油田管道腐蚀风险计算方法、系统、设备及可读存储介质

技术领域

本发明是油田管道腐蚀风险计算方法、系统、设备及可读存储介质，尤其涉及油田集输联合站工艺管道风险等级的计算，属于油气集输系统安全技术领域。

背景技术

油田集输联合站在油田集输系统中占有重要位置，联合站内工艺复杂、设备繁多，输送介质易燃易爆，具有极大的潜在危险性。工艺管道作为联合站内的重要基础设施，是连接各关键设备的主要载体，一直是企业安全管理的重点与薄弱环节。尤其近年频发的工艺管道泄漏事件，严重威胁联合站的安全运行，受到了管理者的高度重视。

联合站工艺管道具有管径不一、敷设环境复杂、方式多样、无阴极保护系统、数据记录不全等特点，受输送介质的腐蚀性、土壤、高温高压等因素的影响，一般新建管道2-3年就会发生腐蚀穿孔，管道腐蚀风险较为突出。联合站工艺管道的管理大多是基于传统的管理经验，如何根据联合站工艺管道的腐蚀状况，科学合理的制定检测评价及缺陷修复计划，变事后管理为主动预防是亟待解决的技术难题。

目前，长输油气管道线路的半定量风险评价技术已经得到广泛应用，为管道检测计划与维修投资立项的制定起到了巨大作用。联合站工艺管道的评价方法主要集中在工艺风险及人身安全上，例如安全检查表、危险与可操作性分析(HAZOP)、定量风险评价(QRA)等，现有技术无法对联合站工艺管道腐蚀状况作出较好评价，从而无法掌握工艺管道风险状况，制约了主动预防管理模式的推进。

发明内容

本发明的目的在于提供油田管道腐蚀风险计算方法、系统、设备及可读存储介质，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法，包括以下步骤：

S1，根据联合站工艺管道检测与修复情况确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值，根据管道所遭受内外腐蚀威胁、管道防腐层和阴极保护系统防护数据确定综合参数分值，以确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值和综合参数分值中最大值作为联合站工艺管道泄漏可能性分值；

S2，基于联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值；

S3，以泄漏可能性分值和泄漏后果分值之作为联合站工艺及管道综合风险分值，从而实现油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算。

进一步的，基于得到的风险综合分值，确定联合站工艺管道风险等级。

进一步的，根据联合站工艺管道检测与修复情况，确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值L

进一步的，埋地管道考虑土壤腐蚀性和杂散电流的威胁因素，地上或管沟敷设管道考虑大气腐蚀性。

进一步的，确定联合站工艺管道泄漏后果分值具体包括：

确定环境后果参数C1、人员后果参数C2和生产后果参数C3，取环境后果参数、人员后果参数及生产后果参数中最大的作为所述泄漏后果分值C。

进一步的，油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数主要表征工艺管道内腐蚀情况且总和不超过5；土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数表征工艺管道外腐蚀情况总和不超过5；防腐层质量参数、阴极保护参数表征工艺管道腐蚀防护情况总和不超过5。

进一步的，杂散电流干扰强弱通过交流电流密度或管地电位偏移量或土壤电位梯度来表征，其中交流干扰交流电流密度≥100A/m

一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算系统，包括：

第一确定模块，用于根据联合站工艺管道检测与修复情况确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值，根据管道所遭受内外腐蚀威胁、管道防腐层和阴极保护系统防护数据确定综合参数分值，以确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值和综合参数分值中最大值作为联合站工艺管道泄漏可能性分值；

第二确定模块，用于根据联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值；

第三确定模块，用于以泄漏可能性分值和泄漏后果分值之作为联合站工艺及管道综合风险分值，实现油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算。

一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法，基于联合站工艺管道检测与修复情况、所遭受内外腐蚀威胁、防腐层和阴极保护系统防护数据确定联合站工艺管道泄漏可能性分值；根据联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值，根据泄漏可能性分值和泄漏后果分值确定腐蚀泄漏综合风险值；根据所述联合站工艺管道腐蚀泄漏综合风险值确定工艺管道腐蚀泄漏风险等级，从而达到有效对联合站工艺管道腐蚀状况作出较好评价，从而掌握工艺管道风险等级的技术效果；进而可以通过风险等级科学合理的制定检测评价及缺陷修复计划，直接指导风险管控。

本发明对联合站工艺管道腐蚀影响因素进行了全面识别，与现场深度结合，理解简单、操作性强，便于大范围推广和应用。

本发明给出了风险等级及对应的管理策略，对科学合理的开展维修维护活动具体实际指导意义。

附图说明

图1为本发明实施例中油田集输联合站工艺管道风险评价方法的流程图；

图2为本发明实施例中泄漏可能性分值确定结构图；

图3为本发明实施例中油田集输联合站工艺管道风险评价系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法及系统，以改善现有技术中无法有效评估油田集输联合站工艺管道腐蚀风险状况的技术问题。

