原油长输管道安全输送防护技术

李纯，寇志超，常志浩(国家管网集团北方管道有限责任公司，河北 廊坊 065000)

1 原油的定义

原油作为一种含有大量化学物质的特殊自然资源，是经过淬炼提取之后满足国家标准的商品原油。根据要求不同，我们可以将商品原油划分为不同的种类。通常情况下，密度比较高的原油其成品油的获得率非常低，这也是其价格比较低的主要原因。由于我国不同地区之间的产油性质也各不相同，因此，在输送程度上很难进行区分。远距离原油运输管道，需要在管道沿线设置加压中间泵站，而对于一些黏度比较高的原油，为保障原油的运输效率，还需要在管道沿线设置中间加热站，为避免原油和运输管道粘黏后对原油的产量产生影响，就需要在输送起点设置降凝剂或者用来稀释油的装置[1]。

2 长输原油管道泄漏因素及泄漏检测

2.1 长输原油管道泄漏因素

长输管道在运输原油的过程中优势明显，但是也面临着严重的泄漏问题，进而对原油生产带来了不利影响。导致管道泄漏的原因主要来自以下方面：(1)管道的自身质量不达标。这种问题主要出现在长输管道体系的建设环节，由于没有严格按照标准要求建设管道，在进行管道安装作业的时候也没有进行防渗检测，导致管道自身建设质量遗留了一系列问题[2]；(2)缺少应急保护功能。这种现象会增加管道外观的腐蚀程度，最终引发管道渗漏问题[3]；(3)人为因素的影响。在运输体系的搭建过程中，相关人员未能按照规范进行操作是造成渗漏的主要原因之一。所以，为了避免渗漏状况的发生，要做好管道的检测和维护工作。

2.2 泄漏检测及定位方法分析

2.2.1 负压波检测

负压波检测方法能够用来检测各种环境下的管道泄漏问题，该方法的应用原理是，管道会在环境中产生一定的负压波，而负压波检测方法能够有效检测负压波相关参数，以此来判断管道的渗漏位置。通常情况下，负压检测方法的应用会在泄漏量与瞬时量相对比超过3%时，发出自动报警信号，检测人员在接收到报警信号之后，就可以使用先进的仪器来检测管道的具体泄漏部位。值得注意的是，面对复杂的检测环境，一旦受到严重的噪音干扰，检测数据的精确度就会受到影响。由此可见，该方法在具备明显优势的前提下，也存在着一定的缺陷。该技术不适用于泄漏量比较少或者泄漏点比较多的状况，所以，相关部门还需要加大对检测技术的研发力度，最大限度保障检测结果的真实性与准确性[4]。

2.2.2 光纤检测

光纤检测渗漏(FBG)是一种比较新颖的检测技术。其主要以点式准分布为主，所呈现的特征比较显著。光纤检测渗漏在实际情况的应用中需要依托传感器对光纤进行平埋，在此基础之上检测管道，明确管道的渗漏位置以及导致管道出现渗漏问题的主要原因。对于温度以及压力等相关指标的测试，还需要用到光纤技术，以供相关工作人员更为准确地判定渗漏风险。在采用光纤检测渗漏的过程中，相关技术人员要对注意事项做出全面考量。在泄漏范围较小的情况下，就需要光纤在灵敏度方面全面符合标准。因此，在光纤的具体铺设过程中，技术人员要做好相关的检测工作。同时，在光纤的埋设过程中要注意间距的控制，技术人员需要做好相应的检测工作，这样才能最大限度地保证检测结果的准确性，保证检测面的全面覆盖[5]。

2.2.3 次声波法检测

在诸多渗漏检测技术中，次声波法检测技术是一种有效的技术手段，其检测体系的构建主要依托于次声波。在出现渗漏情况时，管道和原油之间的作用力会影响次声波的数值。而先进仪器的使用，能够检测管道的具体渗漏部位，使技术人员合理规避渗漏风险。这种检测方法，主要应用在大规模长输管道检测工作中，信号的形状非常强，这也是能够精准定位管道中渗漏点位的关键，能够为检测人员开展风险定位工作和后期维护工作提供可靠的保障。相比于其他类型的检测定位技术，次声波法具有不利于控制成本的缺陷。所以，相关人员应该立足于次声波检测法存在的弊端不断进行完善、改进，将技术弊端彻底消除，确保该方法的实际应用范围得到有效拓展[6]。

2.2.4 定位技术应用

在应用定位技术的具体过程中，相关技术人员要做好全面的准备工作。通常状况下需要注意以下两个方面的要素：(1)模型应用。即在具体开展定位工作的过程中，需要依托于专业的数学知识，进行模型创建，之后依托于先进的技术手段，将相关的数据资料进行搜集和系统建设。在开展渗漏风险的诊断途中，可以依托于数据体系进行全面分析，从而精准定位原油渗漏部位。差异参数能够为分析原油渗漏原因提供可靠的依据，从而为技术人员实施预防工作提供可靠的信息支撑[7]；(2)充分发挥出数字和公式的作用。基于特定的公式全面分析相关数据，对原油管道是否存在渗漏风险进行判断，这样一来也有利于技术人员科学开展风险诊断工作，因此，相关部门必须根据工程项目的质量要求，加大对定位技术的研究力度，从而为全面提升风险控制水平提供可靠的保障[8]。

