加拿大定向鉆施工損壞原油管道泄漏事故分析

張強1 戴聯(lián)雙2

1.國家管網(wǎng)集團科學(xué)技術(shù)研究總院； 2.國家管網(wǎng)集團公司

1  事故背景

2017年2月17日15時(shí)05分，建設單位GRP公司在加拿大阿爾伯特省舍伍德工業(yè)園區進(jìn)行管道定向鉆穿越施工時(shí)，將Enbridge公司正在運行的Line 2管道鉆破，導致原油泄漏約1000 m³，未造成起火爆炸和人員傷亡。Line 2管道設計壓力10 MPa，管徑Φ610 mm，管材X70，輸量56400 m³/d。事故管段于2015年進(jìn)行了換管，事故發(fā)生時(shí)運行壓力3.35 MPa，溫度7.9℃。作業(yè)區域共有17條已建管道，分屬6家企業(yè)，擬建管道需穿過(guò)其中14條，涉及Enbridge公司8條。

在這起事故發(fā)生前的2016年7月，GRP公司向Enbridge公司提交了施工申請，擬在spread 8S路由帶（事故區域）內建設NPS 36管道（管徑Φ914 mm）和NPS 20管道（管徑Φ508 mm）。雙方于11月簽訂施工方案協(xié)議，同意在西部管廊帶內采用水平定向鉆通過(guò)，在東部管廊帶內采用大開(kāi)挖方式（因此處管道埋深較深）通過(guò)，定向鉆穿越與已建管道之間至少相隔1 m（圖 1）。

圖 1 擬建管道路由帶和已建管道位置 

2  事故經(jīng)過(guò)及應急處置

2017年1月，GRP公司采用定向鉆成功穿越了西部管廊帶，在穿越前采用真空挖掘機進(jìn)行坑探，確認了已建管道的埋深和位置。在東部管廊內施工時(shí)，使用真空挖掘機對擬穿越的3條管道進(jìn)行開(kāi)挖，發(fā)現此處管道埋深與施工方案中的埋深數據差距較大（表 1）。經(jīng)與Enbridge公司溝通，同意由大開(kāi)挖改為定向鉆方式，并完成了NPS 36管道東部管廊帶的定向鉆穿越。

表 1 東部管廊帶內實(shí)際埋深與施工方案中的埋深差異（ NPS 36穿越位置）

在進(jìn)行NPS 20管道定向鉆施工時(shí)，其入土口設置在西端，出土口在東端，一次性穿越路由帶內的14條管道，穿越長(cháng)度約200 m。在施工前，由于擬穿越的Line 2管道上方敷設有NPS 36管道施工時(shí)未移走的鉆機墊，NPS 20管道定向鉆直接利用該鉆機墊并采用NPS 36管道穿越時(shí)開(kāi)挖確認的Line 2管道埋深數據，于2月15日至17日相繼完成了7 in導向孔、18 in擴孔、28 in擴孔的施工。17日下午采用28 in擴孔器回拖NPS 20管道時(shí)，摩擦使Line 2管道受損破裂并發(fā)生泄漏（圖 2、圖 3）。

圖 2 完成穿越的NPS 36管道和正在拖動(dòng)的NPS 20管道

圖 3 Line 2管道剖面圖（穿越位置非水平） 

事故發(fā)生后，Enbridge公司啟動(dòng)應急響應計劃，控制中心對Line 2管道及附近的5條管道依次停泵，在確認僅Line 2管道受到影響后，重啟了其他管道，并向監管機構通報了該事故�，F場(chǎng)采取挖設引流溝、集油坑等方式阻止油品逃逸擴散，并使用消防泡沫覆蓋油品，對事故現場(chǎng)空氣、土壤、地下水進(jìn)行采樣監測（空氣監測至4月17日，土壤和地下水監測持續至2020年）�，F場(chǎng)回收了大部分泄漏油品，并于7月20日前完成了污染土壤的清除和更換。

3  原因分析及啟示

施工方案與實(shí)際基礎數據存在差異，未能準確掌握被穿越管道的詳細分布情況（埋深數據、坡度數據），致使在管道回拖過(guò)程中，擴孔器與已建管道管壁直接接觸并持續旋轉摩擦，最終將管壁磨穿發(fā)生油品泄漏（圖 4、圖 5）。從這起事故中我們得到如下經(jīng)驗教訓。

圖 4 事故位置開(kāi)挖情況 

圖 5 被損壞的Line 2管道 

（1）早發(fā)現早介入。提前了解和掌握施工信息，與相關(guān)部門(mén)、建設單位、施工單位，常采用定向鉆施工的電力、通信、水務(wù)等單位建立有效溝通合作機制，做到未雨綢繆、防患未然。

（2）深入調查研究。準確掌握被穿越的已建埋地管道（光纜）和附屬設施及其他地下隱蔽工程的基礎參數，實(shí)地開(kāi)挖探坑確認其埋深，正確標記位置，制定管道保護方案，簽訂安全保護協(xié)議。

（3）嚴格方案審查。在定向鉆設計路徑與管道的平面關(guān)系圖上清晰標記雙方的具體交叉位置和角度，合理設計定向鉆穿越軌跡，繪制縱斷面圖，綜合考慮擴孔器種類(lèi)和尺寸的影響，視現場(chǎng)實(shí)際情況適當增大交叉間距。

（4）加強現場(chǎng)管控。針對定向鉆作業(yè)特點(diǎn)，做好風(fēng)險辨識、風(fēng)險分級、風(fēng)險防控和現場(chǎng)安全監督等工作，制定施工作業(yè)風(fēng)險清單及針對性防控措施，明確現場(chǎng)監護人員能力要求、現場(chǎng)記錄要求，確保風(fēng)險可控，安全通過(guò)。

（來(lái)源：編譯自《Pipeline investigation report-P17H0011：Third-party damage to a crude oil pipeline Enbridge Pipelines Inc. Line 2》）

作者簡(jiǎn)介：張強，1986年生，高級工程師，注冊安全工程師、二級安全評價(jià)師、管道檢驗員，主要從事管道風(fēng)險評價(jià)和完整性相關(guān)的研究與應用工作。先后參與制修訂行業(yè)、企業(yè)標準5項，獲得國家石油天然氣管網(wǎng)集團科技進(jìn)步獎、中國職業(yè)安全健康協(xié)會(huì )科學(xué)技術(shù)獎、河北省石油學(xué)會(huì )科技進(jìn)步獎等獎項。聯(lián)系方式：0316-2072640，zhangqiang14@pipechina.com.cn。