油气长输管道风险管理的数据管理.pdf

2 0 1 3年 第 4 2卷 第 5 期第 2 7页 石 油矿 场机 械 OI L F I ELD EQUI P MENT 文 章 编 号 1 O 0 卜3 4 8 2 2 O 1 3 0 5 0 0 2 7 0 4 油气长输管道风险管理 的数据管理 李 小洪 中石化管道储运分公 司 武汉输油处 ， 武汉 4 3 0 0 7 7 摘要 在长输管道风险管理过程 中经常遇到数据管理 问题 ， 且在风险管理后期才能显现 出来， 要提 前做好 计 划才 可提 高风 险管理 过程 的效 率 。介绍 了处理 此 问题 的 一 些方 法 ， 并 阐述 了从数 据 中提 取 有 用信 息的 数 字技 术及 进行 数据 质 量控制 和质 量保 证 的方 法。 关键 词 长输 管道 ； 数 据 管理 ； 质量控 制 中 图分类 号 TE 9 7 3 文 献标识 码 A Da t a M a na g e m e n t i n Oi l _ 。 a n d _ 。 g a s Pi p e l i n e Ri s k S u pe r v i s i o n LI Xi a o h o ng Wu h a n Tr a n s p o r t a t i o n De p ar t me n t ． Si n o pe c Pi p e l i n e Tr a n s po r t a t i o n S t o r a g e Co mp a n y， Wu h a n 4 3 0 0 7 7， Ch i n a Ab s t r a c t Th e d a t a m a na g e me n t e xi s t s i n t h e r i s k s u pe r v i s i o n o f l o ng di s t a n c e pi p e l i n e， a n d， du r i ng a na p ha s e， t he r i s k s up e r v i s i on s ho w i t s ne c e s s i t y． Th e l e a di n g pl a n s h ou l d be m a de i n a dv a n c e t o i n c r e a s e r i s k s up e r v i s i on e f f i c i e nc y． A s e r i e s o f m a na g e me n t a nd ha nd l i ng me t ho d a r e i n t r o du c e d． The t r a ns f e r o f d a t a f r o m u s a bl e i nf o a nd t h e qu a l i t y c o n t r ol a n d gu a r a n t e e o f d a t a p r oc e s s i ng a r e i n t r od uc e d a s we l 1 ． Ke y wo r d s l o ng d i s t a nc e pi p e l i n e； da t a m a n a g e me n t ； q u a l i t y c o nt r o l -t -” ” ” ””“- a t -“ 我 国海洋 石油 钻采 装 备 标 准 与 国 际标 准 接 轨 ， 把 标 准作 为技 术 引进 的平 台 ， 缩 短 我 国海 洋钻 采 装 备 与 国外 的技术差距 ， 引领和促进我 国海洋钻采装备技 术 的快速 提 高 ， 满 足 我 国海 洋 石 油 钻 采装 备 研 制 开 发 、 生产 制造 和现 场使 用等 对标 准 的需要 ， 提高 产 品 的国 内外 竞 争力 。 5 积 极 参 与 国 际标 准 化 活 动 。重 点 开 展 与 I S O、 AP I 的标准化技术交流与合作 ， 实质性参与相 关的国际标准化活动 通过承担 I s O／ TC 6 7归 口专 业标准的投票工作 ， 反馈我 国海洋石油装备制造业 的意见 ， 增强话 语 权 ； 加 强对 国际标准 和 国外 先 进标 准 的跟踪 研究 ， 重 点 加强 对 I S O／ TC 6 7和 AP I 相 关 标准的跟进 ， 及时了解和掌握 I s O、 AP I 及其它国外 先进标准 的制修订 动态 ， 加快对先进适用标 准的采 标进 度 ； 对我 国在 海 洋 钻采 装 备 方 面 积 累 的 先进 经 验 和新 技术 成果 ， 在 及 时 制定 为 国家 或石 油 行 业标 准 的同时 ， 积极形 成 国际标 准提案 ， 推进 我 国海洋 石 油钻采装备标准转化为国际标准 。 