【正文】 method which is studed in this paper can accurately find out highrisk pipe and determine significant risks and main factors. Therefore, it can show that this method can meet longdistance oil pipeline risk assessment requirements, the result is reasonable and accurate and can provide a theoretical basis for pipeline operators to formulate risk reduction measures and management decisions. Key words： Crude oil pipeline。 通過(guò) 將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果與 “馬 廣”長(zhǎng)輸原油管線事故統(tǒng)計(jì)資料和日常運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行 對(duì)比 ， 本文所研究的 改進(jìn) 原油 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法能 找出高風(fēng)險(xiǎn)管段，確定出重大風(fēng)險(xiǎn)及其主要 影響因素 ，評(píng)價(jià)結(jié)果能夠滿足工程要求 。以模擬評(píng)估結(jié)果為依據(jù)制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案， 在泄漏事故發(fā)生時(shí)可迅速判斷 災(zāi)害 范圍和程度， 為減少事故損失，降低事故影響提供幫助。 并 在此基礎(chǔ)上開發(fā)出《輸油管道泄漏災(zāi) 害評(píng)估系統(tǒng)》。 對(duì)原油管道系統(tǒng)各管段相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)可接受性 評(píng)估理論 進(jìn)行研究 ，采用正態(tài)分布的性質(zhì)計(jì)算 判斷準(zhǔn)則， 給出計(jì)算方法。 新增加 了 自 然災(zāi)害（人為導(dǎo)致）、保護(hù)工、設(shè)計(jì)合理性等風(fēng)險(xiǎn)因素， 并重新分配各風(fēng)險(xiǎn)因素的權(quán)重。 在對(duì) 原油管 道系統(tǒng) 進(jìn)行 定性的 危害辨識(shí)之后， 本文 對(duì) 目前普遍應(yīng)用的半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù) — 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分法 進(jìn)行了深入研究。 影響 埋地原油管 道系統(tǒng)安全性的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。I 用管道長(zhǎng)距離輸 送原油是 一種 經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式，但由于 原油 易燃 、 毒性等特點(diǎn)，一旦發(fā)生事故，容易引起火災(zāi) 、 中毒、污染環(huán)境等惡性后果 。 特別在人口稠密地區(qū)，此類事故往往會(huì)造成嚴(yán)重傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)帶來(lái)惡劣的社會(huì)及政治影響。 因此 首先采用故障樹分析方法對(duì)原油管線進(jìn)行定性分析，理順各風(fēng)險(xiǎn)因素之間的關(guān)系，找出管道系統(tǒng)常見的失效形式和最重要的風(fēng)險(xiǎn)因素。通過(guò) 廣泛的調(diào)研，結(jié)合我國(guó)陸上原油管道的具體情況對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)。 使管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分法更全面、更合理， 更 適用于原油管道系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。 其次， 考慮到輸油管 道 一旦發(fā)生失效泄漏可能造成非常嚴(yán)重的后果 ， 文 中 對(duì)管輸產(chǎn)品的泄漏 規(guī)律 、擴(kuò)散規(guī)律和災(zāi)害評(píng)估理論進(jìn)行總結(jié)分析，建立 起 輸油管 道 泄漏擴(kuò)散災(zāi)害評(píng)估理論體系 。 利用 該 系統(tǒng) 可以做 事故前模擬和事故后評(píng)估 。 最后，利用前面研究的理論成果對(duì)“馬 廣”長(zhǎng)輸原油管線進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，找出四大指數(shù)高風(fēng)險(xiǎn)管段、高失效 風(fēng)險(xiǎn) 管段、 高 泄漏后果管段和綜合 風(fēng)險(xiǎn)最高的 管段， 并對(duì)各管段 的 風(fēng)險(xiǎn)可接受 性 進(jìn)行評(píng) 估 。 因此，該方法 可以 適用于 長(zhǎng)輸原油管線 系統(tǒng)的 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，可以 為管道經(jīng)營(yíng)者制定降低風(fēng)險(xiǎn)措施和管理決策提供理論依據(jù)。 