摘 要

输油管道安全管理问题是油品生产运输过程中面临的非常普遍且严重的的问题，如何应对输油管道安全管理问题时本次研究的主要目的。现阶段输油管道安全管理问题主要分为三大类：输油管道的腐蚀、不法分子严重的盗油行为、工作人员的误操作。其后果就是导致输油管道发生穿孔、凝管、断裂等现象，甚至造成输油管道设备的故障，这些现象都会直接导致油品在输送过程中发生严重的泄漏事故，污染环境，浪费资源，还可能发生火灾或爆炸，造成重大人员财产的损失。而风险评估能够及时有效的对事故造成的危害做出反应以及为以后的输油管道安全预防提供多方面的支持。

本文主要对目前输油管道的安全管理问题进行归纳与论述，对可能产生的风险提出风险评估方法，建立安全事故风险评估数学模型，对风险进行定性与定量的定义，以姬塬——樊学输油管段的输油管段面临的安全管理问题为例，运用建立的风险评估方法选取盗油这一安全风险进行评估，并详述目前管道泄漏检测技术运用较为多的负压波管道泄漏检测技术。建立安全风险数据库，对输油管道安全管理问题进行大数据分析与管理。

在风险模型评估过程中，主要成果是引进一个新的定义：【MF】修正系数——反应统计的管道情况和预评价管道情况之间的差异。具体得出该修正系数对于不同环境区域有不同的值，具体的取值标准已经在本文详细说明，需要强调的是，该数值对于输油管道的安全风险评估有着非常重要的意义。

关键字：输油管道安全管理；风险评估；腐蚀与泄漏；负压波法；数据库

Abstract

The safety management of oil pipeline is a very common and serious problem in the process of oil production and transportation. How to deal with the safety management of oil pipeline is the main purpose of this study. At present, the safety management problems of oil pipelines are mainly divided into three categories: corrosion of oil pipelines, serious oil theft by illegal elements, and misoperation of staff. The consequence is that perforation, condensation, fracture and other phenomena occur in oil pipelines, and even the failure of oil pipeline equipment. These phenomena will directly lead to serious leakage accidents of oil products in the process of transportation, pollution of the environment, waste of resources, and fire or explosion may occur, resulting in the loss of major personnel and property. Risk assessment can timely and effectively respond to the hazards caused by accidents and provide various support for the safety prevention of oil pipelines in the future.

This paper mainly summarizes and discusses the current safety management problems of oil pipelines, puts forward risk assessment methods for possible risks, establishes a mathematical model for risk assessment of safety accidents, defines risks qualitatively and quantitatively, and takes the safety management problems faced by Jiyuan-Fanxue oil pipeline section as an example, chooses oil theft by using the established risk assessment methods. A safety risk assessment is carried out, and the negative pressure wave pipeline leakage detection technology, which is widely used in pipeline leakage detection technology at present, is described in detail. The safety risk database is established to analyze and manage the safety management of oil pipeline.

In the process of risk model assessment, the main achievement is to introduce a new definition: [MF] correction coefficient - the difference between pipeline situation of response statistics and pipeline situation of pre-evaluation. It is concluded that the revised coefficient has different values for different environmental areas, and the specific criteria have been explained in detail in this paper. It is important to emphasize that the value is very important for the safety risk assessment of oil pipelines.

Key words: oil pipeline safety management; risk assessment; corrosion and leakage; negative pressure wave method; database.

