面向安全的油气管道输送企业信息化规划方案研究

文章编号：1004-2970 (2016) 06-0045-006

刘倩“刘晨1李惠玲2武松1周小华1

(1.中国石油天然气股份有限公司规划总院，2.中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心）

刘倩等.面向安全的油气管道输送企业信息化规划方案研究.石油规划设计，201 6,27(6):45 ~50摘要某油气管道输送企业所辖油气管道大部分在山区，有“山多、河流多、地质灾害多、

维抢修社会依托差”的环境特点，导致安全事故时有发生、安全隐患重重，亟待利用信息化手段 降低安全风险，保障油气管道的安全可靠运行。因此针对该企业进行信息化规划时，提出了要重 点考虑保障油气管道安全运行的需求，在对油气管道事故高发区进行大量现场调研及借鉴国内外 先进技术及案例的基础上，结合该油气管道输送企业业务发展给出了以安全为重点的信息化规划 建设方案。

关键词油气管道；安全管理；信息化规划；防控系统中图分类号：TE88

文献标识码：A

DOI ： 10. 3969/j. issn. 1004-2970. 2016. 06. 012

到“十二五”末期，某油气管道输送企业运营

里程13 000 km，预计到2020年将达19 500 km。油气管道途径地区既有经济发达、人口稠密的大城市， 也有经济欠发达和非常落后的偏远山区，自然条件、 社会依托条件和社会治安环境较差，存在着打孔盗 油盗气、违规占压、第三方破坏等情况，油气管道 安全可靠运行存在较大风险，亟待利用信息化技术 手段降低安全风险，保障油气管道安全可靠运行。 针对该油气管道输送企业进行信息化规划时，要结 合油气管道输送企业的特点及现状，重点针对保障 油气管道安全运行方面提供具体的信息化实施方案。

某油气管道的一段典型滑坡进行过基于光纤光栅传 感技术的专业监测预警[1]，取得了一定的效果，但 没有大面积开展此项监测工作。目前，针对油气管 道周边的地质灾害情况开展了调查与评估，但现场 勘察占时长，难度大；对疑似油气管道地质灾害点 进行了定期巡检，通过巡线、运行参数变化、群众 上报来发现险情，没有进行专业监测。1.1.2油气管道保护现状

表2为目前该油气管道输送企业所辖油气管道 区域的管道保护情况。除巡线员每日现场巡线以外， 有部分油气管道已应用了负压波泄露检测系统对油 气管道泄漏情况进行实时监控预警，经过一段时间 的使用，发现该系统存在一定的误报、漏报现象[3]。 油气管道日常第三方施工破坏的预警管理没有使用 专业的预警软件。

由于油气管道阀室、穿跨越的所在地点多种多 样，再加上部分位于人口聚集区，因此遭到意外破 坏的可能性极高。目前仅部分油气管道的阀室及跨

1 现狀

1.1油气管道安全现状 1.1.1灾害防治现状

表1列举了该油气管道输送企业所辖区域灾害 类型情况，主要为山体滑坡和水毁。企业曾对所辖 *

*

刘倩，女，工程师。2012年毕业于中国石油大学（北京）油气储运工程专业，获硕士学位。现在中国石油天然气股份有限公司规划总院战略所，主

要从事油气管道领域的信息化咨询、成品油生产经营研究工作。地址：北京市海淀区志新西路3号，100083aE-mail:liuqian1987@petrochina.com.cn

46 2016年11月 刘倩等：面向安全的油气管道输送企业信息化规划方案研究 第27卷第6期

表1

灾害类型山体滑坡崩塌泥石流水毁黄土湿陷活动断裂带

风险[2]

管道变形、断裂管道冲击破坏或受压管道及附属设施暴露、冲毁管道裸露、漂浮、变形管道悬空变形或断裂管道扭曲或断裂

多少多风险点多少

发生频次

高高

灾害情况

_____________________地灾监测、治理现状_______________________对一段典型滑坡进行了基于光纤光栅传感技术的专业监测预警。1、 对所辖油气管道周边的地质情况开展了调查与评估，但现场勘 察占时长，难度大。

