海底油气管道的泄漏及预防.pdf

JIE NENG YU HUAN BAO 2008.No.12月刊31 全球油气工业正在向海洋进军，茫茫大海中矗立 起越来越多的油气钻井平台，海底蜿蜒曲折的油气管 道，成为全球能源运输动脉的重要组成部分。与此同 时，随着海底油气管道不断延伸变长，管道破裂泄漏 的风险也悄然增加，成为海洋溢油事故的原因之一。 1 海底油气管道铺设特点 海洋管道包括海底油气集输管道、干线管道和附 属增压平台以及管道与平台连接的主管等。其作用是 将海上油、气田所开采出来的石油或天然气汇集起 来，输往系泊油船的单点系泊或输往陆上油、气库 站。海洋油、气管道的输送工艺与陆上管道相同。海 洋管道工程在海域中进行，工程施工的方法则与陆上 管道线路工程不同。 20世纪50年代初期，人们开始在浅海水域中寻 找石油和天然气。随着海洋油气田的开发，首先出现 了海洋输气管道。天然气必须依靠海洋管道外输，浅 海中采出来的原油则可由生产平台直接装入油船。在 深海中采出来的原油，大型油船停靠生产平台会威胁 到平台安全，因此出现了海中专用于停靠大型油船的 单点系泊。这样，就要有连接各生产平台与单点系泊 之间的输油管道。70年代，在海域中开发了大型油气 田以后，开始建设了大型海洋油气管道，把开采的油 气直接输往陆上油气库站。 1 . 1 海底管道特点 （1）施工投资大。在一般海域中铺设一条中等口 径管道需要一支由铺管船、开沟船和1 0余只辅助作 业拖船组成的专业船队。此外，还需要供应材料、设 备和燃料的船只等。租用专业船队的费用是海洋管道 施工中的主要费用，由于这一费用较高，致使海洋管 道施工费用比陆上同类管道要高1～2倍。 （2）施工质量要求高。不论是在施工期间或投产 以后，海洋管道若发生事故，其维修比陆上管道维修 困难得多，因此，海洋管道施工要确保质量。 （3）施工环境多变。海况变化剧烈而迅速，如风 浪过大，施工船队难以保持稳定。在这种情况下，须 将施工管道下放到海底，待风浪过后再恢复施工。 （4）施工组织复杂。海洋管道施工中，管道的预 制，船队的配件、燃料和淡水的供应等，都需要依靠 岸上的基地；船队位置和移动方向的确定，也是依靠 岸上基地的电台给予紧密配合。因此海洋管道施工具 有海陆联合组织施工的特点。 2 海底管道破裂原因 2 . 1 破裂原因 与油轮、汽车等运输方式相比，油气管线具有输 运量大、稳定和很少受气候影响等优势，因而也更为 安全。正因为如此，海底油气管道备受青睐。世界上 海底油气管道的 泄漏及预防 赵 华 （胜利油田孤东采油厂地质所， 山东 东营 2 5 7 2 3 7 ） 摘要 介绍海底油气管道铺设特点， 海底管道 破裂原因， 及海底管道泄漏的有效预防措施。 关键词海底油气管道；破裂；泄漏 2008.No.12月刊32 JIE NENG YU HUAN BAO 大型海上石油天然气作业区如北海、墨西哥湾以及中 东波斯湾，大量使用海底管线作为生产井域和处理终 端的油气运输方式。近年来，随着我国海域石油天然 气作业的大幅度增加，海底油气管道作为运输方式也 越来越普遍，覆盖了渤海、南海东西部大部分水域和 东海部分水域。 油气管线破裂原因大致可归类为物理损伤（铺 设不当或焊接不当造成的缺损） 、机械损伤、管线材 质缺损、材料疲劳和管线内外表面腐蚀等；恶意和故 意破坏的第三方损害；不可抗力和外界条件变化，如 地震或海床支撑坍塌。 据统计，全球海底油气管道破裂的原因主要是第 三方损害，约占事故原因的50～60。