海底油气管道稳定性风险评估技术研究

为了保证海底油气管道安全运营,实现海底油气田安全生产和可持续发展,需要对海底油气管道进行风险评估。根据国外标准规范和工程经验,阐述了评估海底油气管道稳定性风险的技术思路,就危险辨识、后果评估、频率分析和风险矩阵等4个因素探讨了管道风险的评估方法,重点研究了影响海底油气管道稳定性的风险情况和相应的评估准则。最后结合海底管道的特点总结了影响海底油气管道稳定性的危险因素,使用半定量评估法和定性评估法对海底油气管道稳定性风险进行了评估,给出了稳定性风险评估的主要项目和相应的推荐权重值。研究结果对推进我国海底油气管道风险评估技术进步具有一定的参考意义。     

地统计分析在海底管道路由三维地质建模中的应用

随着智慧管道工程的持续推进，对海底管道检测成果的表现形式也提出了新的要求。构建海底管道路由区三维地质模型可直观显示路由区地层结构以及海底管道与地层的空间关系，对海底管道管理具有重要意义。采用地统计分析方法，利用高斯半变异函数计算了海底水深点、地层数据点的块金值、基台值、偏基台值、变程。根据块金值、偏基台值和变程采用克里金模型生成预测海底和地层的预测曲面，通过交叉验证评估了预测精度。结果表明，海底管道路由区海底地形复杂，插值形成的海底面拟合精度0.1 m；地层面整体较平滑，插值形成的地层面拟合精度优于0.04 m。构建的海底管道路由区三维地质模型能够精确反映地层结构以及海底管道与地层的空间关系。     

深水海管封堵卡具应急维修问题的风险分析研究

采用半定量的过程分析法和风险评估技术,以500m水深的海底管道(平管)为例,针对封堵卡具应急维修工程问题,进行了风险分析研究。首先,基于DNV船级社规范以及相关企业调研结果,建立了整个应急维修流程;其次针对维修流程中的每一步进行风险识别,建立相应的风险事故树,运用专家打分法评估各步的权重值及每个风险源的风险值;最后,依据评估结果进行分析并制定风险控制措施。该文的研究成果可以应用到深水海底管道应急维修中,减少事故发生概率。     

以肯特法为基础的海底管道风险评估方法研究与应用

以肯特法为基础,结合挪威船级社海底管道完整性管理规范中海底管道风险因素的分类以及中海油海底管道故障原因统计资料,对肯特法进行了改进,建立了海底管道风险评估模型。新的评估方法中不同风险指数的权重不尽相同,且计算得到的风险值越大,代表风险越高,易于工程技术及管理人员的理解、掌握和使用,最后对某海底管道进行了风险评估。     

海底管道近岸浅水铺设的岸拖与海拖

文章较详细地介绍了海底管道近岸浅水铺设的岸拖与海拖施工技术的特点,并作了分析对比。海底管道在近岸浅水区域的铺设,要依据管道路由的海况及近岸浅水区域铺设的特点,并根据海底管道参数进行分析计算,确定岸拖或海拖技术方案,完成近岸浅水区域管段的铺设,实现海底管道与陆上管道的连通。     

海底油气管道风险评估和运维成本优化

鉴于当下严峻的油气管道运行安全形势,分析研究管道风险评估与运维成本之间的关系越来越重要。急需建立一套海底管道完整性评估与管理体系,确保海底管道的安全,尽可能将事故可能发生的概率降到最低。介绍了风险评估的基本理念,阐述了风险评估的实施流程,并通过定量计算失效风险,列出了风险大小评判矩阵表,提出有的放矢的成本管理可以有效降低管道运行维护费用;而管道的运维优化,是以尽量少的成本获取最大的安全程度。以风险评估成本表的形式列出了管道运行维护费用的走向和分布,管道维护管理者可以按照其合理安排费用,节省成本。     

天然气海管半定量风险评价方法研究与应用

天然气海管在实际运行过程中存在着诸多不利于管道安全运行的潜在风险,如第三方破坏、管道悬空、管道移位等。因此,需对天然气海管开展风险评价,识别出高风险管段,进而采取针对性的风险管控措施。基于半定量风险评价原理,研究适用于天然气海管的风险评价模型及风险评价指标,并以东海TWT-CEP至宁波终端天然气海底管道作为目标管道实施应用,揭示该管道的相对风险等级及相对风险排序。风险评价结果表明,该管道总体相对风险较小,但有5段约13 km管段位于中等风险区,需加强风险管控。该半定量风险评价方法有较好的操作性和可靠性,可应用于后续海底管道的风险评价,对实现天然气海管风险分级管理具有实际意义。     

