加拿大定向鉆施工損壞原油管道泄漏事故分析

張強1 戴聯雙2

1.國家管網集團科學技術研究總院； 2.國家管網集團公司

1  事故背景

2017年2月17日15時05分，建設單位GRP公司在加拿大阿爾伯特省舍伍德工業園區進行管道定向鉆穿越施工時，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年進行了換管，事故發生時運行壓力3.35 MPa，溫度7.9℃。作業區域共有17條已建管道，分屬6家企業，擬建管道需穿過其中14條，涉及Enbridge公司8條。

在這起事故發生前的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月簽訂施工方案協議，同意在西部管廊帶內采用水平定向鉆通過，在東部管廊帶內采用大開挖方式（因此處管道埋深較深）通過，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  事故經過及應急處置

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，使用真空挖掘機對擬穿越的3條管道進行開挖，發現此處管道埋深與施工方案中的埋深數據差距較大（表 1）。經與Enbridge公司溝通，同意由大開挖改為定向鉆方式，并完成了NPS 36管道東部管廊帶的定向鉆穿越。

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

在進行NPS 20管道定向鉆施工時，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管道穿越時開挖確認的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，摩擦使Line 2管道受損破裂并發生泄漏（圖 2、圖 3）。

圖 2 完成穿越的NPS 36管道和正在拖動的NPS 20管道

圖 3 Line 2管道剖面圖（穿越位置非水平） 

事故發生后，Enbridge公司啟動應急響應計劃，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。現場采取挖設引流溝、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，對事故現場空氣、土壤、地下水進行采樣監測（空氣監測至4月17日，土壤和地下水監測持續至2020年）。現場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，最終將管壁磨穿發生油品泄漏（圖 4、圖 5）。從這起事故中我們得到如下經驗教訓。

圖 4 事故位置開挖情況 

圖 5 被損壞的Line 2管道 

（1）早發現早介入。提前了解和掌握施工信息，與相關部門、建設單位、施工單位，常采用定向鉆施工的電力、通信、水務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，實地開挖探坑確認其埋深，正確標記位置，制定管道保護方案，簽訂安全保護協議。

（3）嚴格方案審查。在定向鉆設計路徑與管道的平面關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和尺寸的影響，視現場實際情況適當增大交叉間距。

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

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

作者簡介：張強，1986年生，高級工程師，注冊安全工程師、二級安全評價師、管道檢驗員，主要從事管道風險評價和完整性相關的研究與應用工作。先后參與制修訂行業、企業標準5項，獲得國家石油天然氣管網集團科技進步獎、中國職業安全健康協會科學技術獎、河北省石油學會科技進步獎等獎項。聯系方式：0316-2072640，zhangqiang14@pipechina.com.cn。