Innovations™ Magazine VII NO.3 2015 - Chinese
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Welcome to the summer issue of Innovations™ Magazine, where industry experts from across the globe explore many of the pressing challenges — and successes — of pressurized piping operators. OVER STORY: The Pervasive Menace Helping the public be – and feel – safe, the pipeline industry develops, employs, and shares best practice corrosion detection and control methods. FUTURE THINKING: More Stringent Safety Regulations Preparing for NTSB compliance, U.S. transmission operators proactively seek safe and cost-effective options. FEATURE STORY: Containing Catastrophe Mitigating offshore oil and gas pipeline incidents, from dropped objects to pipe laying, through advancements in non-intrusive isolation technologies. HIGHLIGHTS TECHNOLOGY FOCUS Turning Impossible into Piggable Changing how we think about the integrity of low flow, low pressure lines with new low drag inspection tools. SAFETY MATTERS It Can Happen Here Learning to cultivate “safety imagination” and benefit from “chronic unease” with Dr. Jan Hayes. MARKET REPORT Local Sourcing in the Eagle Ford Supporting shale play profitability in a low price environment through localized pipeline services model. BY THE NUMBERS Four Steps to Battling Pipeline Integrity Threats Detecting, characterizing, reporting, and prioritizing/mitigating threats to pipeline integrity with multiple dataset (MDS) inspection platforms.
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- 2. 1 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 2 | 执行展望 为提高收益做准备 4 | 全球视角 来自全球的行业评论 6 | 科技聚焦 改变我们对于低流量/低压 力的看法 8 | 安全是重中之重 安全想象力、杞人忧天以及 讲故事 10 | 未雨绸缪 提高合规监管和成本效益 12 | 市场报告 低价环境中的页岩成功故事 20 | 联系沟通地点分布 管线活动、文章与会议 28 | 步步为营 四个步骤对抗管道完整性 威胁 14 | 腐蚀：无处不在的威胁 当世界开始了解腐蚀所导致的无休止威胁以及愈加惨重 的代价时，管线行业早已迎头直面这些威胁。 22 | 遏制灾难蔓延 无论是管道铺设抑或平台保护，在非侵入隔离技术方面 所取得的进步，都在帮助海上运营商降低风险并减少事 故。 专 栏 总编辑 Jim Myers Morgan 执行总编 Waylon Summers 美术总监 Joe Antonacci 设计制作 Kat Eaton、Mullerhaus.net 数字制作 Jim Greenway、Ward Mankin 摄影 Adam Murphy、CorrView 插图 隐藏元素 T.D.Williamson 北美和南美 +1 918 447 5000 欧洲/非洲/中东 +32 67 28 3611 亚太 +65 6364 8520 海上服务 +47 5144 3240 www.tdwilliamson.com 想要分享您对本杂志任何方面的意见吗？ 请通过电子邮件发送给我们：Innovations@tdwilliamson.com 第 七 卷 第 3 号 • 2 0 1 5 年 Innovations™ 杂志是 T.D. Williamson 出版的季刊 ®T.D. Williamson, Inc.在美国和其他国家的商标。™ T.D. Williamson, Inc.在美国和其他国家的商标。 © 版权所有 2015 年。T.D. Williamson, Inc.保留所有权利。未经许可严禁对本刊全部或部分内容进行复制。美国印制。 14 10 22 28 步步 为营 4 对抗管道完整性威胁 个步骤 管道完整性：综合观点 在如何以最安全和最经济的方式向世界输送能源方面，管线运营商面临持续的挑 战。他们与基础设施老化、气候经济压力对抗，为应对增强的监管而做出调整， 积极加入社区以获得社会许可。幸运的是，管线威胁检测（如多数据集平台）的 持续进步，支撑着他们前进的每一步。具体方法请参考步骤 1-4。 检测 MDS 平台运行时， 通过一系列海上技术来检测机械（即第三方）损害。 特征 MDS 平台的每一项技术都会提供独特的损害信息层，提供 有关威胁的完整特征。 优先考虑/削减 根据检测后立即提交的最终完整性报告，管线 运营商可以： 报告 当使用专业软件和数据分析进行慎重评估时，交叠 MDS 数据有助于确定准确特征和整 个系列交互威胁的严重性 - 带凹槽和类裂纹特征的反弹性损害。 金属流失，反弹，循环，损害长度和深度，张力和严重等级。 • 评价管线最 关键的需求 • 根据严重性 优先考虑维护/修理 • 通过避免不必要挖掘最小化 成本 • 确保员工和社区的安全运行 多数据集 (MDS) 平台通过提 供一种运载工具，并进一步结 合能同时在一个独立工具上运 行的交叠检测技术，为管线运 营商提供有关其管道完整性的 综合观点。 结果：强大的威胁检测和先进 的特征。 定位相较于管道中心线的异常状况。XYZ 测绘 变形 低磁场漏磁 将异常定义为损害。 识别损害反弹 识别损害范围内的金属体积流失。高分辨率漏磁 SpirALL®漏磁 识别损害范围内的轴向金属流失或凹槽 SMFL LFM MFL DEF XYZ 28 2 3 4 28 1 29 N O R T H A M E R I C A N PIPELINEC O N G R E S S C H I C A G O Forging the road ahead September 22 23 | The Westin Chicago River North | Chicago, Illinois BUILD STRATEGIC CONNECTIONS | DO BUSINESS | ACCESS UNGUARDED INSIGHTS | FIRST CLASS ACCESS | NOTABLE NETWORKING The key to unlocking North America’s potential as a major energy exporter while securing a stable domestic supply lies within pipelines. North American Pipeline Congress provides an elite forum for influential players to engage in an open dialogue on the regulatory, political, infrastructural and technological demands impacting the road ahead. Join us at the crossroads of a new era. Register at pipelinecongress.com. pipelinecongress.com
