GIS在油气长输管道完整性管理中的应用

SYS PRACTICE 系统实践摘要：随着管道数量的逐年增加，地下管道错综复杂，部分华北地区地形环境复杂，管道偷油破坏活动多发，给管道的巡线工作造成了很大困难。

通过3S技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS和全球定位系统GPS）结合无人驾驶飞行器等技术，自动、智能快速获取地质变化、房屋建设、动态监控、自然灾害等空间遥感信息，完成石油管道遥感数据的分析处理的应用，实现“重点巡视、组织运维”模式下的“天地一体化”生产经营信息服务，是“智慧油田”的重要组成部分。

关键词：3S技术；无人机巡检；变化检测；遥感应用；影像分析；智能管道巡检随着管道数量的逐年增加，地下管道错综复杂，部分华北地区地形环境复杂，给管道的巡线工作造成了很大困难。

同时，随着管道使用年限的增加，一些老管道常年受土壤的腐蚀以及其它自然因素的破坏，正逐渐出现穿孔漏油情况，给油气集输的正常运转造成一定影响。

更为严重的是，近年来在利益的驱使下，许多不法分子长期从事管道偷油破坏活动，其偷油手法多种多样，令人防不胜防。

这些问题都给油气生产造成巨大的直接和间接经济损失[1]。

一、传统巡检模式的缺陷与无人机巡检的对比由于长输管道及其附属设备处于野外，极易遭到自然或人为因素的破坏。

为此，华北油田公司已建设了一个完整的巡检队伍，通过巡检人员定期沿管道检查，及时发现管道泄漏、自然破坏和人为破坏等各种危及管道运输的事故，为管道危急抢修提供第一手资料。

但巡检人员定期巡检管道，巡线工作量大，工作极其辛苦，遇到恶劣天气时，巡线工作将无法开展，加之巡检出现的漏检、部分地域无法进入，都对巡检效果造成很大影响。

无人机具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单等特点，可在山区等人员不便进入的复杂地形飞行，同时可以搭载多种数据采集设备，在巡井巡线时搭载的摄像设备可将高清图像通过无线传输设备，实时传回油田监控管理中心，与生产指挥系统进行对接。

夜间也可搭载热成像设备，在空中对重点区域进行巡检，防止偷油盗油份子对管线的破坏。

天然气长输管道完整性管理目录1 .前言 (2)2 .天然气长输管道建设及管理现状 (2)3 .天然气长输管道实施完整性管理的必要性 (3)4 .天然气长输管道完整性管理的困难 (3)5 .完整性管理技术发展现状 (4)6 .长输管道完整性管理 (5)6.1. 建立健全的长输管道完整性管理制度 (5)6.2.安全隐患分析 (5)6.3.建立长输天然气管道完整性数据库 (6)1.4. 加强长输管道的完整性管理 (6)7 .管道腐蚀监测技术 (6)1. 1.管道内腐蚀检测技术 (6)7. 2.管道外腐蚀检测技术 (7)8 .天然气长输管道完整性管理技术措施 (7)8. 1.数据收集 (7)9. 2.高后果区识别 (8)10. 3.风险评估 (8)11. 4.基线评估 (9)12. 5.完整性评估 (9)13. 6.维修与减缓计划 (9)14. 7.变更管理 (10)9 .管道完整性管理的应用前景 ................................................... IO10 .结语 (11)摘要：长输管道成本低、可靠性强，在油气输送中具有较大的优势。

长输天然气长输管道承担着油气运输的重要任务，但由于我国管道业发展较晚，在管理中未从完整性层面实现安全管理，想要解决长输天然气长输管道的安全问题，就需要从技术层面加以创新，转变管理理念，改革管理模式，管道完整性管理的变革已经成为必然。

完整性管理涉及风险评价、维护、数据收集等多项活动，皆需相应的管理技术支撑，而我国的管道完整性管理与发达国家仍有较大差距，因此，应结合实际情况，制定相应的完整性管理计划，分段实施管道完整性管理，实现完整性管理技术的最大价值，改善管道建设与管理现状，有效预防风险、降低风险，保证管道的安全运输。

