基于故障树的胜利油田油气集输管道失效原因

263管道运输是五大运输方式之一，在运输油气中发挥着越来越重要的作用，目前我国的油气场输管道已经初步形成了网络体系。

石油、天然气都具有易燃易爆炸的特点。

油气管道的安全问题直接影响到公共的安全，保护油气管道的安全也就是保护公共安全、社会安全和人们群众的生命财产安全。

油气长输管道是石油天然气产业非常重要的环节，是我国能源调配的基础，这些油气管道需要穿过不同的地形、土壤和湖泊，一些季节变化、介质变化和地下水位的变化等等都会对油气管道进行腐蚀，目前我国因为腐蚀造成的经济损失非常大，其中很大一部分是因为油气管道的腐蚀。

1 油气管道的失效因素和失效模式1.1 油气管道的失效因素油气管道附近区域人员的活动、管道地上的设备和管道沿线的标志都是影响油气管道的重要因素。

在第三方破坏的因素当中，单号呼叫系统能够给挖掘管道的运营商提供电话号码，要求他们在开始挖掘之前公布单号呼叫系统，使运营商能够与挖掘人员取得一定的联系，管道运营者在挖掘的时候可以用采用一些临时的标记，随时的跟踪并且检查地下的设施。

目前国内并没有安装单号呼叫系统，为了防止油气管道腐蚀减弱，提高管道附近公民的保护意识和加强对公众的教育有很大的意义。

油气管道的腐蚀可以分成管内的腐蚀和管外腐蚀。

管道介质性质、管内的保护层和一些杂物都是影响管内腐蚀重要的因素。

管外的腐蚀与阴极的保护状况、土壤的腐蚀和管道附近埋设的物质都有很大关系。

这些腐蚀管道的因素中，仅仅需要分析埋地管道的腐蚀情况，不必考虑大气对埋地管道的影响。

1.2 油气管道的失效模式失效模式是油气管道失效的表现，一般油气管道装备的是小模式主要包括断裂、变形和表面损伤。

但是油气管道比较特殊，有的人提议将爆炸失效单独列成一类，并且表面的损伤可以分成腐蚀和外来机械的损伤，会导致油气管道的腐蚀就分成爆炸、断裂、变形、腐蚀和外来机械的损伤。

其中，爆炸可以分为物理爆炸和化学爆炸。

导致物理爆炸的因素有温度和压力。

化学爆炸指的是不正常的化学反应是压力增加而引起爆炸，一般的情况可能是一些易燃的物质和空气发生混合，达到了爆炸的极限范围进而产生放热而引发爆炸。

油气集输管道腐蚀的原因与对策曾勇摘要：在我国快速发展的过程中，我国的油气生产由于油气中的腐蚀性介质，容易发生腐蚀，造成管道穿孔或渗漏，这给石油和天然气的收集和输送带来了安全风险。

因此，油气管道的防腐问题有必要研究一下，采取最佳的防腐处理措施，管道的耐蚀性需要提高，管道的输送效率也需要提高，从而能够延长金属管道的使用寿命，油田生产的需要得以满足。

关键词：油气管道腐蚀原因防腐对策【引言】随着我国工业化进程的加快，石油、天然气等工业产品也有很大的进步，油气主要的运输方式已经成为管道运输。

但是，在运输过程中，由于油气管道本身的性能特点，油气大都伴随石油从油井中提取出来，它的组成部分有甲烷和乙烷等可燃性物质，他们化学结构相对比较复杂，在石油集输过程中会出现剧烈的碰撞，这类物质容易相互作用改变油气集输管道的环境，进而降低了本身的抗腐蚀能力，腐蚀现象的发生几率增加，导致油气管道的集输质量下降，管道腐蚀比较严重也会阻碍使用，有时甚至造成了安全问题。

