风险分析开题.doc

开 题 报 告
一、 课题来源、目的、意义
随着油田储运设施投产年限的逐年增加，各种设施的老化程度日趋严重，尤其是部分输油管道已接近报废年限，容易发生腐蚀穿孔、人为破坏等事故，不仅造成输油系统停产，影响整个油田产量，而且会造成巨大的人员伤亡、财产损失、环境污染破坏。对于油田管理者而言，最棘手的问题不是在事故后如何采取补救措施，而是不知何时、何地会发生事故，以及事故后果的严重程度。这种不确定的潜在事故就是油气管道运营面对的风险。通过对输油管道风险及剩余强度、剩余使用寿命进行科学评估，制定出可行的风险规避策略、优化运行技术及输油管道维护维修、更新改造方案，能够有效解决目前输油管道存在的问题。
风险评估及风险管理是近年来新兴的一门技术，目前在国内外的各领域已被广泛应用。它以系统安全工程、风险评估理论、断裂力学、模糊数学、数理统计学为基础，通过对应用对象的风险辨识、风险归类分析，找出影响系统安全的所有风险因素，利用科学的判别标准对风险因素进行风险程度大小排列，确定出合理的风险削减措施，确保系统的安全，减少经济损失。
大庆油田作为我国最大的陆上油田，石油储运设施在整个油田的生产运行中起到重要的纽带作用，它连接着油田的直接生产设施及终端销售企业，如果油田储运设施发生安全事故，将给油田造成重大的经济损失的同时，也波及下游销售企业。本课题针对大庆油田储运设施管理中的现状及特点，将研究如何运用现代风险评估及风险管理理论进行科学管理，改变传统的管理模式，降低事故的发生率，减轻事故发生后造成的损失，为大庆油田储运系统推行风险管理探索一条可行方法。
本课题研究过程中将选取油田一座典型大型原油库、三条典型的原油外输管道作为代表进行油田储运设施风险评估及风险管理的研究，实现油田储运设施风险管理的平台，为油田储运设施风险管理的系统化、模式化探索出一条新的思路，节约油田生产管理成本，创造巨大的安全、经济效益。
二、 国内外现状及发展趋势
风险评估与管理技术一直是国外输油（气）公司研究的重要内容。70年代风险管理（RM）理论和应用尚处于开发期，研究工作主要集中在事故机理和规律方面，研究目的主要是希望降低事故的突发性，以针对性的事前维修防止可能的事故损失。这一时期，主要采用失效模式、影响和评价分析以及概率风险分析（PRA）方法，少数公司用手工分类统计的方法试图提高管道安全性，减轻被动抢修的压力。80年代，管道风险技术得到了发展，管道的评估因素更加全面，结构可靠性和风险评估（SRRA）对管道的全面分析具有重大意义，它为描述管线系统的失效概率、失效原因和影响效应提供了新的方法，这种系统失效的评估方法可以在缺少现役管线失效数据的情况下进行，也可以对没有使用经历的新设计管线进行分析。80年代末和90年代初，各种独立的RM理论研究和试验逐步得到了系统化，形成了较为系统的RM理论和方法，欧美不少公司已有了一些成功的应用经验。美国洲际天然气协会（INGAA）针对天然气管道工业对风险管理中的风险概念、度量、评估和管理等问题提出了指导性原则，NGPL公司于1991年成立了专门机构研究管道的风险评估方法，ASME1991年提出了基于风险检测的指导性准则，NOVA公司已将风险评估成功地用于了所属16500公里管线。 1992年美国W.Kent Muhlbauer出版的专著中较完整地提出了管道风险评分法，对影响风险的各因素作了独立性假定，并按照主观性和相对性的原理进行评价。初期的RM理论旨在解决管道的安全运行水平，如今的RM理论首先强调的是管道允许的“成本—效益”，优化资源配置、减少事故、增加利润。1996年4月英国健康与安全执行委员会（HSE）颁布了“管线安全管理条例”，同年英国Arthur D.Little公司开展了成品油管线的风险研究，成果已于1997年纳入该条例。
已有许多管道公司应用了风险评估技术，并使用风险数据库来支持日常运行管理。例如，加拿大 TransCanada管道公司使用风险评估数据来支持它每天的运行，该公司建立了标准关系数据库TRPRAM，作为主干线上每个管段的风险评估手段，并拟将TRPRAM发展成为一个设备管理系统。墨西哥石油公司制订了墨西哥输气管道的风险评估和事故管理程序RAMP，旨在计算故障沿管长的相对危险分布，且大多数分析是在管线的不同管段之间进行比较，通过每段管段内的最高、最低和平均风险值，确定事故最大危险或导致严重影响的那些管段，以便有效地配置资源。在风险评估软件的开发方面，英国BG天然气研究与技术中心在1998年推出了最新的管线风险评价软件PIPESAFE。美国几家管线公司联合开发了IAP风险评价软件，该软件采用了半定量的风险指数风险评价方法。