比如在我国 渤海，海底网管密布，水面则是进出各港湾的航道、 鱼汛期集中作业的水域，存在其他用海者误操作的客 观条件。国际油价的冲高，也使极少数人铤而走险， 钻孔盗油从而引发溢油事故。 2 . 2 风险增加 在海底油气管道不断延伸的同时，海底油气管道 破裂引起的事故和污染在国内外都呈上升趋势，防止 和应对管道溢油的任务也越来越艰巨。北海海域约 2 .1 5万公里长的油气管线被查知有潜在环境风险。 2005年，美国墨西哥湾共有102条油气管线在卡特里 娜飓风打击下有程度不同损毁破裂。2006年，BP在 美国阿拉斯加的油气管线破裂给当地环境造成了严重 污染，使美国联邦法庭下令其关停大部分油气管线以 进行更严格的测试。 海底油气管道破裂虽易发生在管线的登陆点和浅 海滩涂，但具体地点往往具有不确定性，加之目前的 检测手段无法保证第一时间探知油气管线破裂，导 致一旦发生破裂溢油量较大。由于查漏和修复困难， 溢油会断断续续溢出海面，在海流和风力作用下成 片状漂移。即使在查漏过程中，残留油品仍会在泵压 下溢出，呈分散的薄油膜，造成收油时间长及机械回 收困难。 油气管线破裂引起的溢油污染程度，取决于管线 损害的程度、流体的天然属性（可压缩天然气还是不 可压缩的石油产品） 、油气管线的尺寸、截止阀的位 置、油气管线的水下路径、作业者应急动员效率以及 泄漏检测水平的高低。 3 海底管道泄漏的有效预防措施 海底油气管道需要企业和有关部门加强管理和监 督，以减少破裂可能性。其中，采取有效防范措施是 应对海底油气管道破裂的首选。 3 . 1 预防第三方损害和管线腐蚀 第三方损害对海底管线所有者来说虽不负主要责 任，但也不能说毫无干系。很多国家对海底油气管道 的铺设有严格的工业标准，比如掩埋不足就难以提供 足够的防锚保护，这就要求管线所有者在铺设过程中 严格按照工业标准指导进行，一丝不苟达到足够的防 锚保护深度，同时主管部门应对施工者的铺设质量加 以监督。以渤海湾这样的浅海为例，考虑到海床特 征、水面运输密度和海上作业机械对海底管线的损害 范围，沟堑应达到1.5～2米的深度较为安全。 为解决资源不对称的问题，还应会同主管部门在 管线集中的海底走廊，设立醒目的海上标志，提醒其 他用海者防止对海底管线的误操作。 管线腐蚀极少引起大面积的破裂。可以通过规范 使用材料、监督制造质量、严格把关焊接质量以及用 “智能猪”探查等手段，减少腐蚀造成的破裂事故。对 于作业者则要求严格进行水下巡检，作为环保承诺的 具体措施。 3 . 2 提高泄漏检测和监测能力 在海底油气管道破裂中，泄漏检测水平的高低起 着至关重要的作用，也是能否及时堵漏、进行海上收 油的前提条件。因此，不少国家提出了可参考的工业 标准。比如对于油品输运管线，在泄漏规模达管线内 总量的2 时，无论管线长度和阀门间隔长度，检测 设备应于2 0分钟之内检测到信号。 管线所有者应严格执行定期巡检制度，并提高泄 漏检测和监测能力，提高检测和监测设备的水平。但目 前，检测系统和设备都有其局限性，在灵敏度、精确度、 可靠性、可操作性和连续检测能力等方面还亟待提高。 比如由腐蚀产生的破裂点面积通常都很小，特别在焊 点、阀门连接处等出现的破裂点，溢出率不大，会在相 当长一段时间，检测设备并无明显指示，以至于很多事 故发生后，是海上人工观察或海事卫星最先发现的。 另外，海底油气管道的所有者还应提供管线有关 的全部信息，包括铺设线路图、详细的风险段和紧急 事故发生时的应对距离等。 节能环保技术节能环保技术 JIE NENG YU HUAN BAO 2008.No.12月刊33 3 . 