参考文献 [ 1 ] AP I a n d J o i n t I n d u s t r y Ta s k F o r c e r e l e a s e r e p o r t s o n o f f s h o r e s a f e t y c h a n g e s [ E B ／ OL ] ． [ 2 0 1 2 1 0 1 5 ] ．h t t p ／ ／ www． a p i ． o r g ／ p o l i c y a n d i s s u e s ／ p o l i c y - i t e ms ／ e x p l o r a t i o n ／ a p i j o i n t i n d u s t r y t a s k f o r c e r e p o r t s ． a s p x ． [ 2 ]Th e AP I C o mp o s i t e L i s t [ E B ／ O I ] ． [ 2 0 1 2 1 1 - 2 0 ] ． h t t p ／ ／ c o mp o s i t e l i s t ． a p i ． o r g ／ ． p d f ． [ 3 2 高圣平． 我 国石 油装备 标准化 发展趋 势[ J ] ． 中国石油 和化工标准与质量 ， 2 0 0 8 1 2 7 - 1 3 ． E 4 2 S A C ／ T C 3 5 5全 国石油天然气标 准化技术委员会 [ E B ／ O L ] ．[ 2 0 1 2 1 1 - 2 0 ] ． h t t p ／ ／ www ． p e t r o s t d ． c o rn／o r g a n i z a t i o n ／ i t e m． 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 2 1 作者简介 李 小洪 1 9 7 4 一 ， 男 ， 四川射洪人 ， 工程师 ， 主要从 事设 备管理工作。 石 油矿 场 机械 2 0 1 3年 5月 风 险评 价 ， 特 别 是对 跨越 很长 距 离 的 长输 管 道 进 行评 价 ， 实 际上 就是一个 数据 密集 的过程 ， 它将所 有可用 的数 据合 成 为 新 的信 息⋯ 风 险 值 相 对 风 险值或绝对风险值 ， 必须经过处理后 ， 风险值才能 变为一种信息。在风险评价过程中所提到的风险模 型 ， 实 际上就 是一 套确定 风险 大小 的运算法 则 。 1 风险管理流 程 通 常利 用一般 电子表 格 和桌面数 据库 的软件 工 具进行 风 险评 价 。进 行 风 险评 价 时 ， 要确 保 能 够 以 某种格 式 去获取相 关 的有 用信 息 。利用风 险评 价程 序 ， 首 先要 能 以固定 的风险属性 进行 分段 ， 并给 出这 些风 险段 的风险分 值 。 1 ． 1 风险模 型 管道风险评价模型就是一套使用有用的信息和 数据关系去确定管道沿线风险水平的算法 。根据需 要 ， 管 道风 险评价 模型 可以从 一些存 在 的模 型 中选 ， 也可 以购 买一些 可 用 的商 业模 型 ， 或 者 根 据现 有 模 型定 制 。为计算 风 险分 值 ， 需 要 建立 可 以 直接 利 用 数据 库 中数 据 的算 法 。 1 ． 2数据 准备 准备 的数据 或 因系统条 件产生 的数据 将被 调入 风 险评价模 型 ， 并被 风险 评 价模 型 使 用 。准备 数 据 包括 缩减 或者补 充数据 ， 以使 其适应 区域 内 的影 响 、 类别 等 。 1 ． 3 分段 沿着一整条管线， 由于风险值几乎不可能是恒 定不 变 的 ， 所 以首 先 以某个 确 定 的 风 险属 性 对管 线 进行分段是十分有利 的。随着数据 的改变， 每次都 会 引起管 线分段 的改 变 。 1 ． 4风 险评估 一 旦 准备好 数据 、 选定 好风 险模 型之后 ， 就可 以 对管道沿线的风险进行评估 。将选好的风险评估模 型用到每个管段 ， 为各管段提供一个确定的风险值。 