摘要：油气站场在运行时易遭受各种风险因素，其导致站设备故障和泄漏，因此确保油站的完整性是油气站管理的重要组成部分。目前国内尚未出台油气田站场完整性管理的国家标准和技术指导规范。本文基于对塔里木油田站场完整性管理的内涵和特征，总结出一套适应油气站场全生命周期生产运行的完整性管理策略。针对塔里木油田站场管理现状进行了数据现状概况分析，建立了完整性数据采集表单和完整性管理数据库，阐述了数据移交指导意见流程和数据采集整合技术规范，并提出了与油气站完整性管理紧密结合的技术方法和系统框架。最后，建立了一套符合塔里木站完整性管理的管理理念和方法的油气站管理系统。
关键词:油气站场; 完整性管理；风险性评价；全生命周期；体系框架
Station integrity management strategy in Tarim Oilfield
ZHANG Ailiang1, GONG Yanshuang1,YANG Yuncheng, Li Zhibiao2
(1. Tarim Oilfield Company Oil and Gas Engineering Research Institute, Xinjiang Korla 841000, China;
2. China Petroleum Planning Institute, Beijing 100000, China)
Abstract:The oil and gas station is vulnerable to various risk factors during operation, resulting in failure and leakage of the station equipment. Therefore, ensuring the integrity of the oil and gas station is an important part of the management of the oil and gas field. At present, China has not yet issued national standards and technical guidelines for the integrity management of oil and gas field stations. Based on the connotation and characteristics of station integrity management in Tarim Oilfield, this paper summarizes a set of integrity management strategies for the life cycle production and operation of oil and gas stations. According to the current situation of station management in Tarim Oilfield, the data status analysis was carried out, the integrity data collection form and integrity management database were established, the data transfer guidance flow and data collection integration technical specifications were elaborated, and the integrity of the oil and gas station was proposed. Manage the closely integrated technical methods and the construction steps of the system framework, and finally establish a set of oil and gas station management system consistent with the Tarim Station site integrity management concepts and methods.
Key words: Oil and gas station; Integrity management; Risk Assessment; Full life cycle; System framework