- 3. 3 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 2 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 石油输出国组织 (OPEC) 在全球石油供过于求的局面下，转而通 过维持其自身生产目标，来维持其市场份额，该战略导致全球 石油价格瘫痪，美国页岩油钻机闲置，资本预算削减。 但 OPEC 的决定并不是造成当前萧条的唯一原因。这与结 构性因素、需求过低以及美元走强也息息相关。如今，这些因 素和地缘政治危机及事件一样，持续对价格造成下行压力。 随着中国经济、中东地区的动荡局势以及俄罗斯-乌克兰关系 引起世界的关注，能源信息管理局 (EIA) 预测 2015 年将继续 保持价格波动不足为奇。 然而，与此同时，美国能源产量一直居高不下。事实 上，EIA 称不到五年的时间里，每台钻机的页岩气或天然气 产量涨幅超过 300%。而这只是使得管线行业免于动荡的因素 之一。 在进行大量新能源生产的区域，管线基础设施尚未开发完 备，因此价格下降之前即规划、批准并获得资助的项目必须继 续进行，与勘探开采 (EP) 举措接轨。相当数量的此类作业需 要重新配置已有管线，而不是重新施工。 管线运营商正在进行一些业务调整，但即使不考虑能源价 格，他们可能也会采取这些举措。 例如，过去几年我看到，微调措施后更多的是带来了运营和 资本上的高效性。此外，企业还花费大量精力准备并应对越来 越多的监管审查，比如美国交通运输部管道与危险物质安全管 理局 (PHMSA) 的完整性验证过程 (IVP)。 服务提供商具备丰富的实地专业知识和过硬的技术基础，运 营商同他们携手合作能够进一步提升效率，更好地了解其管线 系统的状况，并增强安全性和供应可靠度。 所有这些因素都为能源价格再度升高时创造了一个能提高收 益的框架。 CHAD FLETCHER 全球销售与服务 高级副总裁 T.D.WILLIAMSON 执 行 展 望 为提高 收益做准备 通过与服务提供商携 手合作…运营商能够 进一步提高效率，更 好地了解其管线系统 的状况，并增强安全 性和供应可靠度。
- 4. 5 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 4 海上技术趋势 JAMES DRUMMOND 全球运营副总裁 - LLOYD’S REGISTER ENERGY， 资产完整性服务 为将来的行业挑战未雨绸缪 人们对于全球油气行业前景的信心因为油价下跌毫不意外地遭受了当 头一棒。而更令人吃惊的是，在极短时间里人们的情绪变化之快；2014 年 10 月，360 多位高级行业专家和执行官的信心值还是 65%，但到了 2015 年 1 月，该值居然跌至 28%。调查结果来源于 DNV GL 的报告，权衡 之举：展望 2015 年油气行业 (A Balancing Act:The Outlook For The Oil And Gas Industry In 2015)。 这种消极态度也反映在资本支出 (CAPEX) 意向上，同比计划增加资本支 出的人数从 40% 降至 12%。 2015 年，许多油气公司继续将主要投资放在技术与创新方面，其中相 当一部分将竭力维持去年的消费水平。有近半数 (45%) 企业预期 2015 年 的研发 (RD) 投资保持不变，而自去年开始，计划削减研发投资的企业数足足翻了三倍还多（从 11% 增至 37%）。 调整这种低利润境况需要业内企业发展长期可持续的成本基础，而要达成这一目标,则需要更广阔 的视角、降低复杂性，并对流程、材料及文件进行标准化处理。我们要共同合作，保证行业标准及准 则与行业需求及技术进步相适应。 作为一家独立的技术合作伙伴兼顾问，DNV GL - Oil Gas 与行业携手解决这些问题。公司在全球拥 有 5,500 名油气专家，22 个实验室和研发中心，而且今年我们还启动了超过 60 个新型联合工业项目 (JIP)，其中多个项目旨在处理全球管线行业面临的挑战。 DNV GL 在位于新加坡和俄亥俄州哥伦布的实验室中进行的 JIP 就是一个例子。目前已有八名参与者 加入我们开发裂纹及裂缝评估方法的行列，该方法使用专为含酸环境而设计的单边切口拉伸 (SENT) 试验。酸性气体对于管线材料的需求量极大，尤其是在深水环境中。这一点在世界上多个油气产区体 现得非常明显，尤其是中东和独联体。JIP 将促成一种准则的发展，这种准则或将演变成推荐做法， 为行业提供重要的技术、物流及财政储备。 Arve Johan Kalleklev 区域经理，东南亚，DNV GL – OIL GAS 全球视角 来自全球的行业评论 下载权衡之举：展望 2015 年油气行业的赠阅本： www.dnvgl.com/balancingact 深水区域和偏远位置正在探测油气储量，这些区域的开发要求油气行 业突破已有技术的疆域。 Lloyd’s Register Energy 去年发布了一份综合行业报告 - 2014 年油气技术 雷达 (Oil And Gas Technology Radar 2014) - 对业内的技术创新状况进行调 查研究，其中包括实施执行的动力和障碍。最终认定最大的障碍在于成 本，而非技术能力。 “[国际石油公司] 在替代其油气储量时遇到了极大困难，被迫进入挑 战最为严峻、成本无比高昂的环境当中。”Lloyd’s Register Drilling Integrity Services 首席执行官 Duco De Haan 说道，“因此，过去四到五年间，成本 猛增。” 然而，技术创新依然是海底管道所有者的关注核心，因为他们要在前所未有的新海洋深度勘测 作业。 为支持资产完整性管理计划，行业正在探索使用自主水下航行器 (AUV) - 一种水下可停驻与充电表 面，用于执行例行外观检查、悬跨管道监控及阴极防锈蚀勘测。 AUV 在有某些情况下可替代现阶段使用的远程操纵潜水器 (ROV) 及其支援船，这可潜在性地削减成 本，并改善完整性管理实践和维修活动。 数据分析方面取得的进步在管道完整性管理中也发挥着日益重要的角色。这样运营商可以更好地了 解海底泵的作业状况以及海底加工设备生产的流体，并且监控管线状况，包括泄露检测系统的使用。 热塑性复合管道面世并得到应用后，管线也迎来了一场技术革命。高分子材料和纤维材料都以典型 工业材料制成。纤维由玻璃或石墨纤维和 KEVLAR® 等材料构成，是复合物的强度来源。 另一种令人振奋的新兴技术是用于海底设备制造的“增材制造”。深水加工设备要求船壁厚实， 可以承受压力，因此诸如以固体钢板制作而成的重力基础分离器等设备，通常比较笨重，不易运输。 但在增材制造为定制材料提供机会的同时，这些固体材料的变体会以行业尚不了解的新方式损害资 产的结构完整性。很显然，我们有必要深入了解采纳新技术的利与弊。 随着可轻易进入的领域不断减少，创新型新技术将继续发展。这些新技术带来了进步，但同样也带 来了新的局限性，这就需要工程师重新讨论获得承认的风险管理技术，开发合适的标准、流程及方 法，并以新方式应用其经验。 Lloyd’s Register Energy 的“油气技术雷达”报 告请访问：www.lr.org/technologyradar KEVLAR®是 E. I. du Pont de Nemours and Company 及/或其附属公司的注册商标。 地图与地球仪艺术来自 freevectormaps.com 远程操纵潜水器在执行海底管道作业。
