王明波 侯浩 賈永海

中國石油西南管道公司

 

 

某管道公司所轄輸油管道分布在陜西、四川和重慶兩省一市，途經區域多為丘陵、水系發達地區，交通不發達。管道共穿越河流142處，其中大中型河流50處、小型河流92處，穿越魚塘19個、水源敏感區10多處，管道一旦發生泄漏，會給水體造成嚴重污染，給管道保護工作帶來巨大挑戰。本文從水體流域基礎信息調研、管道應急防控措施、水系圖數據庫建設等三方面著手，探索強化水域管道應急處置管理能力，以確保管道安全。

1 水體流域調研

1.1 建立基礎信息庫

管道水域高后果區是管道應急防控的重點區域。為此組織站場認真勘察穿越河流，梳理相關信息，建立了管道穿越流域信息數據庫。主要信息包括穿越地點、河流名稱、河流寬度、河流走向、分季節流速和水位等。據此確定每處穿越點溢油回收位置、圍油欄敷設點、應急物資儲備點，并將其位置信息制成圖集，如圖 1所示。

1.2 建立泄漏模型[1]

該管道為高壓密閉順序輸送方式，一旦發生泄漏，油品在管道內高壓作用下經泄漏孔以高壓射流形式噴射進入地下土壤環境[2]。為便于計算埋地成品油管道泄漏量及泄漏強度，作如下假定：

（1）管道內油品為連續、不可壓縮的定常流體。

（2）管道為光滑薄壁圓管，忽略管壁厚度對流動的影響。

（3）泄漏孔相對于整條管道而言為一小點，不考慮管道橫斷面不同位置對泄漏的影響。

（4）油品受管道內高壓作用，經泄漏孔以高壓射流形式噴射進入地下土壤環境，土壤被迅速侵蝕，形成小孔射流，視為自由出流狀態。

（5）形成泄漏孔之后，管道內油品的流動狀態瞬時達到新的平衡，處于新的穩定、連續流動狀態，管道內油品流動視為恒定流動[3-5]。

基于以上假定，建立油品泄漏量（Q）和泄漏強度（Kf）關系式[6-8]：

                                       

式中： D為管道直徑， m； Kα為漏失面積比，用于表征管道破損的嚴重程度； A為泄漏孔面積， m2；Ao為管道斷面面積， m2。

 

式中： Kf為泄漏強度； Qo為管道輸量， m3/s。

據此計算出油品的泄漏強度，結合流域水流速度，可以確定應對油品泄漏的應急響應和處置時間，以最短時間控制泄漏擴散。

2 水域污染應急救援措施

2.1 強化應急體系建設

各站隊將流域調研結果寫入一河一案、水系防控體系圖中。定期組織應急演練，檢驗應急預案的實用性，針對出現的問題制定并落實整改措施，修改完善應急預案（圖 2）。公司定期組織區域應急聯合演練，明確各相關單位和人員的職責，理順工作關系，磨合完善應急機制，檢驗修改應急預案，提高應急預案的實用性和可操作性。檢查應對突發事件所需應急隊伍、物資、裝備、技術措施等，發現不足及時調整補充，做好應急準備，提高應急處置能力。

2.2 加強管道沿線監管

采用GPS巡檢系統加強巡護管控，提升巡護質量。設專人負責管理，對巡檢人員工作情況實時監控，及時查看和處理巡檢信息，定期通報巡檢情況，嚴格考評巡檢人員，落實獎金兌現，確保巡護到位。對管道經過水域和人口密集支線管道加密巡護頻次，規定輸油站站長、副站長徒步巡線次數。探索無人機在管道巡護、防汛、搶險等方面的應用。

