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1、 .油田埋地管道完整性管理支持系统(PIMIS)开发项目软件概要设计书天津市嘉信技术工程公司二零一六年五月目 录一、引言二、油田管道完整性管理支持系统的开发背景性三、完整性数据库与油田现有信息化系统数据库的关系四、管道完整性管理数据库结构五、完整性管理支持系统结构和功能六、完整性管理系统综合应用功能七、完整性管理系统的门户功能八、系统测试九、完整性管理系统的数据字典及录入规范 页脚一、 引 言油田在役管道的运行安全是油气生产、地面工程生产环节中的关键问题。大庆油田大部分管道已经进入了服役的中后期，管道失效事故时有发生，严重影响了地面工程的正常生产流程，并导致生产成本持续上升。管道严重事故发生时
2、直接威胁人身安全、破坏地区生态环境。如何保证油田地面工程领域生产管网的运行安全，使新管道无故障运行、老管道在服役期内持续地安全运行，是油田地面工程管理者，以及生产单位所面临的重要课题。随着管理技术水平的不断发展和提高，近年来，在广泛地吸收完整性管理的理念和实施经验，结合我国的管道行业实际，油气管道业进行了卓有成效地探索和努力，特别是在长输管道领域取得了令人鼓舞的成绩。我国在长输油气管道领域，已经制定了一系列完整性管理的政策法规，各个企业也根据自己的管道实际，开发出管道完整性管理流程和多种管理工具。通过实施完整性管理，有效地改善了管道的安全运行状况。为保证长输油气管道运行的安全、进而提高企业的经
3、济效益提供了有力的保障。然而，在油田地面工程领域，由于数量众多、建设和运行的时段跨度大，管理维护的欠账过多，相关的技术积累不够等历史和现实的原因，管道在安全管理方面面临着巨大的挑战。表现为：管理理念仍停留在重建设轻管理、重抢修轻保护、更换多维修少的水平上；运行管理上，阴极保护设施运行效果差、能够进行管道安全状况检测很少；已实施检测工程，施工质量良莠不齐检测结果没有能够有效地应用在维修管理上。所有这些致使安全管理的工作重心严重滞后，不能将安全运行管理隐患消灭在萌芽状态上。通过应用完整性管理支持系统，用户能够实现：根据保障安全降低成本的目标，通过完整性评价、完整性评价等关键技术对油田管道进行一系列
4、技术评价，并得出有针对性的管理流程的优化、控制完整性的维修应急灯技术手段和措施；按轻重缓急，把握降低河消减管道风险的最佳时机，提高管道检测、维护、维修的计划性、针对性。通过维修维护和应急措施的应用，有效地保障管道处于完整的状态， 从而保障管道的安全运行，进一步降低地面工程的投资规模、提高油田企业经济效益。二、油田管道完整性管理支持系统的开发背景2.1油田管道完整性管理的特殊性1) 管道种类多、数量大、管道建设情况差异及时间跨度大2) 绝大多数无法内检测，管体状态检测手段单一、局限3) 管道安全管理水平低，历史数据匮乏4) 无法覆盖设计和建设环节，难于实施全方位管理5) 完整性管理能够投入的经费
5、、人力有限6) 由于多数管道处于矿区，受到第三方损坏的可能性较低，失效的危害较小。7) 腐蚀控制设施未能发挥应有作用，腐蚀危害成失效主因8) 没有形成管道管理的规程体系2.2 大庆油田管道完整性管理的特点大庆油田在管道安全管理上的突出问题是：安全与效益的矛盾更加尖锐，一方面，设备老化带来的维护量的增加和运行成本的上升；出于安全考虑，频繁更新设备致使投资增加。另一方面，控制成本降低投资，成为老油田提高效益的主要手段。除此之外，油气田管道与长输管道比较，在实施完整性管理方面，存在以下具体差异：1) 管道敷设与运行环境普遍比较恶劣，保护状况相对较差。2) 管道主要位于矿区，管道完整性对人的安全的影响