- 5. 针对难以清管的管线实现检测上的突破 T.D.Williamson (TDW) 认识到，在小管 径、低流量、低压力环境中，控制拖曳以改善 管道壁厚检测，是一种挑战。为了应对这种情 况，公司开发了 6 英寸低阻变形及 MFL 检测 工具。TDW 完整性专家 Lloyd Pirtle 讲到， 这不仅会“避免或最小化”速度偏差，更使得 检测长期认为无法清管的管线变成可能。 “这种工具和能力为人们树立了信 心，”Pirtle 表示，“现在运营商可以收集几 何和金属损耗数据，以了解其系统呈现何种形 状，即使是在低流量、低压力环境下也一样， 而且可以保证这些关键管线的不间断运行。” “一些运营商面临相似的难题，他们以为 自己的管线没有办法清管，但我们要告诉他 们的是,‘我们有一种让清管变得可能的工 具。’”他补充说。 这种 6 英寸的新工具不仅克服了传统小管 径 MFL 工具限制适航性及管道壁厚检测的设 计缺陷，还包含同一平台的几何检测功能，比 起单一 MFL 工具来，可以执行更先进的威胁 评价。 其优势如下： • 增强的管道壁厚检测能力 • 降低的拖曳力 • 增强的适航性 • 增强的磁化器保护能力 成功的实地试验 使用多个 6 英寸工具配置进行广泛的内 部验证之后，在 Access Midstream 的配合 下，对低阻工具进行了实地试验*。Access Midstream 是一家天然气服务提供商，也是 Williams 能源公司的附属公司。该工具七次作 业于德克萨斯的巴奈特页岩 (Barnett Shale) 管 线上，作业压力大约是 10.34 bar (150 psi)。 TDW 战略商务部经理 Chuck Harris 表 示，尽管使用低阻工具也会发生一定的速度偏 差，但偏差等级要比传统检测工具低得多。该 工具在 8.27 bar (120 psi) 的低压条件下收集管 道内检测数据，结果令人满意。 “技术不可能完全克服管线难题，”Harris 说，“重要的是这种工具可以在压力这么低的 管线内作业。” 换言之，借助新的低阻工具，对之前不易 检测的管线进行检测评价得以真正变得更简 单、更准确。 这也打开了运营商在清管可能性方面的 思路。 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 7 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 6 科 技 聚 焦 6 化不可能为可能的技术实例每天都在出现。 但如果让难以清理的管道变得易于检测呢？ 那才是大获全胜。 对小直径集输管线进行几何测量和管壁损耗检查，尤其是在 低流量、低压力环境中，对天然气运营商而言是一项挑战，以 至于事实上很多运营商都认定这是一项根本无法完成的任务。 然而，现在新型 6 英寸管道检测工具的面世，克服了这些 高难度管线的尺寸、流量和压力问题。 它不仅可以为完整性评价收集数据，更会改变运营商对清管 可能性的看法。 避免晃动 当周围压差高于自身产生的摩擦力时，管道内工具就会移动。 如果是用于几何调查与金属损耗测量，检测工具在管线中的前 进通常缓慢而平稳。在管线中的几个固定点捕获到准确数据 后，即可成功创建完整性评价。 但在检测小管径、低流量、低压管线时，皮碗和钢刷等某些 漏磁检测 (MFL) 工具的组件会接触管道内壁。这会造成极大的 拖曳力，增加管线内摩擦造成的压力。而且这种拖曳会使得管 道内检测 (ILI) 工具在行进时晃动，损害其在天然气等可压缩产 品中的检测性能。 原因之一是，拖曳会造成速度偏差，检测工具在回归到正常 速度之前会突然加速并向前倾斜，除非它完全停住。停止时间 可能持续 10 秒，也可能长达 10 小时，有时甚至更久，并且最 终可能需要侵入式干扰，比如必须切断 MFL 工具，或使用泡沫 清管器从后面向前推。 拖曳造成的速度偏差在低压力、低流量天然气管线中表现得 更为明显，这样 ILI 工具就无法在每个点都捕获到数据，导致 运营商必须始终获取管线状况的全景图，并且很多情况下会让 运营商以为这些管线甚至无法检测。 *下载 Access Midstream 和 TDW 白皮书， 了解更多信息： www.tdw-lflp.com 化不可能 为可能 新型 6 英寸低阻检测 工具改变了运营商评估 低流量、低压力管线的 方法。 DEF2+MFL4 拖曳结果 在多个 6 英寸配置间进行拖曳比较。 MFL：传统独立金属损耗检测 DEF+MFL：传统几何检测与金属损耗检测 DEF2+MFL4：新型几何检测与金属损 耗检测 驱动：仅限驱动主体 拖曳试验 55% 59% 61% 68% 减阻作用，对比 MFL，0.188-英寸 壁厚 (WT) 减阻作用，对比 DEF+MFL，0.188-英寸 WT 减阻作用，对比 MFL，0.388-英寸 WT 减阻作用，对比 DEF+MFL，0.388-英寸 WT
- 6. 8 这里也会发生 人们都听说过经典的“安全英雄”故事，只是版本有些许不同： 有人（技术人员、工程师或善于观察的路人）发现可疑现象。 警报灯。奇怪的声音或味道。数据不符预期。他们凭本能行事， 因为有种不详的预感，于是汇报了注意到的情况 - 这一举动阻 止了一场灾难性事故的发生。 这样的故事流传甚广是有原因的。当英雄扭转乾坤，阻止一 场代价惨重的大规模灾难时，人们都愿意为之欢呼。但据 Jan Hayes 博士说，值得讲述的并不是只有这种故事。她是澳大利 亚墨尔本皇家理工大学 (RMIT) 物业、工程与项目管理学院的 副教授。 毕竟并非所有闪烁的信号灯都意味着系统故障。也不是每种 奇怪的声音或气味都预示着灾难。 但那些汇报非灾难事故的人呢？他们也应该获得肯定。他们 也是英雄。 培养安全想象力 在与 Andrew Hopkins 博士合著的新书《噩梦般的管线失效： 异想天开、黑天鹅与完整性管理》(Nightmare Pipeline Failures: Fantasy Planning, Black Swans and Integrity Management) 中，Hayes 分析了几次著名的管线灾难事故。每起事故的具体情况虽然不 尽相同，但都有一条相同的线索：有人发现了问题。而且每起 事故中，这些“问题”都微不足道，不值得立即予以关注。 人们倾向于找借口或不太严重的解释，但这不代表人们懒惰 或是缺乏经验。这也是很正常的现象。Hayes 表示， 这是一种不易发现的心理过程，运营商甚至 都意识不到这一点。她解释说，罪魁祸首 其实是人们缺乏“安全想象力”。大多数 运营商都没有经历过灾难，因此无法想象 真的会发生灾难。 Hayes 说，回顾一下所有重大的漏油或 气体泄漏事故，您会发现相同的模式：确 实存在迹象，但却没人相信这会是真的。Hayes 回想起她职业生涯的早期，在一家大型油气公 司担任工艺工程师时，也曾体验过类似难以置 信的感觉。北海 Piper Alpha 石油平台事故宣 布死亡人数超过 160 人，当时她非常震惊。 “我根本没想到会发生那样的事，”她 说，“人们很容易有一种思维模式：‘不可能 发生这种事，因为这里以前从没有过这种事’， 但可能性总是有的。安全想象力就是在潜意识 里认为事情可能会出现差错。” 但是在管道完整性问题上如何鼓励员工培 养并运用安全想象力呢？如何说 服员工，让他们汇报任何可疑事 件，即使他们非常确定那真的微 不足道？ 这是一种挑战，Hayes 表示。 但如果有文化观念的正确转变， 一切就有可能。 “杞人忧天”的好处 一些安全专家和研究人员使 用“杞人忧天 (chronic unease)” 这个词来描述保证安全的理想方 法。“杞人忧天”与“这里不可 能发生这种事”的思维方式恰恰相反；前者认 为事情任何时候都可能出现差错。“杞人忧 天”是指对每种事故都预备好定制的具体计 划；主动考虑公共安全，而不只规规矩矩就 万事大吉。 鼓励公司上下（从初级工程师到维护人员 再到 C 级主管）慎重考虑安全问题。有些组 织通过创建直接面向主管和董事会成员的专门 安全研讨会，来解决安全问题。有些组织则实 行奖金与施工安全直接挂钩的分红制度。但 最重要的事情是营造一种文化，一旦有人发 现反常现象，应该大胆直言，即使最后什么也 没发生。 “我们总是会听到这样的话：有人发现了 问题并报告了，要不是他，肯定会发生大灾 难。”Hayes 说。“这当然很好，但我们也需 要听到有人发现并报告了问题，但最后只是虚 惊一场。我们仍然要祝贺他 - 这与他是否阻 止了一场灾难无关。重要的是我们需要报告问 题。” 安 全 是 重 中 之 重 Jan Hayes 博士谈论安 全想象力、“杞人忧天” 和讲故事 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 9本文借鉴的研究由能源管道合作研究中心资助，并获得澳大利亚政府合作研究中心计划的支持。特别感谢澳大利亚管道行业协会研究与标准委员会的资金 及实物支持。 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 “我们也需要听到有人发 现并报告了问题，但最 后只是虚惊一场。” 大多数运营商都没有经历过灾难， 因此无法想象真的会发生灾难。 安全想象力： Jan Hayes 博士