得 到 的各 段风 险数值 可 以被 转换 为管线 累积 风险值 或 者绝对 风 险值 。 从关注整体风险状况过渡到关注管道各个部分 的微小 细节是 十分 必 要 的。此 时 ， 需要 一 个 能将 管 道信息快速制成表格 ， 并能在地 图上快速生成管线 的软件。同时， 泄漏介质 的流动路径、 扩散模型、 土 壤渗透性及确定危险区域都是更智能地进行风险评 估 的方 法 。 1 ． 5 风险 管理 对管线的各个管段完成风险评估后， 就进入关 键性的风险管理 阶段。在风险管理过程 中， 重点是 强调 决策支 持 ， 要 为 风险 管 理者 提 供 优化 配 置 资 源 的工具 。这一 过程 通常包 括 5个步骤 1 分 析数据 图形 、 表格 及简单 的统计 数据 。 2 计算 累积风险值和风险变化趋势。 3 提 出一个 综合 的风险 管理策 略 。 4 找 出减缓 方案 。 5 进行 “ wh a t i f ” 假设 分 析 ， 即假设 发 生 某 种 事故 ， 提 出处 理方 案 。 2 数据准备 2 ． 1数据 的收 集和格 式 有关风 险 的各 种数 据 来 自各 种 渠 道 ， 一 些 早 期 的数据通常 以纸介质保存 ， 可能需要将其变成电子 形式 。通 常是找 出许 多 不 同 的识 别 系统 ， 识 别 系 统 会使标识符变得很复杂 ， 因此信息应该以标准的格 式存 在 。所 有输人 数据都 应该 用一个具 有通 用字段 名 的标准数 据格 式来存 储 。在 对数据 进行 存储或 者 重新指定格式时， 都应该对所采用 的标准数据格式 进行 定义 。 2 ． 2 点事 件和 连续 的数据 描述 特定 的 1 个点 的数据 与描述 沿一 定长度 管 线上 连续状 况 的数据有 区别 。连续 数据有 起始 和终 点 里程数 。描述 一段距 离缓慢 变化 的状态 就是连 续 数据。点事件数据有起始点里程数 ， 但没有终点里 程数 ， 即没 有长 度 的事 件 。点 事件数 据例 如 测量 的 管地电位 、 特定点土壤 的 p H 值、 覆盖层厚度 实测 时 、 高程数据等。连续数据例如 管材的规格 、 覆盖 层厚度 估计时 、 培训分值 、 维护分值、 水域穿越 、 沼 泽 地穿越 等 。 由于风险 模型要求 变量 具有沿 管道 连续变 化 的 特 征 ， 因此所有 的数据 最终 必须是 连续 的格式 ， 可 以 利用专门的软件程序将点属性数据转换为连续数 据 ， 也可 以手工 将数据 进行转 换 。 2 ． 3去掉不 必要 的管段 沿着较长的管段 ， 以一定 间隔收集的数据通 常 没有改变或者变化很小。例如管地 电位值、 覆盖层 深度、 土壤 p H值等 ， 在较近的 2个测量点之间几乎 没有改变。一连串的相对一致的测量值可以被当作 1个数 据 段 ， 而 不 是单 独 的 多个 相 互 分离 的短数 据 段。为一些微小的变化就划分出新的风险段会降低 处理的效率 ， 实际上， 风险模型本身也无法识别太小 的数 据变化 。 第 4 2 卷第 5 期 李小洪 油气 长输 管道风险管理的数据管理 2 ． 4为 测量 的数 据划 分等 级类 别 为 减 少在 属 性 段 之 间插 入 不必 要 的分 界点 ， 可 以采 用程 序分 类 的方法 对测 量读 数进 行分类 。根据 使用 的类 别数 ， 就 可 以大 量 减 少 分段 数 。操作 人 员 通过 选择 类别 数量 和各 类 的范 围设定 将管 段级 别分 开 。对 实际数 据进 行 统 计 分 析 ， 加 上 对 测 量 数据 差 别 的理解 ， 可 以进 行典 型 的分类 。 2 ． 5设 定影 响 区域 将 离散点 数 据转换 为 连续数 据 的一个 关键 就是 设定 影 响 区域 。一些 数 据 具 有 很 强 的地 域 性 ， 并 给 出了管 段附 近 的一些信 息 。这些 数 据与抽 样数 据是 有 区别 的 ， 因为关 注 的事件 不是 抽样 测量 ， 而 是代表 管道 上 一个 特定 点 的属 性 ， 有 时还 代 表 管 道 给 定点 两边 一 定距 离范 围 内区域 的状 况 。以泄漏 或破 裂数 据 为例 ， 泄漏 仅影 响管 道上 几米 的地 方 ， 但 根 据泄漏 类 型 的不 同 ， 有 时也对 临近 的管 段产 生影 响 。 因此 ， 一 个影 响 区域 ， 即泄 漏 点 两边 影 响范 围 的距 离 应合 理 确定 。