[發明專利]天然氣管道第三方破壞失效概率的計算方法

在審

• 申請號: 201310460356.9
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103488907A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 廖柯熹;吳瑕;李長俊;張淮鑫;劉恩斌;李卓然
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于天然氣長輸管道的風險評價領域，尤其涉及一種天然氣管道第三方破壞失效概率的計算方法。

背景技術

管道輸送是天然氣運輸方式中最為高效、經濟的方式之一，我國已建成西氣東輸等總長超過8萬公里的天然氣輸送管道。但是，建成的天然氣管道卻常因車輛碾壓、地面耕作或挖掘等第三方原因遭到破壞。美國運輸部（DOT）的管道事故統計表明，40%的管道事故是由第三方破壞引起的。因此，必須采取措施保障天然氣管道的安全運行，維持工業生產和社會穩定。

管道的風險評價是一種主動預防管道失效的管理方法，它通過識別危險和管道風險排序，可以完成對管道檢測、維護維修資源的科學決策。其中，管道失效概率的確定作為風險排序的依據，是整個管道風險評價的基礎。客觀有效的計算管道的失效概率能夠對基礎參數迥異的管道進行客觀的風險排序，為不同管道間實施風險消除措施的順序提供數據支持，對保障其免遭第三方破壞失效，維持安全運行，具有重要的意義。

管道的風險評價按計算失效概率的量化程度，可以分為定性、半定量和定量評價法三種方法。定性風險評價法以Kent打分法為代表（W.Kent?Muhlbauer.Pipeline?risk?management?manual,3^rd?Edition.Gulf?Publishing?Co.,Houston,Texas,2004），其主旨思想是：基于專家制定的調查表對管道現狀進行打分，根據管道得分的高低，為管道風險提出高、中、低等多個等級的評定結果，其中，風險等級高對應管道的失效概率大。這種方法應用成本低、易于實現，是目前國內評價管道第三方破壞失效概率的主要依據。但是，Kent打分法的評價參數和得分權重是由專家商議決定的，具有一定的主觀性和局限性，并且其評價結果不能獲得量化的管道失效概率，這為管道風險排序帶來了困難。以高、中、低三種風險等級為例，管道的第三方破壞失效概率在0–1之間，則中等風險的管道失效概率應為0.33–0.67。同樣為風險等級中等的管道，其失效概率可能相差34個百分點，但定性風險評價結果卻無法區分其差異，只能隨機分配風險消除措施的實施順序，這為管道的完整性管理埋下了隱患。

定量風險評價法主要以荷蘭頒布的《定量風險評價指南》為依據（Guidelines?for?quantitative?risk?assessment.Ministerie?van?Verkeer?en?Waterstaat,2005）。其實施方法是預先給固定的、重大的和災難性的事故的發生概率和事故損失后果都約定一個具有明確物理意義的單位，基于事件樹或其它數學模型比較待評價管道與資料管道的相似度，從而根據管道歷史失效數據庫得到待評價管道第三方破壞失效概率的量化結果。定量風險評價方法的理論體系和評價過程均客觀嚴密，且能獲得量化的風險概率值，很好的彌補了定性風險評價的不足。但是，該評價方法不僅需要大型的失效數據庫作為評價基礎，還需建立完善的管道事件樹。其對歷史時效數據依賴度高、技術復雜，實現成本高，對于失效數據匱乏或事件樹建立困難的復雜環境管道，定量風險評價法的準確性和適用性都有待拓展和提高。

半定量風險評價法是以風險的數量指標為基礎，通過加和與除法等基本運算將各風險的失效概率進行組合，從而形成整個事故的評價結果。該方法能夠區別對待不同的風險指標，對于易量化的指標進行定量求解，而不易量化的指標則進行定性評價，最終基于故障樹等分析方法將定量和定性評價結果結合起來。其精度雖不及定量風險評價法，但評價過程大大簡化，且能獲得量化的失效概率評價結果，是理想的天然氣管道第三方破壞失效概率的計算方法。但是目前，國內外均沒有頒布或出版半定量風險評價方法的標準和指南，更沒有針對天然氣管道第三方破壞失效概率的半定量計算方法。因此，尚不能基于現有標準法規，簡便的計算天然氣管道第三方破壞的量化失效概率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種以管道第三方破壞故障樹為基礎，結合歐洲天然氣管道失效數據庫與風險因素調查表，基于半定量風險評價理論所推導出的天然氣管道第三方破壞失效概率的計算方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

上述的天然氣管道第三方破壞失效概率的計算方法，其包括以下步驟：

（1）根據輸氣管道設計資料和現場踏勘，收集待評價管段的管徑、壁厚、埋深、地表建設活動、居民與社會環境條件、線路巡視和管理現狀的基礎數據；