- 7. 10 11 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 安全、具有成本 效益的合规 触手可及 美国联邦监管机构似乎比以前更热衷于改善天然气输送管线的 安全。人人都希望更安全，因此实现并保持全方位的法规合规 性就面临巨大挑战，并且成本高昂。 一年多来，天然气输送运营商一直在确定如何应对美国交通 运输部管道与危险物质安全管理局 (PHMSA) 待批准的完整性 验证过程 (IVP) 法规。新法规将要求运营商验证他们在高及中 等后果区建立并支持管线最大允许操作压力 (MAOP) 时所使用 的记录。 目前，运营商正在消化美国国家运输安全委员会 (NTSB) 今 年一月末出台的 28 条输送管线安全建议，其中一条要求所有 天然气输送管线都为适应管道内检测 (ILI) 工具而进行配置。 提议的 NTSB 要求特别提及要使用“智能清管器”，用以记录 与管道材料的机械状态有关的信息。 对于相当数量的输送管线运营商而言，提 议的 ILI 要求略显苛刻：尽管使用先进的 ILI 工具被视为一种检测腐蚀、焊缝缺陷及其他管 道完整性风险的高效方法，但该过程并不适合 某些输送管线。尖锐的角度、变化的内径及不 兼容的管线压力，都让这些管线成为了不友好 的领域，大幅增加了成本高昂的 ILI 工具在 受到产品流推进时卡住或损坏的风险。 实现这些 ILI-不友好输送管线的“可清 管”，已经成为美国天然气协会 (AGA) 成员 今年频频讨论的主题，AGA 运营与工程部总 经理 Andrew Lu 表示。许多运营商担心，如果 NTSB 的管线安全建议又催生出新法规，他们 可能会在油价低的时候为之付出惨重代价。 当运营商完成必要的管线改造以实现其合 规性时，伴随停工而来的收益损失风险将加剧 这些忧虑。 “正在进行有大量对话，”Lu 表示，“运 营商问，‘怎样才能明智地进行管线改造？我 们怎么知道应该从哪里开始？’” 这并不是说他们还没有采取这方面的措施。 一些运营商也并非仅仅谈论一下即将来临的变 革而已。许多公司已经采取措施，走在了监管 曲线的前面。 在三月份的一次媒体发布会上，Pacific Gas Electric Co.（太平洋燃气电力公司，PGE） 对 NTSB 为天然气管线行业制定的 28 条安 全建议（包括呼吁更多的管道内检测）表示 欢迎。PGE 天然气运营部执行副总裁 Nick Stavropoulos 表示，公司将致力于“探索并利 用在开发新的管道内检测技术中所取得的创新 成果，以利用市面上的工具对以前认为‘无法 检测’的管线进行检测。” 节约成本之选 无论运营商是坐等 NTSB 的建议真正变成法 规，还是会采取更积极的方式，他们都应该 知道改造输送管线是可以实现的，并且这远 没有许多人认为的那么复杂，成本也没有那么 高昂。 最令人满意的改造方式应该是安全的，并 且无需停止管线工作或中断流量。这可以利用 成熟的带压开孔和封堵 (HTP) 工艺来实现， 允许运营商在管线改造或接头连接期间对较短 管道进行隔离并建立旁路。 现阶段，运营商可以借助 T.D.Williamson (TDW) 开发的 STOPPLE® Train 封堵系统， 采用双关双泄隔离法等 HTP 方法预期功 能。”该系统结合建立旁路，可以为了检测而 安全经济地改造管线，无需承受由于停止管线 工作所导致的收益损失。 近期的一项案例分析计算了运营商为项目 更换管线的费用（包括停止管线工作）与利用 标准 HTP 工艺完成同一项目的费用（包括 利用 STOPPLE Train 封堵系统的费用）之间 的差额。计算结果表明，HTP 工艺节省了 大量费用，而利用 STOPPLE Train 系统节约的 费用会更多 – 结果显示如下： 更严苛的 安全法规 或将面向美国输送管线出台 未 雨 绸 缪 关停 无流动所导致的机会损失 15% 内部费用 51% 隔离服务提供商费用 – 工作场地收费 34% — 38% 16% 32% — 38% 16% 23% 标准隔离法 STOPPLE®TRAIN 封堵法 运营商管线 更换费用 关停方面的 运营商节省百分比： 18% 23% 下转第 27 页
- 8. INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 12 13 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 特定区带服务模式支持 低价环境下的盈利 能力 轻而易举 伊格尔福特的任何运营商都知道，管线服务和 供应需求经常受限于特定区带问题。该区域 最常见的问题之一就是石蜡。石蜡堆积会堵塞 管道、降低生产总量，并增加压缩成本。它还 会存水，造成危险成分硫化氢 的累积。 消除石蜡堆积成本高、耗时 长，并且会导致频繁的（弹出 式）供应需求紧张。Hurst 回想 起一位伊格尔福特运营商，该名 供应商因为采购侵入式清洗工具 PitBoss™ 清洁清管器的问题而忧 虑不已。几经通知之后，不难将 这些 8 英寸机械式清管器从其 他地区运送过来，但是出于弹出 式需求原因，根本没时间为了更 换管线而等上几天。 运营商找到了 Hurst。鉴于服 务中心和当地运营商之间持续 的对话和服务协议，Hurst 已经 预测到了这种需求，并且 TDW 有合适的安全库存量。 “这就是合作伙伴和问题解决 者的所有内容。”Hurst 说。通过倾听运营 商并检查他们的产品需求及频率，当地服务 中心可以轻松化解伊格尔福特运营商最常见 的难题之一：等待。 “在伊格尔福特我们以店面的形式运 营，”Hurst 说，“运营商无需再等待几天或 几星期，他们只需停在仓库门口，然后带上需 要的产品去工作现场即可。” 由于该区带的服务地形正在变化，像这样 的故事也就越来越常见：2015 年初，从伊格 尔福特到墨西哥的燃气输送管线受阻，输送至 上千客户的流量因此受到极大影响。当时是周 末，很难快速调集一组资深技术人员乘飞机立 即赶往现场，去挽救一场严重的服务中断。但 是在这种新型当地供应模式下，不出几个小 时，就派了一支当地小组赶赴现场。 实现这种服务一度相当艰难。然而现在， 运营商轻而易举就能完成当日服务和紧急供 应。无论是在伊格尔福特、马塞卢斯还是在巴 肯，本地采购都可帮助运营商确保长期盈利和 稳定性。 尽管目前价格较低，业内许多大型企业依然致力于伊格尔福特 的开发持久战，如 Anadarko、BP、Koch、Marathon、Shell 等。 为确保稳定的盈利能力，这些运营商正努力学习在降低运营成 本的同时，提高效率。 但直到最近，这都是一大难题，尤其是要在有限的时间内完 成修理或维护。虽然近两年来，运营商已采用了一种管线服务 供应模式的特定区带，即时提供维护、供应和修理服务。这种 转变可帮助降低成本，让产品在大规模隔离区带流动。 等待无益 资深油气经理 Doug Hurst于 2013 年加入 T.D.Williamson (TDW) 位于伊格尔福特的分部，几个月来，他开车往返于多 地想了解当地运营商。他驾驶全新吉普车跑了 93,000 公里 （58,000 英里），但一切都非常值得。他了解了困扰运营商的 许多问题，并且明白了运营商很难预计其服务及供应需求的原 因。 Hurst 了解到一些出乎意料的问题：即使很简单的管线维护 或修理也会减缓甚至暂时停止生产，这是很常见的现象。要获 得区带以外甚至区域以外主要服务或供应中心提供的帮助或产 品，运营商有时可能要等上几天或几个星期。 “运营商可负担不起这种停工，”Hurst 说，“你的生产总量 就是你的生产收益。如果因为要等待零件或技术人员而导致石 油停止流动，你就拿不到钱。” Hurst 在圣安东尼奥为 TDW 新开发了一个服务中心，在 过去 18 个月中，他与运营商密切合作，确定哪种设备及服务 计划能够完美满足其需求，并达成了可确保可用性的服务协议。 最终建立了协作伙伴关系，可在运营商有需要时为其提供个性 化供应和服务。 页岩气田运营商有着共同的目标：保证员工及其工作社区的健康与安全。为实现 这一目标，运营商依靠最优质的产品与服务，减少环境影响，并降低泄露和乙烷 排放风险。当地管线服务供应模式有助于实现这一目标。 在伊格尔福特 进行本地采购 “生产总量就是你的生产收益。如果因为 要等待零件或技术人员而导致石油停止 流动，你就拿不到钱。” 市 场 报 告