在 影响 区域 内的整个 管段将 保 守地 被 当作 发生 泄漏 或 者有 可能将 来发 生泄 漏 。 2 ． 6可 计数 的属 性 一 些 点 事件 可能不 是作 为采 样值 而是 作 为可计 数 的属性 ， 此 时应 该关 注这 类事 件 的数量 或密 度 ， 而 不 是关 注一个 具 体 的影 响 区域 。每个 区段 的这 些事 件 的次 数被转 换 成 密 度 。然 而 ， 在 分 段 之 后 的 密度 计算 可 能会错 误 ， 因为 在 动 态分 段 模 式 下 管 段 长度 是一 个 变化很 大 的量 。 因此 ， 密 度需 要预 先确 定 ， 并 在分 段 之前作 为 属性使 用 。 2 ． 7数 据质 量／ 不确 定性 任何的管线风险评估有很多不确定性， 一部分 不 确定 性来 自数 据本 身 ， 按 数 据 的质 量 和 使 用期 限 来 描述 收集 数据 的特性 会 影响 到风 险评价 人 员 的理 解 ， 进而 影 响风 险模 型 。数 据使 用期 限 即数据 “ 衰退 速 率” 。考虑 到衰 退影 响 ， 要 区分收 集数据 的出处 和 可 信程 度 。 解决 数据 质量 差异 对 风险影 响 的 1 个 方法 就是 “ 修 正” 那 些 不 是 由直 接 测 量 或 观察 得 到 的 风 险 变 量 。数据 质量 调整 系数 如表 1 。 表 1数 据 质 量 调 整 系 数 续 表 l 3 分 段 将 相 似属性 的管道进 行分 段 的方法有 固定 长度 分段 和动 态分段 2种 。预 先确 定长 度 的管 段被 当成 1个评估 单 体 ， 按 此长 度确 定每 个 管段 ， 不 考 虑管 道 特征 的变 化 。按 固定 长 度分 段 的方 法 ， 一 般 每个 管 段 的属性 都不相 同 ， 例 如管 材 壁 厚 、 土壤 类 型 、 覆 盖 层深 度 、 人 口密 度 等 沿 该 管段 都 是 变 化 的 。 由于该 管段是作为个单独 的整体评估 的， 因此不相同的属 性 必须 消除 ， 常用 的方法 就是取 平 均值 ， 或 者是 取整 个管段 最 坏 的情 况 。 动态 分 段是 一 种 高效 的风 险评 估 方 法 ， 因为 同 一 管 段 只有相类 似 的属性 ， 当同性改 变时 ， 就划 分 出 1个新 的管段 。由于风 险变 量测 量 的是 沿 管段 唯一 的状 态 ， 可 以将 它 看 成 1个 信 息 重 叠 的带 。动 态 分 段 时 ， 一旦 管道 属性 改变 就划分 出新 的管段 ， 所 以每 一 个 管段 都有 区别 于 相邻 管 段 的确定 的 1组 属 性 。 管段 的长 度取决 于管 道 属性 变 化 情 况 ， 当 管道 属 性 改变 很大 时 ， 最 短 的管段 仅几米 长 ， 当管道 的属性 改 变很 缓慢 时 ， 最 长 的管 段 长 度 可 以达 到 数 百米 甚 至 数公 里 。 4 评 分 算 法 和 方 程 是 通 过 输 入 数 据 计 算 出风 险值 的 “ 规则 ” 。一般情 况 下 ， 最 好将算 法 明细表列 出 ， 这样 可 以清楚地 看 到各 方 程 问 的关 系 ， 以及 跟踪 方 程 的 变化 。在考虑到其他的规则 时， 要检查和调整现有 的规则 。如果调 整 了权重 ， 应 该 统 一 检 查 所 有 的权 重 ； 如 果 改变 了运算 法 ， 要 建 立 重 要 位 置 的算 法 明 细表 ， 以 反 映算 法 随着 时 间 的 进 展 。有 可 以选 择 的运算法则时， 应该 将其列在现有法则 的旁边 ， 并 进行 比较 。应 经 常 定 期 检 查 算 法 ， 既 作 为 风 险评 价效 能 测 量 循 环 过 程 的 一 部 分 ， 又 可 在 有 新 的 可 利用信息或者新 的信 息利用 方式 时， 适 时调整风 险模 型 。 在 某 些情 况 下 ， 在 给定 点 关 于一 件 特定 事 件 没 石油 矿 场机 械 2 O 1 3年 5月 有可用 的信 息 例 如 经 常遇 到在 1 条 较 旧的管道 的 很 多位 置 上无法得 到确 切 的覆 盖层 深度 ， 这就 是 1 个数据缺 口。在计算风险分值之前 ， 尽可能多地填 补这些数据缺 口很必要 ， 否则会对决策产生影响。 沿管 道 上 的每 一个 点 、 每 一个 事 件都 应 该对 应 有一 个给 定 的属性 值 。