ICS 75.180.10 E 94 备案号：57726—2017
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 7341—2016
水下泄漏探测系统选型与应用推荐作法
Selection and use of subsea leak detection systems
2017-05-01实施
2016-12一05发布
国家能源局 发布 SY/T 7341—2016
目 次
前言引言
I
I
范围 2 规范性引用文件 3 缩略语、术语和定义 4 介绍 5 经验数据 6 泄漏探测技术和特性 1
1
水下泄漏探测系统的设计 8 操作原理 9 安装和接口 10 标定、检测和干预 11进一步研发的难点附录A（资料性附录）水下泄漏探测系统的推荐功能要求附录B（资料性附录）法律法规附录C（资料性附录） 已安装的水下泄漏探测数据库附录D（资料性附录） 水下探测器供应商技术数据附录E（资料性附录） 规章要求参考文献
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A SY/T 7341—2016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准修改采用DNV-RP-F302《Selectionanduseofsubsealeakdetectionsystems》（2010年4月
版），结合GB/T1.1一2009对标准编写的要求，作了如下编辑性修改：
将DNV-RP-F302中4.3的内容调整为本标准的资料性附录E；对DNV-RP-F302中的插图和尺寸标注按照制图国家标准的要求进行了重新绘制：对DNV-RP-F302中的英制数据按国际单位制（SI制）进行了转换；按GB/T1.1-2009的要求，对图、表不按章条而按顺序进行了重新编号：取消了DNV-RP-F302的前言；合并了部分表格并重新进行了编辑，对编辑性增加或合并的表格给出了脚注予以说明；增加了前言，引言，范围，规范性引用文件，术语、定义和缩写。
一
-
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本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口管理。 本标准起草单位：海洋石油工程股份有限公司。 本标准主要起草人：刘培林、琚选择、姜瑛、苏锋、范玉杨、石磊、曹永、刘飞龙、王宇臣、方伟。
II SY/T7341—2016
引言
本标准旨在为石油天然气工业水下生产系统领域应用水下泄漏探测系统提供一般要求、推荐作法和使用指南。为了满足油气田的特殊要求、简化和完善决策过程，本标准中所规定的基本要求为用户提供了多种选择，并不是代替个人的工程经验；同时，可为方案优化起到积极的指导作用。
III SY/T7341-2016
水下泄漏探测系统选型与应用推荐作法
1范围
本标准规定了海洋油气田工程中水下生产系统泄漏探测技术原理和选型原则，以及设计、操作、 安装和标定的技术要求。
本标准适用于海洋油气田工程中水下生产系统泄漏探测的设计、选型和应用。
2# 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T21412.1石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第1部分：一般要求和推荐作法 (GB/T21412.1—2010,ISO13628-1:2005.IDT)
GB/T21412.6石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第6部分：水下生产控制系统 (GB/T21412.6—2009,ISO13628-6:2000，IDT)
ISO10012：2003测量管理体系测量过程和测量设备的要求（Measurementmanagement systems Requirements for measurement processes and measuring equipment, first edition, 2003)
ISO11898／IEC61162-400：2001（E）海上导航和无线电通信设备及系统数字接口第 400部分：多通话器和多受话器船舶系统互连总则和般原理（Maritimenavigationandradio communication equipment and systems-Digital interfaces-Part 4oO : Multiple talkers and multiple listeners---Ship systems interconnection--Introduction and general principles,first edition,2oo1)
DNVRP-A203新技术认证程序（Qualificationproceduresfornewtechnology，September2001） DNV-RP-F116：2009海底管道系统完整性管理导则（Guidelineonintegritymanagementof
submarinepipelinesystems,2009)
3缩略语、术语和定义 3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
管线flowline 生产／注人管线、作业线或流体管道。
3.1.2
水下基盘subseatemplate 用来支撑多个水下井及一个结构上关联管道和控件的装配式钢结构。
3.1.3
水下管汇subseamanifold
- SY/T7341—2016
安装在海底的装配式结构，用于生产集输，分配和控制。 3.1.4
光纤空间分辨率opticfibrespatialresolution 系统辨别两个待测光纤的测量点的能力。
3.1.5
非色散红外光谱non-dispersive infrared spectrometry 红外光通过待测气体时，气体分子吸收特定波长的红外光。
3.1.6
鲁棒性robustness 水下技术在其设计寿命期限内可靠的工作，并在受到水下环境的影响和载荷时保持水下探测系统
的稳定特性。
3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。 BAT：最佳可行技术（BestAvailableTechniques） DNV：挪威船级社（DetNorskeVeritas） IPPC：欧盟的综合污染预防和控制（IntegratedPollutionPreventionandControl） NDIR：非色散红外光谱（Non-dispersiveInfraredSpectrometry） NPD：挪威石油理事会（theNorwegianPetroleumDirectorate） JIP：联合工业项目（a Joint IndustryProject） OLF：挪威石油工业协会（the Norwegian Oil IndustryAssociation） PHMSA：美国管道和危险材料安全管理局（USDepartmentofTransportationPipelineandHazardousMaterials
