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如何防范海底油气管道泄漏

发布时间: 2017/1/12 13:49:46

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,管道破裂泄漏的风险也在悄然增加,极易引发的事故和环境污染,防范海底油气管道泄漏已成当务之急。

海底油气管道小知识

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一样。

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。在深海中开采原油时,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,开始建设大型海洋油气管道,把开采的油气直接输往陆上油气库站。

海底油气管道施工主要特点

(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10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,海洋管道施工质量要求更高一些。

(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,必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,也要依靠岸上基地电台的紧密配合,因此海洋管道施工具有海陆联合组织施工的特点。

海底管道破裂原因

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,因此,海底油气管道备受青睐。世界上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,海底油气管道也越来越多,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等。

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、鱼汛期集中作业的船只,存在各种误操作的客观条件。另外,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。

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。

(1)按标准施工。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、水面运输密度和海下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。

(2)设立明显标志。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。

(3)全方位防腐。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。

(4)增强泄漏检测能力。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,无论管线和阀门间隔多长,检侧设备应于20分钟之内检测到信号。

(5)提高监测水平。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。

(6)制定应急响应计划。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。

(7)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。

(8)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、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井实施等等。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。