中缅输油管道瑞丽-禄丰段地质地貌特征及风险分析.pdf

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1、 第3 4 眷第5 0 晓绷， 等 ： 小 输油箭道瑞 一碌 段地质地貌特 及J x 【 险分析 5 9 7 穿越河流 、 山体 ， 采用大开挖 、 悬索跨越 、 桁架跨越 、 钻 爆隧道等方式跨越 ， 施工时有可能穿过断层构造带 ， 经过滑坡区 ， 穿过河流， 跨过山谷 ， 可引发次生灾害如 滑坡 、 坍塌等 ， 以及不可避免的水流和气流所产生 的 涡激振动 ， 都有可能引起管道的变形 ， 甚至破裂泄 漏 。安装过程 中， 特别在困难地段管道敷设 时会刮伤 管外 防腐层 。 ( 2 ) 人为破 坏在管道上打孔盗气盗油 ， 蓄意偷 盗站场附近的阀门、 电线等。 自然灾害的形成与地形地貌、 地质

2、结构、 气候土 壤及周 围社会环境 、 人类活动有密切关系。基于本管 线复杂的地质地形等特点 ， 自然灾害易多发 。但频繁 的人类活动对管道造成的潜在风险也不可忽视。 3讨 论 管道的泄露和断裂是输油管道失效 的直接原因， 可引起严重 的损失。美 国环保署揭示石油泄漏量已 减少到 每年石油处理 总量 的 l ， 也就是说美 国每年 仍 有 9 5 x 1 0 m 的石油和石油产 品泄漏。引起 管道 失效的主要风险因素为： 输油管道敷设工程地质问 题 ； 制管和安装质量问题 ； 内外腐蚀造成穿孑 L 或 应力腐蚀开裂 ； 管道接地装置损坏或防雷及静 电接 地装置不符合规范要求 ； 管道输送参数

3、、 工艺流程 问题 ； 自然灾害； 无意和有意人为活动造成的管 道损坏； 管理和操作失误等造成管道损伤。长输油 管道工程是一项复杂的系统工程 ， 距离越长的输油气 管道 ， 经 由的地质条件越复杂 ， 涉及地域广 ， 多穿越公 路、 铁路、 河流、 农田、 村庄及人口密集区域， 人类工程 活动越频繁 ， 自然灾害 的发生频率和类型就越 多 ， 也 常伴随人为的损坏。 ( 1 ) 地质灾害的防范 全国范围内广泛存在的自 然灾害有 1 2 类 4 8 种 。影 响管道安全运行 的地 质灾 害， 按其产生的原因划分为3 大类 ： 地壳内部的地 震 、 断层错动； 地壳外部斜坡岩体的崩塌、 滑坡 、

4、泥 石流； 特殊土体导致的盐渍土 、 水土流失等 。有 学者在安顺一 贵阳段野外实地地质考察结果显示 ， 管 道 沿线发 现灾害点 3 4 处 ， 地质灾 害主要为滑坡 、 崩 塌 、 不稳定斜坡 、 地面沉降 ， 其 中崩塌 1 7 处 、 地 面沉降 1 O 处 、 不稳定斜坡 4 处 、 滑坡 3 处口 。瑞丽一禄丰段地 质地形 、 自然气候 、 土壤条件类似 于安顺 一贵 阳段 。 自然灾害的影响因素很多 ， 常是多种 因素共 同作用 的 结果 。地貌 、 地形坡度 、 地质结构等是 自然灾 害空 间 分布的主要控制 因素。地震活动 、 水一 岩作用 、 人类工 程活动等 ， 通过改变

5、岩土体结构的完整性 ， 诱发 自然 灾害的发生 。管道安全规定 ， 管道设计必须从 各个方 面充分考虑防震 ； 根据不同区段的特点， 为防御地震 等地质灾害 ， 合理选线 ， 尽量避绕不 良地质地段 、 人 口 分布密集 区、 施工难点。长输管道的设计 、 钢材 、 焊接 而形成特殊的钢质系统 ， 具有很强 的抗变形能力和柔 韧性。在高地震烈度区对管材 、 管型有特定的规定 ， 并适 当增加管壁厚度 ， 加宽管沟 回填等防震措施 。根 据地震动峰值加速度衰减关系 ， 进行地震危险性分析 计算， 充分做好管道水平和垂直位移量设防。油气管 道设计 时， 管道连接部位和支撑物 的灵活性是其关键 点

6、， 因为管道受损性对位移和速度更为敏感 。在冲 沟 、 泥石流地段敷设管道 时， 采取相应的护坡和排水 措施 ， 以稳定边坡 ， 防止冲沟扩展 。合理布局防雷装 置 。管道沿线设置线路截断阀， 根据不同地带的环境 及工程地 质特点 ， 确定截断阀的适 当间距 ； 一旦发生 泄漏 ， 及时截断 ， 最大限度减少损失。 ( 2 ) 土壤腐蚀的防范 最常见的管道外腐蚀就是 土壤。影响土壤腐蚀性的因素很多 ， 主要为土壤的导 电性 、 酸碱性 、 可溶性盐 、 微生物和气候条件等 ； 土壤 的导电性与其含盐量 、 含水量和温度等有关。土壤电 阻率越低， 腐蚀性越强 。土壤中无水即无电解质， 电 化学反

