油田埋地管道完整性管理支持系统设计书

天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 1 油田埋地管道完整性管理支持系统设计书 一、 引 言 油田在役管道的运行安全是油气生产、地面工程生产环节中的关键问题。大庆油田大部分管道已经进入了服役的中后期，管道失效事故时有发生，严重影响了地面工程的正常生产流程，并导致生产成本持续上升。管道严重事故发生时直接威胁人身安全、破坏地区生态环境。如何保证油田地面工程领域生产管网的运行安全，使新管道无故障运行、老管道在服役期内持续地安全运行，是油田地面工程管理者，以及生产单位所面临的重要课题。 随着管理技术水平的不断发展和提高，近年来，在广泛地吸收完整性管理的理念 和实施经验，结合我国的管道行业实际，油气管道业进行了卓有成效地探索和努力，特别是在长输管道领域取得了令人鼓舞的成绩。我国在长输油气管道领域，已经制定了一系列完整性管理的政策法规，各个企业也根据自己的管道实际，开发出管道完整性管理流程和多种管理工具。通过实施完整性管理，有效地改善了管道的安全运行状况。为保证长输油气管道运行的安全、进而提高企业的经济效益提供了有力的保障。 然而，在油田地面工程领域，由于数量众多、建设和运行的时段跨度大，管理维护的欠账过多，相关的技术积累不够等历史和现实的原因，管道在安全管理方面面临着巨大的挑战。表现为：管理理念仍停留在重建设轻管理、重抢修轻保护、更换多维修少的水平上；运行管理上，阴极保护设施运行效果差、能够进行管道安全状况检测很少；已实施检测工程，施工质量良莠不齐检测结果没有能够有效地应用在维修管理上。所有这些致使安全管理的工作重心严重滞后，不能将安全运行管理隐患消灭在萌芽状态上。 通过应用完整性管理支持系统，用户能够实现：根据保障安全降低成本的目标，通过完整性评价、完整性评价等关键技术对油田管道进行一系列技术评价，并得出有针对性的管理流程的优化、控制完整性的维修应急灯技术手段和 措施；按轻重缓急，把握降低河消减管道风险的最佳时机，提高管道检测、维护、维修的计划性、 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 2 针对性。通过维修维护和应急措施的应用，有效地保障管道处于完整的状态， 从而保障管道的安全运行，进一步降低地面工程的投资规模、提高油田企业经济效益。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 3 二、油田管道完整性管理支持系统的开发背景 田管道完整性管理的特殊性 1) 管道种类多、数量大、管道建设情况差异及时间跨度大 2) 绝大多数无法内检测，管体状态检测手段单一、局限 3) 管道安全管理水平低，历史数据匮乏 4) 无法覆盖设计和建设环节，难于实施全方位管理 5) 完整性管理能够投入的经 费、人力有限 6) 由于多数管道处于矿区，受到第三方损坏的可能性较低，失效的危害较小。 7) 腐蚀控制设施未能发挥应有作用，腐蚀危害成失效主因 8) 没有形成管道管理的规程体系 庆油田管道完整性管理的特点 大庆油田在管道安全管理上的突出问题是：安全与效益的矛盾更加尖锐，一方面，设备老化带来的维护量的增加和运行成本的上升；出于安全考虑，频繁更新设备致使投资增加。另一方面，控制成本降低投资，成为老油田提高效益的主要手段。除此之外，油气田管道与长输管道比较，在实施完整性管理方面，存在以下具体差异： 1) 管道敷设与运行环境普遍 比较恶劣，保护状况相对较差。 2) 管道主要位于矿区，管道完整性对人的安全的影响仅在个别高完整性地区存在。在大部分地区，保证正常生产、保护环境与成本控制成为完整性管理的主要目标。 3) 油田管道主要是中小口径，在实施完整性管理时，大口径长输管道的监、检测手段受技术和成本的限制很难实施。 由此可见，油田管道与长输管道相比，有其特殊性。为了有效实施完整性管理，完整性数据的获取途径、完整性检测和评价技术方案等都需要创新。 田管道完整性管理的实施流程 依照国家及中石油的企业标准，结合大庆油田的生产实际，将油田管道的 完整性管理的流程定义为五个步骤： 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 4 图 1 油田管道完整性管理的流程图 各个步骤的具体实施流程为： 步骤 1：数据采集和整合 管道运行者在完整性管理数据库的支持下，采集管道基础数据、管道生产运行数据、巡检数据、实效数据、腐蚀检测数据，以及维护抢修数据。基于管道完整性需求对所具有完整性的管道，基础信息，自然环境、和各类历史数据、失效数据等数据进行调查，收集和综合。数据采集的目标是，针对威胁管道完整性的各类完整性，通过对各种数据源的整合和数据采集，得到管道的真实的技术和管理等方面资料，从 而能够基于这些信息进行管道完整性和完整性的评价。