- 9. INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年封面故事 15 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 14 美国国防部正埋首与“无处不在的威胁”作斗争。 但这一次，对手不是恐怖主义，不是独裁分子，也不是 核扩散。 而是腐蚀。 美国五角大楼每年出资约 225 亿美元防止美国军事资产 和基础设施遭受腐蚀。这让“无处不在的威胁”这一说法 变得易于理解，虽然并未带来一丝安慰。 这个几十亿美元的数字固然庞大，但与全球 2.2 万亿美 元的损失（全球年度腐蚀 成本，占全球工业化国家 GDP 的 3% 到 4%）相 比，它只不过是旧的生锈 油桶中的一滴油。该数据 来源于密切关注此类信息 的世界腐蚀组织。 每年金属腐蚀所造成 的财政影响仅在欧洲就超 过 1.4 万亿美元。Roger King 博士提醒管线运营商时说过， 约 40% 的管线失效都是腐蚀造成的，尽管不是所有的失 效都会引发事故。 换言之，现阶段许多材料正在损坏，在管线失效或 灾难发生之前，需要确认并修理大量失效管道。 当然，有时一切还是太迟了。媒体对此类事件 的关注日益增加，自然而然地，公众也一样。 腐蚀基础设施造 成的全球损失 2.2 万亿 美元 公众对于腐蚀相关问题的意识日益提高，他们要求了解有关 世界管线情况的更多信息。运营商正行动起来，利用检测与 控制最佳实践，确保公众安全，更让他们切实获得安全感。
- 10. INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 潜伏的内敌 《大西洋》(The Atlantic) 杂志 2015 年 3 月刊上 有一篇名为《锈迹斑斑永不休眠》(Rust Never Sleeps) 的文章，作者 Tim Heffernan 列举了一 系列由“看似平常”的腐蚀引发的灾难性致命事 故：2012 年，美国西弗吉尼亚州查尔斯顿市 附近一处高压天然气管线破裂，导致 800 英尺 的州际公路融化；在马耳他的一次救生演 习中，一艘救生船从游艇一侧掉落，导致 5 人 死亡；1992 年，墨西哥瓜达拉哈拉发生一系 列下水道爆炸事件，导致 252 人死亡；1971 年，英国欧洲航空 706 号班机坠毁，导致 63 人死亡。 对不知情的读者而言，这些都是恐怖故事。 对每天都在处理腐蚀危机的人而言，这些都 是梦魇。 尽管 Heffernan 的一大观点 - 同“潜伏的内敌” 的战斗已经失败 - 仅仅针对美国，但这同样适 用于全世界。他表示，即使是在数字时代，我 们仍然要依靠“大规模的、纵横交织的、机械 型”基础设施。他说，那个“大家伙”生锈了。 腐蚀相关文章会借由《大西洋》这种出版 物瞄准受过良好教育的大众，说明对于腐蚀的 担忧不再只是科学家、工程师和基础设施运营 商的专利。不出所料，腐蚀造成的损坏正一步 步进入主流意识。 从非主流 演变为主流 位于纽约的世界腐蚀组织 (WCO) 是致力于提 高公众意识的机构之一。该组织的使命是“为 了公众幸福而在全球践行腐蚀防护的最佳实 践。”自 2010 年起，WCO 资助开展了腐蚀意 识日。今年的腐蚀意识日是 4 月 24 日。 WCO 总负责人 George Hay 表示，腐蚀意 识日是“向公众、企业及政府机构普及腐蚀对 全球基础设施的有害影响等相关知识的一种方 式”。 正如 Hay 在一份声明中指出的那样，“目前 全球腐蚀成本与在世界范围内生产和分发粮食 的成本处于同一个量级。不同之处在于公众对 有关饥饿和食物成本的问题有一些意识，但是 对现今的腐蚀成本及其今后对我们基础设施持 续性的影响却完全缺乏意识。” ‘一台搅拌机正在搅拌狂欢节花车留下 的残骸’ 然而，在美国，2014 年 11 月的电视新闻节 目“60 分钟”播出了名为“瓦解：美国被忽视的 基础设施。”（Falling Apart: America’s Neglected Infrastructure.）的故事之后，更多人意识到了 这些忧虑。它强调了这个国家过时的公路、机 场和铁路，70,000 座有结构性缺陷的大桥 - 它 们之中的 15%“因腐蚀相关的失效而处于灾 难性的危险之中”，防腐工程师协会 NACE International 表示 - 并强调了缺乏资金去处理 其中任何一项问题。 但是在节目播出后不久，NACE International 即发布公开回应说，这个故事遗 漏了一部分内容。而那是基础设施问题的关键 解决方案：腐蚀控制。 该组织辩称，“被大家遗忘的是，腐蚀控制 技术和有效的管理措施可延长大桥及其他基础 设施的寿命，超出原本的设计寿命。” NACE International 正在与地方、州和联邦 政府合作制定相关政策，旨在“消除腐蚀造成 的破坏性影响并加强公共安全”。 这其中的部分工作可能是在该组织于三月 份在德克萨斯州达拉斯举行的 Corrosion 2015 大会上完成的。为期五天的聚会，吸引了大约 7,000 名与会者，《达拉斯晨报》(The Dallas Morning News) 称其“令人无比惊奇”。记者 Marc Ramirez 似乎对一种模拟液体流动以测试 海上涂层有效性的电极旋转装置特别着迷。该 装置装满 Ramirez 称之为“耀眼的东西”来展示 其漩涡效应。这位记者说，它就像“一台搅拌 机正在搅拌狂欢节花车留下的残骸。” 腐蚀，一章又一章，一里接一里 除了节目和新闻文章，如果还有什么可以提高 公众对腐蚀的关注，那将是 Waldman 的新书， 《腐蚀：最漫长的战争》(Rust:The Longest War)。 封皮上描述为“人与自然之间一场惊心大 戏”的旅程将 Journalist Waldman 从公司走廊带到 五金店，从热带佛罗里达 电影拍摄现场带到零度以 下的北极。他其实是在追寻 一个智能清管器（管道内检 测工具）长途跋涉通过跨 阿拉斯加管线系统 (TAPS) 的路途，几乎一英 里接着一英里。第 54 页的“清理管道”一章讲 述了最初的失败、之后的成功，以及揭露出将 近 1,000 条异常的数据检索结果，其中四分之 三与腐蚀有关。 Waldman 的字里行间充满了他的幽默感 - 他将传统清管器比作“低智能红色聚氨酯小猪” ，并解释了石蜡如何使“智能小猪失去意识，让 它们盲目、愚蠢并失去记忆。”他还借助敏锐 的表达方式，将清管概念转换至人们以及外行 人可以理解的高度。虽然它不可能像取样片、 漏磁、松弛索和 MAOP 那样让普通读者读起 来顺口，但至少能让他们对其所代表的全部含 义有一个基本理解。 据 Waldman 介绍，TAPS 最初号称经过了 防锈处理。很遗憾，它的主要保护来自一层涂 层，而且数年后事实证明它极其脆弱。该防腐 蚀系统最终因为埋藏的镁阳极（“镁包”）、阴 极保护及 800 个监控取样片得以强化。但是 Waldman 指出，这主要是因为 TAPS 利用管道 内检测 (ILI) 工具在可能发生失效前即发现故 障，以致于从 1977 年开始运行以来，该系统 还从未发生过腐蚀引起的泄漏。 作为最佳实践，监控击败检测 所有围绕腐蚀问题的关注度上升，很有可能 为石油和天然气管线行业带来力度增强的公众 监督。 1 716 封面故事