7、应就不能进行， 含水量达 1 5 时为最大腐蚀速 率 。土壤中含氧量越高 ， 腐蚀越大 ； 土壤含盐量越高 ， 腐蚀越大。土壤 p H值 、 含盐量与土壤 的腐蚀性有一 定的对应关系， 土壤的p H值不同， 形成的腐蚀产物溶 解度 不 同， p H值小 于 4 5 ， 腐蚀 性极高 ； 含盐 量大 于 1 2 ， 腐蚀性极高 。沿线地区雨水丰沛 ， 土壤潮湿 ， 土壤 电阻率 多在 2 0 n m以下 ， 属 于强腐蚀性 土壤 。 因而对管道沿线土壤进行测定和分析 ， 划分等级 ， 有 针对性采取 防护措施 。该管道敷设埋入地下 2 m， 足 够的掩埋深度是减轻土壤腐蚀的有效措施； 管道采用

8、3 层P E 作为外防腐层， 这种外防腐层绝缘电阻值和黏 结力强 ， 化学稳定性好 ， 耐冲击和耐磨的机械性能 良 好 ， 耐植物根茎穿透。管道运营后在线动态监测， 发 现问题及时解决， 减缓腐蚀速率， 延长管道寿命。 ( 3 ) 第三方破坏因素防范自然灾害和人为破坏 在管道安全管理方面统称为第三方破坏 。随着 国家 法律法规的不 断健全 ， 企业规定 的逐步规范 ， 技术标 准的逐一细化 ， 输油管道的设计 、 选择管材 、 设施及防 腐材料 、 管道施工 、 运行管理等各个环节的潜在风险 逐渐减少 。基于风险问题保守分析原则 ， 有学者采用 美国交通运输部2 3 年( 1 9 8 6 -2

9、 0 0 9 年) 的平均泄露事 故率 6 4 x 1 0 ( a k m ) ( 未修正值) ， 估算中缅原油管道 跨越段的总体失效频率基值， 对管道工程跨越段的实 际情况与失效数据库的抽象管道进行比较， 并进一步 从设计安全措施 、 管径 、 运行特点 、 管道完整性管理措 新疆石油地质 施等方面进行修正， 修正后的跨越段管道失效频率为 3 8 4 x 1 0 - 4 ( a k m ) ， 本工程特殊地段的总体失效频率 基值是在可以接受 的范围内。但管道 的风险并不是 一成不变的 ， 通常是随管道运行时间的推移而改变 ， 形成一定的规律 ， 称之浴盆曲线。浴盆曲线分为 3 个 时期 ，

10、5 年内为始发事故 阶段 ， 多为设计和施工缺 陷 、 人为破坏和腐蚀。随时间的推移 ， 风险迅速下降； 5 2 0 年 为稳定事故率阶段。2 0 年 以后为衰老阶段 ， 失 效概率明显上升， 以腐蚀为主。新建管道失效故障树 分析显示 ， 新建管道主要风险为人为破坏和 自然灾害 及管材缺陷 、 管道设计施工及管理问题 。美 国及欧 洲数据显示第三方破坏为管道失效的主要原因， 我国 目前第三方破坏呈明显上升趋势1 。第三方破坏起 因复杂 ， 随意性强 ， 不易预测和控制 。根据管道浴 盆曲线 的规律 ， 中缅管道开通运行初始 阶段 ， 第三方 破坏是主要风险因素。在积极防御 自然灾害时， 最大

11、程度降低人为破坏 。通过各种途径 ， 向沿线群众 ， 尤 其在高后果区， 宣传维护管道的重要性 ， 普及相关的 法律 法规及科 普知识 ， 做好 公众教育 ， 减少人 为破 坏 。在少数名族地 区， 应用多种文字 ， 在管道与地下 构筑物交叉处， 行政区分界处， 大、 中型河流穿越工程 的两岸， 穿越公路和铁路两侧， 设置明显的标志。 中缅管道开通运行后 ， 自然灾害及人为破坏是不 可忽视的风险因素。任意风险因素都可引起管道失 效 ， 造成人 、 物 、 环境难 以估量的损失， 必须高度重视 。 认真分析评价管道事故发生 的 自然条件 、 社会条件 、 诱发条件及存在的状态， 灾害点与长输管道

12、空间位置 关系等 ， 及时发现 自然灾害的迹象 ， 科学判定 ， 最大限 度减少 自然灾害的危害影 响。同时 向输油管道沿线 群众宣传维护管道安全的重要性 ， 也是十分必要的。 参考文献 ： 1 C e s a r RF ， A z e v d o F a i l u r e a n a l y s i s o f c r u d e o i l p i p e l i n e J j E n g i n e e r i n g F a i l u r e An a l y s i s ， 2 0 0 7 ， ( 1 4) ： 9 7 8 9 9 4 2 赵忠刚， 姚安林， 赵学芬， 等 长输