油气泄漏是油气管道腐蚀造成的直接后果。

为降低事故发生率，应结合油气管道的腐蚀检测技术，对油气管道进行综合评价来采取防腐措施，。

油气企业关注的重点和石油工业发展中的难点问题都是油气管道的腐蚀。

因此，有必要增加人力、财力和经历，并不断探索，以解决腐蚀问题。

1、油气管道腐蚀的原因和分析：石油集气管道的主要作用是运输石油。

在运输过程中油气里包含h2s、co2、凝析油和地层水。

这些介质对油气管道有非常严重的腐蚀作用。

油气运输的安全被严重影响，要求我们采取一定的措施来保护油气管道的腐蚀。

但是由于油气田的特点不同，腐蚀环境和腐蚀材料也不同，腐蚀机理和腐蚀形式也比较复杂。

因此，防腐蚀措施的采用不能一概而论，必须根据不同油气田的特点选择和应用防腐蚀措施。

集合管道运输中常见的介质往往是混合多相流介质，大量的运输对于内壁的腐蚀更为严重，因此管内的腐蚀尤为重要。

为了保证能源的有效供应和运输安全，有必要对收集管道的防腐措施进行研究和科学选择。

油气集输管道腐蚀的原因及对策发表时间：2018-04-04T10:41:23.850Z 来源：《防护工程》2017年第34期作者：牛锋黄海军刘冲刘勇[导读] 由于油气管道常采用管沟填埋方式进行铺设，由于土壤环境的酸碱性、含水率、氯离子等不同因素的影响。

新疆油田公司石西油田作业区新疆克拉玛依 834000摘要：油气集输管道不仅需要承受输送介质的腐蚀影响，同时由于埋地管道的运行环境影响，也会存在着土壤腐蚀等多种腐蚀的影响，严重影响到油气集输管道的安全运行，必须采取必要的防护措施，有效地防止各种腐蚀现象的出现，严重金属管道的使用寿命，达到油田生产挖潜增效的技术要求。

关键词：油气集输；管道腐蚀；原因；对策1油气集输管道腐蚀机理1.1电化学腐蚀由于油气管道常采用管沟填埋方式进行铺设，由于土壤环境的酸碱性、含水率、氯离子等不同因素的影响，会诱导金属材质的管道产生离子偏离，最终形成电化学腐蚀。

以管道内腐蚀情况下的电化学腐蚀情况为例，因为考虑到油气流动时需要克服其粘次阻力的影响，所以必须保证管道内壁的光滑性，通常在管道内壁都会进行过电镀处理，而电镀层有阴极和阳极之分，通过外加电流进行电镀层电极电势高低关系进行离子诱导从而防腐。

但是电镀层会因为原油腐蚀或者管道外部机械性损坏而脱落，并且在油气流动时会产生一定的静电，再加上外部土壤环境下的电化学腐蚀影响会产生交互作用，严重腐蚀管网。

1.2缝隙腐蚀由于管网建设过程中需要运用不同的金属和非金属材料进行焊接或者紧固，而在焊接过程中还会产生气孔、螺母紧压面、法兰连接面等缝隙，加之不同土壤环境下的SRB细菌吸附和电化学腐蚀影响，很容易在缝隙处形成腐蚀层或者生物垢，影响管网完整性。

1.3应力腐蚀应力腐蚀可能是油气集输管道金属内部的残余应力，也很有可能是油气集输管道外加应力，它是一种由于特定腐蚀介质与拉应力共存的过程中所出现的腐蚀破裂。

残余应力可能是由于管道金属材料体积变化引起的，也可能是管道金属材料升温后冷却降温不均匀引起的，也有可能是由于加工制造的过程中所出现的形变，还有可能是由于冷缩配合、螺栓紧固、铆合作用所引起的应力。

油井管都是靠螺纹连接，因此，对油井管的丝扣除要求强度外，还要求具有一定的气密性和耐用性。

目前，在油气田开发中占开发投资大部分资金的油、套管损坏相当严重，给油气田开发带来了难以弥补的损失，其中连接螺纹即套管接头是整个套管柱中最薄弱的环节，在套管损坏中，由于油、套管接头破坏及密封失效占了很大一部分比例。