数据采集环节是完整性管理的基础工作。 步骤 2：完整性评价 完整性评价是管道完整性管理非常重要的分析过程。管道的完整性评价有多种不同的评价策略和评价方法，在国家和中石油的企业标准中，管道完整性管理的完整性评价采用半定量的评价方法，即基于肯特完整性评价模型的评价方法。就管道完整性的评价结果来说，该评价方法中管道完整性等于管道事故发生的可能性与事故造成的后果严重程度的综合度量。即： 完整性 事故发生的概 率 事故后果 大庆油田管道完整 性管理支持系统中采用的完整性评价模型。具体的实施方法是，针对管道运行完整性的四个方面，即：管道第三方损坏、腐蚀完整性、设计因 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 5 素、误操作因素，为每个细化的指标分配一个权重值，将其评价结果与权重相乘，得出每个指标的得分；通过对管道的输送介质、运行压力、管道埋深，以及管道周边的环境因素进行评价，得出管道的失效后果的得分（得分高的划分为高后果区）。将运行完整性的各个指标得分值累加后，与失效后果的得分相乘，即可得出管道（管段）的完整性值。 步骤 3：完整性评价 管道的完整性评价步骤，是针对管道本体存在的缺陷进行检测、确 认，并评价其管道安全的影响程度的过程。常用的方法有： 对于可以进行智能内检测的管道来说，在经济条件许可的情况下，首选内检方法。具体地说，通过有完整性的管段，通过实施管道智能猪内检，将管道管体的缺陷进行定量的检测，对检测结果进行评价缺陷的可靠性的数据评价方法，从而得出管道完整性的技术信息。 对于新建的管道，或是进行大修的管道，可以进行管道的压力试验，通过对某一特定的管段，通过水压试验，评价出当前管段上可靠运行压力结果。该方法还能够暴露出管道管体上某些不明显缺陷。但是，该方法的实施更易受管道运行条件的限制，很多 在役管道无法实施压力试验。 直接评价：对于油田绝大多数来说无法实施前两种评价的管道来说，更易于实施的完整性评价是对管道实施腐蚀直接评价（ 注的重点在于因管道腐蚀等因素导致的运行完整性。管体腐蚀损伤危险是油田管道的最为主要的和常见的威胁。大庆油田管道完整性采用该评价方法，通过实施管道的间接检测和开挖后的管道与腐蚀损伤相关的直接调查，在取得相应数据后进行完整性评价。 步骤 4：管道风险消减与维修维护 基于先前进行的管道风险评价和完整性评价的结果，针对有风险的管道以及存在妨碍完整性因素管道（管段），在完 整性评价阶段制定出管道的维修、维护方案，及针对风险的消减措施方案。在油田管道完整性管理流程中的第四个环节， 管道风险消减、维修维护及 应急阶段开展管道的维修 /抢修项目的实施，以及采取风险消减措施。同时，对管道运行管理流程中那些不能有效应对管道管理风险的部分，进行必要的变革和完善，达到保障管道安全、降低管道失效的发生可能性的目的。 基于管道风险评价、完整性评价的结果，制定出的管道维修、抢修方案和风险 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 6 消减计划，具体达到如下的实施效果。 1） 据完整性评价中得出的评价结果，对不能保证管道运行安全的管道本体、防腐层以及管道上 的保护设施进行有针对性维修和修复，改变油田现行的“整条管道更换 +泄漏抢修”的管线维修维护模式。 2） 根据风险评价结果，针对可能存在的威胁的管线（管段），制定并执行预防性风险消减措施。如：加强巡线，维护阴极保护设施、维修外防护层，对有内腐蚀的管道加注缓蚀剂、进行地质灾害监测等等。 3） 对于评价出的管道紧急的危险和威胁，还要采取应急响应处理，以期尽可能快速地处理和消除那些严重威胁管道运行安全的危险因素，有效降低管道的失效事故的发生频率。 步骤 5：效能评价 作为完整性管理流程中的最后一个环节，效能评价主要回答两个问题： 1) 当前开展的完整性管理循环是否达到了所要求的管理目标。 2) 管道的完整性和安全性是否通过本轮完整性管理循环得到了有效的提高。 这个步骤对于以不断完善的渐进方式实施完整性管理是十分必要的。通过实施效果评价步骤可以对现行一个循环的完整性管理流程进行必要的归纳和总结，并通过这个过程发现和改善管理流程中存在的不足，使得完整性管理的具体做法能够在实施过程不断改进和提高。 油田管道完整性管理的效能评价采用效能测试方法。效能测试方法适用于对腐蚀防护、本体管理、第三方损坏预防、误操作控制、自然与地质灾害管理、数据管理等完整性管理 工作对管道危害因素控制及风险消减情况的效能评价。在管道开展完整性管理工作一年后开展，每个循环（年）开展一次实施完整性效能评价。 管道完整性管理支持系统中效能评价的具体实施方法是，通过完整性管理各个环节的文档完整性；完整性管理实施方案与实施结果（措施、方法）的差异性；实施效果（穿孔次数降低、阴保有效性提高等等）等方式；覆盖数据采集、管道风险评价、完整性评价、维修实施等阶段实施的效能评价。 