Risk assessment。 Assessment system。 研究的目的及意義 長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)輸管道安全為目的，應(yīng)用安全系統(tǒng)工程原理和方法，對(duì)長(zhǎng)輸管道中存在的危險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識(shí) 和 分析，判斷長(zhǎng)輸管道發(fā)生事故 和 職業(yè)危害的可能性及嚴(yán) 重程度，為制定防范措施 、 優(yōu)化管理體制等提供科學(xué)依據(jù) [1]。 增加管道系統(tǒng)運(yùn)行的安全性 截止到 2020 年，我國(guó)長(zhǎng)輸管道有 82%的管齡己經(jīng)超過(guò) 20 年， 66%的超過(guò) 25 年，爆管、斷管、腐蝕、泄漏等重大事故呈上升趨勢(shì)。 因此， 對(duì) 長(zhǎng)輸管線 進(jìn)行 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是 保證管道安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要措施。對(duì)于新建管道， 根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)理論制定 風(fēng)險(xiǎn)小的方案 。 提高管道公司運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性 由于管道運(yùn)營(yíng)公司追求的目標(biāo)始終是在保證管 道正常運(yùn)行，不對(duì)公眾、環(huán)境和管道管理者本身造成危害的前提下，謀求最大的管道經(jīng)濟(jì)效益，而通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)可幫助管道公司達(dá)到目的 [4]： （ 1）減少事故損失 ； （ 2）節(jié)約維修維護(hù)費(fèi)用 ； （ 3）帶來(lái)實(shí)在經(jīng)濟(jì)效益 。 管道國(guó)際研究委員會(huì) PRCI（ Pipeline Research Committee International） 對(duì) 歐洲 和 美國(guó) 的輸氣管道事故數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和分類， 總結(jié) 歸納出 22 種 引起管道失效的“基本因素” 。 隨 后歐洲 一些發(fā)達(dá) 國(guó)家也開發(fā) 并且 推廣了油氣管道風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)。目前，它已成 為世界各國(guó)開展油氣管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究工作的指導(dǎo)性文獻(xiàn) [5]。 1993 年，加拿大 引進(jìn)該方法 ，就“開發(fā)管道數(shù)據(jù)庫(kù)、 開發(fā)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、 建立可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平、 開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)教育 和 開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具包 ” 等方面的問(wèn)題的研究制定計(jì)劃； 英國(guó)健康與安全委員會(huì)研制出 MISHAP 軟件包，用于計(jì)算管線的失效風(fēng)險(xiǎn) [6]。如美國(guó) Amoco 管道公司從 1987 年采用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)管理所屬的油氣輸送管道和儲(chǔ)罐，到 1994 年為止，已使年泄漏率由原來(lái)的工業(yè)平均數(shù)的 倍下降到 倍，同時(shí)使公司每次發(fā)生泄漏的支出降低 50％，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益 [7]。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)于 1995 年由潘家華教授引進(jìn) [8]。 1994 天津大學(xué)從 先后完成了 中國(guó)石油天然氣總公司管道局“淮河管橋的安全性及殘余壽命的評(píng)估 ”、“原油長(zhǎng)輸管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與風(fēng)險(xiǎn)管理研究 ”等項(xiàng)目； 2020 年西南石油 大學(xué) 和西南油氣田分公司聯(lián)合研制開發(fā)的“輸氣管線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件”，在重慶氣礦達(dá) — 臥輸氣管道進(jìn)行全線風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)獲得成功 [9]。 