2、 对疑似油气管道地质灾害点进行定期巡检，通过巡线、运行参 数变化、群众上报来发现险情，没有进行专业监测。

3、 针对汛期易发生水毁、泥石流等灾害，与气象部门合作，定制 沿线气象信息服务。

每年汛期高发每年汛期高发

低

表2

内容

1、

管道巡护

2、 3、

防打孔盗油

第三方损坏防恐怖袭击

防第三方施工、违章占压

管道保护情况

现状

自然环境恶劣，路途崎岖，巡检难度大。

采用油气管道巡护岗+农民巡线工结合的巡线方式，主要依靠巡检人员责任心和经验，存 巡检情况由手工记录，工作量大、效率低。

在问题发现不及时，缺乏监管的问题。

目前部分油气管道通过泄露监测系统对管道泄漏进行实时监控预警，存在误报、漏报现象。与油气管道沿线各级政府联合防恐，但没有实现与政府公安部门一键报警。暂无预警软件。

越段安装了简单的监视摄像头，其他油气管道沿线 阀室、穿跨越等均无任何监视措施。1.2站场安全现状

表3为目前站场安全管理现状。

1)工业视频现状：现有站场的工业视频系统，

频监控系统存储服务器硬盘空间小，导致可存储的 录像时间短，不满足安全的要求。

2) 非法人侵监测现状：目前只有部分站场安装 了周界防护系统，且还存在误报的情况。3) 设备管理现状：仅仅实现了设备的静态信息 管理，没有实现设备的动态监控，关键设备的运行 参数、报警数据已实时传到了站控，但没有实现远 程诊断分析和事前预警。

为传统的模拟摄像机+硬盘录像机的结构，部分站场 的监控摄像机配置数目不满足监控需求，没有实现 无死角监控，现有画面质量多为标清画面，工业视

表3

内容 站内巡检 周界防护系统 检测报警系统工业视频系统 设备管理

站场安全情况

现状-

每2小时巡检一次，佩戴对讲机与站控室进行实时沟通，通过人工判断方式进行站内管线巡检及站场设备巡检。部分站场设有周界防护系统，且存在误报的情况。

罐区、泵房、压缩机房等安装了火焰探测器、可燃气体探测器，能监测和报警，报警信息已接入到站控。

部分站场的监控摄像机配置数目不满足监控需求，视频设备不是高清且没有夜视功能，工业电视监控系统存储服务器空间 小，导致可存储的录像时间短，不满足安全的要求。实现了设备的静态信息管理，没有实现设备的动态监控。

关键设备运行参数、报警数据实时传到站控，但没有实现远程诊断分析和事前预警。

源、社会依托信息、油气管道周边环境信息，由于 信息展现的不直观，导致应急处置方案制定迟缓。1) 应急信息缺乏集中管理：目前油气管道本体

3)应急决策困难：应急维抢修队伍、应急物资 信息、风险源信息、应急资源等关键应急信息大多 通过纸质文档保存，人工查阅效率较低，且应急信 息相关资料没有进行集中管理，一旦发生突发性事