地质沉降区域海底管道修复方案设计与分析

结合东海某油气田D 10 in输油登陆海底管道修复项目,介绍了地质沉陷区域受损海底管道永久修复方法。该方法采用立体膨胀弯替代原受损管道,利用弯管的伸缩性消除地质沉降对管道安全的影响,并将新安装的膨胀弯偏离原管道路由一定距离,避开扰动的海床,降低管道下沉的风险;再适当提升管道强度等级,增强承受外部应力作用的能力。通过分析计算证明此种方案的可行性,在工程实践中最终验证了方案设计的可靠性,以期为以后类似管道修复项目提供借鉴。     

非埋设海底管道弧线段侧向屈曲的处理方法

海底管道的设计及铺设方式需考虑管线运行后的侧向屈曲问题。本文以卡塔尔NFA项目为工程案例,对设计路由存在弧线段的非埋设海底管道侧向屈曲的处理方法予以浅析,得出较为优化的解决方案,为同类型海底管道铺设积累了宝贵经验。     

基于半定量方法的深水海底管道应急维修风险评估研究

随着我国南海深水油气田的开发利用,深水海底管道维修研究成了行业关心的热点问题之一。在调研国内外相关企业维修技术的基础上,形成了500 m和1 500 m海底管道维修工艺流程。根据DNV船级社海洋工程相关规范,提出了深水海底管道维修的半定量风险评估方法,开发了相应的风险评估软件系统。最后,分析比较了500 m和1500 m水深海底管道的机械连接器应急维修流程,应用专家打分法开展了风险分析,并推荐了相关风险控制的措施。     

海底管道第三方破坏失效状况模糊故障树分析

同陆上管道相比,海底管道工作环境条件恶劣,运行风险更大,失效概率更高,故研究海底管道的失效情况具有重要意义。采用故障树法,对引起杭州湾海底管道第三方破坏失效的各个因素进行了分析,建立了第三方破坏故障树。通过对该故障树的定性分析,得到引起管线失效的16个最小割集;通过定量分析,计算其顶事件的发生概率并进行底事件重要度分析;采用专家调查和模糊集理论相结合的方法,评估故障树底事件发生概率的模糊性,并以杭州湾海底管道第三方破坏故障树中“自埋效果差”这一底事件为例,计算出其模糊失效率为3.348 5×10^-3。     

基于失效数据的油气管道定量风险评价方法

油气管道风险评价作为当前的热点问题,逐渐由定性评价向定量评价过渡。为了减少油气管道定量风险评价过程中主观因素的影响,建立了基于管道失效历史数据的油气管道定量风险评价模型,通过分析美国管道与危险品安全管理局(PHMSA)等数据库的管道分类失效数据,确定了油气管道的基本失效概率与修正因子的指标体系,再根据各个指标量化的难易程度将修正因子分为定量、半定量及定性3种类型,其中前两类指标可以量化或量化分级,仅后一类指标依赖于专家的经验判断,大大降低了风险评价的主观依赖性。进一步构建了油气管道风险评价矩阵,用失效概率量化失效可能性,用后果评分量化失效后果的严重程度。最后,将该油气管道定量风险评价方法应用于某输气管线,并绘制"红橙黄蓝"4色管线风险分布图,识别出该管线的高风险管段。结论认为:(1)基于管道失效历史数据的风险评价方法能够客观地量化管道的失效概率,准确进行风险分级,有利于实施风险分级管控策略;(2)建议建立全行业或全国范围的管道失效数据库,以期为基于历史数据的定量风险评价乃至制订风险管控措施提供依据。     

含缺陷海底管线安全评定系统研究

针对海底管线可能存在的缺陷类型,考虑缺陷尺寸、工况载荷、断裂韧度和力学强度等参数,基于权威评定规范,应用面向对象的编程语言VB开发了含缺陷海底管线安全评定系统分析软件。介绍了该系统的基本模块及功能特点。应用该系统对胜利埕岛油田某海底管线的2个检测缺陷进行了评定分析。结果表明,评定系统能够进行海底管线各类缺陷的安全分析计算,并将结果绘成失效评定图,给出可视化评定结论,为海底管线安全评定及管理提供了科学方法。     

