本結合起來(lái)，對總體的目標量進(jìn)行估計。分層抽樣保證了樣本中包含有各種特層的抽樣單元，樣本的結構與總體的結構比較相近，從而可以有效提高估計精度［2］。

①分層抽驗層數。本項目針對各信息類(lèi)型分為k個(gè)部分，將各信息類(lèi)型里N個(gè)單位按照各自類(lèi)別劃分為N1,N2,…,Ni,…,Nk個(gè)單位，這K個(gè)部分稱(chēng)為“層”，然后再從每層的Ni中抽取ni個(gè)單位構成容量為n的樣本，使n=n1+n2+…+nk。通過(guò)對樣本各單位的數量測定，實(shí)現總體指標的估計和推斷。

②分層抽驗樣本容量。采用尼曼分配法確定各層樣本容量ni，同時(shí)考慮各層的合理權重Ni/N和抽樣方差D（Xst）兩個(gè)因素，力求D（Xst）最小，即抽樣效果最好。通過(guò)推導可得出各層樣本容量為：

（3）多部門(mén)聯(lián)合驗收

因數據采集涉及范圍較廣，成立由完整性管理部門(mén)、工程部門(mén)、質(zhì)量管理部門(mén)、安全管理部門(mén)、現場(chǎng)運營(yíng)部門(mén)、巡線(xiàn)工及數據采集單位組成的驗收小組，小組內各成員聽(tīng)從組長(cháng)的統一指揮，在驗收過(guò)程中代表各部門(mén)發(fā)表意見(jiàn)及建議。

3.2 驗收流程

按先外業(yè)后內業(yè)的程序進(jìn)行驗收。對所形成的報告，先由專(zhuān)家評審后組織驗收。所有現場(chǎng)成果應符合完整性管理中心數據錄入要求。

4 成果

本項目成果包括現場(chǎng)信息資料、影像資料及以現場(chǎng)環(huán)境信息、隱患信息、應急信息和站場(chǎng)閥室信息為基礎編制的相關(guān)報告。

4.1 現場(chǎng)資料

包括現場(chǎng)道路、鐵路、第三方管道、水文、建筑物、構筑物及管道位置信息，相關(guān)記錄內容要求能反映環(huán)境屬性信息與管道的相互關(guān)系，能準確描述環(huán)境屬性的特點(diǎn)，并有相應的影像記錄。所有采集結果應滿(mǎn)足管道完整性管理規范及公司完整性管理部門(mén)的要求。

4.2報告形成

（1）地區等級調查報告。明確原地區等級分布、現有地區等級情況及現有地區等級變化情況和原因，并針對地區等級變化段提出管理及技術(shù)建議。

（2）并行管道安全影響分析專(zhuān)項報告。對現有并行10 m和6 m范圍的管道分別進(jìn)行統計，明確并行管道的名稱(chēng)、管徑、運行壓力、并行長(cháng)度、所屬企業(yè)及相關(guān)屬性情況，并針對運營(yíng)階段提出并行管道業(yè)主間通報機制、第三方破壞和地質(zhì)災害預防、陰極保護之間的相互干擾控制措施等建議。

（3）高后果區識別報告。根據地區等級調查報告和現場(chǎng)收集信息資料，對管道參數、識別方法和日期、信息獲取方式及周邊環(huán)境屬性進(jìn)行闡述，識別結果包括高后果區管道識別統計表、比例圖及特定場(chǎng)所識別統計表，最后對高后果區的管理和技術(shù)措施及更新時(shí)間提出建議。

參考文獻：

［1］孫宵等.化工中間體［J］.2015.第6期.P106

［2］金勇進(jìn)，將妍，李序穎等.抽樣技術(shù)［M］.第一版.北京：中國人民大學(xué)出版社，2002.P11

作者：楊昊，工程師，1980年生，畢業(yè)于機械科學(xué)研究總院材料學(xué)腐蝕與防護專(zhuān)業(yè)，現在中國石油天然氣管道工程有限公司珠海分公司從事油氣管道線(xiàn)路、穿跨越、防腐專(zhuān)業(yè)設計工作。

《管道保護》2017年第1期（總第32期）