在进行效能评价时，要覆盖评价单位所属的全部管道，或选择一定数量的具有代表性的管道。油田管道完整性管理的效能评价需对完整性管 理的每一个管理环节单独进行，所得出的效能评价结果用于发现和改善完整性管理流程中存在的不足，在进行下一个完整性管理循环时加以优化和提高。使得具体流程及做法能够在实施 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 7 过程不断改进和提高。 施管道完整性管理系统开发的技术路线 大庆油田埋地管道完整性管理支持系统中的数据库及评价技术，是通过整合油气田管道完整性评价预警系统的完整性数据库及完整性评价系统的数据结构，结合 统中的管道基础数据、管道运行的动态生产数据，以及 间信息资源，依照 2167 6975 6621 6648Q/8 部分以及 技术标准，应用油田管网完整性管理及完整性控制技术，开发出管道完整性评价模型，最后建立起一套油田管道完整性管理数据库管理及管道完整性评价的支持系统软件。 实施大庆油田管道完整性管理系统的技术路线如下： 1）在完整性管理法规和流程的引导下，开发数据采集策略、 整性评价、适用性评价、管道腐蚀检测、管线及设施空间数据引用等技术方法，以油田地面工程运行管理系统、防腐保温数据库及完整性评价数据库 为数据依托，通过建立完整性评价模型、管道检测技术应用规范、以及对不同管道类型、材质施工年代类型、管道铺设地域类型的统计分析得出大庆油田自己的完整性管理数据采集策略。 在实现上：以完整性管理技术为核心、以 完整性评价 (价为主 )为主要技术手段，参考适用性分析评价的技术方法，实现大庆油田管道的安全运行管理和完整性管理，并生成针对有完整性管道的维修方案和计划，为地面工程的大修计划的制定提供决策依据和技术支持。 2）基于油田现有（低成本）的数据源，通过数据整合和概率模型等技术手段对管道安全的危险点 进行识别、通过实施 测技术方法，实现对管道完整性状况的检测，基于检测结果实施完整性评价，进而制定出管道维修和风险消减技术方案。使管道处于完整状态。 3）为实现需求分析和功能设计，软件系统采用分层体系结构，从需求分析、功能设计、详细设计、功能实现以及具体应用等环节力求与现有的地面工程空间数据资源、管道生产运行信息系统的管道运行数据进行整合、空间数据共享，保证系统的数据从采集、录入数据控制、数据应用等方面，最大限度地应用数据共享平台的现有数据资源，并为结果数据提供共享平台上其他系统应用的接口。从而减小数据 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 8 收集的成本，提高系统的应用效率。 4）在项目开发过程中 ,运用管道完整性管理的多种新技术、新方法，对油田管道的腐蚀失效可能性、地质灾害以及人为破坏、误操作事故等方面进行危险度分区评价及危险性分段预测 ,形成了一套实用的基于 5）引用已经建立的地面工程信息资源共享平台的 统中可用数据源，借助管道完整性管理体系提出油田重要管道的腐蚀损伤、地质灾害和人为事故的监测与防治对策。 在需求分析的基础上进行软件的功能设计，完整性管理支持软件系统的采用分层体系结构，从需求分 析、功能设计、详细设计、功能实现以及具体应用等环节力求与现有的地面工程系统中的管道基础数据、空间数据等资源、管道生产运行信息系统的管道运行数据进行整合、空间数据共享，保证系统的数据从采集、录入数据质量控制、数据应用等方面，最大限度地应用数据共享平台的现有数据资源，并为结果数据提供共享平台上其他系统应用的接口。从而减小数据收集的成本，从而提高系统的应用效率。 图 2. 油田管道站场完整性管理支撑信息系统的分层结构 应用层 完整性数据采 集需求书 高风险管道分布报告 风险评价 技术报告 维修消减 技术方案 效能评价技术报告 . 基于 B/数据层 基础地理信息 数据库 管线运行信息 数据库 道运行风险 数据库 其他数据库 的数据源 . 基于地面工程数据共享平台 数据库 交换 (接口 ) 数据合法性检查 /管理 均衡网络 负载 底层数据分析 /评价组件 报告生成支持组件 . 安全事务 管理 中间件技术 中间层 管线完整性 管理数据库 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 9 完整性管理信息系统要结合油田埋地管道的管 理实际，以中国石油的油田管道和站场地面生产管理规定、 2167气管道完整性管理规范、 Q/9 石油企业标准、 160、 2004 等成熟的管理规范及技术标准为模板， 根据油田管道运行情况和不同的管网重要性等级实施不同脊背的完整性管理。 油田管道完整性管理支持系统的软件体系结构为： 图 3. 