海底管道串联分布式光纤监测系统

介绍了一种海底管道健康监测系统．该系统利用分布式光纤传感技术对海底管道应变进行实时监测，采用波分复用技术以光纤传感器串联形式来解决单个传感器监测距离短的缺点，实现长距离海底管道健康监测，系统具有预警功能，能够在海底管道面临危险时发出警报，确保海底管道安全运行。系统不仅可以用于海底管道．还可以用于陆上管道、桥梁、大坝等结构物的健康监测，具有广阔的应用前景。     

含腐蚀缺陷海底管道安全评价方法比较

海底管道在服役运行过程中,由于输送介质中含有的腐蚀性物质以及周围海水、海泥等环境介质的作用,很可能会发生管内和管外腐蚀,海管壁厚会均匀减薄或形成腐蚀坑、洞等局部腐蚀缺陷。海管强度会因腐蚀缺陷而降低,操作不当时还会引发海管破损和泄漏。安全评价又称适用性评价,是对含缺陷结构是否适合于继续服役使用而进行的定量工程评价。研究比较了海底管道腐蚀缺陷安全评价常用标准和方法的特点、异同及适用条件,并以某海底管道内表面局部腐蚀缺陷为案例,给出了依据ASME B31G-2012《Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines》和API 579-2016《Fitness-for-Service》进行腐蚀缺陷安全评价的详细步骤和方法。     

管道完整性管理在中国应用10年回顾与展望

管道完整性管理是继风险管理之后管理方式的变革,该理念10年前开始在中国传播,引起了中国油气管道管理方式的变革。为此,回顾并总结了全球及中国油气管道完整性管理发展历程,详述了管道完整性管理的各步骤工作内容及技术研究进展,展望了管道完整性管理未来的发展方向。结论指出：①管道完整性管理领域需要进一步拓展,要覆盖管道站场、燃气管网、集输管网、海底管道、储气库设施、LNG接收站等对象;②完整性管理专项技术有待于进一步深化研究,包括定量风险评价技术,管道内检测技术,有限元模拟技术,泵机组、压缩机组在线检测与故障诊断技术,失效分析技术等;③较之于以前的管理模式,完整性管理是一种新的管理理念,其核心思想是提前预防,在未出事故前,采取预防性措施进行治理,保障油气管道安全运行。所得出的认识和结论,为中国油气管道完整性管理技术研究指明了方向。     

基于可靠度的旧有海底管线试压评估方法

介绍了一种全新的评估海底管线安全可靠性的方法——基于可靠度的海底管线试压评估方法。用经验公式估算了管线腐蚀量，计算了海底管线在原设计条件下的可靠度值。根据DnV2000规范标准，考虑温度和内压对管线的共同作用，依照管线使用前后可靠度相等的原则，按管线壁厚估算了管线等效压力值，得到两者的关系曲线。再根据腐蚀试验报告，采用相应的等效试压值对管线试压，根据试压结果对管线的安全可靠性做出正确评估．该方法费用低，周期短，是对海底管线安全可靠性评估一种新的尝试，并在实际工程中得到了应用。     

输油管道完整性管理体系及其应用

构建了输油管道完整性管理体系,提出了基于“计划-实施-检查-改进”循环的管理模式,总结了管道完整性管理体系的实施要点,研制开发了具有数据管理、高后果区识别、风险评价、完整性评价及活动管理的输油管道完整性管理信息平台。开展了数据收集与整合、危害因素识别与风险评价、管道内检测、外腐蚀直接评价以及维修维护等完整性管理活动。同时,指出管道完整性管理体系构建与应用中的问题,提出了进一步改进和完善管道完整性管理体系的建议。     

海底管道泄漏的事件树和故障树相结合分析

海底管道一旦发生泄漏,危害很大,为了分析其引起的不同后果,建立了海底管道系统泄漏事件树模型.根据事件树和故障树各自不同的特点,提出了将两者结合运用的方法.将故障树分析应用到已构建好的事件树中,通过故障树的定量分析求出事件树中初因事件和后续事件的发生概率,最终实现事件树的定量分析,得出各后果事件的发生概率.从而得到一个完整的海底管道泄漏危害分析的方法.