3 制定应急响应计划 参考国际上海底油气管道事故案例，周密的应急 响应计划是预防海底油气管道破裂的关键环节。 海底油气管道所有者首先要制定有针对性的应急 响应计划，保证油气管线破裂事故发生后，能够清楚 界定不同区域和层次的主管部门、应急机构和海底油 气管道所有者、作业者的职责，需要哪些应急资源， 同时配套清晰简洁的行动策略方案。这一应急计划还 应考虑扩展的可能性，特别是与作业者总体应急预案 相衔接。 在准备应急预案中，各方相互磋商和保持沟通是 非常重要的，特别是内容和成本应该达成一致，确定 各方在应急响应计划中承担的职责和扮演的角色。 应急响应计划还应考虑事故的关联性。在管线走 廊内如一条管线破裂，特别是该管线铺设在海底表 面，可能会引起支撑结构的坍塌而损害其他管线。当 准备应急计划时，应该有对这种关联损害的假设及应 对方案。 另外，定期演习是保证应急响应计划有效性的重 要手段。演习中，容易被疏忽的通信是重要的检查内 容。通讯录要及时更新，通信要满足各方联络的需 要，以解决应急行动中通信不对称问题。 3 . 4 鼓励公众参与 海底油气管道的保护需要管理层、治安机构、企 业和民间团体共同努力。根据我国国情，可以考虑建 立激励和奖励制度，鼓励渔业人员和海洋油气作业者 及时报告海上发现的不明来源溢油，指明位置和拍 照，经核实后予以奖励。同时应立法对民间举报者给 予法律保护，严禁打击报复行为。 3 . 5 直面事故 像交通事故一样，不管如何预防，海底油气管道 破裂事故都难免会发生。这时，最重要的是适时根据 事故级别，迅速实施相应的应急响应计划，把影响降 到最低程度。 不管海底油气管道破裂的原因是什么，不管主要 责任在于谁，海底油气管道的作业者无疑是应急响应 计划的主要实施者，在事故发生后要控制事故现场， 提出实际发生情况和潜在后果的评估，与有关主管部 门、应急组织及受影响大众的民间团体及时通报事故 进展，采取减轻环境损害的措施，提出恢复管线正常 开通的条件并实施等等。 当然，最重要的是吸取教训，做好应急预案准备 和故障处理演练，努力将油气管道破裂带来的损失降 到最低程度。■ 2008年12月4日，道丰集团和三星集团在北京总部基地举行“温暖2008共赢明天总 部基地三星签约仪式” 。签约内容涉及总部基地东区建筑面积14万平方米，共22栋楼，三星商 用空调将提供设备总容量近7000匹的DVM PLUS III系列产品。 总部基地不仅是三星DVM样板项目，也是亚洲最大的多联机项目。总部基地东区34 地块 工程选用的DVM PLUS III系列是三星商用空调2008年推出的最具节能环保优势的产品空 调“心脏”全部使用二级压缩的“喷气增焓”高能效涡旋压缩机，耗电量比普通变频空调节约10 以上，运行时不产生电磁污染，运转噪音仅为28分贝，负荷能效比高达4.55，居同行业同类产品 领先水平。三星商用空调将数码涡旋技术引用到商用空调领域，相对于定速、变频等传统技术路 线，数码中央空调在节能特性上技高一筹，空调可在10～100范围内实现连续的、无级容量输 出，提高了系统的能效比。另外由于没有变频电路，空调设备不会产生对电网有害的高次偕波。 总部基地与三星商用空调的合作致力于推动节能环保产品的应用， “节能减排”的宏观大势， 使建筑的节能环保落实到对能耗大户中央空调的选择上，三星与总部基地的合作正是双方企 业绿色经营理念的具体诠释，引领节能环保新趋势。 （本刊讯） 加盟总部基地 三星引领节能环保新趋势