油田管道完整性管理系统体系结构图 三、完整性数据库与油田现有信息化系统数据库的关系 从逻辑结构上讲，完整性管理数据库与油 气生产与地面工程运行管理系统（ 是并列的关系，而是在原系统基础上形成的新层次，它是在 5 系统数据库的基础上对原库中的数据进行整合，加入与完整性管理相关的新信息，形成具有管理、维护、评价、分析功能的新子系统。在内容上，完整性管理数据库要继承基础库的 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 10 部分基础信息，同时，还增加了完整性管理相关的专业数据，包含风险评价、完整性评价、维修与应急、效能评价等。因此，相对油田现有信息化系统的数据库，完整性管理数据库更专业化。针对油田管道的完整性管理领域的应用更为全面、系统，具有更强的应用性。 根据完整性管理数 据库与油田现有信息化系统的关系，在进行完整性管理信息设计。以 统为例，在开发、维护中遵守以下原则： (1) 完整性数据库继承 础库，尽可能避免完整性数据库设计中的信息冗余； (2) 完整性库利用 础库数据，避免数据库建设过程中数据重复采集、录入； (3) 完整性数据库与 础库的分工协作，既要保持一致性，相对的独立。 (5) 在完整性库上的功能开发，要具有与 功能的相同风格，应用层次更深。 (6) 完整性数据库中的管道及设施的标识码直接引用 内容。 四、 管道完整性管理数据库结构 1、 数据库的设计思想 完整性管理系统数据库的结构设计是参照大庆油田地面工程地理信息系统 数据库逻辑结构及填写规定结构进行的。完整性数据库是建立在地面工程地理信息系统的基础数据库之上的。 设计思想是：从应用出发，力求保持与 5 库的逻辑一致性，并针对完整性管理的专题应用增加了相应的内容，并在数据表中引用 统中设施的数据标识码，用于表示数据的属性。新增部分参照如下规范： 6184 油气田勘探开发数据项属性规范值 6227 石油工业数据库设计 规范 2、 数据库结构设计 油田完整性管理数据库，包括主要采油生产的四大管网系统即：原油集输系统、天然气集输系统、配注系统、水处理系统的管道及相关附属设施的完整性管理基础信息、运行状况、管道检测维护等方面历史记录等方面的信息。具体内容包括：根据油田管道在设计、制造及施工阶段形成的基础情况数据，管道运行过程的运行、失效维修等历史数据、管道所处环境、条件生产工艺、人文地理环境、土壤腐蚀性 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 11 等方面的环境数据，以及历史及当期的管道检测数据及评价结果，完整性管理的过程数据等。 油田管道包括：原油集输系统、天然气集输系统 、配注系统、水处理系统统的管道和附属设施，是管道完整性评价的主要对象。相关附属设施包括：阴极保护系统及其附属设施，如保护站、保护仪、阳极组、测试桩等。 完整性管理的过程数据是指实施完整性管理过程中生成的中间数据和各个评价环节的评价结果数据，以及生成的技术报告、技术方案等。 实施管道完整性管理的评价过程包括：应用管道所处环境进行的管道高后果区的评价过程、针对具体管道或指定区域的管线风险评价、针对高风险管线在采集了必要的腐蚀数据后实施的管道完整性评价、以及完成一次完整性管理循环后进行的完整性管理的效能评价过程。 在管道完整性管理数据库中，针对这些评价过程分别建立相应的数据库，用于存储评价的补充数据项、评价过程的中间结果和最终评价结果，以及基于评价结果所生成报告的技术数据。 整个油田管道完整性管理支持系统的数据库，针对在 统中系统存在的数据源，采用直接引用的方式，其数据结构完全遵照 统数据的结构，只是在完整性系统运行时生成数据的备份（中间库），以提升数据访问的速度和减少网络的数据流量，这些数据定期与原始数据源进行同步。针对完整性管理系统运行所需要的补充数据源，完整性系统支持用户在进行完整性管理过程中录入到 完整性管理系统中，存入完整性数据库中，这些数据库表在目前的 统中没有相应的存储位置，在时机成熟时完整性管理数据库并入 统数据库中。 支持完整性管理评价国策很难过的数据库，对每个评价过程分别建立单独的数据库，存储评价过程的过程数据。 图 4、完整性管理数据库的结构示意图分项评价 油气水 管道 境 道路 污水系统 设施 空间信息 系统 完整性管理系统数据库 管道基础数据库 基础数据 运行数据 评价数据 风险评价数据库 运行数据 检测数据 评价数据 完整性评价数据库 统 数据库 风险消减及维修库 效能评价数据库 管道腐蚀 检测数据库 管道腐蚀 评价数据库 失效案例 数据库 件 完整性管理库中的数据可分为设施基础数据（在设备运行期，一般不随时间 更新）、设施 (设备 )运行数据（需要定期采集数据、更新）、环境数据（不更新或不定期更新）、评价数据（由系统提供的更能自动更新）。其结构示意如上图 4。 3、完整性管理数据库的主要内容 完整性管理库的详细结构，请参见本概要设计书的附件一 : 大庆油田管道完整性管理数据库结构及填写规定。 