一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法，包括以下步骤：

S1，基于联合站工艺管道检测与修复情况、管道所遭受内外腐蚀威胁、管道防腐层和阴极保护系统防护数据确定联合站工艺管道泄漏可能性分值L；

具体的，确定联合站工艺管道泄漏可能性分值具体包括以下步骤：

根据联合站工艺管道检测与修复情况，确定已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值L

联合站工艺管道泄漏可能性分值，取已检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值或其他分参数分值中最大的分值，即L＝L

S2，基于联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值C；

确定联合站工艺管道泄漏后果分值具体包括：

确定环境后果参数C1、人员后果参数C2和生产后果参数C3，取环境后果参数、人员后果参数及生产后果参数中最大的作为所述泄漏后果分值C。

S3，泄漏可能性分值和泄漏后果分值之和即为联合站工艺及管道综合风险分值R，实现油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算，基于得到的风险综合分值，确定联合站工艺管道风险等级。

通过以下公式确定腐蚀泄漏风险分值：R＝L×C。

R表示所述联合站工艺管道腐蚀泄漏风险分值；L表示联合站工艺管道泄漏可能性分值；C表示联合站工艺管道泄漏后果风险值。其中环境后果指对土壤、水体及生态的影响，人员后果指对站场及周边的人员安全、健康的影响，生产后果指站场停输对正常生产运行的影响。

本发明一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法，基于联合站工艺管道检测与修复情况、所遭受内外腐蚀威胁、防腐层和阴极保护系统防护数据确定联合站工艺管道泄漏可能性分值；根据联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值，根据泄漏可能性分值和泄漏后果分值确定腐蚀泄漏综合风险值；根据所述联合站工艺管道腐蚀泄漏综合风险值确定工艺管道腐蚀泄漏风险等级，从而达到有效对联合站工艺管道腐蚀状况作出较好评价，从而掌握工艺管道风险等级的技术效果；进而可以通过风险等级科学合理的制定检测评价及缺陷修复计划，直接指导风险管控。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实例对本发明技术方案做详细说明，应当理解本发明实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例中的技术特征可以相互组合。

确定联合站工艺管道泄漏可能性分值，如图2所示，其中包括检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值、确定未检测与修复工艺管道的油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数、土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数、防腐层质量参数、阴极保护参数。其中埋地管道考虑土壤腐蚀性，杂散电流等威胁因素，地上或管沟敷设管道考虑大气腐蚀。下面将分别进行介绍：

泄漏可能性分值为10分，得分越高，表示泄漏可能性越大。根据联合站工艺管道管体是否已检测与修复将泄漏可能性分为已检测与未检测两种场景。

(1)已检测与修复

对于已检测与修复的工艺管道，主要考虑工艺管道检测与修复时间、结果、检测精度及是否换管，将泄漏可能性L

表1

(2)未检测与修复

对于未检测与修复的工艺管道，采用油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数、土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数、防腐层质量参数、阴极保护参数进行评判。

其中油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数主要表征工艺管道内腐蚀情况且总和不超过5；土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数表征工艺管道外腐蚀情况总和不超过5；防腐层质量参数、阴极保护参数表征工艺管道腐蚀防护情况总和不超过5。

油气介质腐蚀性参数确定如表2所示。

表2

油气流动性参数确定如表3所示。

表3

土壤腐蚀性通过土壤电阻率进行表征，其中土壤电阻率土壤电阻率小于20Ω.m为高腐蚀性，小于50Ω.m为中腐蚀性，大于50Ω.m为低腐蚀性。土壤腐蚀性参数确定如表4所示。

表4

杂散电流干扰强弱通过交流电流密度或管地电位偏移量或土壤电位梯度来表征，其中交流干扰交流电流密度≥100A/m

表5

大气腐蚀参数确定如表6所示。

表6

其中，大气腐蚀强度为强例如湿润的工业大气或海洋大气，大气腐蚀强度为中例如湿度较大城市大气或干燥的工业大气，大气腐蚀强度为弱例如较干燥的乡村大气环境。

防腐层参数主要考虑防腐层类型、年限和施工质量及检测与修复情况。防腐层质量参数确定如表7所示。

表7

阴极保护主要考虑投用年限比例及阴极保护电位情况。阴极保护参数确定如表8所示。

表8

在确定出联合站工艺管道检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性分值即可得到工艺管道泄漏可能性分值；或

确定出未检测与修复工艺管道的油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数、土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数、防腐层质量参数、阴极保护参数，各参数相加即可得到工艺管道泄漏可能性分值。