目 录

第1章 绪 论 1

1.1研究背景及国内外现状 1

1.1.1输油管道相关背景 1

1.1.2国内外研究现状 2

1.2目的及意义 3

1.3基本内容与技术方案 3

1.3.1基本内容 3

1.3.2研究方法 4

1.3.3技术路线 4

第2章 输油管道防护关键技术介 6

2.1输油管道腐蚀 6

2.1.1输油管道腐蚀的种类 6

2.1.2输油管道腐蚀的破坏形式 6

2.2输油管道腐蚀检测技术 7

2.2.1直流电位梯度法原理 7

2.2.2直流电位梯度法测量条件 7

2.2.3输油管道防腐的一般措施 7

2.3输油管道泄漏 8

2.3.1管道泄漏检测技术分类 8

2.3.2负压波法基本原理 10

2.3.3负压波法检测局限性 11

2.4本章小结 11

第3章 输油管道安全管理事故风险评估 12

3.1输油管道安全风险等级划分（定性） 12

3.1.1事故风险关系 12

3.1.2风险等级划分原则 13

3.2输油管道安全风险评估过程 13

3.2.1评估准备 14

3.2.2现场调查 14

3.2.3风险分析 14

3.2.4风险管理 14

3.3输油管道安全管理事故风险分析评价模型（定量） 14

3.3.1建立数学模型 14

3.3.2输油管道安全风险修正系数的确定 16

3.4风险值分析 18

3.5本章小结 19

第4章 樊学-姬塬输油管道安全风险实例分析 20

4.1输油管道概况 20

4.2输油管道风险环境确定 20

4.2.1输油管道定性风险等级描述 21

4.2.2修正系数【MF】实际值确定 21

4.3樊学-姬塬输油管道风险评估过程 23

4.4本章小结 24

第5章 输油管道安全风险管理数据库建立 25

5.1输油管道安全管理问题解决措施 25

5.2安全风险管理数据库建立 26

5.2.1安全风险管理数据库的基础内容 26

5.2.2安全数据风险管理据库的风险 27

5.2.3安全风险数据库分析内容 28

5.3本章小结 28

第6章 总结与展望 29

6.1总结 29

6.2展望 30

参考文献 30

致 谢 32

第1章 绪 论

1.1研究背景及国内外现状

1.1.1输油管道相关背景

输油管道是石油储运行业原油产品的最主要的运输设备之一，截止到目前从1948年-1998年间世界范围内共建设输油管道总长度达到80.2×104km，而发达国家的原油输量占总输量的将近80%。世界成品油管道经历汽油管道时代、成熟发展时期、成品油管道向大型化发展时期已经逐渐管道化。输油管道的诞生与发展是工业革命化进程的一个微小缩影，早期的输油管道要追溯到19世纪。一位名叫赛缪尔·范赛克尔的采油生产商为了剩下昂贵的原有运输费用在油区里铺设了一条管道来输油。这条输油管道全长约8千米，埋地约0.5米深，由两台蒸汽机提供动力。世界第一条长距离输油管道是由美国宾夕法尼亚产油区的石油生产商联合建造的名为“潮水”的输油管道。该条输油管道建于1879年5月，起始点为宾州的格里维尔，终点是威廉港，管线约145千米，管径6英寸，平均每日输油能力10000桶(约50万吨／年)^[1]。20世纪初期，美国先后在俄克拉何马州产油区和德克萨斯墨西哥湾海滨建成了两条8英寸(约20厘米)的输油管道，从怀俄明州的茶壶山到中陆地区建成了两条管径约25.4厘米和约30厘米的输油管道。这就是早期输油管道发展的雏形。

现代输油管道的发展正式开始是在第二次世界大战期间，为了满足战争需求，美苏两国建设了大量原油长输管道，形成了领先世界的原油输送管网。而在上世纪五十至七十年代，全世界迎来了油气田大迸发的时期，在这段时期，全世界大部分国家正处于发展建设的黄金时期，对于石油的需求量急剧增多，对于油品的运输需求十分迫切，正是在这样的时代背景下，大口径输油管道的建设迅速崛起，长距离输油管道的建设被全世界追捧。

本文主要针对我国所面临的输油管道安全管理问题的对策进行探究。上述时期也是中国输油管道建设发展的萌芽时期。1959年1月10日克拉玛依至独山子间的输油管道建成，全长147公里，是我国建设的第一条输油管线。我国石油资源储备虽然较为丰富，东北、西部石油资源储备较多，但由于发展状况的制约，经济水平较为落后，目前石油的需求量不是很高。但而国东部的石油资源储备却十分匮乏，形成了“东部需油却贫油,西部多油不用油”的现状。为了保证国家提出的继续保持我国经济中高速发展的战略要求，保证东部石油供给量就变得极为重要化。随着我国石油化工行业的不断发展，我国输油管网的建设逐步完善。我国的第一条纵贯南北的输油管道是鲁宁输油管道，始建于1978年，从河北至江苏，途经众多县市，是山东胜利油田和华北油田的原油运输至长江中下游地区的主要通道。极大的缓解了我国西南地区石油吃紧的局面。同时在上世纪70年代，我们建设了兰成渝输油管线，这条输油管道的施工难度是从未遇见过的，地理障碍十分复杂，全线海拔达到四千多米。兰成渝输油管道的建设成功标志着我国在输油管道建设上取得的巨大成功，也见证了我国在输油管道建设道路中的成长。

1.1.2国内外研究现状

目前，我国输油管道建设已经进去成熟时期，我国的输油管道建设总长度已达到近60000km,而这个长度仍在不断增加,预计到2020年将达到70000km。但输油管道在设计工艺、建造管理等领域相比于其他发达国家仍然存在巨大的差距。其中现有难题就包括含蜡原油输送问题、地形高差地段输送问题、低输量输送以及老旧输油管道的改造与维修问题。我国在管道的布置形式上主要分为三种：单管系统、双管系统、以及独立管道系统。对于输油管道的安全管理仍然存在许多问题，因为不同企业，不同地域的原因，没有一套统一的输油管道安全管理防护规范与解决对策。

目前我国所面临的也是世界范围内共同遇到的输油管道问题大体上有三类：1. 人为因素导致输油管道发生安全事故。人为因素又包括主动式与被动式破坏。主动式破坏主要是偷油、盗油导致输油管道工作寿命减短。被动式主要是输油管道安全管理人员职业技能薄弱，由于缺乏输油管道安全教育，大部分石油企业员工并未接受过相关培训，安全意识薄弱，安全管理人员的操作失误以及对管道的安装错误都能在很大的程度上影响输油管道的正常运行。2. 输油管道的材质无法满足输油标准。3. 输油管道的因腐蚀而引起的管道强度改变导致管道泄漏问题^[2]。目前输油管道泄漏检测分类形式最最广泛是直接检测与间接检测。直接检测法主要是指在输油管道的外侧安装检测元件来实现对泄漏位置的检测，这种方法可以更加精确的检测出输油管道中出现细微泄漏的点，检测比较全面。不仅不会遗漏任何小面积的泄漏点，同时还能够对那些小范围的泄漏点进行精确定位。间接检测方法是通过监测输油管道内不同管段的油量变化情况来实现对石油泄漏问题的判断与确定。但是这种方法的缺陷在于，一旦监测数据不准确，就无法实现对管道泄漏问题的有效辨别。因此，其更适用于那些大型泄油事故的检测。