数据库包括： 管道基础数据库、 管道空间数据库、 管道风险管理库、 管道运行动态数据库、 管道完整性管理基础数据库、 管道失效案例数据库、 缺陷数据库、 完整 性管理流程支持与评价数据库， 以及辅助数据库等九个部分。 4、 完整性管理数据库更新、维护与运行模式 （ 1）完整性管理数据库运行模式 采用数据总库 /数据分库的管理模式，完整性管理数据分库设在各采油厂信息中心，负责分库数据的更新、维护；完整性管理总库设在设计院信息中心，有各厂（二级单位）的数据分库定期合并而成，定期根据分库的数据更新情况，进行更新。负责总库数据管理，协调全油田数据更新维护。各二级单位的分库负责本单位完整性管理数据进行检索、查询、分析评价、汇总等工作；油田总库负责对全油田的完整性管理数据进行检索、查询、分析、汇总等工作。 （ 2）数据更新 对完整性管理库的 更新工作包括基础数据更新和运行数据更新，其中运行数据的更新具有很强的实时性和持久性，此项工作直接影响完整性管理库的应用成效。完 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 2 整性管理数据库更新在各采油厂分库上进行，根据分库更新情况定时对总库进行数据更新。 基础库的更新方式： 地面工程数据库更 新 查询新记录 发出数据更新要求 数据调查 返回调查结果 数据更新 运行数据更新： 根据数据更新计划 发出数据更新要求 数据调查 返回调查结果 数据更新 完整性管理库与原地面工程数据库之间的数据更新关系： 从图 5 的数据库结构关系可以看出，完整性管理库的数据有两个来 源，一是有关完整性管理设施的基础信息，来源于 统数据库；其它则是完整性管理的运行数据、环境数据和完整性分析评价数据，它们是完整性管理库特有的专业数据，需由完整性管理系统自行录入、生成和管理。完整性管理库的数据与原地面工程 据库存在一部分数据冗余，这主要是基于保证完整性管理数据的相对完整性和避免因分散原地面工程库的数据更新权限，造成数据的安全性能下降，而采取的折中策略。 数据对完整性管理库的全面数据更新会在相当程度上涉及到对整个地面工程 整性管理库的数据更新策略规定是： 有关油田 管道的基础信息（包括：站 /管线名称、长度、类型等等）以原地面工程 的内容为准，相应的更新工作在采油与地面工程运行管理系统中进行，在完整性管理支持系统软件中设置相应的更新功能，即用 据库更新完整性管理库的相关内容；对原 据库中有的项目，而又是完整性管理库的重要内容（如防腐层类型、牺牲阳极类型等等）则以完整性管理库为准，在完整性管理库设置相应的更新功能，即用完整性管理库更新 的内容；其他与 无关的信息则由完整性管理进行全面的管理（更新）。 （ 3）数据应用 应用完整性管理库中的数据进行相关 分析和处理，并将处理结果在数据库系统内部或门户网站的发布，包括： 1） 采集的完整性数据质量分析 根据对复查结果，对数据库中的数据分类、分区块进行数据质量评价。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 3 2） 完整性管理的风险评价 根据数据库中的动态数据，利用风险评价模型，进行油田管道当前的运行风险进行评价，得出每条管线的风险值，以及高风险管线的风险排序表。 3） 完整性管理的完整性评价 根据数据库中的动态数据，利用完整性评价模型，在补充必要的检测数据后进行油田管道完整性状态进行评价，得出每条管线的完整性评价结果，在评价的基础上，生成管到的维修技术方案。 4） 设施的完整性的管理状况技术分析 根据数据库中的静态 /动态数据，利用预测模型，对某一设施（埋地管道、附属设施）进行主体状况、防腐层状况、腐蚀环境、保护状况等的技术分析和评价，提出针对性的维修建议和规划。 5） 完整性管理的效能评价分析 在完成一个循环的完整性管理流程后，根据技术数据的结果，对完整性管理的风险评价、完整性评价、维修与应急的实施等环节进行完整性管理的效能评价分析，分别得出每个环节的实施效能的评价值，以及整个完整性管理的综合效能评价。用户能够根据对每个管理环节的评价结果得出完整性管理流程中存在的薄弱 环节或是需要加强和改进的方面，在下一个管理循环中通过改进管理规程，技术手段、管理机构等方面，达到不断改进和完善完整性管理的目的。 6） 通过门户系统的管道完整性管理信息的发布 数据应用中包括直接从数据库系统内部获取数据、将分析、统计、特定条件的查询结果通过 行发布。 以上油田管道完整性管理的数据应用功能全部通过 B/S 软件编程加以实现。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 4 图 5、完整性管理支持软件的应用数据流图 五、 完整性管理支持系统结构和功能 1、 应用环境 1） 硬件支持 完整性管理支持系统可在支持中文 以上系 统的微机 推荐终端用户的硬件要求为： 可支持运行中文 上系统的，具有企业访问权限的用户端计算机 ， 建议 显示器的分辨率 1024上，鼠标，绘图仪和激光打印机。