如 果 缺 少数 据 ， 就 无 法 完成 风险评价计算 ， 除非 给缺少的数据 1个值 。缺省值 就是在没有其他信息时给定的值 ， 选择缺省值需要 很多推断， 应该建立综合风险评估缺省值体系。 5 质量保证和质量控制 在 风 险评 价 过程 中 ， 有好 几 个关 键 位置 需 要进 行 质量保 证 和质 量控 制 。在 进 行 分段 之 前 、 收 集数 据 时 ， 对属性 数据集 或 电于表 格 进 行 以下 检查 1 确 定 所 有 的标 识 符 I D 被 包 括 在 内 确定 整个管 道都 被包 括 在 内， 评估 系统 的任 何 部 分 不会 因为疏 忽而被 遗漏 。 2 确 保所使 用标识 符 均正确 。 3 确保系统标识符中所有记录都有合适的起 点 和终点里 程 。找 出里 程 上 的错 误 ， 有 时 是 在对 现 场 收集 的数据转 换时 产生 。 4 确定 每种事 件 的所 有距离 之 和都不会 超过 管 线 的总长度 。如果 随后评 价 时为某些 属性增 加 了 缺 省值 ， 可能使 距离 总和小 于管线 总长 度 。 5 确保 每条记 录 的终 点 里程恰 好等于下 一条 周 军等 孙健等 杨 胡坤等 沈 蓉等 王 鹏 等 孙晓 迎 等 罗 敏 等 徐剑 明 等 邓 又铭等 -- ““” ” ”- 4 -”- 4 - 记 录的起点 里程 。 对 每个 管段 确 定好 风 险分 值 之后 ， 通 过 下列 几 种方 法可 以查询 风险分 值数据 库进行 质量 检查 和质 量 控制 1 查找 没有计算 风 险分值 的管段 。这往 往是 由于缺 少算法 所需 要 的一 些 属性 信 息 引起 的 ， 给 定 缺省值后 ， 将不会再有数据缺口， 除非属性在逻辑上 不 能给定 缺省 值 例如 管径 、 介质类 型 。 2 查找 出风 险得分 超 出极 限范 围的管段 。这 种情况的常见原因是算法并不是所预期的那种计算 方式 ， 特别是 在运用 了较 多复杂 条件等 式“ 如 果⋯ ⋯ 则⋯ ⋯” 的时候 。另一 个 常 见 的原 因 就是 日期格 式 不是预 先设 定的 ， 并且 当算 法 和条 件 状况 发 生 改 变 时 ， 没 有对 另一个 作相应 调整 。 3 确保风险分值计算正确 。通常最好的做法 是 为显示 的变量 、 中 间计 算结 果 、 最 终 计算 结 果 作 查询 ， 特别是那些复杂的风险分值计算 。浏览查询 结果 ， 就会 很容 易发现错 误 ， 例如不 正确 的数据格 式 或者计算的分值与预期的不符合。 参考文献 [ 1 ] Ke n t Mu h l b a u e r W． 管道 风险 管理 手册 E K 3 ． 2版． 北 京 中国石化出版社 ， 2 0 0 5 ． E 2 3 郑津洋 ， 马夏 康 ， 尹谢平． 长输 管 道安 全风 险辨识 、 评 价、 控制E M3 ． 北京 化学业 出版社 ， 2 0 0 4 ． 下期部分 目次预告 煤层 气地 面集输 系统 管流分 析 气体排 量 对钻柱振 动 的影响规 律 常 规 游 梁 式抽 油 机 电流 平衡 调 整 方 法 研 究 半 潜 式钻 井 平 台 系统 VR ML仿 真 关键 技 术研 究 旋转导向钻井工具 3 D参数化虚拟样机 设 计 抗 H 2 S腐 蚀 的 HH P S L 3 G P R2级 气 密封 闸 阀研 制 超短半径水平井柔性壳力学分析及强度 评 价 普 光 气 田 N8 0套 管 多元 腐 蚀 行 为试 验 研 究 球 形 防喷 器胶 芯密封 钻具效 果评 价 蒋 雨 辰新型 直读 式注 水流量测调 仪研 制与 应用 姜 博 宇 高压大排 量水 力射 孔 泵机组研 制 刘钦 祥等L X G F C 4 0型连 续油 管作 业机 结构研 究 杨 成 等L T J 5 1 0 0 TQ6型 蒸 汽 清蜡 车 技 术 改 造 方案 分析 张 生昌等 往 复 式 油 气 混输 泵 出 口单 向锥 阀 角度 分析 章发 明等 井下 工具拆装 架主钳 转矩 测量 方法及误 差分析 赵 广民等 分段 压裂 用双功 能丢手 工具研 制 宗 美巧 等 一 种 P L C控 制 的 深 井 抽 汲 机 研 制 及 应 用 邹峰 梅 等 深 井挤 堵 作 业 用新 型 定 压 工 具 研 制 与 应 用 朱明喜等 普光气田井筒解堵Z - 艺改进方法