1引言
在2016年~2018年期间，2018年各作业共发生失效事故有169次，2017年各作业区共发生失效事故有122次，2016年各作业区共发生失效事故有82次。油气站场完整性管理目前仍然处于探索研究阶段[1]，为了推进油气田站场完整性管理工作，2017年中石油发布了“一规三则”。明确了一类站场需半定量RBI、半定量RCM和SIL分析。二类油田站场与气田站场的静设备和动设备需要分别开展RBI和RCM半定量风险评价。三类站场的静设备开展RBI定性风险评价。
目前，塔里木油田已经形成了一套站场完整性管理方法体系，但是国内尚未出台油气田站场完整性管理的国家标准，完整性管理数据零散，因此，需要建立一个完整的、全面的、规范的站场完整性管理数据平台框架。除此之外，也需要进行完整性的检测与评估，建立并提出一套专为管道运营商需求而设计的技术文件。这些系统文件和系统将确保该站的安全运行，并为管道运营商建立最有效的安全和经济发展服务，且有助于发现和识别风险、预控事故，对确保站场安全运行和经济效益具有重要意义。
2站场完整性管理流程与策略
站场完整性管理的本质是基于流程单元和设备关键部件的风险管理[2]。针对塔里木油田不同站场类型与站场等级，执行不同的完整性管理流程与策略。站场全生命周期的完整性管理流程见图1所示。
图1站场完整性生命周期管理流程
站场设备有管道、泵、压缩机、加热炉、阀门、仪表等，因而加强站场完整性意味着保障整个系统的安全性、可靠性[3]。针对塔里木油田不同站场类型与站场等级，执行不同的完整性管理流程与策略。
对于在役的油气站场，完整性管理包括恢复完整性与保持性完整性两个阶段。恢复完整性的流程为：基础数据与资料收集→初步设计、详细设计→设计的审查→工程施工→投产调试→工程移交。保持完整性阶段不同站场执行不同的完整性管理流程。
一类在役站场按如下完整性管理流程执行：
恢复完整性阶段：基础数据与资料收集→初步设计、详细设计→设计的审查→工程施工→投产调试→工程移交。
保持完整性阶段（运行阶段）：数据收集与整合（G2）→（前期工艺安全分析建议的落实（S1）+工艺安全分析（S2）+共振区的风险评价（S3）+装置判定（S4））→（RBI（R1）+RCM（R2）+SIL（R3））→（RBI成果应用（M1）+RCM成果应用（M2）+SIL成果应用（M3）+内外腐蚀防护（M4）+腐蚀监测（M5）+静、动、仪表维修（M6）+工艺阀门（M7）+应急维修（M8））→效能评价（E）。在役一类站场的完整性管理流程见图2所示。
二类在役站场按如下完整性管理流程执行：
恢复完整性阶段：基础数据与资料收集→初步设计、详细设计→设计的审查→工程施工→投产调试→工程移交。
保持完整性阶段（运行阶段）：数据收集与整合（G2）→（前期工艺安全分析建议的落实（S1）+工艺安全分析（S2）+共振区的风险评价（S3）+装置判定（S4））→（RBI（R1）+RCM（R2））→（RBI成果应用（M2）+RCM成果应用（M3）+内外腐蚀防护（M4）+腐蚀监测（M5）+静、动设备维修（M6）+工艺阀门（M7）+应急维修（M8））→效能评价（E）。二类在役站场的完整性管理流程见图3所示。
三类在役站场按如下完整性管理流程执行：
建立完整性阶段：基础数据与资料收集→初步设计、详细设计→设计的审查→工程施工→投产调试→工程移交。
恢复完整性阶段（运行阶段）：数据收集与整合（G2）→（前期工艺安全分析建议的落实（S1）+工艺安全分析（S2）+共振区的风险评价（S3）+装置判定（S4））→RBI（R1）→（RBI成果应用（M3）+内外腐蚀防护（M4）+腐蚀监测（M5）+静设备维修（M6）+工艺阀门（M7）+应急维修（M8））→效能评价（E）。三类在役站场的完整性管理流程见图4所示。
3完整性管理数据采集表单建立
根据塔里木油田站场完整性管理现状与“一规三则”的要求，站场的全生命周期包括三部分：设计、建设和运行阶段，不包括废弃阶段。基于塔里木油田油气站场全生命周期各个阶段的完整性管理策略，确定设计阶段、建设阶段与运行阶段的完整性管理流程与关注重点，制定相应的数据采集表单。
图4三类在役站场完整性管理流程
