李輝

中國海洋石油總公司

中國海油現有廠區外公共區域各類油氣輸送管道（管網）四百余條（個），總長度近9000公里。因油氣輸送管道運行壓力較高、途徑區域地形復雜、周邊第三方活動頻繁，管道運營面臨較大風險。為確保油氣輸送管道安全穩定運行，中國海油除了強化日常運營管理外，在部分管道企業積極探索應用新技術、新方法來提升管道本質安全和管道保護水平。

一、管道上方第三方施工光纖預警系統

為及時發現、實時監控管道上方的第三方施工情況，所屬廣東管網公司采用了光纖預警系統。該系統利用與管道同溝敷設的通信光纜作為分布式土壤振動檢測傳感器，長距離連續實時監測管道沿線的土壤振動情況并形成以光纜為圓心的管道保護帶，當外界有挖掘等振動發生時，光纜會隨之振動，同時光纖捕獲振動信號，并經預警系統對信息進行識別和數據處理，實現對可能危害管道安全的動土事件進行識別、定位和預警。具體詳見下圖：

光纖預警系統對管道保護巡檢工作起到了較好的輔助作用，能對管道周邊人工挖掘、機械施工活動等進行事前預警，使巡檢工作更具針對性。如2015年7月至2016年5月，管道巡線人員通過光纖預警系統發現和監護了400余起第三方機械施工活動。

二、特殊地段無人機巡檢和信息收集技術

在人工巡檢困難區域和極端天氣人員無法快速到達的管段，中國海油所屬大鵬LNG和廣東管網利用多旋翼無人機搭載監控攝像頭對目標管段進行巡檢，巡線人員通過查看地面站接收的視頻信號實現對目標段的巡檢。無人機巡檢也可用于應急狀態下對事故區域進行現場勘查和巡檢，以迅速掌握事故現場情況，輔助應急決策和響應。目前使用情況如下：

1．山區段管道巡檢

日常巡檢中，山區段管道巡檢時間長，效率低，安全隱患大，無人機介入可以開展高效巡檢。臺風、暴雨等惡劣天氣后，第一時間利用無人機快速到達山區段管道，對水保設施和地質災害情況進行巡檢，排查風險。

2．水網段管道巡檢

日常巡檢中，水網密集區域，人員、車輛無法沿著管道直接巡檢，需要大量繞行，巡檢效率低，利用無人機巡檢可以提高巡檢效率。

3．管道地形地貌監控

通過無人機巡檢，可拍攝、記錄管道地形地貌變化情況（第三方施工、隱患整治、環境變化前后）及對三方施工現場調查和取證。

三、地質災害風險點應力應變監測技術

針對強降雨等極端天氣頻發且管線里程長，地形地貌、水文地質情況復雜，存在著滑坡、崩塌、水土流失、泥石流、沉降等地質災害風險的管段，在采取日常的水保設施檢查、維護整改的基礎上，對全線進行地質災害風險評估，對地質災害風險點進行整治，同時采取水下管道埋深監測、管道變形與地質災害監測措施，確保管道地質災害風險24小時受控。

中國海油所屬廣東管網2015年對管道全線開展地質災害調查，調查范圍為管道兩側不小于1千米；共發現5處地質災害風險點，地質災害類型均為滑坡，目前已經全部完成治理。在此基礎上，對需要長期監測地質災害趨勢的位置采取管道應力應變監測技術。

對于發生沉降的管道關鍵部位，每月持續進行應力應變檢測，監控管道關鍵部位的應變應力變化趨勢，預防管線因管道沉降發生過高應力。監測基于應變電阻效應，即當管道發生沉降變形時，粘貼在管道表面的電阻應變片的電阻值會發生相應的變化，通過電阻應變儀可以測得應變片電阻的變化值，從而分析判斷管道應力變化值。

四、應力集中掃描技術

目前中國海油范圍內存在部分管線由于壓力或距離問題，無法開展內檢測。雖然這類管道所占比例很小，但無法做內檢測也就無法確切了解管道本體腐蝕、減薄及損傷情況，這給管道運營帶來很大的不確定性和隱患。2017年中國海油試點一種國外最新應力集中掃描技術，該技術管道本體損傷定位精度可以達到1米，埋深定位精度5厘米。為進一步檢驗該技術的可行性，中國海油選定所屬海南管道試用該技術。

應力集中掃描技術是一種非浸入式遠程檢測技術，主要應用于非內檢管道。該技術通過UNISCAN掃描儀來檢測并存儲磁泄漏數據信息，而磁泄露往往產生于管壁上的應力集中區域。這些應力集中區域是由腐蝕、冶金缺陷、機械應力（如因缺乏支撐或因地殼運動而造成扭曲和下垂）等造成的。

該技術并不關注防腐層的破壞，而是檢測管材本體的缺陷，防腐層破壞會加快管道腐蝕，但并不直接導致管道破裂風險，且可以通過目前的技術檢測，但管材本身的應力集中可能造成該區域失效，從而發生管道破裂或泄露。

該項工作主要分為三個步驟，首先是確定管道精確位置，然后逐一標記管道周邊所有可能影響磁力感應的鐵質物品，包括所有的電線、水泥鋼筋柱、交叉管線、鐵圍欄等等，最后檢測人員用掃描儀在管道正上方采集數據。該技術對于采集數據的精確性要求極高，在定位方面，該技術同時采用了美國的GPS衛星系統、俄羅斯的GLONASS衛星系統、中國的北斗衛星系統和歐洲伽利略衛星系統，同時收集14顆衛星的數據并取其平均值。

在收集管道相關數據后，檢測人員將做技術處理，并出具技術報告，管道公司在收到報告后對管材應力集中嚴重的部位將挖掘驗證對照和處理，以預防事故的發生。

五、在役油氣輸送管道風險評價方法

2016年10月中國海油開發建設一套“在役油氣輸送管道風險評價方法”，該方法不僅能對在役油氣輸送管道整體風險進行評估評價，還可以對同一油氣輸送管道的不同管段以及油氣輸送管道運行條件變化后所產生的不同風險進行快速的評價，確定管道風險級別。

該評價方法共包括6個關鍵步驟：一是高風險管道初步篩查；二是在役油氣輸送管道管段劃分與高后果區識別；三是對初篩的高風險在役油氣輸送管道進行失效可能性分析；四是建立在役油氣輸送管道失效后果評價方法；五是對在役油氣輸送管道風險進行計算；六是制定降低風險的措施與建議。

目前該《在役油氣輸送管道評估評價方法》正在中國海油部分陸地長輸管道進行試應用階段過程中，根據評價結果對比，進一步完善。

對于管道運營安全管理中的各類風險，在不斷完善管道保護管理措施的同時，中國海油將繼續探索新技術、新思路，大力推廣有實際價值和效果的新技術，全力提升管道本質安全，確保管道運行安全。

（本文是中國海洋石油總公司安監局黨組成員、副總經理李輝2017年8月29日在國家能源局召開的油氣輸送管道完整性管理先進企業建設推廣工作啟動會議上的發言，標
題為本刊所加)

《管道保護》2017年第5期（總第36期）