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 5 数字化仪和扫描仪是图形输入主要设备，用户选用。 2） 软件支持 系统软件： 域网操作系统为系统平台。 应用软件： 上版本。 2、系统用户的角色及权限分配 管理员 : 一级（油田级） :具有除数据编辑之外的所有权 限 二级（采油厂级）：在所属单位区域内具有除数据编辑之外所有权限 三级（采油矿级）：在所属单位区域内具有除数据编辑之外所有权限 专家：查看腐蚀案例、失效库维护分析 用户 : 系统级 (油田级 )：数据查询 采油厂级：数据审核 具有数据审核、数据查询的权限 以及应用评价功能分析评价的权限 数据汇总 具有数据汇总、数据查询的权限 以及应用评价功能分析评价的权限 采油矿级 : 数据录入 所属矿内具有数据录入、数据编辑、数据查询的权 限 数据审核 所属矿内具有数据审核、数据编辑、数据查询的权限 以及应用评价功能分析评价的权限 数据汇总 所属矿内具有数据汇总、数据编辑、数据查询的权限 以及应用评价功能分析评价的权限 采油队级 : 数据录入 所属队内具有数据录入、数据编辑、数据查询的权限 3、完整性管理支持系统功能 完整性管理支持系统采用下拉式窗口菜单，利用弹出式窗口将系统功能和复杂行为表现出来。系统可根据用户需求提供实时帮助，上下文帮助等功能，具有多重窗口切 换、叠加、平铺等显示方式。 （ 1）主窗口的构成 完整性管理支持系统采用 B/S 软件结构，用户通过浏览器应用。参照 统的软件风格。其主窗口由以下几个部分构成： 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 6 标题栏： 位于窗口最上端 菜单栏： 位于标题栏下端 操作对象窗口：位于主窗口左侧 该窗口可收回、可拉伸； 每个项目均具有： 数据编辑 数据提交 数据审核 取消提交 等功能展开项 功能设置窗口：位于主窗口的右中部 数据显示窗口：位于主窗口的右下部 状态栏： 位于主窗口底部 主界面风格的示例为 ： 图、完整性管理支持软件的界面图 （ 2）数据管理功能描述 在完整性管理信息系统中，有关数据录入 /维护部分，采用与图形无关的方法，油田管道完整性管理支持系统 数据管理 风险评价 完整性评价 维修维护管理 效能评价 综合查询 系统管理 原油集输系统 天然气集输系统 配注系统 水处理系统 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 7 进行完整性管理数据的录入、编辑、检查、库之间的数据更新、可数据表的合并、拆分等功能。相关的操作界面，参照现有的地面工程数据系统的功能设置及操作界面。完成对完整性管理库中的基础数据、运行数据、环境数据的录入、编辑、检查，数据表合并、拆分等操作。数据更新则是遵照“与完整性管理无关的设施基础数据以地面工程数据库内容为准、与完整性管理有关的数据以完整性管理数据库为准”的原则进行 数据的更新，以保证系统之间的数据一致性。 （ 3）数据录入审核的操作模式 完整性管理库中的数据一部分来自地面工程基础库，在录入完整性管理库的相应内容时，对已有内容，采用批量转入功能，即：先在完整性管理库中生成与原库相同数量的记录，从地面工程基础数据库中将相应字段复制过来，并据此由系统自动生成设施的标识码。 对于地面工程数据库中没有相应表的部分，完整性管理数据库采用表单方式进行录入，系统根据用户录入信息自动生成设施的标识码。 完整性管理中的检测数据的采集工作模式：通过完整性管理系统中的现有内容，按数据采集更新计划，由系统生成采集更新任务书（包括：现有系统的图形信息、现有系统的基础信息、现有的运行数据），并下发到相应工作单位；由工作人员进行现场的数据采集；通过相应的电子文档的格式，将更新完善后的数据上载到完整性管理系统中。 数据录入的约定 ： 为保证数据录入的效率，数据记录的唯一性，各厂级完整性管理的数据录入安排有如下约定： a). 批量转入时，要在数据录入开始时使用，且一个数据库表只能一次性使用，否则清除原有记录。完整性管理数据录入采用数据编辑功能，在已生成相应列表上添加相应内容字段。 b). 原 地面工程数据库没有相应数据表，数据录入采用表单方式录入，系统自动生成标识码。重复部分采用数据携带功能生成。 c). 对相同单位相同属性的数据分开录入时，加入上一级数据库时，采用数据合并功能。 数据的审核流程及约定 : 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 8 小队级资料员录入管道完整性管理数据的日数据，形成队级完整性管理日报，审核通过后的队级日报可汇总生成队级完整性管理月报，队级技术管理岗审核队级报表，采油矿职能部门数据审核岗对下属队级报表进行汇总、审核，厂级职能部门数据审核岗对下属矿级报表进行汇总、审核、查看。 