在设计阶段中，设计阶段完整性流程管理和实施由完整性管理相关部门负责组织进行，生产运行人员参与，将现场管理经验反馈到设计中。站场完整性管理在该阶段应重点关注三个环节：基本设计中间审查与终审以及详细设计过程跟踪。同时，完整性应以站场设备可操作性、可维护性、可靠性为主并以同类站场已发生故障类型及风险缓解措施落实情况为辅跟踪与审查设计方案，进而建立设计阶段完整性管理数据表。站场的工艺设备主要分为：储存设备（罐），动力设备（泵），热力设备（热交换器），清管设备（管道清洁器），阀门，仪表等。[4]。因此，完整性管理数据表单包括管道、压力容器、加热炉等基础数据采集表单，包括设计变更数据、施工图纸、设计审查等数据表单。
在建设阶段中，建设阶段完整性流程管理和实施由生产运行处负责组织进行，涉及生产和操作人员。工程建设阶段分为工程施工阶段，完工调试和工程移交。站场完整性管理在该阶段应重点关注：“三同时”、PHA分析、建设阶段站场完整性管理专项方案、投运前安全检查、设计施工图纸的移交、阴保数据的移交、试运数据的完整性等，进而建立设计阶段完整性管理数据表单，包括防腐绝缘层、牺牲阳极、阴极保护等数据采集表单，包括阀门、管道试压和移交清单等表单。
在运行阶段中，运行阶段完整性流程管理和实施由生产运行处负责组织进行。完整性管理的流程包括前期数据收集与整合、特殊专项分析与风险评估、检测监测与评价、维修维护和效能评价。站场完整性管理在该阶段应重点关注：专项分析与风险评价、检测监测与评价、维修维护和效能评价等完整性分析，从而建立设计阶段完整性管理数据表单。包括设备基础数据采集表单、设备运行数据采集表单、检测监测表单、维修维护表单、效能评价表单等。
4工程建设数据的采集和数据化移交指导意见
为了保证塔里木油气田站场工程建设阶段（包括设计阶段和建设阶段）数据完整性，规范工程建设阶段数据采集和数据化移交流程及相关完整性管理信息、记录和数据管理，以确保完整性管理人员能够正确记录信息并获取相关数据进行分析，为站场全生命周期的完整性管理和持续改进提供数据信息基础。因此，需要对塔里木油田所属的油气田站场工程建设数据的采集和数据化移交建立数据化移交指导意见。
根据不同类型的石油和天然气管道收集不同数据项，包括运营数据，运输介质数据，风险数据，故障管理数据，历史记录数据和测试数据等[5]。
设备管理处通过施工单位的数据移交申请后，施工单位将站场设计资料、施工记录、评估报告、投产试运记录、相关协议等移交给设备管理处；设计说明书、计算书、以及其他纸质和Word、AutoCAD电子版的材料。
施工单位将数据移交给设备管理处后，生产运行处配合设备管理处负责将数据入库，入库后要保证数据的精度和时效性。为了定期更新收集的数据，数据更新需要保持以下要求：应定期检查存储的数据，以确保其一致性和完整性；应收集并保存设备信息更新；应识别版本信息的变化；应变更管理流程进行设备数据的更新，并进行相应的记录。
5数据采集整合技术规范
为了规范塔里木油田站场完整性管理数据的采集与整合，规范完整性管理相关的信息、记录和数据管理，以确保完整性管理人员能够正确记录信息，获得分析所需相关数据，为塔里木油田站场的完整性管理和持续改进提供数据信息基础，需要完善完整性管理数据采集整合技术规范。
在收集完整性管理数据时，应明确整个生命周期的不同阶段所需收集数据的类型和属性，并根据源头采集原则收集。数据源包括设计、施工、运营阶段的数据，以及相关的测绘记录，环境数据和历史故障数据、检测报告、完整性管理报告和应急预案等。数据采集时还需要确定数据的收集计划，明确数据收集目标、范围、时间安排、格式要求、文件质量、职责、收集频次、保存期限等，以保证完整性管理的顺利开展。
工程建设阶段数据采集的内容应包括站内设备的属性、施工、环境、重要过程记录数据，以及设计文件、施工记录及评价报告等。运行阶段数据采集内容应包括设备运行工况数据、介质组分等基础数据、检测监测数据、维修维护数据等。
完整性管理数据整合与更新时，应根据完整性数据的使用功能划分，将完整性管理数据分为RBI评价所需数据、RCM评价所需数据、SIL评价所需数据等大类，按功能划分分类有利于完整性数据的使用和决策；综合分析收集设备的单项数据并制定一个标准。
6数据平台框架建立
站场完整性管理数据平台致力于打造一个完整的、最新的、结构最全的数据仓库，同时以此数据仓库为基石，结合完整性管理支撑技术与管理策略，实现塔里木油田站场完整性管理、风险评估、检验维护策略制定，并提出一套有效、专业的完整性管理建议。在充分支持本平台的功能运用的同时，本系统也能作为一个强大的数据中心支持其他系统平台的运行和工作。本平台由数据采集、数据复用、数据分析、相关文档管理、核心运算以及结果应用等模块组成。
（1）数据采集模块