管道泄漏检测的目标就是可以快速的感应到泄漏事故的发生，进而尽可能准确的定位管线泄漏点的具体地段，并能够判别出管线泄漏事故的危险等级，最大程度的减少管道泄漏造成的生命财产损失以及环境破坏。管道泄漏检测技术研究从二十世纪九十年代开始现在有三种常用方法：光纤检漏法、负压波法、次声波法。

现阶段针对已经存在的输油管道安全问题基本总结了一些应对对策。改进输油管道的材质质量，采用先进的防腐措施。做好输油管道的防腐措施，就是保证输油的稳定和安全，避免管道泄漏造成的危害。因此输油管道材质与相关设备质量达标十分重要。制定输油管道设备检查规范，输油管道在长期输送状态下会出现磨损状况，管道维护人员要做好定期的管道检查维护工作，确保管道运行状态安全，防止因为设备故障而引发的安全事故。创造科学的安全管理环境，确保技术人员对管道的维护工作质量，技术人员操作失误、业务水平不达标与当前的作业环境有关。 建立输油管道安全风险数据库，目前发达国家已经建立起较为完善的输油管道安全风险数据库管理机制，利用数据库能够有效预防和评估处理事故。建立输油管道安全管理监督机构，保证规章制度的正常实施，开发实时管道管理系统，预防事故发生。

1.2目的及意义

本次研究讨论的主要目的是在认识与了解输油管道发展的背景下，在输油管道业飞速发展的今天，为了更好地提高我国输油管道技术，使油料运输得到更完善的保障，了解输油管道安全管理策略，在此基础上总结输油管道检测的相关方法。就输油管道安全生产运行中所遇到的问题进行详细地分析，正确有效地认识每一个安全管理问题所带来的巨大危害，并针对输油管道中已经遇到的安全管理问题与即将可能发生的安全管理问题，探究保障输油管道安全的措施与对策，建立一套稳定的科学完整、切实有效的输油管道安全管理体系。完善我国管道输油技术，重视我国输油管道安全管理问题，从提升管道的储运技术、建立完善的管道安全检测技术、建立管道风险评估技术、完善管道完整性技术、完善管道输油节能技术以及大力发展管道数字化技术，让输油管道的安全管理问题得到行之有效的对策。石油资源是我国经济发展的命脉，是我国工业发展的血液。通过石油的运输，可以改善西部经济不发达的现状，有利于提高产油地基础设施的改善,所以说输油管道的安全管理与正常输送关系到我国经济的持续发展，保障输油管道的安全运行，不仅是对我国石油行业的发展起着至关重要的作用，更对我国增强国力，提升国际地位有着重要的战略意义。

1.3基本内容与技术方案

1.3.1基本内容

1）分析输油管道安全生产运行中存在的问题。将现有的输油管道安全问题整理分类，总结出具有代表性的安全问题，进行详细的探究与解析。分析目前仍然难以解决的以及未来可能会出现的安全问题。

2）总结输油管道的相关检测方法。分析整理目前已经应用的输油管道泄漏检测方法，探究各检测方法的基本工作原理，分析每种检测方法的使用要求，对比各检测方法的优缺点。

3）探究保障输油管道安全的措施，探究输油管道的安全管理策略。以现有的输油管道安全管理措施为基础，研究新的输油管道行业安全管理策略，分析目前输油管道安全管理策略的不足之处与局限性，细化解决输油管道安全管理策略存在的问题，建立完善的、规范的、统一的输油管道安全管理策略。

1.3.2研究方法

1）文献调查法。查阅文献、资料阅读关于输油管道发展以及管道安全管理问题的基础知识，了解输油管道的发展历程，明确输油管道的安全管理问题的内容。

2）归纳与总结。在查阅文献、资料的基础上对于不同原因引起的输油管道安全管理问题进行分类，总结出目前输油管道面临的主要安全管理问题，在此过程中熟悉每一种安全问题的成因。

3）建立以事故预防为管理核心的模型。将现有的输油管道可能发生的安全管理问题与应对对策建立模型关系，将问题与解决办法直观化，利用模型较强的可视性与更直接的内在关系清楚的制定管道安全管理策略。

1.3.3技术路线

1）对管道安全问题分级。将现有存在的安全管理问题进行归纳总结，进行分类，根据安全管理事故的发生的频率、造成的影响、处理的难易度对安全管理事故划分3-4个等级，然后根据对应等级实施应对对策。

2）建立宏观事故预防3E措施。从三个方面技术、教育、管理对安全问题制定措施。