关键词：天然气长输管道；完整性管理；安全检测；风险管理；应用前景1.前言由于天然气管道输送距离较长，管道中途经过的环境具有复杂性，各方面的因素都可能对管道运输产生影响，威胁管道安全，对国家和人民的生命财产安全带来隐患。

智慧管道智慧管道”提出背景、概念及发展之道思考2012-11-03 赛迪经略企业信息化研究中心何素刚一、油气管道信息化发展历程管道运输在世界上已经有130多年的历史。

在欧洲和北美，信息技术在长输管道建设勘查选线、中期建设实施和后期运营管理中已经被广泛应用。

截至目前，管道信息技术应用较为成熟的国家是美国、加拿大和意大利。

美国最先进的管道之一——阿拉斯加管道，可实现对地震等自然灾害的预警和自动控制。

Enron Transportation Services公司利用GIS技术建立了管道应急响应系统;横加公司(Trans Canada Corp.)通过基础设施云化的实施，实现内部流程自动化和资源管理优化，从而面向外部提供动态、灵活的基础设施服务。

油气管道信息化发展基本上分以下四个阶段：1)数字化初级阶段：20世纪80年代到90年代初期，国内最大的计算中心基本都在石油行业里，计算机应用主要集中在业务生产领域，油气管道数据的处理，主要需要依赖大型计算机和处理软件。

2)数字化管道提出阶段：数字化管道是20世纪90年代由美国首先提出来的，数字地球理论的建立、数字地球核心技术的发展以及管道建设与管理的需要成为数字管道应用技术发展的催化剂。

在我国，也开始着重建设SCADA系统、GIS系统等。

3)数字化管道成熟阶段：2000年以来，我国长距离油气输送管道进入了快速发展时期，SCADA自动化控制系统的成熟应用，是数字管道建设过程中一个重要步骤，它是管道数字化在管道站控室的应用和具体体现。

我国在这个阶段已经实现了管道站控室的数字化。

4)智慧化管道阶段：2008年11月，IBM 提出“智慧地球”。

2009年8月，温家宝总理作出迅速建立“感知中国”中心的指示。

随着各种新兴技术的成熟和相关政策的落实，油气管道公司也开始积极尝试采用物联网、云计算等新一代信息技术，步入智慧化的阶段。

二、“智慧管道”提出的背景技术背景随着全球物联网、新一代移动宽带网络、下一代互联网、云计算等新一轮信息技术迅速发展和深入应用，信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，向更高阶段的智慧化发展已成为必然趋势。

数字化管道技术在管道建设中的应用本文介绍了数字化管道系统的组成和功能，讨论了构建系统所需的支撑技术，指出了数字化管道技术具有广阔的应用前景，希望提供参考价值。

标签：数字化；管道技术；管道建设；应用1、数字化管道数字化管道源于“数字化地球”的概念。

数字化管道是对管道本身的属性、沿线相关环境要素统一的数字化重视和认识。

其表现形式是一个管道综合信息系统。

从广义上讲，数字管道是以信息数字设施为基础，集空间化、网络化、智能化和可视化等多种类的空间基础激励信息为框架，充分利用计算机数据库管理技术，国际互联网络管理技术、现代办公网络、虚拟现实等技术，将管道设施和沿线有限的自然环境、人文环境等信息、施工过程的各种数据资料在三维地理坐标上有机整合。

2、数字化管道系统的功能1）地理信息系统具有航拍图的数据处理和地图发布功能，将管道施工数据与地形地理数据结合，实现管道空间走向图和地下纵断面图的自动生成和相互对照。

2）可行性研究管理系统管理可行性研究、评估报告电子资料的数据入库和查询检索。

3）勘察管理系统管理勘察电子资料的数据入库和查询检索。

4）设计管理系统管理设计说明书、图纸等电子资料的数据入库和查询检索。

5）数据采集系统将管道施工过程中的线路工程、穿越工程、站场工程、通信工程、外电工程、伴行路工程、阴极保护工程、水工保护工程等各类工程数据的采集、上报、校验、审核与发布。