件，无法在短时间内迅速获取相关应急信息，进一

等相关资源所在地理位置分散，通过人工难以实现 资源的合理调度，且部分险情现场没有伴行路和施 工便道，较难制定合理的抢险路线。通过传统的突

1.3应急维抢修现状

表4为目前应急维抢修管理现状。

料很难在短时间内筛选出事发地点相关的应急资

步增加紧急情况下有效信息的处理难度。发事件处理方式在命令传达、组织协调、资源调配、

2) 应急信息无法直观展示：应急信息相关资料 路线规划、专家决策等方面存在严重的不足，导致 繁多，在应急事件发生的情况下，单纯通过文档材

突发事件的处理不能及时、有效，造成巨大的人力

第27卷第6期石油规划设计2016年 11 月 47

表4

内容

维抢修计划管理 维抢修资源管理 维抢修作业管理现场处置协调

应急维抢修情况

现状

实现了对维修计划的管理，针对抢修编制了综合应急预案和专业应急预案。

实现了对维抢修队伍和资源的管理，但没有实现维抢修资源的实时共享，没有实现对应急设备及物资合理调配的决策支持。实现了维抢修作业记录、维抢修作业许可、维抢修作业审批等相关业务流程的管理，但维修维护工作没有实现自动排程和提醒。 没有专门的应急指挥中心，监视中心承担应急指挥中心的职责，应急抢险时通过电话的方式来了解应急现场的情况，监视中心 通过应急通信车来进行应急现场视频和语音通信，但针对现场处置协调没有实现决策支持。

浪费和财产损失。

2 需求分析

需求集中在安全方面，主要是要加强生产运行

过程的安全监控，提升安全运营管理水平。2.1油气管道安全监测

对油气管道进行大范围、多手段的监测，加大 物防和技防建设，强化对高后果区油气管道泄漏检 测和地质灾害的监测，加强油气管道的第三方破坏、 油气管道占压的安全预警，降低油气管道安全风险， 实现管网安全平稳的运行。2.2油气管道智能巡检

实现对油气管道全线进行智能化巡检管理，包 括巡线工作的全过程监督、巡检计划的管理、巡检 数据的电子化采集上报，从而提高巡检工作执行效率。 2.3站场安全监测

对站场周界及站场内部关键区域实现全面的视 频监控与周界人侵监测并实现联动。2.4设备远程监测诊断

通过信息化的手段，实现对泵、压缩机等设备 运行状态和运行数据的实时远程监测和分析，结合 设备的运行历史，对设备运行状态进行分析诊断， 对设备可能要发生的或已经发生的故障进行判断预 警，从而改进设备运行方案，给出预防性维修最优

方案，保证设备运转可靠。2.5应急辅助

实现事故灾害现场的全面监视、统一的应急信 息管理以及应急综合信息展示，包括埋地油气管道 及隐蔽空间三维展示，高风险点、阀室、穿跨越点 展示，油气管道周边地理信息，社会依托信息等， 使管理人员能够及时掌握事故灾害现场状况及油气 管道周边综合信息，实现应急辅助决策，为决策指 挥提供有效手段，从而快速进行应急响应，降低 风险。

3 设计

3.1油气管道安全监测系统

综合利用各种监测手段及分析技术对油气管道 泄漏、打孔盗油等造成的油气管道破坏事件进行及 时预警，对油气管道周边地质灾害信息进行管理和 分析，对油气管道高后果区的安全进行监控预警， 以便及时采取措施确保油气管道安全，降低风险。根据不同的应用需求和监测内容，油气管道安 全监测系统由泄漏检测子系统、安全预警子系统和 地质灾害监测子系统组成，分别实现油气管道泄漏 检测、油气管道破坏预警、地质灾害监测等功能， 见图1。