日报和月报走两条流程，日报由下级日报 汇总生成，月报由下级月报汇总生成。 生产数据提交后不可编辑。上级报表汇总后，下级报表不能删除。上级报表退回后，下级报表可删除，以此类推，逐级解锁，至队级日报取消审核后，生产日数据可编辑。编辑后可提交重新开始流程。 例如：厂级日报审核不通过，退回后，矿级日报解锁，矿级报表审核人员可以删除矿级日报。矿级报表删除后，队级日报解锁，队级报表审核人员可以选择该日报的取消审核。日报取消审核后，生产数据可 以重新编辑。 (4) 完整性管理中评价功能描述 完整性管理系统分析评价功能上基于后台的 统支持，以 件方式加入到油田管道完整性管理支持系统中。功能实现的方式是：在完整性系统提供特定分析所需数据之后，对 统的管线及环境的空间数据进行分析，得出相应的分析结果，回传到完整性系统中。 完整性管理系统的分析评价功能为： 1) 管道高后果区的标定 管理日数据 形成 队级管理日报 矿级管理日报 厂级管理日报 队级管理月报 矿级管理月报 厂级管理月报 汇总生成 汇总生成 汇总生成 汇总生成 汇总生成 管理日数据 取消审核 队级管理日报 矿级管理日报 厂级管理日报 队级管理月报 矿级 管理月报 厂级管理月报 删除 退回 删除 删除 退回 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 9 基于后台运行的管道空间分析功能，应用管道风险评价中的失效后果分析算法，对管道输送介质类型、运行压力等管道运行数据，以及管道沿线的人口密度、交通道路，水体等因素 的空间关系进行计算，得出管线沿线的分段的失效后果数值。 对计算出的失效后果在 形上进行高后果取得标定。 2) 管道的风险评价 沿管线沿线上的自然电位分布带状图。 3) 区域管线综合风险排序 沿管线沿线上阴极保护、牺牲阳极保护状况分布带状图。 4) 区域风险分析 根据 6151范，按流程进行各种计算，按管线生命期模型划分管体腐蚀损伤的程度，并确定不同级别管线分布。 5) 完整性评价 根据 5918范，按仪器测定结果，划分防腐层状态级别，并确定不同级别管线分布 6) 维修方案生 成 根据管线运行年限、防腐层绝缘电阻值、土壤腐蚀级别、防腐层类别、管体状况等检测数据及历史数据，根据趋势预测数学模型对管线防腐层老化趋势进行预测。 7) 完整性管理数据导入 对外业检测数据，按相应处理方法、分散数据采集软件进行数据采集后，软件生成相应的结果数据，直接导入完整性管理数据库的相应表中。 4完整性管理支持系统的输出 大庆管道完整性管理支持系统的每个管理流程都支持系统的输出。 结合完整性管理的实践经验以及企业的管理实际，应用完整性管理支持系统，在完整性管理的每个流程环节，生成各种管理表格 ，编写适合管道地面工程管理人员、管道维护人员、巡线人员使用的管道完整性管理手册等等。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 10 图、完整性管理支持软件的系统输出 完整性管理支持系统的应用，参照现有油气采集及地面工程运行管理系统（ 功能进行设计。使其具有相同的操作模式、系统具有对完整性管理数据的系统图查询属性数据、从属性查询图形、按属性自由查询、按系统显示、按厂矿概况统计、按设备时间 /范围统计等功能。 六、 完整性管理系统综合应用功能 支持系统中完整性管理的应用功能是评价应用系统性能的一个重要标志。对于油田各个单位的完整性管理工作人 员，在完成日常的数据采集、录入、完整性管理系统应用功能具有一个专题查询、技术评价、数据分析决策支持模块。它根据数据库内数据进行分析，按相应的数据模型得出管线的综合评价信息，为管线的管理决策提供支持信息。 使用该系统对油田管线的管理可以最小投入而获得更大的经济效 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 11 益和社会效益。 1、 专题查询功能 除现有地面工程数据库系统已提供的常用查询功能，如：随机查询、区域查询、按厂矿查询等外，完整性管理系统专门提供油田管道的完整性管理专题查询功能： 1) 按管线查询完整性管理现状（图表） 2) 分段查询完整性管理现状（图表） 3) 按厂矿查询油 田管道的完整性管理状况 4) 按阴保站查询受保护管线的保护状况。 5) 按保护体系查询设施的保护设施运行状况 6) 按保护条件组合查询管道的保护状况。 2、 统计分析功能 1) 土壤腐蚀性分布 2) 漏点及防腐层电阻的分布状况。 3) 按管道绝缘电阻值在某区域（范围）内管线分布统计图表。 4) 按保护条件组合查询管道 /储罐的保护状况统计表。 5) 区域（范围）内管线完整性管理分布现状统计图表。 6) 区域（范围）内管线完整性管理参数统计图表。 7) 区域（范围）内油田管道完整性管理分布现状统计图表。 