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如何防范海底油氣管道泄漏

發布時間: 2017/1/12 13:49:46

全球油氣工業正在向海洋進軍,茫茫大海中矗立起越來越多的油氣鉆井平臺,海底蜿蜒曲折的油氣管道,成為全球能源運輸動脈的重要組成部分。與此同時,隨著海底油氣管道不斷延伸,管道破裂泄漏的風險也在悄然增加,極易引發的事故和環境污染,防范海底油氣管道泄漏已成當務之急。

海底油氣管道小知識

海洋管道包括海底油氣集輸管道、干線管道和附屬增壓平臺,以及管道與平臺連接的主管等,其作用是將海上油氣田所開采出來的石油或天然氣匯集起來,輸往系泊油船的單點系泊或輸往陸上油氣庫站。海洋油氣管道的輸送工藝與陸上管道相同。海洋管道工程在海域中進行,工程施工的方法則與陸上管道線路工程不一樣。

20世紀50年代初期,人們開始在淺海水域中尋找石油和天然氣。隨著海洋油氣田的開發,首先出現了海洋輸氣管道。天然氣必須依靠海洋管道外輸,淺海中采出來的原油則可由生產平臺直接裝入油船。在深海中開采原油時,大型油船停靠生產平臺會威脅到平臺安全,因此出現了海中專用于停靠大型油船的單點系泊。這樣,就要有連接各生產平臺與單點系泊之間的輸油管道。70年代,在海域中開發了大型油氣田以后,開始建設大型海洋油氣管道,把開采的油氣直接輸往陸上油氣庫站。

海底油氣管道施工主要特點

(1)施工投資大。在一般海域中鋪設一條中等口徑管道需要一支由鋪管船、開溝船和10余只輔助作業拖船組成的專業船隊。此外,還需要供應材料、設備和燃料的船只等。租用專業船隊的費用是海洋管道施工中的主要費用,由于這一費用較高,致使海洋管道施工費用比陸上同類管道要高1~2倍。

(2)施工質量要求高。不論是在施工期間或投產以后,海洋管道若發生事故,其維修比陸上管道維修困難得多,因此,海洋管道施工質量要求更高一些。

(3)施工環境多變。海況變化劇烈而迅速,如風浪過大,施工船隊難以保持穩定。在這種情況下,必須將施工管道下放到海底,待風浪過后再恢復施工。

(4)施工組織復雜。海洋管道施工中,管道的預制,船隊的配件、燃料和淡水的供應等,都需要依靠岸上的基地;船隊位置和移動方向的確定,也要依靠岸上基地電臺的緊密配合,因此海洋管道施工具有海陸聯合組織施工的特點。

海底管道破裂原因

與油輪、汽車等運輸方式相比,油氣管線具有輸運量大、穩定和很少受氣候影響等優勢,因此,海底油氣管道備受青睞。世界上大型海上石油天然氣作業區,如北海、墨西哥灣以及中東波斯灣,大量使用海底管線作為生產井域和處理終端的油氣運輸方式。近年來,隨著我國海域石油天然氣作業的大幅度增加,海底油氣管道也越來越多,覆蓋了渤海、南海東西部大部分水域和東海部分水域。

油氣管線破裂原因大致可歸類為:物理損傷(鋪設不當或焊接不當造成的缺損)、機械損傷、管線材質缺損、材料疲勞和管線內外表面腐蝕等;惡意和故意破壞的第三方損害;不可抗力和外界條件變化,如地震或海床支撐坍塌等。

據統計,全球海底油氣管道破裂的原因主要是第三方損害,約占事故原因的50%~60%。比如在我國渤海,海底網管密布,水面則是進出各港灣的航道、魚汛期集中作業的船只,存在各種誤操作的客觀條件。另外,國際油價的沖高,也使極少數人鋌而走險,鉆孔盜油,從而引發溢油事故。

海底管道泄漏的有效預防措施

海底油氣管道需要企業和有關部門加強管理和監督,以減少破裂可能性。其中,采取有效防范措施是應對海底油氣管道破裂的首選。

(1)按標準施工。很多國家對海底油氣管道的鋪設有嚴格的工業標準,比如掩埋不足就難以提供足夠的防錨保護,這就要求管線所有者在鋪設過程中嚴格按照工業標準指導進行,一絲不茍達到足夠的防錨保護深度,同時主管部門應對施工者的鋪設質量加以監督。以渤海灣這樣的淺海為例,考慮到海床特征、水面運輸密度和海下作業機械對海底管線的損害范圍,溝塹應達到1.5~2米的深度較為安全。

(2)設立明顯標志。應會同主管部門在管線集中的海底走廊,設立醒目的海上標志,提醒其他用海者防止對海底管線的誤操作。

(3)全方位防腐。通過規范使用材料、監督制造質量.嚴格把關焊接質量以及用“智能豬”探查等手段,減少腐蝕造成的破裂事故。對于作業者則要求嚴格進行水下巡檢,作為環保承諾的具體措施。

(4)增強泄漏檢測能力。在海底油氣管道破裂中,泄漏檢測水平的高低起著至關重要的作用,也是能否及時堵漏、進行海上收油的前提條件。因此,不少國家提出了可參考的工業標準。比如對于油品輸運管線,在泄漏規模達管線內總量的2%時,無論管線和閥門間隔多長,檢側設備應于20分鐘之內檢測到信號。

(5)提高監測水平。管線所有者應嚴格執行定期巡檢制度,并提高泄漏檢測和監測水平。但目前,檢測系統和設備都有其局限性,在靈敏度、精確度、可靠性、可操作性和連續檢測能力等方面還亟待提高。比如由腐蝕產生的破裂點面積通常都很小,特別在焊點、閥門連接處等出現的破裂點,溢出率不大,會在相當長一段時間,檢測設備并無明顯指示,以至于很多事故發生后,是海上人工觀察或海事衛星最先發現的。

(6)制定應急響應計劃。海底油氣管道所有者首先要制定有針對性的應急響應計劃,保證油氣管線破裂事故發生后,能夠清楚界定不同區域和層次的主管部門、應急機構和海底油氣管道所有者、作業者的職責,需要哪些應急資源,同時配套清晰簡潔的行動策略方案。這一應急計劃還應考慮擴展的可能性,特別是與作業者總體應急預案相銜接。

(7)鼓勵公眾參與。海底油氣管道的保護需要管理層、治安機構、企業和民間團體共同努力。根據我國國情,可以考慮建立激勵和獎勵制度,鼓勵漁業人員和海洋油氣作業者及時報告海上發現的不明來源溢油,指明位置和拍照,經核實后予以獎勵。同時應立法對民間舉報者給予法律保護,嚴禁打擊報復行為。

(8)直面事故。像交通事故一樣,不管如何預防,海底油氣管道破裂事故都難免會發生。這時,最重要的是適時根據事故級別,迅速實施相應的應急響應計劃,把影響降到最低程度。

不管海底油氣管道破裂的原因是什么、主要責任在于誰,海底油氣管道的作業者無疑是應急響應計劃的主要實施者,在事故發生后要控制事故現場,提出實際發生情況和潛在后果的評估,與有關主管部門、應急組織及受影響大眾的民間團體及時通報事故進展,采取減輕環境損害的措施,提出恢復管線正常開通的條件井實施等等。當然,最重要的是吸取教訓,做好應急預案準備和故障處理演練,努力將油氣管道破裂帶來的損失降到最低程度。

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