- 11. 《腐蚀》的作者 Waldman 也完全赞同。 正如他所写的，“反对建设新管线非常愚 蠢…管线是传输石油最安全的方式。而另一方 面，要求了解管线处于何种状况是聪明的做 法。” 当然，使管线保持在最佳状态是一项全 行业行动。但要从全球视角叙述最佳实践， 则意味着与 Liane Smith, FREng 和 Richard Norsworthy 这样的人士进行探讨。他们是跨国 管道服务提供商 T.D. Williamson 的专家咨询小 组成员，专门分享在检测及防腐蚀方面的最 佳实践。 材料和腐蚀专家 Liane Smith 是皇家工 程学院院士 (Fellow of the Royal Academy of Engineers)。这表明她已获得英国授予工程研究 员、创新者和领导者的最 高荣誉。 Smith 是位于英国切斯 特的资产完整性公司 WG INTETECH 的总经理，拥 有谢菲尔德大学 (Sheffield University) 激光焊接博士 学位，曾发 表过 94 篇技 术论文，并著有一 本书。 虽然并未特别提及 TAPS 的 800 个监控取样 片，Smith 表示，在腐蚀监测 和管道内检测的较量中，她会将 钱投给后者。真的是这样。 “监控几乎完全行不通，”她说道， “甚至不值得安装。我会把所有投资都放在 检测上。” Smith 解释说，问题出在监控总是与具体 地点捆绑在一起。例如，挂片失重法在提供实 时数据方面很有效，但只是针对管线的某些 点。因为一个挂片周围的流动状态可能与管线 的其余部分不同，所以单纯依据挂片无法获得 全面的信息。 更糟糕的是，腐蚀挂片还因为会产生“误报” 而臭名昭著。 “无数次我们看到挂片上只是显示了轻微 腐蚀，但实际上管道已经遭受大量腐蚀，” 她说道。 管道内检测可以克服这些缺陷，Smith 说道，因为它可沿整条管线提供有关管道状况 的高精度图片。她主张在管线投入使用后迅速 启动管道内检测方案，以捕捉基准数据，用于 之后的比较分析。通过多种检测，运营商可以 识别趋势、改善检测进度安排，并且更准确地 掌握失效时间。 那么被认为无法清管 - 或者无法进行“全面 检测”（Smith 更喜欢这样讲）的管线呢？ Smith 表示，双向管道内检测工具至少可提 供管道某些部分的信息。将这些数据与整条管 线的腐蚀建模相结合，她解释说，运营商将获 得“那些无法检测区域的某种校验数据，从而 在进行商业关键决策时拥有清晰的思路。” Smith 感觉，如果在设计管线时就考虑到管 道内检测的问题，是最好的做法。 “如果从一开始就把事情做对，就不用付出 那么多代价来应付之后可能会发生的麻烦，” 她说道。 没有不可清理的管道这回事 当谈到不可清管的管线时，Norsworthy 的观点 可能比 Smith 更极端。 “大多数管线都是可以清管的，只有极少数 例外，”NACE International 腐蚀与阴极保护 (CP) 专家和导师斩钉截铁地说，“只是需要时 间、金钱以及努力而已。但是付出就会有回 报。” 而现在是运营商付出时间和努力来检测其 管线的最好时机，Norsworthy 表示。 “在一个低价格环境中，当没有很多新项目 时，运营商有机会在问题变得更严重之前发现 新问题，”他解释说，“他们可以纠正腐蚀问题， 展开修复工作，重新涂覆外涂层。” 在 Norsworthy 看来，这些外涂层正是对抗 腐蚀的“第一道防线”。 但这条防线并非总是坚不可摧，这位拥有 30 年行业经验的资深人士说道。他被公认为 是所在领域的专业领袖。 “几家管线公司现在将阴极保护 (CP) 屏蔽涂 层剥离列为外壁腐蚀的根本原因，”Norsworthy 表示。 剥离是指金属与阴极涂层之间的附着力缺 失，导致水、细菌和其他腐蚀性物质渗入剥离 的涂层和管道之间。此外，一些剥离涂层会阻 碍阴极保护电流保护管道。 正如 Norsworthy 解释的那样，电磁超声传 感器 (EMAT) 技术可以对涂层已脱离的金属区 域进行定位。一旦被识别，即可经常以网衬 胶带或其他涂料进行修复，使阴极保护发挥作 用，防止剥离再次发生。 虽然可以修复，但是根据环境选择合适涂 层，并在之后进行严格检测，从一开始就确定 涂层粘附到位 - 特别是环形焊缝处（“现在很 多腐蚀都发生在这样的位置”）- 是一种聪明得 多的策略，Norsworthy 表示。 让腐蚀无处躲藏 认为生锈主要发生在旧车和油漆罐盖子上的群 体，准备好了解自己的军事威胁将腐蚀视作重 大威胁这样的事实吗？他们能够理解腐蚀桥梁 的概念吗？那么他们脚下庞大的管线网络可能 非常脆弱又是什么概念呢? 事实是，不管人们有没有做好准备，腐蚀 已经不再是个秘密了。油气行业借此机会参与 对话，让公众了解为帮助其远离这一“无处不 在的威胁”他们所做的一切。 Liane Smith 博士 1918 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年封面故事
- 12. 2120 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 TDW 专家交付 — 在世界各地提供技术演讲和动手演示。 如需了解更多信息：tdwontour@tdwilliamson.com。 TDW 活动、文章与会议 联系沟通地点分布 Oil Sands 9 月 15-16 日 | 阿尔伯达省麦克默里 堡市 | 加拿大 2015 年 9 月 2015 年 10 月 8 月 31 日 - 9 月 2 日 NACE Central Area Conference 美国密苏里州圣路易斯市 15-16 日 Oil Sands 加拿大阿尔伯达省麦克默里堡市 20-22 日 Arkansas Gas Association 美国阿肯色州温泉市 22-23 日 North American Pipelines Congress 美国伊利诺伊州芝加哥市 22-24 日 Rio Pipeline 巴西里约热内卢市 5-9 日 Aging Pipelines Conference 比利时奥斯坦德市 12-15 日 Road Expo 俄罗斯莫斯科市 17-20 日 Australian Pipelines and Gas Association Convention 澳大利亚昆士兰州黄金海岸市 21-22 日 Offshore Technology Days 挪威斯塔万格市 21-22 日 OPT Asia 马来西亚吉隆坡市 25-27 日 DUG Eagle Ford 美国德克萨斯州圣安东尼奥市 26-29 日 ASNT Annual Conference 美国犹他州盐湖城 Rio Pipeline 9 月 22-24 日 | 里约热内卢市 | 巴西 Aging Pipelines Conference 10 月 5-9 日 | 奥斯坦德市 | 比 利时 OPT Asia 10 月 21-22 日 | 吉隆坡市 | 马 来西亚 SGA Operating Conference Exhibits 7 月20-22 日 | 田纳西州纳什维 尔市 | 美国 LGA Pipeline Safety Conference 7 月 20-24 日 | 路易斯安那州新奥尔 良市 | 美国 MEA Gas Operations Technical Leadership Summit 8 月 11-13 日 | 明尼苏达州罗彻斯 特市 | 美国 FEPA Summer Symposium 8 月 12-13 日 | 佛罗里达州棕榈海 岸市 | 美国 The Pipeline Energy Expo 8 月 25-26 日 | 俄克拉荷马州塔尔 萨市 | 美国 NACE Central Area Conference 8 月 31 日 - 9 月 2 日 | 密苏里州圣路易 斯市 | 美国 Arkansas Gas Association 9 月 20-22 日 | 阿肯色州温泉市 | 美国 North American Pipelines Congress 9 月 22-23 日 | 伊利诺伊州芝加 哥市 | 美国 DUG Eagle Ford 10 月 25-27 日 | 德克萨斯州圣安东尼 奥市 | 美国 ASNT Annual Conference 10 月 26-29 日 | 盐湖城 | 美国 North American Pipleline Congress (NAPC) 伊利诺伊州芝加哥市 | 2015 年 9 月 22-23 日 未来之路：北美管线的未来 Abdel Zellou 博士– T.D.Williamson 这一开放式高管专家组将探讨 2015 年行业所取得的进步以 及面临的挑战。