中俄原油管道大興安嶺高后果區識別評價與管理
來源:《管道保護》雜志 作者:王志濤;王洋 時間:2020-3-19 閱讀:
王志濤 王洋
中國石油管道公司大慶(加格達奇)輸油氣分公司
中俄原油管道起自俄羅斯遠東原油管道斯科沃羅季諾分輸站,穿越中國漠河邊境,途經黑龍江省和內蒙古自治區兩省五市十二個縣區,止于大慶末站,是我國第一條經過永凍土層的大口徑、長輸管道,全長1 030公里(中國境內925公里),設計年輸油量1 500萬噸, 2011年1月1日正式投產運營。
1 高后果區識別
依據GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規范》規定的輸油管道高后果區識別準則,管道周邊200米內有濕地、森林、河口等國家自然保護地區為高后果區。中俄原油管道北段(漠河段、塔河段)約390公里全部穿越大興安嶺林區,經過的自然保護區有呼瑪河省級自然保護區、盤古河細鱗魚江鱈國家級水產種植資源保護區等,除此之外,大興安嶺林區均為國家保護森林。總結分公司高后果區識別工作經驗,主要有以下幾點。
(1)與管道沿線地方政府水務部門建立工作聯系機制,準確掌握管道途經地區水系情況。中俄原油管道經過黑龍江和嫩江兩大水系,各條河流穿行山谷間,坡陡水急。若不能及時掌握水系信息及其變化情況,一旦管道發生泄漏,就不能第一時間準確進行圍控,將會造成嚴重的水體污染,甚至流入中俄界江黑龍江造成重大政治影響。
(2)近年來大興安嶺地區大力發展旅游業,各級道路不斷升級,如省道S209升級國道G331等。分公司在每年開展高后果區識別時,積極與管道沿線地方政府路政部門聯系,掌握穿越段、伴行段公路等級以及道路施工信息,以便于準確識別高后果區和掌握需要關注的第三方施工。
(3)大興安嶺地區基本由低山和河谷構成,地勢起伏較大。考慮到石油具有流動性,在進行高后果區識別時,應充分考慮識別準則規定距離周邊的地形地貌,如山坡、河流、沼澤等,合理調整增加高后果區長度,達到對管道安全、環保風險有效管控。
2 高后果區評價
《油氣輸送管道完整性管理規范》規定對高后果區管道進行風險評價和完整性評價。通過對識別的高后果區進行評價,能夠識別出影響管道的危害因素,分析管道失效的可能性及后果,確定風險消減措施,指導管道維護維修。
(1)大興安嶺地區存在多年凍土地段,對氣候變化異常敏感,常年積水區、沼澤帶形成了凍脹融沉區,凍脹融沉的風險應重點關注。同時,大興安嶺地 區水系發達,雪融性汛期、夏季汛期,容易造成沖溝、水侵等水毀,構成安全風險隱患。
(2)根據中俄原油管道內檢測報告,加格達奇輸油氣分公司高后果區內的缺陷占管道缺陷總數的18.4%,中俄原油管道所處的環境存在較多的地質非穩定因素,環焊縫缺陷容易受到沉降、土體移動等外部載荷的影響,容易發生開裂,應加強對環焊縫缺陷專項研究,開展超聲裂紋檢測,有效控制風險。
3 高后果區管理
(1)凍土災害防護。①凍土災害調查識別。分公司每年在春季最大凍深期和秋季最大融深期各進行一次高后果區凍土災害調查識別。最大凍深期重點調查管溝及附近隆起情況,冰椎等不良凍土現象。最大融深期重點調查管溝及附近凍土融化深度,管溝沉陷與積水情況,管溝沖刷情況,管道外露、位移、變形情況,斜坡變形情況。 ②凍土災害監測。對可能受凍土災害顯著影響的管段,設置綜合監測措施,分析管道對凍土的熱影響及凍土災害活動對管道的影響。監測內容包括管體位移檢測、管體應力監測、溫度場監測、水分場監測、斜坡穩定性監測。定期對監測數據進行處理和分析,檢查、維護監測設備和監測傳感器,發現設備或傳感器損壞時及時修復。 ③凍土災害防護。凍脹災害的日常維護措施包括保證管道埋深或采取隔熱保溫,防止凍結深度超越管底;做好管溝防、排水工作,防止地表水進入管溝。工程治理措施有管底換填非凍脹性土,修建地表、地下排水工程,熱棒措施。融沉災害的日常維護措施包括: 回填塌陷管溝,避免管溝負地形,導致積水引發熱侵蝕;維持管堤保證管道埋深,降低環境對多年凍土的影響;做好地表排水措施,避免管溝成為匯水通道;管溝及兩側鋪設碎石、隔熱板等隔熱保溫措施;恢復地貌和植被;對沼澤地段,夏季在管溝回填碎石,改良地基土。工程治理措施有管道支撐措施、地基土改良措施、管道改線、修復管道本體缺陷等。
(2)管道巡護管理。分公司采用人巡、車巡、直升機巡線相結合的方式,人工巡線每天兩次,高后果區每天三次,直升機巡線每周至少兩次,人員無法進入的沼澤區管段可沿管道伴行路巡線,但必須達到通視化巡檢要求。
(3)管道陰極保護。多年凍土區所用恒電位儀的參比電極宜埋設于季節凍土以下,陰極保護電位測量需在測試樁附近埋設長效參比電極,應定期進行測試樁的維護,防止因為凍拔造成測試樁斷線。
(4)管道水工保護。凍土區斜坡地帶設置截排水措施,減少地表水在管溝的匯流和下滲,過水涵洞等排水設施增大過水截面并采取保溫措施,避免冬季冰凍堵塞。同時,水工保護工程設計應考慮凍脹融沉對工程結構的影響。
(5)管道三樁管理。在各類高風險點、凍土災害監測點處設立標識。測試樁、標志樁、警示樁選用高樁,外漆使用防紫外線涂料,保證積雪條件下能夠有效辨識。在埋設時進行局部換填,避免受凍脹融沉影響。
(6)管道應急管理。大興安嶺地區人口稀少、社會依托條件差、自然環境惡劣,加格達奇輸油氣分公司通過提高管道事故搶修用管材、閥門、法蘭及彎頭儲備量,同時保證配備的搶修設備滿足低溫條件下的使用要求,以增強應急反應能力。
4 結束語
中俄原油管道作為我國首條穿越極寒地區的跨國管道,其高后果區識別評價與管理國內沒有可以借鑒的案例。分公司通過不斷探索,已經逐步形成了一套適用的管理方法。要學習國際先進經驗,不斷總結經驗教訓,提升管道高后果區管理水平,實現長周期安全運行,保障國家能源安全和公共安全。
作者:王志濤, 2015年7月畢業于西安石油大學,現工作于中國石油管道公司大慶(加格達奇)輸油氣分公司漠河輸油站,管道技術員。
王洋,現工作于中國石油管道公司大慶(加格達奇)輸油氣分公司漠河輸油站,管道副站長。
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