6）竣工资料管理系统管理竣工资料的电子资料的数据入库和查询检索。

7）管道模型管道模型是整个系统的基础数据模型，包括基础数据管理、管线维护、桩维护、站場维护、阀室维护、穿跨越维护、伴行路区段维护等。

8）设备管理系统管理管线建设过程中设备档案、参数及设备资料信息。

9）系统管理系统用户、权限、角色及组织机构的安全配置与设置。

3、构建数字化管道系统的关键技术1）航空航天遥感航空航天遥感技术是通过在飞机、卫星、航天飞机等遥感平台上，安装光学、红外、微波等遥感器，远距离地接收电磁辐射信息。

物联网面向油气长输管道的物联网系统总体要求1范围本文件规定了油气长输管道安全监测物联网系统数据采集、边缘服务、数据处理、业务应用、通信传输、运维管理和系统安全的技术要求。

本文件适用于油气长输管道安全监测物联网系统的规划、设计、建设、应用和运维。

2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T22239-2019信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB32167-2015油气输送管道完整性管理规范GB/T33863.8-2017OPC统一架构第8部分：数据访问GB/T37044-2018信息安全技术物联网安全参考模型及通用要求GB/T41780.1-2022物联网边缘计算第1部分：通用要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1油气长输管道oil and gas pipeline在不同区域间输送经过矿场净化处理的原油、天然气或液态石油产品（成品油）的管道。

[来源：SY/T7031-2016，2.1,有修改]3.2站场station对管输油气进行增压、减压、储存、注入、分输、计量、加热、冷却或清管等操作的设施及场地。

[来源：SY/T7031-2016，2.9]3.3管道光纤告警系统pipeline optical fiber warning system基于光纤传感技术的原理，能够实时检测管道周边的振动、温度、应变等参数情况并准确定位，实现管道事件告警的装置。

3.4高后果区high consequence areas;HCAs管道泄漏后可能对公众和环境造成较大不良影响的区域。

[来源：GB32167-2015，3.8]3.5高风险段high risk pipeline segment通过失效发生概率（可能性）和后果大小度量的潜在损失较高的一段管道。

管道完整性管理策略优化第一部分管道完整性定义与重要性 (2)第二部分国内外管道完整性管理现状 (3)第三部分完整性管理策略框架构建 (5)第四部分风险评估与识别技术 (8)第五部分检测与监控技术进展 (11)第六部分数据管理与分析方法 (16)第七部分修复与维护措施优化 (19)第八部分案例研究与策略应用 (22)第一部分管道完整性定义与重要性管道完整性是指确保管道系统在其整个生命周期内保持其设计、建造和操作的安全性和功能性。

它涉及到对管道的物理状态、材料性能、运行参数以及周边环境因素的综合评估和管理。

管道完整性的重要性体现在以下几个方面：首先，管道完整性是保障油气资源安全输送的基础。

随着全球能源需求的不断增长，油气管道作为主要的运输方式之一，其安全性直接关系到国家能源供应的稳定性和可靠性。

通过实施有效的完整性管理策略，可以及时发现并修复潜在的缺陷和风险，从而降低事故发生的可能性。

其次，管道完整性有助于环境保护和可持续发展。

油气泄漏不仅会造成资源的浪费，还可能引发严重的环境污染事故。

例如，根据美国环保局的统计数据，每年约有 1700 起石油泄漏事件，其中大部分发生在管道系统中。

因此，通过加强管道完整性管理，可以有效减少环境事故的发生，保护生态环境和人类健康。

此外，管道完整性也是企业社会责任的体现。

随着社会对企业的期望不断提高，企业需要承担起更多的社会责任，包括确保产品和服务的质量与安全。

通过实施严格的管道完整性管理，企业可以向公众展示其对安全、环保和社会责任的承诺，从而提升企业的品牌形象和市场竞争力。

最后，管道完整性管理对于提高经济效益具有重要意义。

通过对管道系统进行定期的检测和维护，可以及早发现潜在问题并采取相应的措施进行修复，从而避免由于事故导致的生产中断和经济损失。

同时，通过优化管道的运行参数和维护计划，还可以降低运营成本，提高经济效益。

综上所述，管道完整性管理对于保障油气资源的安全输送、环境保护、企业社会责任和经济效益等方面具有重要的意义。

管道完整性管理1.管道完整性管理的概念1. 1 管道完整性管理的定义 管道完整性管理定义为：管道公司通过根据不断变化的管道因素，对天然气管道运营中面临的风险因素的识别和技术评价，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运营的风险水平控制在合理的、可接受的范围内，建立以通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理相结合的管道完整性的信息，对可能使管道失效的主要威胁因素进行检测、检验，据此对管道的适应性进行评估，最终达到持续改进、减少和预防管道事故发生、经济合理地保证管道安全运行的目的。