螺纹扣牙的失效形式套管接头螺纹扣牙在多种载荷作用下的连接强度，主要指扣牙抵抗以下破坏形式的能力：（1）跳扣：外螺纹在轴向力作用下从内螺纹中跳出，而很少破坏扣形；（2）断扣：管的端部的完整扣处断裂，一般管的端部完整扣处强度最低；（3）螺纹扣牙剪切：扣牙在剪力作用下从扣体上剥落；（4）屈曲：管体及接箍在轴压作用下的破坏。

对于大多数扣形来说，接头抵抗跳扣的能力，主要表现为各扣所受径向分力的大小，若所产生的径向力大，则此力可以使接箍涨大，而管子收缩，从而使滑扣易于产生。

反之若径向分力小，此力引起接箍外涨及管体内缩的变形小，使滑扣不易发生。

常见的轴向力破坏是跳扣及断裂，而螺纹牙的剪切及屈服只有在特殊条件下才有可能发生。

近年来,国内外在用套管的失效呈上升趋势,主要表现为套管被挤毁、错断、严重变形和严重腐蚀等形式。

套管挤毁主要是地应力(地层出砂、流动、滑移、膨胀、蠕动等) 、固井质量差、套管强度不足或存在缺陷等而造成的。

套管断裂主要是地层应力高、固井质量差、套管强度不足、套管柱设计不合理、螺纹质量差及下套管操作不当等造成的。

严重腐蚀则主要是由于套管设计不当、防腐措施不力、腐蚀环境恶劣等而造成的。

套管失效形式分析由于不同工矿下套管在井下的受力状况不同, 所处的环境各异, 我国的百色油田和俄罗斯的西西伯利亚油田套管的失效形式就有很大差异。

根据近几十年对套管失效的大规模调查研究和系统分析, 可归纳出套管破坏的形式大致分为种变形、错断、破坏和腐蚀穿孔。

其中, 破坏又可分为挤裂、爆破、和拉伸3种。

石油套管失效原因导致套管失效的原因归纳起来主要有以下5大类①高压注水引起②盐岩层“塑性流动”引起③地下水腐蚀浅层套管所引起④疏松砂岩油层大量出砂引起⑤地层倾角较大、断层较多引起套管错断以及注蒸气热采并中存在着和局部缩劲变形相对应的恶性局部应力等。

原油集输管道失效泄漏与风险防控分析摘要：当前，随着社会经济的不断发展，我国石油资源需求也在不断上升，原油集输管道的长度也在随之增加。

原油集输管道受环境以及化学因素影响，逐渐出现腐蚀现象，而且缺乏有效管理，一旦造成泄露，就会产生严重后果。

因此，根据当前油田管道运行现状，探寻原油集输管道失效泄漏与风险防控有着重要意义关键词：原油集输管道；泄露；防控1 原油集输管道现状分析当前，我国原油集输管道大多铺设在地下，而且占地面积较小，通过降低输送的距离，有效防止了运输当中的风险。