3 原油管道运输安全防护技术措施

3.1 原油长输管道的规划设计

在实际开展原油长输管道设计工作的过程中，设计人员需要做好实地调查工作，以此来获取准确的测量数据，以便及时发现其中存在的风险。同时，原油长输管道的设计必须严格遵循国家相关规划发展和原油资源分布情况。具体而言，原油管道的规划布局需要综合考量如下内容：(1)在选择原油长输管道的泵站以及直径的时候，需要结合管道所能承受的最大压力，使用高质量的钢管，确保原油运输即便在恶劣的环境下也能够安全进行；(2)配备双电源或者双回路。为确保原油长输管道的安全运输，就需要结合管道运输过程中能够承受的电力等级设置双电源或者双回路，值得注意的是，部分管道还可以根据实际情况设置应急电源；(3)建立数据监控记录，数据监控记录主要是针对泵、热炉以及管道内的其他运输设备而言，通过对这些设备的相关运行数据进行严格监管，有利于及时发现设备的突发情况。

3.2 原油长输管道安全监控系统设计策略

原油长输管道的管理，多应用的是分层与序列控制方法，所以需要设置泵站。在具体开展控制工作的过程中，需要根据分序列方法，将处理中心的遥控作用充分发挥出来。如果原油长输管道处于稳定的中心控制状态，说明站点的作用没有充分发挥出来。而要充分发挥出站控室的遥控作用，计算机在站点中发挥着至关重要的作用，计算机的使用，让相关工作人员能够借助控制台严格管控泵的运行情况，发挥出区段的控制作用。以仪表中的显示数据为依据，借助按钮有效控制相关设备，这样一来就能够实现对原油长输管道的修理。同时，区段的处理中心以及控制室的作用相同，以上分层控制的设置，需要将中心监控系统的多项功能充分发挥出来。处理中心能够实现全方位监控，有利于输油管道的安全稳定运行，并且还具有节能作用。但是，这种方法对设备自身的性能提出了更高的要求，所以实际实施起来存在着很大的困难。站控点对于这种控制方法具有监督作用，但是却很难做到完全把控。如果中心监控系统失去了作用，站级监控就会担负其实施监控工作的主要任务。一旦SCADA系统发生故障，就需要在站级监控系统下设置站控终端，由专业人员操控站控终端，才能够确保维修工作的有序开展。对于泵组而言，全部泵机都没有手动开关和停机开关，只有运用控制板，才能够进行控制操作。因此，要想最大限度保障原油长输管道的安全运行，除了要严格监管重点线路线段之外，还需要加强人员的安全作业意识[9]。

3.3 原油长输管道安全防护技术措施

(1)电气保护措施。电气保护措施的应用，能够有效解决计算机或者仪表中存在的故障。比如，对泵入口管簇压力采取超低保护措施，能够在泵入口管簇压力超低时，运用压力开关关闭一切正在运行的泵设备。此外，使用电流波、过电流以及低压保护措施，能够为处理中心和站控设备及时接受故障警报信息提供可靠的保障；(2)机械保护措施。要想做好原油长输管道的安全防护工作，就需要合理运用机械保护措施。确保泵矿监控器处于安全、可靠的运行状态，同时，还需要配备一套清管器自动过站系统，从而将仪表和站控设备中的警报信息显示出来；(3)泄放保护措施。高低压泄压阀是原油管道运输过程中控制原油泄放的主要设备，这种设备拥有完整的阀门系统和控制系统。在进行原油输送工作的过程中，如果遇到出入口压力较低的问题，系统就会自动开启高压阀，以此来确保原油管道的安全运输；(4)附加系统控制保护措施。在具体实施安全防护工作的过程中，需要运用安全可靠性较高的仪表以及电气设备，使其形成一个独立的系统，使用附加系统做好相应的控制保护工作，这样一来，即使某一环节出现了问题，也不会影响到整个原油长输系统的运行，具有降低意外事故出现几率的作用。

3.4 加强长输管道管理和操作人员的培训

要想最大限度保障原油长输管道的安全输送，还需要加强操作人员和管理人员的培训工作，以此来切实提升相关工作人员的综合能力与专业水平。比如，提高管理人员和操作人员的应急能力，定期做好应急演练工作，并且组织召开会议讨论等，不断完善应急预案，这样一来，就算出现突发事件，也能够及时降低损失。同时，必须将操作人员的专业技术培训作为一项重要内容，以定期组织教育培训的方式，确保管道运输不能超压，加强对长输管道运行设备的维护工作。

4 结语

总而言之，随着工业革命的到来，石油在世界范围内的竞争日趋激烈。石油作为工业企业发展的命脉，直接影响着国家经济发展和安全。尽管石油在长输管道安全管理工作中已经取得了很大的成就，但其中的风险问题仍然比较突出，如何进一步保障原油产量，确保管道完工后处于高效的运行状态，是目前急需解决的问题。所以，必须加强石油长输管道的安全管理工作，只有这样才能够满足我国石油的增长需求，从而进一步提升我国的石油企业的市场竞争力和综合国力。