8) 区域（范围）内油田管道完整性管理参数统计图 表。 9) 管线综合管理分析功能 a) 为规划设计新铺管线提供相应现场资料。 b) 确定待维修管线和待检测管线区域性资料。 c) 地理图与管线图的综合利用。 3、 基于管道基础数据及历史数据的风险评价 基于油田管道检测的腐蚀检测数据和已经建成防腐数据库的历史数据，结合相关管道的 统中的管道建设基础信息和空间信息，应用油田管线运行风险的指标体系 /风险因素的改进数学评价模型，对管道的风险进行技术评价，软件系统的主要功能如下： 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 12 （ 1）油田管道 的风险 分段评价 应用肯特半定量的专家评分法对管道的第三方损害、管道腐蚀风险、制造与施工缺陷、误操作 以及设计指数等项目分别进行评价， 为其他各个子系统提供管道管理风险现状的技术数据。 用户可据自身的需求，对特定管道的基本风险状况、管道分段风险数据进行查询，针对带有地形图的风险查询结果，生成风险评价报告。 （ 2） 区域内腐蚀失效的风险 评价 根据沿管道人口密度分布、土壤状况、管道的防腐层状况、运行年限等， 以风险的数量指标为基础，对指定区域内的管道事故损失后果和事故发生概率按权重值各自分配一个指标，然后用加和除的方法将两个对应事故概率和后果严重程度的指标进行组合，形成区域风险水平等分析预测报告。 （ 3）区域内管道风 险的排序 在单一管道的风险评价结果的基础上，对指定区域内或特定范围（以油田企业的行政区划为界线）的管线，给出以管线为评价最小单位的风险排序。排序结果既可以作为单独的评价报告输出，也可以作为油田管道完整性管理后继环节的工作基础的工作范围，如：对于高风险的管线，在管道完整性评价环节，则针对这些管道开展；在维修和应急环节，制定出维修 /风险消减技术方案，开展维修与应急的完整性管理工作。 4、 管道完整性评价 在实施完整性 评价 之前，进行了完整性的数据采集和关的风险评价。风险评价是基于数据采集和整合环节生成的数据，依照风险评 价模型进行每条管线的风险值的计算。风险评价过程会基于对已经评价的管道风险值进行风险排序，输出指定区域（或指定系统）内管道的风险排序。在此基础上，完整性管理 的 实施者， 针对高风险管线开展管道的完整性评价 过程。其 目的是通过完整性评价 模型处理已经采集的管道完整性数据，得出管道完整性状况的定量评价结果 ， 对存在威胁管道完整性的缺陷（或风险因素）制定维修（抢修）响应计划，达到降低管道系统运行风险，保证管道系统总体完整的目的 。 完整性评价的技术方法是，采用外腐蚀直接评价（ 价）作为油田管道完整性评价的主要手段。通过 对管道敷设环境的腐蚀性数据、外防腐层检测数据、阴 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 13 极保护运行、检测数据、开挖后的管体检测数据等方面，实现管道完整性评价的功能。 完整性管理支持软件系统中完整性评价具体功能是： 1）管理和整合完整性评价的管道基础数据 2）根据完整性数据库的已有数据情况，生成管道完整性评价的数据需求 3）支持用户录入并管理完整性检测的检测数据 4）分项实施管道的完整性评价 * 外防腐层完好性能评价 * 引用系统内的土壤腐蚀性评价结果 * 阴极保护有效性评价 * 管体缺陷评价 5）管 道完整性的综合评价 6）生成管道维修的实施范围和实施的技术方案。 7）进行管道剩余寿命，检测周期等方面的评价。 5、 油田管道维修及风险消减辅助功能 基于先前进行的管道风险评价和完整性评价的结果，针对有风险的管道以及存在妨碍完整性因素管道（管段），在完整性评价阶段制定出管道的维修、抢修方案，及针对风险的消减措施方案。在油田管道完整性管理流程中的第四个环节，维修及应急阶段开展管道的维修 /抢修项目的实施，以及采取风险消减措施。同时，对管道运行管理流程中那些不能有效应对管道管理风险的部分，进行必要的变革和完善，达到保 障管道安全、降低管道失效的发生可能性的目的。 基于管道风险评价、完整性评价的结果，制定出的管道维修、抢修方案和计划，具体达到如下的实施效果。 1） 据完整性评价中得出的评价结果，对不能保证管道运行安全的管道本体、防腐层以及管道上的保护设施进行有针对性维修和修复，改变油田现行的“整条管道更换 +泄漏抢修”的管线维修维护模式。 2） 根据风险评价结果，针对可能存在的威胁的管线（管段），制定并执行预防性风险消减措施。如：加强巡线，维护阴极保护设施、维修外防护层，对有内腐蚀的管道加注缓蚀剂、进行地质灾害监测等等。 天津市嘉信技术工程公司 油田管道完整性管理支持软件设计资料 之四 14 3） 对于评价出的管 道紧急的危险和威胁，还要采取应急响应处理，以期尽可能快速地处理和消除那些严重威胁管道运行安全的危险因素，有效降低管道的失效事故的发生频率。 实现如下