通过土地掩埋管道，可以防止不良气候的影响，实现密闭式输送，降低能源损耗，保护环境，而且还能集中进行管控，提高生产效率。

集输管道一般分为输送石油管道和输送天然气管道，从采油的井场运输到处理站，再把其输送到需要分解的地区进行二次加工。

在输送过程中，由于物质内含有汽油、水以及微量化学物质等等，会造成腐蚀效果，因此管道极容易腐蚀。

油田进入后期开采过程当中，含水量会上升，这会加快管道的腐蚀，造成一系列隐患。

通过集中处理站把石油进行处理，对原油进行加工和分离，使管道内的物质变得干净，减少腐蚀，通过做好防护措施，从而有效延长管道使用寿命，防止泄露。

2失效泄漏分析我国原油集输管道目前还在不断进行研发，从95年之后，我国管道事故已经发生上千起，而且事故率远远高于发达国家。

对此，我国要更加注重原油集输管道的把控，强化对失效泄漏原因的分析，并进行针对性的预防措施。

管道失效模式可谓是各种各样，引起事故大多表现为造成石油泄露并造成管道严重腐蚀，一般分为外部损伤和本体失效等等。

2.1外部损伤失效泄漏外部损伤一般是由于地理环境因素所导致的，比如山体滑坡，洪水泛滥，水土流失等自然现象造成管道破坏，从而影响管道内的原油输出。

一些不法分子胡乱进行挖掘和建设，造成对管道进行破坏，从而导致管道泄露。

一些管理人员的综合素质较差，不具备极强的责任心，从而导致管道运行失控，造成事故发生。

石油化工自动化AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY第57卷第3期2021年5月Vol. 57, No. 3May , 2021基于故障树-贝叶斯网络的 管道失效概率计算研究林禄彬1,郭亚唯一2,高丽3,刘宁宇3,杨晓东"，梁昌晶5（1中油国际管道有限公司中哈天然气管道项目，北京100029；.中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司新兴物探开发处，河北涿州072750；.国家石油天然气管网集团有限公司建设项目管理分公司，河北廊坊065000；.中国石油华北油田公司二连分公司，内蒙古锡林浩特026000；.河北华北石油港华勘察规划设计有限公司，河北任丘062552）摘要：针对管道失效的问题，采用故障树和贝叶斯网络相结合的方式，以管道失效为顶事件，建立了故障树分析模型，随后将故障树向贝叶斯网络进行有效映射，通过贝叶斯的正向因果推理和反向诊断推理分别分析和计算了管道失效概率和影响管道失效的主控因素，通过调整各节点的状态和条件概率分布，实现了对管道失效概率的不断更新,最后进行了实例计算，研究结果 可为管道延寿和防腐提供理论依据。

关键词：故障树;贝叶斯网络;管道失效;先验概率中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1007 - 7324（2021）03 - 0040 - 06Study on Pipeline Failure Probability Calculation Based on Fault Tree — Bayesian NetworkLin Lubin 1, Guoya Weiyi 2, Gao Li 3, Liu Ningyu 3, Yang Xiaodong 4,Liang Changjing 5 (1. Kazakhstan-China Gas Pipeline Project of Sino-Pipeline International Company , Beijing ,100029, China ；2 . New Resources Geophysical Exploration Division ,Bureau of Geophysical Prospecting INC. , CNPC ,Zhuozhou ,072750,China ；3. Construction Project Management Branch ,PipeChina Corporation ,Langfang ,065000,China ；4. The Erlian Filiale of HuaBei Oilfield Company ,Xilinhot ,026000,China ；5. Hebei Huabei Petroleum GangHua SurveyPlanning & Design Co. Ltd. , Renqiu , 062552, China)Abstracts : Aiming at the problem of pipeline failure , by using fault tree and Bayesian network ,takingpipelinefailureastopevent ，thefaulttreeanalysismodelisestablished Thefaulttree is mapped to Bayesian networks effectively. By Bayesian positive causal reasoning and reversediagnosticreasoning ，the pipelinefailure probability andthe main factors influencing the pipelinefailureareanalyzedandcalculatedrespectively Byadjustingthestateofeachnodeand the conditional probability distribution ，and the continuous renewal of pipeline failure probabilityarerealized ，andactualcasecalculationisconducted Theresearchresultscan providetheoreticalbasisforprolongingpipelinelifeandanti-corrosionKey words : fault tree ； Bayesian network ； pipeline failure ； prior probability近年来，中国油气管道实现跨越式发展,截止到2017年底，总里程达到1. 25X105 km,但同时中国 很多油气管道的服役年限已超过30 a,并且由于管道腐蚀、设备陈旧、非法占压、阴极保护失效、第三方破坏等原因导致失效事件数量不断攀升，严重影响了管道完整性管理口切。

多因素作用下油气集输管道的腐蚀行为及预测模型多因素作用下油气集输管道的腐蚀行为及预测模型【引言】油气集输管道在能源领域扮演着至关重要的角色，然而，多因素对其腐蚀行为产生了巨大的挑战。