数据采集模块现阶段主要用于收集设计、建设、运行等阶段的数据，包括采集设计和工程施工图纸、设计说明书、以及计算书等；建设阶段主要包括采集防腐层数据、阴极保护施工数据、腐蚀裕量等；运行阶段主要包括采集各种基础类数据、运行阶段数据、监检和检测数据、以及维修记录等。
（2）数据复用模块
数据复用模块主要从现有系统定时、按约定格式抓取数据，转入本平台数据库，复用的数据包括基础类数据、工况运行数据、监检及检测数据、评估数据和维修维护数据。所有数据复用均以固定字段格式、定期由以上系统抽取，以表格的形式，由复用自动处理模块，梳理后存入本系统平台。如出现紧急的数据抽取需求，可通过人工手动运行复用模块，进行处理。
（3）核心数据运算模块
核心计算模块主要由四部分组成：危险识别与风险评估，维护与维修，绩效评估，日常管理。
该模块主要用于管理站场的设备、人员和操作流程的风险分析和评估以及对环境的影响。根据风险评估和完整性评估的结果，制定了设备的检查和维护管理计划，用于设备维护。进一步提高站场的整体安全管理水平。还有RBI危险识别和风险评估分析过程、RCM故障模式分析和维护策略、以及SIL检查和测试周期确定，系统地分析站场的安全状态，结合现有的站场设备管理系统，制定包括数据更新、风险评估、检查和维护、日常维护和管理的现场风险管理解决方案。维护策略是基于风险分析和故障根本原因分析的。优化和选择上述各种类型的维护策略，可以达到优化维护策略、预先防止故障、明确维护任务的目的。
实施RBI的主要步骤包括：①编制RBI所需基础数据库；②数据收集；③损伤机理、腐蚀和物流回路的确定；④静设备失效概率计算；⑤失效后果计算；⑥风险计算并根据计算结果排序；⑦根据风险的大小，制定措施以降低风险的[6]。
（4）结果应用模块
完整性评价结果由全面检测、RBI风险评价、RCM分析、SIL分析、定期检测、内腐蚀直接评估、腐蚀监测报告等内容组成，最终以状态图形式呈现。
在站场完整性管理状态图中展示总体状态内容，直观的标识出高风险区。当用户需要进一步了解某一高风险区的详细内容时，可通过单击该区域，以显示该区域所有的完整性相关信息。
（5）文档管理模块
根据前期调查，当前站场文档存在保存分散、形式不统一、部分电子化不足的情况，由此，平台添加引入文档管理模块。针对现有的文档，提供管理页面进行上传。
管理模块支持电子版文档、扫描件的直接上传，同时后续可依据进一步需要提供文字版内容直接录入。甚至如有需要，系统可提供批量处理功能，以实现大量文件导入系统。
（6）外部访问接口
为了更好的协作其他系统平台，系统规划两类访问接口，实时数据请求和批量导出数据文件。实时数据请求接口主要用于处理少量、单一数据的请求，主要提供其他系统开发时需要的相关数据接口，该接口以系统服务的形式运行，实时在线提供外部数据的请求帮助。批量导出数据文件功能主要用于一次性大量输出本系统数据，以预订格式输出，以文件为载体，用于其他系统或者其他文书工作。
7结论
本文基于塔里木油田站场生产管理过程的现状需求，建立了相应的数据采集体系、文件移交体系、数据库和管理框架平台，并综合性地阐述了塔里木油田站场中设备的风险评价分析以及站场完整性管理体系的建立方法，可以推动站场系统的安全发展，并能够为油气站场的完整性管理提供理工理论依据支撑和实践案例。
参考文献
[1]董绍华,韩忠晨,费凡等.输油气站场完整性管理与关键技术应用研究[J].天然气工业,2013,33(12):117-123.
[2]税碧垣,艾慕阳,冯庆善.油气站场完整性管理技术思路[J].油气储运,2009,28(07):11-14.
[3]李静雯.输油气站场完整性管理与关键技术应用研究[J].决策与信息,201621(4):291-291.
[4]王扬,万庆,白俊波等.输油气管道站场工艺管线数据模型研究[J].遥感信息,2012(02):112-119.
[5]汤林,付勇.油气田管道完整性管理研究与实践[J].油气田地面工程,2018，(12):1-5.
[6]朱勇.天然气公司输气站场完整性管理解决方案[J].天然气技术与经济,2014,8(03):71-73.
作者简介
张爱良（1979-），男，工程师，主要从事地面工艺、完整性及腐蚀防护方面的工作。Email：zhangailiang-tlm@petrochina.com.cn。
论文作者:张爱良1,宫彦双1,杨云成1,李志彪2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：完整性论文; 数据论文; 塔里木论文; 阶段论文; 设备论文; 评价论文; 油田论文; 《电力设备》2019年第12期论文;