专家组成员会提供一份市场概览，并审查基 础设施不足的影响因素，同时就关键问题发表见解。 新建基础设施：计划的项目开发 Mike Kirkwood 博士– T.D.Williamson 专家组成员将会探讨要想实现预期的项目开发，对行业都有 哪些要求。会议会审查中游部门即将进行的项目开发，包括 影响拟议构建项目的区域挑战。 2015 年 7 月 20-22 日 SGA Operating Conference Exhibits 美国田纳西州纳什维尔市 20-24 日 LGA Pipeline Safety Conference 美国路易斯安那州新奥尔良市 2015 年 8 月 11-13 日 MEA Gas Operations Technical Leadership Summit 美国明尼苏达州罗彻斯特市 12-13 日 FEPA Summer Symposium 美国佛罗里达州棕榈海岸市 25-26 日 The Pipeline Energy Expo 美国俄克拉荷马州塔尔萨市 表示 TDW 将在此活动期 间发表白皮书。 表示 TDW 将在此活动期 间发言或提供便利。 Road Expo 10 月 12-15 日 | 莫斯科市 | 俄罗斯 Offshore Technology Days 10 月 21-22 日 | 斯塔万格市 | 挪威 Australian Pipelines and Gas Association Convention 10 月 17-20 日 | 昆士兰州黄金海 岸市 | 澳大利亚
- 13. INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 22 23 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年新闻特写 • 隔离高风险施工 • 预防措施 • 使用非侵入管线内隔离的演化 • 管道铺设保护 • 湿式屈曲的终结 • 降低必然性 北海的一个星期天晚上，工人在 Brent Alpha 平台上开始新一周 的工作，但他们出师不利。他们的周一早晨将提前几小时开始 - 等待他们的是进行撤离。一台起重机发生故障，由其运送的一个 大集装箱掉进北海，并未安全吊装到支援船上。 集装箱朝着一个脆弱的海底管道冲入水中。如果受到集装箱 撞击，管道可能会破裂。管道破裂将会是一场彻底的灾难：不仅 (集装箱中的)产品会泄漏到海里，易燃的石油和天然气回流到平 台上也会对所有人员和设备造成危险，还可能会形成气体云导致 容器表面造成气泡腐蚀。。可能会导致容器表面发送鼓泡腐蚀. 幸运的是，这一周并未从一场危险的管道破裂事故开始。 但是 54 名工人从 Alpha 平台撤离，一艘支援船打捞起集装 箱，Alpha 和 Bravo 设施都因此而卸下了防备压力。此次事故被 列为“侥幸脱险”类型，唯一受到实际影响的就是财务。 减少海上事故 遏制 灾难蔓延非侵入隔离技术
- 14. 新闻特写 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 24 25 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 对海上运营商来说成本和名誉固然重要， 但物体坠落事故可能会带来糟糕得多甚至是致 命的后果。 海底管道面临许多威胁，比如腐蚀、自然 灾难以及拖锚，而最大的一些风险则来自于有 计划的操作。其中可能包括铺设新管道、提升 平台，或是建设作业（如连接新井）。因此包 括提到过的那家运营商在内的许多运营商，现 在超越标准安全培训和监管合规要求，投资于 先进的风险缓解技术，如非侵入管道内隔离系 统，来保护其资产。 隔离高风险施工 在海上操作中物体坠落鲜少成为新闻，但是类 似上述的低概率影响事故，实际上是海底管道 面临的最大风险之一，可能导致最严重的潜在 后果。 在施工和平台维护期间，施工船经常停靠 在平台旁边，在管线上方或周围可能发生物体 坠落或拖锚状况，且起重设备也可能会掉到海 里。虽然海上运营商已实施很多安全和风险缓 解程序，以识别和避开其操作区域的管线，但 考虑到物体坠落的影响极其严重，他们在这些 活动期间需采取额外的防范措施。 如果任何施工靠近管线，绝对安全的方法 是，直到工作结束之前，排空或停止使用物体 坠落区的所有管线。但是由于一些海上平台的 干预作业可能持续数月，排空管线对运营商来 说是一个成本高昂的提议，更不用说下游客户 将面临的重大流量中断。因此，必须在保持管 线启用的同时，完成频繁的作业要求。 例如，2009 年，缅甸的一个海上天然气处 理平台需要一条新管线从附近领域取得天然 气。接头连接操作中平台无法进行生产，但是 运营商需要在临时“关闭”情况下，让其庞大的 天然气输出管线保持运作，以避免完全停工。 这对于运营商来说非常关键，因为这条输出管 线全长 370 公里（230 英里），抵达海岸后又 在岸上延续一段距离到达泰国边境，输送量占 泰国能源的 20%。新的接头连接操作后，迅速 恢复流量至关重要。 从现在的平台开始，由铺管船完成新管线 的铺设作业。在管线铺设过程中，为保护和隔 离现有的输出管线，运营商采取双关监控解决 方案，即 DNV 核准的 SmartPlug® 隔离工具。 如果输出管线在接头连接过程中损坏，此种隔 离可确保它的安全隔离，防止产品损失或天然 气回流。 由 T.D. Williamson (TDW) 开发的 SmartPlug 工具被用来完成从平台到适当位置的清管作 业、设置以及远程监控，以在整个操作中安全 隔离平台周围的区域。完成后，此工具会得到 复位并清管返回接收者。 预防措施 虽然双关监控管道内隔离已成为行业内非侵入 隔离的标准方法，世界上各个地区均利用它来 免于物体坠落所带来的后果，但它也依赖于一 般海上维护工作期间的风险缓解措施。 2009 年，澳大利亚经历了其史上最糟糕的 石油泄漏灾难，帝汶海的一个海上钻机发生事 故，造成 150 公里（93 英里）的海域遭到污 染，所有人员被迫撤离。事故是在一个井口作 业期间由于地下混凝土封堵开裂所致。在尝试 阻止泄漏时，西阿特拉斯海上平台发生火灾。 澳大利亚宣布此次事故为国家灾难。 虽然此次澳大利亚灾难与物体坠落和海 底管道破裂无关，但它促使澳大利亚海上油 气监管机构 NOPSEMA 对使用隔离封堵（如 SmartPlug 隔离系统）作出规定，以此作为海 底管道干预时的预防措施。通过实施此种规 定，未来发生类似事故的严重程度将大大降 低。 使用非侵入管线内隔离的演化 由于（一定程度上）行业内双关监控隔离法的 采用，再辅以使其运作的经验证技术，海上运 营商试图采用类似方法，来降低海底管道铺设 （海洋工业中最昂贵的活动之一）时的湿式屈 曲风险。 相比为预防物体坠落或维护期间的管线隔 离来说，虽然在铺设管线时的隔离作业看似有 些差异，但这两个系统背后的理论实际上非常 相似。 在两种情况中，都是将隔离系统设置到 位，以安全维护管道的完整性。然而，在铺设 管道的隔离情况中，隔离的进行速度会更快， 并且仅在需要时实施。 管道铺设保护 铺设海底管道需要一长串的管道，小心铺设 在水面以下深达 3,000 米（1.8 英里）的海床 上。铺管船沿着铺设管道移动，每隔 12 米管 道接头就会与下一个进行焊接，形成一个悬浮 串（或链），然后随着船的移动因其自身推动 力沉入海底。 在管道铺设过程中，由于偶然发生的推进 系统故障，或者波浪和水流的不经意影响，铺 管船可能会倾斜或摇摆，而超出正常操作范 围。这可能会在某一处形成弯曲，管道串则会 有最大的弯曲（即在离开铺管船的某处或连接 海床的某处）。 管道弯曲时可能发生两件事情：一种情况 中，弯曲会与管道撞击到一起，但不会破裂。 这称为“干式屈曲”，修理方式是返回并切断接 头，继续后移并切除更多材料，直到发现弯曲 并抽出。然后铺管船重新开始那部分的作业。 