了解并预测油气集输管道腐蚀的行为对于确保管道的安全运行至关重要。

本文将从深度和广度两个方面，介绍多因素作用下油气集输管道的腐蚀行为，并探讨相应的预测模型。

【1. 多因素对油气集输管道腐蚀行为的影响】（1）化学因素：油气中的一些成分会引发腐蚀，如酸性气体和水分子，它们与管道表面发生化学反应，导致腐蚀。

（2）物理因素：温度、湿度等物理因素对管道腐蚀具有影响。

高温环境下，腐蚀速率加快；湿度过高会加速化学反应，加剧腐蚀。

（3）机械因素：管道表面的机械损伤、应力集中等也会促进腐蚀的发生。

气流和流体的压力和流速也会对腐蚀产生影响。

【2. 油气集输管道腐蚀行为预测模型】为了预测油气集输管道的腐蚀行为，需要建立相应的预测模型。

下面将介绍两种常见的预测模型。

（1）经验模型：经验模型基于历史数据和实际观测建立，通过统计分析和数据挖掘的方法，找出腐蚀与各个因素之间的关系。

这种模型简单易用，但缺乏理论支持。

（2）机器学习模型：机器学习模型基于大量数据和算法，通过学习训练数据中的模式，建立预测模型。

这种模型能够处理多变量和复杂关系，具有较高的预测精度。

【3. 油气集输管道腐蚀预测模型的应用】在实际应用中，油气集输管道腐蚀预测模型发挥着重要作用，为管道运维提供决策支持。

通过预测模型可以提前发现腐蚀的可能性，及时进行维修和更换，避免事故发生。

预测模型还可以优化管道布局和设计，减少腐蚀产生的风险。

【4. 个人观点和理解】我认为在研究油气集输管道的腐蚀行为及预测模型时，需要综合考虑各种因素的相互作用。

除了化学、物理和机械因素，还应该考虑管道材料的特性、环境因素等。

建立可靠的预测模型需要持续地收集和更新数据，同时结合适当的算法和方法。

只有充分理解腐蚀行为的多因素作用和预测模型的应用，才能更好地保障油气集输管道的安全运行。

故障与安全DOI ：10.3969/j.issn.1001-2206.2024.02.007基于文本挖掘技术的油田集输管道失效诱因关联分析陈喜鸿1，刘颖2，孙玮3，王雷1，梁昌晶11.华港燃气集团有限公司，河北任丘0625522.中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北任丘0625523.中国石油华北油田分公司检验检测中心，河北任丘062552摘要：为有效预防油田集输管道失效事故的发生，以某油田2018—2021年管道失效记录为基础，采用数理统计方法分析各类管道的失效特征，利用词云图和Apriori 算法分析事故类型、常见诱因及诱因间的关联规则，再通过共现矩阵构建共现网络，明确集输管道失效事故发生的关键诱因项和不同诱因发生的加速项集合，最后采用多项文本挖掘技术确定事故发展的耦合关系。

结果表明，位于高后果III 级区域的原油低压管段和天然气中压管段是风险管控的重点；管道泄漏、油气聚集、油池火、闪火是常见事故类型，施工破坏、土壤腐蚀、防腐层破损、管道占压、含有腐蚀性物质等是常见的事故诱因；管道泄漏和油气聚集具有强关联性，在管道泄漏条件下，发生油气聚集的概率为85.21%，两者同时出现的概率为18.21%；施工破坏、土壤腐蚀、外加电流保护失效、管道占压的共同出现是导致管道失效的主要因素；诱发土壤腐蚀和内腐蚀加速的主控原因与多项诱因相关，在后续风险管控中应尽量避免多项诱因的同时出现。