由于該方法最早是由美國(guó)提出并開始應(yīng)用的，加之國(guó)外與國(guó)內(nèi)管道所西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 3 處的自然條件和社會(huì)條件均有所不同，因此， 管道 風(fēng)險(xiǎn)因素及其評(píng)分法則、每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素所占的權(quán)重均 需要根據(jù)我 國(guó)管道的實(shí)際情況進(jìn)行 調(diào)整 。原風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分法中沒(méi)有的因素而在 我國(guó)管線 實(shí)際運(yùn)行中確實(shí)對(duì)管線 的安全性 會(huì)造成 影響 的 因素，本文經(jīng)過(guò)對(duì)我國(guó)陸上長(zhǎng)輸管線特別是“馬 廣”長(zhǎng)輸原油管線的調(diào)研后，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 目前各國(guó)在管道半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面所做的研究工作集中在如何使《 Pipeline Risk Management Manual》中建立的管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系更加符合本國(guó)油氣管道的實(shí)際情況 [10]。 整個(gè)評(píng)價(jià)體系中還是有很多的風(fēng)險(xiǎn)因素并不符合我國(guó)大部分管道系統(tǒng)的實(shí)際情況 ，特別是本文所要研究的長(zhǎng)輸原油管線系統(tǒng) 。對(duì)于泄漏后果來(lái)說(shuō)，原評(píng)價(jià)體系只是半定量的打分來(lái)判斷泄漏后果的嚴(yán)重程度。因此， 在專家打分法的基礎(chǔ)上 需要對(duì)油品 泄漏規(guī)律、擴(kuò)散規(guī)律和災(zāi)害評(píng)估等方面進(jìn)行研究 ，并開發(fā)管線泄漏災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng) 。 主要 研究 內(nèi)容 及技術(shù)路線 主要研究?jī)?nèi)容 本文 主要對(duì)以下幾方面內(nèi)容進(jìn)行研究： （ 1）原油管 道 危害辨識(shí)故障樹分析 介紹了故障樹分析的基本 模型 ，采用故障樹分析方法對(duì)陸上原油管 道 進(jìn)行故障樹分析， 識(shí)別出系統(tǒng)存在的主要風(fēng)險(xiǎn)因素并提出改善措施。 通過(guò)調(diào)研，結(jié)合我國(guó)原油管道具體情況， 得到適合我國(guó)管 道工業(yè)情況的改進(jìn)的 管道風(fēng)險(xiǎn) 評(píng)分法 法則。 （ 3） 輸油管道相對(duì)失效后果和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)研究 對(duì) 原油管道系統(tǒng) 失效后果 主要 影響因素進(jìn)行分析，確定相對(duì)失效后果指數(shù)的計(jì)算方法，并結(jié)合管道失效 風(fēng)險(xiǎn) ，確定 綜合風(fēng)險(xiǎn) 相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算方法。 （ 4）輸油管道泄漏 擴(kuò)散 災(zāi)害評(píng)估 體系及 系統(tǒng)的開發(fā) 對(duì)管輸產(chǎn)品泄漏、擴(kuò)散規(guī)律及災(zāi)害形成相關(guān)理論進(jìn)行研究，根據(jù)研究成果開發(fā)《輸原油管線風(fēng)險(xiǎn)及災(zāi)害評(píng)價(jià)技術(shù)研究 油管道泄漏災(zāi)害評(píng)估系統(tǒng)》。找出四大指數(shù)高風(fēng)險(xiǎn)管段、高失效可能性管段、泄漏后果最嚴(yán)重的管段和綜合評(píng)價(jià)出的高風(fēng)險(xiǎn)管段， 并對(duì)各管段 相對(duì) 風(fēng)險(xiǎn)可接受性進(jìn)行 判斷。 采 用故障樹分析 方法 是對(duì) 原油管線 進(jìn)行可靠性與評(píng)價(jià)非常 有效 的 方法。 基本概念 故障樹分析，是一種評(píng)價(jià)復(fù)雜系統(tǒng)可靠 性和安全性的方法。 一般情況下， 故障樹分析 主 要 可分為以下 八 個(gè)步驟，如 圖 21 所示。從 而 制定 相應(yīng)的措施，以提高原油管線的可靠性和使用壽命 [13]。引起的最直接原因?yàn)榇┛着c開裂，二者中只要有一個(gè)出現(xiàn)，就會(huì)引起原油管線失效的發(fā)生。 如 圖 22 所示，圖中各符號(hào)所代表的意義見表 21。 29 個(gè)一階最小割集（即 f1~f10， f19， f28~f44， f47）直接影響著系統(tǒng)的可靠性，是原油管線系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，要提高管線的可靠性與使用壽命，應(yīng)首先從這 29 個(gè)一階最小割集著手。經(jīng)過(guò)整理和總結(jié)主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）第三方破壞。還應(yīng)包括線頻率、員工責(zé)任心等 ； （ 2）管線外腐蝕。土壤中的含鹽量、 PH 值、含水率與電阻率造成防腐層的破壞，特別是存在其它麥迪金屬電流、交流干擾的情況下更為嚴(yán)重。包括管材在制造加工、運(yùn)輸不當(dāng)造成缺陷。管材出事缺陷將降低管線整體強(qiáng)度，為管線失效提供條件 。