虽然干式屈曲浪费管道材料和时间，但是 这远不及第二种情况 – 湿式屈曲所耗费的成 本。 当发生湿式屈曲时，管道断裂，海水流入 线路，填充正在铺设的悬浮部分。这会导致几 个问题：其一，铺管船可以承受的管道重量是 经过计算的，并随着向前移动而释放出管道， 但是当管道中充满海水时就会变得很重。 “世界上仅有两到三艘铺管船可以承受充满 水的深水管道，”TDW 海上专家 George Lim 警告说。“该铺管船具有最大的拉伸能力， 如果管线变得太重，它会将悬浮链拉出铺管 船。” 而如果管线变得松散，它就会不受控制地 碰撞，使铺管船和甲板上的人员面临巨大损失 风险，然后可能沉入海床。 湿式屈曲的另一个后果就是，海水和土壤 污染新铺设的管线，意味着运营商必须在铺管 船再次开始铺设管线之前进行脱水处理。脱水 是一个很漫长的过程。首先，切断管线的受损 区域，然后将含有特殊缓蚀剂的清管器推入管 线，对其进行干燥，以便重新利用管线并继续 铺设过程。 脱水成本也很高，需要配备水泵和压缩机 机群。该项作业可能会占据一个足球场大小的 区域，而其租赁费也相当高昂。此外，铺管船 每天的费用大约是 500,000 美元或更高，而且 管线进行脱水时将延迟待命。 湿式屈曲的终结 直到最近，都没有可行方法来防止湿弯曲 造成的溢流。但是，TDW 已经研制出了 SmartLay™ 管道铺设隔离系统，它基于经过验 证的 SmartPlug 隔离工具的一些关键设计要 素。 湿式屈曲
- 15. INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 26 27 INNOVATIONS•第七卷第3号•2015年 铺设管道时，部署 SmartLay 隔离工具的一 个方法是，通过穿过管道悬浮部分的电缆将 其拉进管线。另一个方法是，通过在 SmartLay 工具前面设置一个独立运载工具（牵引车或爬 行器），将其往前拉。将一个新接头焊接到 管线上后，工具就会在管线内前 进。正常情况下，铺设管道后工 具会沿管道滑行，但是如果管线 发生弯曲并且有海水渗入时，工 具会立刻感知到海水并在一秒钟 之内自行设置到管道中，防止海 水溢流到管道中。 通常情况下，至少要设置一 个这样的装置来封锁海床上新铺 设的管线。在弯曲“地带”（即管 线离开铺管船之处和管线与海床 相连之处）可以放置额外的装置。然后，在继 续铺设过程之前，弯曲和 SmartLay 工具之间 被海水侵入的部分可以轻易切断。 按照 Lim 的说法，SmartLay 隔离工具（已 交付给一些主要的海上运营商，他们有进一步 的开发部署方案，以适应其特定的管线铺设操 作）可防止管线渗水、减少人员面临的风险、 避免脱水需求及超高花费。 降低必然性 海洋工业每年都会采纳更多的法规及安全程 序，而我们也确实变得更加安全。但是，不管 实施多少预防措施，意外事故 - 即使很少，可 能只有一次 - 也依然会发生。所以，即使这些 先进的隔离技术无法减少事故发生的可能性， 它们也可以减轻事故的后果。 “SmartLay 和 SmartPlug 系统是风险降低工 具，”Lim 解释说，“风险等于失效的概率乘以 后果。这类工具可减轻不幸事故的后果。” 内部费用通常包括从工程 设计到环境修补的运营商项目 管理费用。直接工作场地费用 包括从焊接到挖掘的第三方提 供商及其作业费用。 该案例分析的保守计算基于运营商拥有管 线系统而非系统输送产品的完整项目。“如果 持有全部资产的运营商经历管线停止工作的状 况，那么现金流的流入供应会停止，导致成本 代价更加高昂。”TDW 高级商务市场分析师、 项目作者 Veronyca Kwan 表示。 输送管线运营商在试图决定如何及何时回 应 NTSB 对 ILI 的建议时，收入损失是他们 的主要担忧之一。如果供应商要推进一个多年 的改造项目，从而使管线系统合规，那么通 过保持管线运营而避免此类损失的能力，是 证明 HTP 流程对运营商大有裨益的关键原 因之一。 STOPPLE Train 封堵技术的特色之一是可 以防止管线停止工作，从而更经 济地实现对 NTSB 建议的合规目 标，TDW HTP 技术部商业化 经理 Grant Cooper 表示。 “我们成功强化了标准关泄 技术，这样您只需在管线上 焊接两个而不是四个三通配 件，”Cooper 说，“每个三 通配件上都配有双关双泄隔离 技术，这意味着更经济、更安 全。” 用以建立系统双关双泄能力 的两个独立密封是另一项成本 节约型特色，它可提高一次性 完成合格密封的可能性。此外，系统还可缩 小为接触到管线所需的挖掘面积，从而降低设 备费用，并可最大程度降低昂贵的第三方损 坏风险。 在某些情况下，系统允许运营商通过封堵 系统的联箱直接运行旁路，进一步降低了对于 额外的三通配件及相关费用的需要。 无论运营商选择标准 HTP 工艺还是更 先进的封堵技术，在管线改造上的战略性投 资不仅可帮助他们实现对 NTSB 建议的合规， 还会改善管道完整性管理计划，为运营商提供 更可行的管道内检测数据，并最大限度地安全 提高吞吐量。 未雨绸缪 上接第 11 页 = 失效的概率 X 后果风险 * NTSB 研究：www.ntsb.gov/news/events/Documents/ 2015_Gas_Transmission_SS_BMG_Abstract.pdf 针对待批准 IVP 法规的 TDW 电子书： www.TDW-IVP.com 运营商担心，如果 NTSB 的管线安全建议 导致新法规的发布，他们可能在低油价时 期面临巨大的成本压力。 如果管线发生弯曲并且有海水渗入 时，工具会立刻感知到海水并在一秒 钟之内自行设置到管道中，防止海水 溢流到管道中。 旁路双关双泄 Stopple Train 隔离
- 16. 28 步步 为营 4 对抗管道完整性威胁 个步骤 管道完整性：综合观点 在如何以最安全和最经济的方式向世界输送能源方面，管线运营商面临持续的挑 战。他们与基础设施老化、气候经济压力对抗，为应对增强的监管而做出调整， 积极加入社区以获得社会许可。幸运的是，管线威胁检测（如多数据集平台）的 持续进步，支撑着他们前进的每一步。具体方法请参考步骤 1-4。 检测 MDS 平台运行时， 通过一系列海上技术来检测机械（即第三方）损害。 特征 MDS 平台的每一项技术都会提供独特的损害信息层，提供 有关威胁的完整特征。 优先考虑/削减 根据检测后立即提交的最终完整性报告，管线 运营商可以： 报告 当使用专业软件和数据分析进行慎重评估时，交叠 MDS 数据有助于确定准确特征和整 个系列交互威胁的严重性 - 带凹槽和类裂纹特征的反弹性损害。 金属流失，反弹，循环，损害长度和深度，张力和严重等级。 • 评价管线最 关键的需求 • 根据严重性 优先考虑维护/修理 • 通过避免不必要挖掘最小化 成本 • 确保员工和社区的安全运行 多数据集 (MDS) 平台通过提 供一种运载工具，并进一步结 合能同时在一个独立工具上运 行的交叠检测技术，为管线运 营商提供有关其管道完整性的 综合观点。 结果：强大的威胁检测和先进 的特征。 定位相较于管道中心线的异常状况。XYZ 测绘 变形 低磁场漏磁 将异常定义为损害。 识别损害反弹 识别损害范围内的金属体积流失。高分辨率漏磁 SpirALL®漏磁 识别损害范围内的轴向金属流失或凹槽 SMFL LFM MFL DEF XYZ 28 2 3 4 28 1 29
- 17. T.D.WILLIAMSON与 MCGPRODUCTIONS出品 “海上作业” MARKSIM,TODDBEADLE,GORDONBLAIR,ALEXEYTUGANOV,ANTONKOVALENKO,LAURENTFABRY, TAMMYWISENBAKER,KEVINMCNAUGHTON,PAOLACORRALES,STEVEAPPLETON,ALEXANDREPETRAGLIA与 ROLFGUNNARLIE LARRYRYAN,GEORGELIM JEFFWILSON,GARYANDERSON 共同执行制片人 MIKEBENJAMIN,CHADFLETCHER 平台风险 开发 总监 原 著 技术 总监 © 版权所有 2015 T.D.Williamson, Inc 编 剧 OPERATIONOFFSHORE.COM #operationoffshore