关键词：集输管道；诱因；文本挖掘；词云图；Apriori 算法；共现网络Correlation analysis of failure inducements of oil gathering and transportation pipelines based on text mining technologyCHEN Xihong 1,LIU Ying 2,SUN Wei 3,WANG Lei 1,LIANG Changjing 11.Huagang Gas Group Co.，Ltd.,Renqiu 062552,China2.China Petroleum Engineering &Construction Corp.North China Company,Renqiu 062552,China3.Inspection and Testing Center of Petrochina Huabei Oilfield Company,Renqiu 062552,ChinaAbstract：In order to prevent the failure of oil gathering and transportation pipelines,based on the pipeline failure records of an oil field from 2018to 2021,the failure characteristics of various pipelines were analyzed by mathematical statistics method,and the types of accidents,common inducements and rules of association among them analyzed by word cloud image and Apriori algorithm;then a co-occurrence network was constructed by co-occurrence matrix,to identify the key inducement items and acceleration items of different inducement items;and at last the coupling relation of accident development was determined by multiple text mining techniques.The results show that the low-pressure pipeline segment of crude oil and the medium-pressure pipeline segment of natural gas located in the high-consequence class III region are the focus of risk management and control.Pipeline leakage,oil and gas accumulation,oil pool fire,flash fire are common types of accident,construction damage,soil corrosion,corrosion layer damage,pipeline pressure,containing corrosive substances common causes of accidents;pipeline leakage is in strong correlation with oil and gas accumulation.Under pipeline leakage,the probability of oil and gas accumulation is 85.21%,and the probability of their simultaneous occurrence 18.21%.Co-occurrence of construction damage,soil corrosion,failure of applied current protection and pipeline pressure occupying are the main factors behind pipeline failure.The main causes of soil corrosion and internal corrosion acceleration are related to a number of inducements,and co-occurrence of multiple inducements should be avoided as far as possible in the subsequent risk management and control.Keywords：gathering and transportation pipeline;inducement;text mining;word cloud map;Apriori algorithm;co-occurrence network油田集输管道承担着油气运输的重要职责，受管输介质、沿线高程、所在地区等级、管理水平和占压程度的影响，集输管道时常发生穿孔泄漏事故，不仅导致管道停产检修，也对生态环境造成一定影响[1-2]。

油气集输管线的腐蚀原因及防腐对策摘要：油气集输管道常年埋设于土壤当中，受到地下土壤潮湿环境以及部分化学物质因素的影响，促使油气集输管外壁存在腐蚀现象。

经过长期的腐蚀作用，油气集输管道会越来越薄，容易在油气运输过程中发生泄露危险。

严重时，甚至会引发爆炸事故。

为规避这一现象问题，我国油气行业针对油气集输管道的防腐蚀问题进行了大量实践与研究。

并主动从油气集输管道内外防腐两个方面对当前存在的腐蚀问题进行针对性预防与解决，以期可以从根本上确保我国油气集输管线工程运行安全。

关键词：油田集输管线；腐蚀原因；防腐在我国经济快速发展的背景下，对油气的需求量也不断增加，油气管道线路的建设不断加快。

如此之多的油气集输管线，亟需防腐技术，以提高管线寿命，降低管线油气泄露所引起的环境和安全问题。

油气集输管线腐蚀不仅造成巨大的经济损失，也给管线安全带来隐患。

油气集输管线表面的腐蚀坑常会造成管线结构构件的应力集中，应力集中加速腐蚀过程，这种相互反馈的连锁反应是应力腐蚀的一种形式，从而引起油气集输管线冷脆性能下降，在无明显的变形征兆情况下突然发生脆性断裂，尤其在冲击荷载的作用下危险性更大。

油气集输管线由于埋在地底下，存在泄露不易发现，修复难度大，危险性高等特点，因而要求集输管线必须具备非常高的安全性。

同时油气集输管线发生泄漏，不仅会给环境带来污染，同时造成自然资源的浪费。

因此，从油气集输管线提出防腐蚀技术。

一、油气集输管线腐蚀的原因随着油田长期大规模开发，油气集输管线出现的具体问题不断显现。

尤其是因为管线自身材质以及运输材料产生化学反应而造成的内腐蚀情况十分严重。

根据油气集输管线工作特点，管线腐蚀的原因主要可归结于以下几点：1、材质问题。

在油气集输管线中会根据原油和天然气运输需求和化学性质选择不同类型的管线材料，材料不同造成腐蚀的程度也会有所差异。

一般情况下因为材料所造成的管线腐蚀主要以内腐蚀为主。

无缝钢管材质在油气运输过程中所产生的腐蚀程度要低于焊缝钢管，另外管线中是否具有防腐蚀功能以及优质防腐蚀材料也会直接影响管线的内腐蚀情况。