繆宏

北京百世通管道科技有限公司

今年7月以來，貴州、吉林接連發生了兩起管道爆炸事故，再次提醒我們管道安全管理問題形勢嚴峻，必須盡快加強管道狀態實時監測系統的建設，切實做到防患于未然。

1  影響管道安全的因素無所不在

按照管道完整性管理的理論，管道規劃、設計、施工、運維以及外部環境都存在影響安全的因素。

（1）自然災害：地震帶、地質沉降、山體滑坡、暴雨沖刷、塌方。

（2）管道自身缺陷：老化、腐蝕、穿孔、磨損、焊縫開裂。管道老化，帶病運行。

（3）設計和施工原因：執行標準低，偷工減料，缺乏質量監管。

（4）非法施工、占壓管道、打孔偷盜等事件。

2  管道安全管理存在諸多短板

（1）條件的限制

管線距離長，部分閥室、場站和管道沿線沒有電源，無法大量使用傳統的電傳感器；即使可以供電，海量的電源線、數據線、傳感器、解調儀等設備的成本，安裝、數據采集和處理都不是容易解決的問題。

（2）技術的制約

多數管道企業對場站、閥室等關鍵節點的流量、溫度、壓力、氣體濃度等實施了在線監測。但缺乏監測管道自身實時狀態的技術手段。傳統人工巡檢和無人機巡檢各有局限性；部分管線采用定期通智能球方式，檢測指標有限且沒有實時性；或者采用負壓波法測漏，因管徑、輸送介質不同等因素，監測效果難以滿足要求。

（3）認識的局限

青島“11.22”事故發生后，企業對管道安全的投入不可謂不大。但還是沿襲了重地上不重視地下、重面子不重視里子的建設投資習慣，建了很多高大上的管道完整性管理平臺，熱衷于大數據、云計算建設，卻不愿意花錢建設采集管道實時運行狀態數據的監測系統。沒有傳感器采集數據，管道狀態實時數據從何而來，使完整性管理平臺缺少數據支撐。目前管道實時監測技術發展日新月異，但很多單位還在大搞管道完整性數據分析模型。

（4）體制的缺陷

根據管道運營現有體制，通信調度和管道安全分屬不同的部門管理，但安全管理離不開數字化、信息化，管道運行狀態的數據采集和信號傳輸也離不開通信。部門之間相互扯皮踢球的現象時有發生。從管道安全大局出發，相關部門的職能需要有機整合。

據了解，國內在線運行的超過12萬km長輸油氣管線，有效實時掌控管道自身安全狀態的監測預警系統幾乎空白，事故隱患不能及時發現，影響了管道完整性管理實施效果。

3  加快光纖傳感技術研究應用

目前，光纖傳感技術的發展一日千里。

（1）基于光纖拉曼散射原理（Stokes光信號對溫度不敏感，Anti-Stokes光信號的強度對溫度敏感）的光纖測溫技術，已經成功用于分布式連續監測長距離的溫度場分布，沿著管道敷設溫度傳感光纖，就可以監測管道泄漏和爆管。

（2）基于光纖OTDR原理開發出來的光纖振動探測器，可以用來監測管道第三方開挖破壞、打孔盜油盜氣等。

（3）基于光纖布里淵散射原理開發的分布式光纖應變監測預警系統，可用于監測管道沿途的地質沉降、山體滑坡等地質災害。

以上三種技術都可以對異常報警事件實施精確定位（光在光纖中的傳播速度為20×104km/s）。光纖傳感系統具有獨特優勢。

安全優勢：傳感用的光纖，由高純度二氧化硅制成。光纖集傳感與傳輸功能于一身。克服了管道沿途沒有電源的困難，同時滿足油氣生產、儲運環境的防爆要求。

技術優勢：光纖傳輸速率高，帶寬大，損耗低，滿足了管道需要實現長距離連續分布式實時在線高精度監測的要求；光纖傳感精度高，不但能實時監測管道的實時溫度、振動、應變等數據，還能判斷溫度、振動、應變等異常事件發展的趨勢，在各種自然、人為破壞事件發生之初，就能及時被發現并精確定位，以便第一時間采取應急預案。如果有人打孔盜油，也許孔還沒有打好，安保人員就已趕到現場，抓個正著。

成本優勢：分布式光纖傳感技術，一根光纖就能替代成千上萬的傳統點式傳感器，監測距離越長，性價比越高。

施工優勢：光纖光纜纖細柔軟，體積小，重量輕，施工方便快捷；解調儀在既有場站、閥室內安裝；

⑤維護優勢：按照國家標準，光纜的使用壽命≥25年。通信光纜只要不被外力損壞，終身免維護。即使被損壞，光纖熔接也很簡單、方便。

近年來，西氣東輸管線將光纖振動監測系統用于場站閥室的周界安防（圖 1）；勝利油田海洋采油廠海-陸原油管道采用分布式光纖管道泄漏監測系統監測泄漏（圖 2）；深圳某電廠采用分布式光纖測溫系統監測熱力管道的泄漏和保溫效能；深圳水務集團采用分布式光纖測振、測應變系統監測大型引水管道的泄漏、爆管（圖 3）；上海電力公司采用分布式光纖測振系統監測埋地高壓電纜的防開挖破壞監測等。

圖 1  勝利油田管道開挖破壞監測

圖 2  青東五海海管泄漏監測

圖 3  深圳北部水源管道泄漏爆管監測

4  幾點建議

（1）建議國家主管部門聯合行業協會和相關科研、生產、用戶單位，制定一套科學、先進、安全、可靠的管道運行狀態實時監測和預警行業規范。

（2）建議管道運營主管部門打破現有招投標體系的制約，不拘一格，把各種管道安全監測預警產品放到同一平臺，同臺競技，優勝劣汰。只有形成公平、科學、先進的競爭機制，才能真正找到滿足管道安全監測預警的新技術、新產品，并促進管道安全監測預警技術不斷進步。

作者：繆宏，男，1967年生，現任北京百世通管道科技有限公司董事長，主要從事油氣行業管道監測預警和光纖傳感技術相關的工作。

《管道保護》2017年第5期（總第36期）