6、仅在个别高完整性地区存在。在大部分地区，保证正常生产、保护环境与成本控制成为完整性管理的主要目标。3) 油田管道主要是中小口径，在实施完整性管理时，大口径长输管道的监、检测手段受技术和成本的限制很难实施。由此可见，油田管道与长输管道相比，有其特殊性。为了有效实施完整性管理，完整性数据的获取途径、完整性检测和评价技术方案等都需要创新。2.3 油田管道完整性管理的实施流程依照国家及中石油的企业标准，结合大庆油田的生产实际，将油田管道的完整性管理的流程定义为五个步骤：图 1 油田管道完整性管理的流程图各个步骤的具体实施流程为：步骤1：数据采集和整合管道运行者在完整性管理数据库的支持下，采集管道基础数
7、据、管道生产运行数据、巡检数据、实效数据、腐蚀检测数据，以及维护抢修数据。基于管道完整性需求对所具有完整性的管道，基础信息，自然环境、和各类历史数据、失效数据等数据进行调查，收集和综合。数据采集的目标是，针对威胁管道完整性的各类完整性，通过对各种数据源的整合和数据采集，得到管道的真实的技术和管理等方面资料，从而能够基于这些信息进行管道完整性和完整性的评价。数据采集环节是完整性管理的基础工作。步骤2：完整性评价完整性评价是管道完整性管理非常重要的分析过程。管道的完整性评价有多种不同的评价策略和评价方法，在国家和中石油的企业标准中，管道完整性管理的完整性评价采用半定量的评价方法，即基于肯特完整性评
8、价模型的评价方法。就管道完整性的评价结果来说，该评价方法中管道完整性等于管道事故发生的可能性与事故造成的后果严重程度的综合度量。即： 完整性 事故发生的概率事故后果大庆油田管道完整性管理支持系统中采用的完整性评价模型。具体的实施方法是，针对管道运行完整性的四个方面，即：管道第三方损坏、腐蚀完整性、设计因素、误操作因素，为每个细化的指标分配一个权重值，将其评价结果与权重相乘，得出每个指标的得分；通过对管道的输送介质、运行压力、管道埋深，以及管道周边的环境因素进行评价，得出管道的失效后果的得分（得分高的划分为高后果区）。将运行完整性的各个指标得分值累加后，与失效后果的得分相乘，即可得出管道（管段）
9、的完整性值。步骤3：完整性评价管道的完整性评价步骤，是针对管道本体存在的缺陷进行检测、确认，并评价其管道安全的影响程度的过程。常用的方法有：对于可以进行智能内检测的管道来说，在经济条件许可的情况下，首选内检方法。具体地说，通过有完整性的管段，通过实施管道智能猪内检，将管道管体的缺陷进行定量的检测，对检测结果进行评价缺陷的可靠性的数据评价方法，从而得出管道完整性的技术信息。对于新建的管道，或是进行大修的管道，可以进行管道的压力试验，通过对某一特定的管段，通过水压试验，评价出当前管段上可靠运行压力结果。该方法还能够暴露出管道管体上某些不明显缺陷。但是，该方法的实施更易受管道运行条件的限制，很多在役
10、管道无法实施压力试验。直接评价：对于油田绝大多数来说无法实施前两种评价的管道来说，更易于实施的完整性评价是对管道实施腐蚀直接评价（DA）。DA关注的重点在于因管道腐蚀等因素导致的运行完整性。管体腐蚀损伤危险是油田管道的最为主要的和常见的威胁。大庆油田管道完整性采用该评价方法，通过实施管道的间接检测和开挖后的管道与腐蚀损伤相关的直接调查，在取得相应数据后进行完整性评价。步骤4：管道风险消减与维修维护基于先前进行的管道风险评价和完整性评价的结果，针对有风险的管道以及存在妨碍完整性因素管道（管段），在完整性评价阶段制定出管道的维修、维护方案，及针对风险的消减措施方案。在油田管道完整性管理流程中的第四