Safety Administration)
PDOs：发展和运营计划（PlanforDevelopmentandOperation） PSR：管道安全条例（Pipelines SafetyRegulations） PSA/PTIL：挪威石油安全管理局（PetroleumSafetyAuthorityNorway） ROV：水下机器人（RemotelyOperatedVehicle） SLD：水下泄漏探测器（SubseaLeakageDetector)） SINTEF：挪威科技工业技术研究院（StiftelsenforIndustriellOgTekniskForskning）
4介绍 4.1目标
本标准的目的是总结水下泄漏探测器的选型及应用的行业经验和知识，旨在为操作者、供应商监管机构和决策者在水下泄漏探测领域提供技术和实践指南。文中涉及内容不可替代一个特定领域形成的泄漏探测策略，而是其补充部分。
需强调的是，水下泄漏探测系统的应用不应降低水下系统在设计、制造和质量保证等方面的安全级别。 同样需强调的是，水下泄漏探测系统的性能不单独取决于探测器技术，而应全面地评估技术数
据、系统布置和系统操作。 4.2基础
挪威石油工业协会（OLF）通过JIP的形式，积极地改进探测水下油气泄漏的行业作法。JIP提
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供了最佳的水下泄漏探测实践经验，其合作方包括康菲石油公司、埃尼石油公司、壳牌石油公司和挪威国家石油公司。本标准的制定由挪威船级社（DNV）协调，邀请了操作者和供应商参与，征求了广泛的意见。
油气生产系统安装复杂，或多或少均存在不可预测的泄漏，造成油气排放到环境中。如今，操作者和政府部门对油气排放影响环境的意识也在持续提高。
在石油行业，水下泄漏探测正在变得越来越重要。挪威石油安全管理局（PSA）的规章中概括了远程测量突发污染的要求。在英国、美国和欧盟的规章中也同样作出了要求。详细内容参见附录E。
除了泄漏探测以外，泄漏探测系统也可设计为具有状态数据监测的功能，是形成水下生产设施延寿策略的一部分。例如，在没有连续监测的情况下，如果泄漏的风险太高将无法继续生产。
4.3局限性
统计分析（参考文献【1】）显示在北海观测到的大多数泄漏接近于水下设施、平台和管道。当前的问题是，最佳作法的核心是泄漏探测的连续监测，但仅适用于接人有控制系统的水下设施。
对于管道系统，可参考DNV-RP-F116。 天然气、石油等烃类物体被认为对环境影响最大，应限制油气生产而引发的泄漏。泄漏探测也可
用于CO，注人系统和液压控制系统。虽然泄漏探测的技术仍不成熟，但由于石油和天然气的泄漏对环境影响最大，本标准将重点针对原油和天然气的探测。本标准涉及的-些探测原理，在理论上可探测某一压力下的任何液体泄漏，其他探测原理取决于探测介质的化学组分。
本标准所描述技术的成熟度正在从概念产品到商业化交付产品演变。尽管如此，水下泄漏探测的操作经验只能追溯到20世纪90年代，并且受某些技术限制。本标准所描述的阐述和建议应随现有技术的发展而更新。
本标准已经根据泄漏探测技术供应商、集成商、最终用户和挪威PSA的输人文件进行更新。通过调查表、研讨会以及听证会等形式收集了一些信息。另外，OLEJIP在前期泄漏探测方面的研究成果对本标准具有重要贡献，研究成果包括：
2005年ExproSoft进行了统计分析（参考文献【1I）。 -2006年SINTEF进行了泄漏探测可行技术的筛选（参考文献【2I）。
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2007年SINTEF挑选了一些可行技术进行实验测试比选（参考文献【3】）。 附录D中不同技术的数据是基于供应商提供的信息。在本标准编写过程中。并未对以上数据的
验证证据进行搜集。
5经验数据
5.1背景
早在1943年，第一个水下完井系统（美国，伊利湖，30ft）的应用开启了水下生产系统的发展。 随着时间的推移，对海上油气生产中经济有效方案的需求，导致在新建或已有油气田中大量使用越来越复杂的水下开发技术方案，同司时需要对任何可能会破环环境的油气泄漏进行探测。
目前，除了使用视觉观测之外，大多数运营公司采用技术方法和组织方法相结合来探测非预期的油气泄漏。经验表明，当前应用的探测方法和设备未达到预期效果（参考5.3和附录C）。
OLF组建了一个关注泄漏探测的JIP。本标准基于JIP第四阶段的成果和在2005年到2007年完成的1到3期的研究成果。
一期：对2005年以前的水下泄漏事故报告中的可用数据进行了审核，主要是挪威和英国北海的数据。见参考文献【1]。一期结论是大多数的泄漏事故发生在或是接近于水下设施处，主要是较小尺
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寸管线处泄漏，并且泄漏量很小。
二期：对水下泄漏探测的可行技术进行了审核，见参考文献2】。得出结论是有很多不同类型的
潜在可行技术用来连续监测水下设施。
三期：对不同类型的水下泄漏探测原理进行了实验测试比较，见参考文献【3】。主要结论是所有的技术在实验室环境下测试都能很好地工作，均能探测到原油和天然气的泄漏。但是，由于不同技术的优势和局限性使得在不同条件下探测效果不同。总之，天然气泄漏比原油泄漏更容易探测。 5.2历史
为保护人员和平台结构远离爆炸危险，在过去数十年里，重点关注的是探测平台附近天然气管道爆裂引起的气体泄漏。大多数作业者基于压力监测安装管道紧急关断系统。通常。这些系统在正常生产和自动报警的情况下均能满足工作要求。但是，瞬态工况可能会出现问题，例如在关断后再启动期间和系统依赖操作者根据数据做出反应替代自动报警。
在挪威未来趋向于增设永久的泄漏探测系统，国际趋势是更倾向于安装在移动设备（如ROV）和深水领域的应用。通常，每年进行一次调查1），但是这可能无法满足复杂大型水下设施的增加。
图1直接登陆的水下生产系统
5.3现场经验
目前泄漏探测系统的现场经验数据主要来自挪威地区，应用的技术也不太成熟。挪威地区的现场经验数据包括误报警和传感器失效，以及针对这些问题提出的解决方案。这些解决方非常有效。水下的泄漏监测应视为是一个监测系统，目前它还不能作为一个常规的足够成熟的解决方案应用于安全系统。
1）调查间隔取决于油气田具体的巡检计划。