13、管道地质灾害的类型 、 防控措施和预测方法 J 石油工程建设 ， 2 0 0 6 ， 3 2 ( 1 ) ： 71 2 3 李效萌， 刘廷， 黄克强 中缅输油气管道安顺贵阳段的 地质灾害类型和成因分析 J 安全与环境工程 ， 2 0 1 2 ， 1 9 ( 3 ) ： 1 2 1 4 4 Ma n s h o o r i M R E v a l u a t i o n o f s e i s m i c v u l n e r a b i l i t y a n d f a i l u r e m o d e s f o r p i p e l i n e s J J P r o c e d

14、i a E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 1 ， ( 1 4) ： 3 0 4 2 3 0 4 9 5 杨筱蘅 油气管道安全工程 M 北京： 中国石化出版社， 2 o 0 5： 9 5 9 6 6 李健， 汤荣， 刘俊甫， 等 长输原油管道的土壤腐蚀研 究 J 装备制造技术， 2 0 1 2 ， ( 9 ) ： 3 1 3 2 7 王学军， 李可夫， 潘薇薇， 等 中缅原油管道跨越国际河流 定量环境风险评价E J 油气储运， 2 0 1 2 ， 3 1 ( 8 ) ： 5 7 2 5 7 7 8 易云兵 新建输气管道失效故障树分析 J 天然气技术 ， 2 0 0 8

15、， 2 ( 4 ) ： 7 3 7 6 9 赵忠刚， 姚安林， 蒋宏业， 等 油气管道的第三方破坏的研 究进展 J 石油工业技术监督， 2 0 0 8 ， 2 4 ( 1 1 ) ： 5 - 9 1 0 张镇， 李信， 石进 长输油气管道第三方破坏故障 树分析 J 油气储运， 2 0 0 8 ， 2 7 ( 6 ) ： 3 7 4 0 Ana l y s i s o f Ge o l o g i c a l a nd Ge o m o r p hi c Fe a t ur e s a nd Po s s i b l e Ri s k Fa c t o r s o f Ri l i -Lu f

16、e n g S e g me nt i n Chi na Bu r ma Oi l Pi p e l i ne MA Xi a o l i ZHU Yu n ， ZENG Xi n HUANG Ch e ng 。 ( 1 C o l l e g e o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g ， S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y ， C h e n g d u ， S i e h u a n 6 1 0 5 0 0 ， C h i n a ； 2 R e s e a r c

17、 h I n s t i t u t e o f E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t ， Xi n j i a n g O i l fi e l d C o mp a n y ， P e t r o C h i n a ， K a r a m a y ， X i n j i a n g 8 3 4 0 0 0 ， C h i n a 1 Ab s t r a c t ： Th e g e o mo r p h i e t y p e s o f d o me s t i c s e g me n t s a l o n g C h

18、 i n a B u r ma o i l p i p e l i n e s a p p e a r i n mo u n t a i n ， h i l l ， p l a i n a n d mo u n t a i n v a l l e y ， e t c ， a c r o s s mu l t i p l e d r a i n a g e s a n d r i v e r s ， c h a r a c t e riz e d b y c o mp l i c a t e d t e r r a i n s a n d d r a s t i c u p s a n d d

19、o wn s T h e r e g i o n a l t e c t o n i c l o c a t i o n s o f t h e s e g me n t s a r e i n l e s s s t a b l e a n d u n s t a b l e a r e a s ， s o me i n a c t i v e f a u l t z o n e s ， w i t h o b v i o u s s u r f a c e d i s l o c a t i o n a n d e a rt h q u a k e g e o l o g i c a l

20、t e c t o n i c c o n d i t i o n s Mo s t s e g me n t s o f t h e e n g i n e e r i n g g e o l o g y h a v e h i g h l y c o rro s i v e s o i l s T h e i n v e s t i g a t i o n a n d a n a l y s i s s u g g e s t t h a t s u c h n a t u r a l d i s a s t e r s ma y p o s s i b l y o c c u r a s

21、 e a h q u a k e s ， l a n d s l i d e s ， mu d r o c k fl o w， c o l l a p s e a n d l a n d s l i p s ， g r o u n d s u b s i d e n c e s ， f l o o d i n g ， s o i l l i q u e f a c t i o n 。 e t c T h e s e u n p r e d i c t a b l e d i s a s t e r s wi l l b e t h e n o n n e g l i g i b l e r i s k f a c t o r s a f t e r Ri l i L u f e n g o i l p i p e l i n e g o e s i n t o o p e r a t i o n Ke y W o r d s ： Ch i n a Bu r ma o i l p i p e l i n e ； d o me s t i c s e g me n t ； g e o l o g i c a l t e rra i n ； n a t u r a l d i s a s t e r