聽Mil行#1^行实时采隻和 分析矿及时准确地发现管道的泄 漏雜，解决现有姬屋检测不准 确的间题，通过更全面参数分析 漏痛进行准痛定位和觸〇

图1管道安全监测系统

48 2016年11月 刘倩等：面向安全的油气管道输送企业信息化规划方案研究 第27卷第6期

3.2油气管道GPS巡检监控管理系统

建设基于位置服务的智能巡检系统，实现对油 气管道巡线工作的全过程监管和对油气管道检测数

遍舰应用

卿naa

据的电子化采集上报，提高油气管道巡检管理工作 效率，满足对巡检计划、过程、考核的受控管理， 见图2。

GPstoBStt

eitftttaiaatgm

Gpsffitgam

飄专&

沿线巡检及管道日韋业务敗播^奠上抿

s阆数费采殳聚入巡检日志■I rwb^h |a»ggat|fiapmcagst| s腕

通倌管理安全蒼理设苗接入终嫌¥3驻站定位 GPS定位 运雄管理捿口庫S理

图2管道GPS巡检监控管理系统总体功能架构

油气管道GPS巡检监控管理系统包含巡检任务 管理、巡检业务管理、巡检考评管理等功能，主要 实现对巡检工作的实时监控管理和巡检数据的电子 化采集。

3.3视频监控与非法入侵监测系统

视频监控与非法人侵监测系统利用工业视频与 周界防护技术相结合，以视频监控为核心，建立覆 盖站场周界、站场内部关键区域、油气管道跨越、 RTU阀室等关键区域的综合监控系统，联动视频监 控与周界防护，智能视频分析，对关键区域的非法

人侵行为进行监视报警。通过视频监控与非法人侵 监测系统实现对站场、阀室、重点跨越段油气管道 的安全监测与管理。

根据设计思路，视频监控与非法人侵监测系统 主要有三个应用场景即：站场、RTU阀室和大型跨 越，不同应用场景的设计方案不同，因此视频监控 与非法人侵监测系统主要由站场安防系统、RTU阀 室视频监控系统、大型跨越视频监控系统三部分 组成。

系统架构及组成见图3。

觀体

is

RTU賊室大

»Ki3EB9TBl

a:外商■网ajwm

图3视频监控与非法入侵监测系统总体架构

第27卷第6期石油规划设计2016年11月49

3.4设备远程监测与诊断系统

实现对压缩机、泵等动力设备重要参数的实时 采集和远程监测诊断，便于专业人员及时掌握现场 设备状态，实现设备的远程集中管理、运行状态的 预警、故障诊断，并与预防性维修维护管理相结合， 为维检修计划的制定和优化提供支持。

设备远程监测与诊断系统包含设备运行监测、 设备故障预警、设备状态诊断、故障库管理等功能。

通过设备远程监测与诊断系统实现对压缩机、

泵等设备运行状态的指示、诊断和预警，从而实现 对设备的安全监测及管理，见图4。3.5应急信息综合管理平台

应急信息综合管理平台对应急管理信息进行有 效整合和充分利用，提供应急资源信息的可视化管 理，通过应急信息综合管理平台的建设为应急维抢 修提供及时准确的辅助决策和应急指导。

AB jse ；J

All IPHTTPFIMiiTunrum

翻PIOPCHDAlnt«rbc«

p\\

S«rv*f

Station

Data

设备运行监测

Omron J Siemens j

BM

」

0

采集设备运行时间、运行状态 等羅，实现对设备运行憧况 发的远程实时监测。

温度、S/lK 转速等数据采_-和曽理

设备运行状态珍断

通过各种分忻工具对设备的状 态进行分折儉断r走期给出设 备的分析诊断瑕告。

’二二

设备故障预警

分运行状态和效率，对运行异営 设备实现提前预-f统计故陸信机次数 计算机组可用率、平均无故障运行时间 等指

图4设备远程监测与诊断系统

该平台包括应急信息管理模块、应急综合信息 展示模块、应急辅助决策模块和系统管理四个部分。

息进行直观展示，对应急信息进行可视化管理，辅

助管理层进行决策分析。

应急辅助决策，包括应急资源调配、抢险轨 1) 应急信息管理，包括应急自然环境信息、应 3)

急内部资源信息、应急外部资源信息、应急预案信 迹规划、应急预案匹配、灾情统计分析功能。

4) 系统管理，包括用户管理、日志监控管理、 息、应急案例信息、应急演练信息、应急基础信息 等的综合管理。

2) 应急信息综合展示，结合地理信息对应急信

权限管理、系统审计、接口管理功能。

系统架构及组成见图5。

图5应急信息综合管理平台总体功能架构

50 2016年 11 月刘倩等：面向安全的油气管道输送企业信息化规划方案研究第27卷第6期

社会影响。

4 结论

在安全、环保要求日益严格的今天，关于安全 方面的信息系统建设已是企业在生产过程中不可缺 少的一部分。针对安全形势严峻的某油气管道输送 企业，建立一整套面向安全的信息系统能有效预防 和应对各类突发事件，确保在各种突发事件发生后， 能准确快速、高效有序地对紧急事故进行处理，最 大限度保护员工及周边群众的人身安全，减少国家 财产损失和环境破坏，避免对企业声誉造成不好的