1.2 管道完整性管理内涵管道完整性管理（PIM），是对所有影响管道完整性的因素进行综合的、一体化的管理，主要包括：● 拟定工作计划，工作流程和工作程序文件。

● 进行风险分析和安全评价，了解事故发生的可能性和将导致的后果，指定预防和应急措施。

● 定期进行管道完整性检测与评价，了解管道可能发生的事故的原因和部位。

● 采取修复或减轻失效威胁的措施。

● 培训人员，不断提高人员素质。

1.3 管道完整性管理的原则● 在设计、建设和运行新管道系统时，应融入管道完整性管理的理念和做法。

● 结合管道的特点，进行动态的完整性管理。

● 要建立负责进行管道完整性管理机构、管理流程、配备必要的手段。

● 要对所有与管道完整性管理相关的信息进行分析、整合。

● 必须持续不断的对管道进行完整性管理。

● 应当不断在管道完整性管理过程中采用各种新技术。

管道完整性管理是一个与时俱进的连续过程，管道的失效模式是一种时间依赖的模式。

腐蚀、老化、疲劳、自然灾害、机械损伤等能够引起管道失效的多种过程，随着岁月的流逝不断地侵蚀着管道，必须持续不断地随管道进行风险分析、检测、完整性评价、维修、人员培训等完整性管理。

2、管道完整性管理专题引起国际社会重视从国际上来看，尽管人们对管道完整性已经进行了不少研究，但目前管道完整性仍然是管道工程研究的热点问题。

长输油气管道漏磁内检测技术摘要：近年来，长输油气管道漏磁内检测问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。

本文首先对相关内容做了概述，分析了管道检测技术的分类以及管道焊缝的识别，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就长输油气管道漏磁内检测技术应用问题展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：长输油气管道；漏磁；内检测；技术1前言作为一项实际要求较高的实践性工作，长输油气管道漏磁内检测的特殊性不言而喻。

该项课题的研究，将会更好地提升对长输油气管道漏磁内检测技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。

2管道检测技术的分类管道外检测技术是对管道进行挖坑检测，其目的是检测管体的腐蚀缺陷。

常用的外管道检测技术有标准管/地电位检测、密间距电位检测以及直流电位梯度检测等。

管道内检测技术主要用于管道内部的腐蚀检测和焊缝裂纹检测等。

目前内检测技术有很多，其中包括漏磁检测、超声波检测、射线检测、涡流检测和红外热成像检测等技术。

每种检测方法在内检测上都有自身的优点与不足，其中漏磁检测对检测的环境要求不高，是一种在线检测能力强并且自动化水平高的检测方法，同时也应用最广的一种磁粉检测方法，但是在检测的过程中必须要求管壁的磁性饱和，同时还要受到管壁厚度的影响。

超声波检测对象也极其广泛，但是需要连续的耦合剂，主要应用在液体管道检测上，在燃气管道的检测上还有一定的难度。

红外线热呈现检测虽然能够进行非接触的在线检测，但是环境温度、通风因素都能影响到图像的准确性，因此不适用于检测腐蚀的发展速度。

基于漏磁检测技术的燃气管道检测系统具有高准确性和高可靠性的特点，随着电子信息技术的发展与完善、检测器探头的小型化、处理器采样的高速化以及储存器容量的扩大化的应用，漏磁检测技术与GIS、GPS技术相互结合，实现了管道可视化、完整性管理等技术含量高的技术在内检测领域中的广泛应用，这些技术的应用，大幅度提高了漏磁检测器的分辨率和定位精度。