每項(xiàng) 100 分，共 400 分。 通過(guò)對(duì)以上四方面因素的分別評(píng)分，求得其指數(shù)和，即可得到管道的相對(duì)失效 風(fēng)險(xiǎn) 分值 [18]。通過(guò)相對(duì)失效 風(fēng)險(xiǎn) 和相對(duì)失效后果即可得到管道的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn) 分值 。 圖 31 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分法框圖 管線分段 管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)之前需要對(duì)整條管線進(jìn)行分段，主要依據(jù)以下四點(diǎn)原則，依其重要程度分別是 [19]： （ 1）沿線人口密度（ DOT 地區(qū)人口等級(jí)分類法 ）； （ 2）土壤腐蝕性； （ 3）包覆層狀況； （ 4）管道使用年限。 影響第三方破壞風(fēng)險(xiǎn)的因素主 要有一下幾方面 [20]： （ 1）管道覆蓋層最小厚度???????????? ? ????? 0~20 分 20% （ 2）活動(dòng)程度????????????????? ? ????? 0~25 分 25% （ 3）管道地面設(shè)施?????????????? ? ?????? 0~10 分 10% （ 4）直呼系統(tǒng)????????????????? ? ????? 0~10 分 10% （ 5）公眾教育????????????????? ? ????? 0~10 分 10% （ 6）管道用地標(biāo)志??????????????? ? ????? 0~ 5 分 5% （ 7）巡線頻率????????????????? ? ????? 0~15 分 15% （ 8）自然災(zāi)害（人為導(dǎo)致） ???????????? ? ???? 0~ 5 分 5% 管道覆蓋層最小厚度的評(píng)定（不可變因素， 20%） 管道覆蓋層 風(fēng)險(xiǎn)采用其 最小覆蓋層厚度 做 為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 3 = 分?jǐn)?shù)值 （ 31） 覆蓋層的作用 是保護(hù)管線免遭第三方破壞。 2in 厚的混凝土防 護(hù)層 = 增加 8in 厚土質(zhì)覆蓋層 混凝土板（加強(qiáng)的） = 增加 24in厚的覆蓋層 警告標(biāo)志帶 = 增加 6in厚的土質(zhì)覆蓋層 活動(dòng)程度（不可變因素， 25%） 管線周邊地區(qū)活動(dòng)程度頻繁必然會(huì)增加管線風(fēng)險(xiǎn)。 具體分類辦法 見 泄漏后果指數(shù)中 人口分值的評(píng)定一節(jié) 。 活動(dòng)程度風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)分細(xì)則如下 ： （ 1） 高活動(dòng)程度地區(qū) ???????????????????? ? ??? 0 分 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 11 這類地區(qū)具有以下一個(gè)或幾個(gè)特性： ① DOT 規(guī)定的 III 類人口密度地區(qū) ② 高人口密度 ③ 建設(shè)活動(dòng)頻繁 ④ 大量的直呼或巡線報(bào)告（每周大于兩次） ⑤ 鐵路及公路交通造成威脅 ⑥ 附近有許多其它地下敷設(shè)的公用設(shè)施 ⑦ 來(lái)自野生動(dòng)物的頻繁破壞 ⑧ 正常的近海拋錨區(qū)域 ⑨ 常見的鄰近海底管線的 挖掘活動(dòng) （ 2） 中等活動(dòng)地區(qū) ????????? ? ??????????????? 8 分 這類地區(qū)具有以下一個(gè)或幾個(gè)特性： ① DOT 規(guī)定的 II 類地區(qū)人口密度 ② 附近人口密度較低 ③ 沒(méi)有可能造成威脅的常規(guī)建筑活動(dòng) ④ 很少量的直呼或巡線報(bào)告（每月小于 5 次） ⑤ 附近地下敷設(shè)的公用設(shè)施很少 ⑥ 野生動(dòng)物偶爾的破壞 （ 3） 低活動(dòng)程度地區(qū) ???? ? ?????????????????? 15 分 這類地區(qū)具有以下一個(gè)或幾個(gè)特性： ① DOT 規(guī)定的 I 類地 區(qū)人口密度 ② 鄉(xiāng)村，人口密度很低 ③ 實(shí)際上幾乎沒(méi)有活動(dòng)報(bào)告（每年小于 10 次） ④ 該地區(qū)無(wú)日常的有害活動(dòng)（凡機(jī)械不能挖深至管線覆蓋層 1ft（ ）以內(nèi)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)可視為是無(wú)害的。地面上某些設(shè)施常常是難以改變的，因此 需 要采取保護(hù)措施以減少風(fēng)險(xiǎn)。該系統(tǒng)對(duì)于 減少 管線事故有著明顯的效果。 公眾教育（可變因素， 10%） 公眾教育在減少第三方破壞方面起到 非常 重要 的 作用。 一個(gè)行之有效的公眾教育程序的評(píng)分如下： 郵寄廣告 ???????????????????? ?? ??????? 2 分 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 13 每年與地方官員會(huì)晤一次 ?????????????? ?? ?????? 2 分 每年與當(dāng)?shù)赝诰蝽?xiàng)目承包商或挖掘者會(huì)晤 1 次 ???????? ?? ??