我国石油天然气管线的风险分析研究工作起步较晚，特别是定量风险分析的研究与国际上先进水平差距较大。90年代中期，我国一些管道工程技术专家也开始关注国外关于管线风险技术的发展，陆续发表论文和译著来介绍W.Kent Muhlbauer的风险分析、管理方法。我国从1996年开始对油气长输管道的风险评价和风险管理进行研究，目前还处在研究阶段，实际应用水平较低，没有制定出相应的管道信息数据库标准，主要是由于缺乏大量的基础研究和实际数据支持，没有对油气管道所承受各种载荷的概率模型进行系统研究。
目前国内外风险管理研究主要集中在长距离输油管道方面，对于原油站库内的储运设施（储油罐、输油泵等）以及油田内部输油管道研究比较少，本课题也将把这些设施的风险管理问题作为重点研究内容。
随着科学技术的发展和各国对环境保护的逐渐重视，许多国家对管道运营有严格要求，强制管道运营部门必须对现役管线进行定期检测与评估，以确保安全、健康、环保的要求。我国也在2000年6月颁布了管道强制检测的有关法令，这对保证管道安全运行，保护环境，保障人民的生命财产安全起到了重要的作用。
三、 研究内容
1、开展对原油站库的风险分析、风险评估与控制的方法研究：对原油站库划分功能单元，以各功能单元作为子系统，对各类风险因素进行归类、分析、评估，收集站库各类事故发生及处理的历史记录，建立原油站库风险源数据库；对分析确定出的各功能单元子系统危险因素结合实际制定经济可行的控制措施，建立原油站库风险管理的控制平台。具体包括：①各功能单元子系统的危险源识别；②各功能单元子系统的的故障树分析；③高风险重点功能单元子系统的失效概率确定；④各功能单元子系统的风险规避、削减与控制方法和措施。
2、收集北油库—南三油库Φ529×7（计85km）、大庆—哈尔滨Φ377×7（计183km）输油管道腐蚀内检测、历年管道防腐层检测、管道大修、人为盗油破坏的有关数据，找出影响输油管道安全运行的风险因素，参照国际、国内输油管道风险评价的准则对风险因素进行排序 ，分段给出风险等级，制定可行的管道风险控制措施。具体包括：①油田输油管道风险因素识别方法；②输油管道风险指标评价体系；③输油管道的风险可接受判据；④经济可行的管道风险削减与控制措施。
3、搜集储运销售分公司在机械清罐施工作业中的相关信息数据，分析在储油罐机械清洗作业中的风险因素及其控制方法。具体包括：①机械清罐施工作业中的危险源识别；②机械清罐作业安全分析；③机械清罐作业风险规避、控制的措施和方法。
4、选择一座典型的经过大修的原油储罐，对其壁板的变形情况、基础沉降量、罐底板腐蚀状况、存在的裂纹缺陷及变化规律进行评价研究。主要包括：①储罐壁板变形情况、基础沉降量、罐底板腐蚀测试与分析；②储油罐局部附件的受力分析及其对储罐安全运行的影响；③含缺陷罐体的安全评价方法。
5、对大庆—哈尔滨Φ377×7输油管道，结合内腐蚀检测数据，选择局部高风险管段，进行管道剩余强度、剩余寿命的预测评价。具体包括：①含腐蚀缺陷管道的容限尺寸分析；②含腐蚀缺陷管道的失效概率计算③腐蚀缺陷管道的剩余强度与寿命分析计算。
四、技术路线
1、收集油站库各类事故发生及处理的历史记录，收集油田内部输油管道历史运行参数，腐蚀内检测、历年管道防腐层检测、管道大修、人为盗油破坏的有关数据，建立原油站库、输油管道风险源数据库；
2、找出影响储运设施、输油管道安全运行的风险因素，并对风险因素进行分类 。
3、根据历史的记录和现场调查依照制定的评分标准加以评分，并把评出的分数相加。
4、根据输送介质的危险性及影响面大小综合评定得出泄漏冲击指数。
5、把危险指数与泄漏冲击指数综合计算，得出相对风险数。对输油管道根据各段具体情况分段进行风险分析。
6、对分析确定出油站库各功能单元子系统危险因素结合实际制定经济可行的控制措施，建立原油站库风险管理的控制平台。
7、制定油田储运设施、输油管道风险评估与风险管理方案。
五、 技术难点
1、原油站库风险评估方法的确定及其评价模型的建立；不同场所、设施风险评价方法的优选。
2、油田输油管道系统风险评估方法、综合风险值的确定。
3、输油管道严重缺陷识别方法及其危害程度判别准则，油田输油管道失效模型的建立。
4、输油管道剩余强度及剩余使用寿命的确定。
六、 可能形成的成果或技术
通过对原油站库、输油管道等油田储运设施的风险评估，可确定出油田储运设施的风险等级，形成适合于油田储运设施风险分析、评价的科学管理体系。根据不同的风险制定出合理的风险削减措施，科学、经济地制订出包括储油罐、输油管道等在内的重要储运设施的维护维修、大修或更新改造方案，避免盲目开挖检修所造成的巨大人力物力浪费。可根据管道剩余强度和剩余使用寿命确定科学合理的运行方案，为实施输油管道优化运行提供决策依据。
油田站库、输油管道风险评估方法不是仅仅对所研究的站库和输油管道适用，而是可以推广应用到油田内部的其他油气站库和输油管道，使油田在储运设施管理方面尽快达到国内外的先进管理水平，保证油田储运设施风险安全可靠运行。本研究内容具有广阔的应用前景。
七、 进度安排表
序 号
起止时间
实 施 内 容