11、个环节，管道风险消减、维修维护及应急阶段开展管道的维修/抢修项目的实施，以及采取风险消减措施。同时，对管道运行管理流程中那些不能有效应对管道管理风险的部分，进行必要的变革和完善，达到保障管道安全、降低管道失效的发生可能性的目的。基于管道风险评价、完整性评价的结果，制定出的管道维修、抢修方案和风险消减计划，具体达到如下的实施效果。1） 据完整性评价中得出的评价结果，对不能保证管道运行安全的管道本体、防腐层以及管道上的保护设施进行有针对性维修和修复，改变油田现行的“整条管道更换+泄漏抢修”的管线维修维护模式。2） 根据风险评价结果，针对可能存在的威胁的管线（管段），制定并执行预防性风险消减措施。如
12、：加强巡线，维护阴极保护设施、维修外防护层，对有内腐蚀的管道加注缓蚀剂、进行地质灾害监测等等。3） 对于评价出的管道紧急的危险和威胁，还要采取应急响应处理，以期尽可能快速地处理和消除那些严重威胁管道运行安全的危险因素，有效降低管道的失效事故的发生频率。步骤5：效能评价作为完整性管理流程中的最后一个环节，效能评价主要回答两个问题：1) 当前开展的完整性管理循环是否达到了所要求的管理目标。2) 管道的完整性和安全性是否通过本轮完整性管理循环得到了有效的提高。这个步骤对于以不断完善的渐进方式实施完整性管理是十分必要的。通过实施效果评价步骤可以对现行一个循环的完整性管理流程进行必要的归纳和总结，并通过
13、这个过程发现和改善管理流程中存在的不足，使得完整性管理的具体做法能够在实施过程不断改进和提高。油田管道完整性管理的效能评价采用效能测试方法。效能测试方法适用于对腐蚀防护、本体管理、第三方损坏预防、误操作控制、自然与地质灾害管理、数据管理等完整性管理工作对管道危害因素控制及风险消减情况的效能评价。在管道开展完整性管理工作一年后开展，每个循环（年）开展一次实施完整性效能评价。管道完整性管理支持系统中效能评价的具体实施方法是，通过完整性管理各个环节的文档完整性；完整性管理实施方案与实施结果（措施、方法）的差异性；实施效果（穿孔次数降低、阴保有效性提高等等）等方式；覆盖数据采集、管道风险评价、完整性评
14、价、维修实施等阶段实施的效能评价。在进行效能评价时，要覆盖评价单位所属的全部管道，或选择一定数量的具有代表性的管道。油田管道完整性管理的效能评价需对完整性管理的每一个管理环节单独进行，所得出的效能评价结果用于发现和改善完整性管理流程中存在的不足，在进行下一个完整性管理循环时加以优化和提高。使得具体流程及做法能够在实施过程不断改进和提高。2.4 实施管道完整性管理系统开发的技术路线大庆油田埋地管道完整性管理支持系统中的数据库及评价技术，是通过整合油气田管道完整性评价预警系统的完整性数据库及完整性评价系统的数据结构，结合A5系统中的管道基础数据、管道运行的动态生产数据，以及GIS空间信息资源，依照
15、 GB 32167-2015，SY/T 6975-2014，SY/T 6621-2005，SY/T 6648-2006，Q/SY 1180.18部分以及SY/T 0087.1等技术标准，应用油田管网完整性管理及完整性控制技术，开发出管道完整性评价模型，最后建立起一套油田管道完整性管理数据库管理及管道完整性评价的支持系统软件。实施大庆油田管道完整性管理系统的技术路线如下：1）在完整性管理法规和流程的引导下，开发数据采集策略、RBI、完整性评价、适用性评价、管道腐蚀检测、管线及设施空间数据引用等技术方法，以油田地面工程运行管理系统、防腐保温数据库及完整性评价数据库为数据依托，通过建立完整性评价模型、管道检测技术应用规范、以及对不同管道类型、材质施工年代类型、管道铺设地域类型的统计分析得出大庆油田自己的完整性管理数据采集策略。在实现上：以完整性管理技术为核心、以 RBI 和完整性评价(ECDA评价为主)为主要技术手段，参考适用性分析评价的技术方法，实现大庆油田管道的安全运行管理和完整性管理，并生成针对有完整性管道的维修方案和计划，为地面工程的大修计划的制定提供决策依据和技术支持。2）基于油田现有（低成本