参考文献：

[1] 潘家华.油气管道的风险分析[J].油气储运，1995,

14(3) : 11-15.

[2] 刘二利，宋磊，王齐.光纤预警系统在长输管道保护

中得应用[J].石油规划设计，2013,24(4):44-46.

[3] 夏海波，张来斌，王朝晖.国内外油气管道泄漏检测

技术的发展现状[J].油气储运，2001，20(1):1-5.

收稿曰期：2016-01-26

编辑：廉践维

(上接第26页）

2014年至2015年间，萨北开发区断层区实施注水

井调整153井次，注水量增加1 080 m3/d;采油井措 施挖潜33 口，平均单井产油量增加了 6.8 t/d，含水 率下降了 6.96个百分点，产油量累计增加了 3.47x 104 t。同时，断层两侧压差得到有效调整，压力系 统更趋均衡。

[3 ]刘显太，李军，王军，等.低序级断层识别与精细描

述技术研宄[J].特种油气藏，2013,20(1):44-47.

[4 ]许胜利，吴艳梅，郭银菊，等.复杂断裂破碎带的构

造精细解释方法研宄[J].天然气勘探与开 发，2007,30(4):19-21，84.

[5] 王彦辉，姜岩，张秀丽，等.三维地震解释技术及其

在储层描述中的应用[J].石油与天然气地 质，2013,34(3):407-412.

[6] 王端阳.基于三维地震解释的构造断层再认识[J].

4 结论

萨北开发区纯油区西部断层较为发育，受其影 响，局部区域井网不规则、注采关系不完善、剩余 潜力较大。2010年以来，完成了该区块高密度三维 地震数据采集和开发地震构造解释，重新精细刻画 断层分布、注采关系及潜力分布，并以此为基础， 开展了井震结合断层区精细挖潜研究。

根据不同区域剩余油分布特点，优选出复杂断 块区注采系统调整、大断层附近整体部署高效直井、 断层间窄条带区域大斜度井挖潜及常规措施调整等 4种挖潜模式，取得了较好的开发效果，为断层区 的精细挖潜提供了重要的技术支撑。

参考文献：

[1 ]杜庆龙，朱丽红.喇萨杏油田特高含水期剩余油分

布及描述技术[J].大庆石油地质与开发，2009,28

(5) :99-105.

[2 ]张海燕，陈树民.本征值相干体技术在松辽盆地北

部精细地质研宄中的应用[J].大庆石油地质与开 发，2008,27 (2):140-142.

油气田地面工程，2013,32 (5):11-12.

[7] 齐春艳.密井网条件下开发地震解释技术在油田调

整中应用[D].北京：中国地质大学（北京），2010.

[8 ]李操，王彦辉，姜岩.基于井断点引导小断层地震识

别方法及应用[J].大庆石油地质与开发，2011，30(I) : 19-22.

[9] 王东明.井震联合技术在断层精细解释中的应用

[J] .石油天然气学报，2011，33 (9):72-76.

[10] 马长青.利用精细地质研宄成果指导剩余油挖潜

[J].中国石油和化工标准与质量，2011，31(5): 162.

[11] 韩圆庆.油藏高含水后期剩余油分布规律及措施研

宄[J].经济师，2011 (4):291-292.

[12] 屈亚光，刘月田，涂彬.复杂断块油藏水平井开发应

用效果研宄[J].钻采工艺，2011，34(2) :33-35,45,114.

收稿曰期：2016-04-12

编辑：陈霞