加強第三方施工管理，及時發現和處置危及管道安全的挖沙、爆破、建房活動，做好與公路、鐵路、水利、管道、電力、通信等建設施工方的溝通與合作。

加強與地方政府相關部門合作，密切企地、企警關系，及時制止管道附近挖沙、取土等違法施工活動。

2.3 建立區域聯防機制

創新區域聯防管理新模式，即分區域劃分聯防站隊，按聯防站隊配備應急搶險人員、物資、設備。一旦發生險情，相鄰站隊同時啟動聯動搶險，迅速集結力量，爭取應急搶險黃金時間。把所有站隊劃分為成都、廣元、重慶3個片區，在維搶修中心下轄廣元和重慶兩個維修班，建立了管道安全“三地”聯保和區域聯防“金三角”，使維搶修作業更加靈活、機動、高效，保障安全生產。

人力資源和物資設備資源聯動共享是區域聯防的核心。前者應逐步健全應急組織體系、完善應急預案、加強區域應急演練，開展應急培訓。后者要根據各站隊特點和能力 “差異性”儲備，避免大而全，做到“不求所有，但求所用”。

3 應急防控軟件助推應急救援處置能力提升

公司編制了一款方便快捷軟件，內置信息包括兩閥室之間管段泄油量；下游攔截點位置和攔油方案；人員、物資、設備情況；道路交通情況；下游環境敏感區位置和距離； 根據20年、 50年、 100年一遇洪水流速計算得出各個攔截點、敏感區、匯入口的流經時間。如圖 3所示。

            

這款APP可以在手機、平板電腦等移動終端使用。可以看到整個穿越水系總圖，顯示每條河流信息及環境敏感區位置，每個穿越點有對應編號。點擊編號可以顯示穿越點位置、下游攔截點位置和攔截方案、下游匯入口位置、下游環境敏感區位置以及到達相應位置的時間。每個位置都有谷歌截圖和現場航拍照片，直觀顯示收油桶和物資堆放位置、進場公路等，如圖 4所示。點擊對應的穿越點或者攔截點，自動跳轉到手機地圖（百度地圖、高德地圖），并導航到該位置。

管理人員和基層員工通過APP可以隨時隨地查詢 相關信息，為綜合判斷、科學決策、迅速處置水域管道突發事件提供支持，提高了應急搶險效率和高后果區穿越水域管道風險防控能力。

4 結論

（1）建立了高后果區管道穿越流域信息數據庫，包含管廊帶主要大中型河流，同樣適用于管廊帶所經流域。確定了油品泄漏強度模型，據此制定應急搶險措施，提升了應急處置能力。

（2）通過啟用GPS巡檢系統、加強第三方施工管理、落實企地聯合監管等手段保障管道沿線安全。

（3）創新區域聯防新模式，實現了人力資源和物資設備資源的共享。

（4）制作了手機APP，隨時隨地查詢高后果區管道穿越河流的相關信息，提高了工作效率。

 

參考文獻：

[1] 張永龍. 埋地成品油管道泄漏擴散規律研究 [D].北京：北京交通大學， 2015.

[2] 李大全,姚安林. 成品油管道泄漏擴散規律分析[J].油氣儲運， 2006， 25(08)： 18-24.

[3] 許培林. 瀾滄江跨越天然氣管道孔口向下泄漏擴散規律研究[D].成都：西南石油大學， 2015.

[4] 李大全. 成品油管道泄漏擴散分析及危害后果評價[D].成都：西南石油學院， 2005.

[5] 潘涵. 成品油管道遭遇泄漏的危害分析[J].化工管理， 2015， (14)： 241.

[6] 李朝陽，馬貴陽，劉亮．埋地輸油管道泄漏油品擴散模擬[J]．油氣儲運， 2011， 30(9)： 674-676．

[7] 楊筱蘅．油氣管道安全工程[M]．北京：中國石化出版社， 2010．

[8] 翁俊．風險評價技術在成品油管道站場工程中的應用[J]．石油化工安全環保技術， 2012， 28(6)：21-23．

 

作者：王明波， 1987年生，碩士研究生，工程師，2013年西南石油大學畢業，中國石油西南管道公司管道處，主要從事管道應急維搶修技術研究。