确定泄漏后果分值，其中包括确定环境后果参数C

(1)环境后果参数

环境后果主要考虑周围是否为饮用水源或会快速流入此类水系的相连河流，常年有水河流、湖泊、水库或沿海水域等类型。环境后果确定参数如表9所示。

表9

(2)人员后果参数

人员后果主要考虑周围200米范围内的人口分布，包括四级地区、三级地区、连续成片的居民住户、零星的居民住户农田、无人的山区、森林、戈壁、荒漠等类型。人员后果确定参数如表10所示。

表10

(3)生产后果参数

生产后果主要考虑是否有替代、抢修所需的时间及对生产的影响。生产后果确定参数如表11所示。

表11

最终后果分取环境后果参数、人员后果参数及生产后果参数中较大的分值作为所述泄漏后果分值C。

通过以下公式确定所述工艺管道风险综合值：

R＝L×C；

其中，R表示所述联合站工艺管道腐蚀泄漏风险分值，取值1～50；L表示联合站工艺管道泄漏可能性分值，取值0～10；C表示联合站工艺管道泄漏后果风险值，取值1～5。

基于所述风险综合分值，通过风险矩阵可确定联合站工艺管道风险等级。设风险等级确定如表12所示。其中泄漏可能性分为5级，分布为A～E，分别表示几乎不可能、不太可能、偶尔可能、可能、很可能；泄漏后果分为5级，依次为1～5，分别表示轻微影响、一般影响、较大影响、重大影响及特别重大影响。

表12

进一步的，确定出风险等级后，可根据风险等级制定相应的管理策略。风险等级对应管理措施如表13所示。

表13

通过搜集某油田集输联合站工艺管道(埋地段)属性数据、环境数据、管理状况等，确定各参数取值如表14所示。该联合站未开展检测与修复。

表14

根据前述计算过程，该集合站工艺管道泄漏可能性分值为6.5，泄漏后果分值为3，综合风险值为19.5，依据风险矩阵判断，风险等级为中。采取的管理策略为制定检测计划，建议3年内安排检测、维修。

第二方面，基于同一思路，本发明实施例提供一种油田集输联合站工艺管道风险评价系统，参考图3，具体包括：

第一确定模块30，用于基于联合站工艺管道检测与修复情况、所遭受内外腐蚀威胁、防腐层和阴极保护系统等防护数据确定联合站工艺管道泄漏可能性分值；

计算模块，用于基于所述联合站工艺管道检测与修复情况、所遭受威胁与防护数据计算泄漏可能性分值L；

第二确定模块31，用于根据联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值C。其中环境后果指对土壤、水体及生态的影响，人员后果指对站场及周边的人员安全、健康的影响，生产后果指站场停输对正常生产运行的影响；

第三确定模块32，用于根据前述泄漏可能性分值和泄漏后果分值确定腐蚀泄漏综合风险值R；

通过以下公式确定所述腐蚀泄漏风险分值：

R＝L×C；

其中，R表示所述联合站工艺管道腐蚀泄漏风险分值；L表示联合站工艺管道泄漏可能性分值；C表示联合站工艺管道泄漏后果风险值。

第四确定模块33，用于基于所述联合站工艺管道腐蚀泄漏风险值确定所述联合站工艺管道腐蚀泄漏事件风险等级。

确定出风险等级后，可根据风险等级制定相应的管理策略。

可选的，所述泄漏可能性指标包括检测与修复工艺管道腐蚀泄漏可能性、未检测与修复工艺管道的油气介质腐蚀性参数、油气流动性参数、土壤腐蚀性参数、杂散电流参数、大气腐蚀参数、防腐层质量参数、阴极保护参数。其中埋地管道考虑土壤腐蚀性，杂散电流等威胁因素，地上或管沟敷设管道考虑大气腐蚀。

本发明一个或多个实施例，至少具有以下效果：

由于在本发明实施例中，提供一种油田集输联合站工艺管道腐蚀风险计算方法，基于联合站工艺管道检测与修复情况、所遭受内外腐蚀威胁、防腐层和阴极保护系统等防护数据确定联合站工艺管道泄漏可能性分值；根据联合站工艺管道泄漏后对环境、人员和生产影响确定泄漏后果分值。其中环境后果指对土壤、水体及生态的影响，人员后果指对站场及周边的人员安全、健康的影响，生产后果指站场停输对正常生产运行的影响；根据前述泄漏可能性分值和泄漏后果分值确定腐蚀泄漏综合风险值；根据所述联合站工艺管道腐蚀泄漏综合风险值确定工艺管道腐蚀泄漏风险等级，可以有效对联合站工艺管道腐蚀状况作出较好评价，从而掌握工艺管道风险等级的技术效果；进而可以通过风险等级科学合理的制定检测评价及缺陷修复计划，直接指导风险管控。

本发明对联合站工艺管道腐蚀影响因素进行了全面识别，与现场深度结合，理解简单、操作性强，便于大范围推广和应用。

本发明给出了风险等级及对应的管理策略，对科学合理的开展维修维护活动具体实际指导意义。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。