1
2005.6.1-2005.8.30

收集需评估储运设施基础数据资料、检测报告等

2
2005.9.1-2005.11.1
对油库划分功能单元，风险识别分单元评估

3
2005.9．1-2005.11.1

庆哈输油管道、北油库－南三油库两条油田外输管道安全评估、剩余寿命计算

4
2005.11.2-2006.2.28

典型大修储罐安全评估分析、机械清罐作业安全性分析

5
2005.3.1-2006.4.10
风险综合分析与研究，论文编辑

参考文献：
1、 油气管道的风险分析／油气储运 1995年 03／潘家华
2、 油气管道风险管理技术的研究及其应用／油气储运／2001年03／黄维和
3、 输油管线的安全评价与寿命预测 / 压力容器 1998年03期 /冯耀荣等
4、 输油管道腐蚀寿命的预测 / 石油机械 2000年02期/罗金恒等
5、 考虑分形效应的输油管道完整性评价和疲劳设与寿命预测/CCDB/邵弘
6、 输油管道安全评估 /石油储运 /1995年02期 /潘家华
7、 油气管道风险管理技术的研究及应用／石油储运／2003年03期／黄维和
8、 基于风险分析的管道检测（RBI）与评价／石油储运／2002年／04期／钱成文
9、 输油管道安全评估模式及其在我国的应用/油气储运 2002年03期/祁世芳等
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11、 Muhlbauer W K:Pipe;ine Risk Management Manual,Gulf Publishing Company,1996
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13、 埋地输油管道腐蚀风险分析方法研究/油气储运/2001年02起/于 建星等
14、 腐蚀管道安全管理体系/油气储运/2003年06期/翁永基
15、 输油管道系统的模糊可靠度研究/化工机械/2002年02起/钟贤栋
16、 油气长输管道的风险管理/油气储运/2005年02期/马志祥
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