曹勇 王利敏 魏科元 鄭海 邢玉敏

中石化勝利油建工程有限公司

西南成品油管道北盤(pán)江跨越段樁號為AQ083-084，海拔高度585.68 m。下游馬馬崖一級水電站建成后，該段管道將被淹沒(méi)，因此需要進(jìn)行改線(xiàn)。由于改線(xiàn)處管道靜壓力超過(guò)8 MPa，若采用一次性常規雙側雙封工藝，封堵風(fēng)險較高；若采用排油降壓施工工藝，排油量較大，作業(yè)周期長(cháng)。故決定采用階梯降壓封堵技術(shù)，從而有效解決了封堵壓力高、停輸時(shí)間長(cháng)的難題。

1 工程概況

西南成品油管道北盤(pán)江遷改線(xiàn)路水平長(cháng)度約1 182 m，在北盤(pán)江跨越兩側新建2座閥室，管道設計壓力為10 MPa，材質(zhì)為X60，一般線(xiàn)路段管道規格為φ406.4×10.3 mm，LSAW，特殊地段規格為φ406.4×12.7 mm，LSAW。設計采用封堵工藝完成管道遷改。

2 常規雙側雙封施工風(fēng)險

改線(xiàn)工程帶壓封堵施工原設計為兩側雙封雙堵后斷管連頭，但通過(guò)查閱竣工測量資料得知，改線(xiàn)管道位于安順-晴隆段，線(xiàn)路總體走勢呈U型。上游封堵點(diǎn)距離上游最近閥室安順大坪閥室約11.3 km，兩者之間的海拔最高點(diǎn)相差902 m；下游封堵點(diǎn)距離下游最近站場(chǎng)晴隆沙子站約28.6 km，兩者之間的海拔最高點(diǎn)相差948 m。

受海拔落差影響，在保證輸送的前提下，本工程2處封堵點(diǎn)的運行壓力通過(guò)站場(chǎng)減少泵力進(jìn)行壓力下降調節的幅度微乎其微，而管線(xiàn)停輸后，2處封堵點(diǎn)的壓力源于管道內油品靜壓，更是無(wú)法調節，在高靜壓情況下進(jìn)行帶壓封堵施工，存在較大安全風(fēng)險。

封堵點(diǎn)管道壁厚為10.3 mm，根據《鋼制管道封堵技術(shù)規程 第一部分:塞式、筒式封堵》（SY/T6150.1-2011）中關(guān)于管道允許帶壓施焊的壓力計算公式 P=2￡s（T-C）÷D×F，可在理論上計算得出此壁厚下最大允許帶壓施焊的壓力為9.68 MPa，與上、下游封堵點(diǎn)的實(shí)際運行壓力8.11 MPa和8.52 MPa相比較為接近。由于原管道在高強度下已運營(yíng)近10年時(shí)間，管壁磨損在所難免，焊接時(shí)的安全風(fēng)險較大。

上、下游封堵點(diǎn)停輸后靜壓分別為7.82 MPa和8.30 MPa，壓力較大，超過(guò)目前國內常規封堵壓力（4.50 MPa）近1倍，高靜壓對封堵皮碗的密封性和密封時(shí)間提出了很高要求。臨水作業(yè)，一旦在新舊管道連頭期間發(fā)生意外，大量油品外泄，將造成較大次生災害。

3 階梯降壓封堵施工設計

經(jīng)過(guò)多次勘查論證，為確保施工安全可控，結合管道平直段位置、海拔高度及進(jìn)場(chǎng)道路依托條件等因素，計劃在安順大坪閥室和上游封堵點(diǎn)之間新增第一個(gè)封堵點(diǎn)，海拔高度996 m，運行壓力5.65 MPa，停輸靜壓為5.25 MPa；在下游封堵點(diǎn)和晴隆沙子站之間新增第二個(gè)封堵點(diǎn)，海拔高度1 084 m，運行壓力4.50 MPa，停輸靜壓4.50 MPa。新增的第一封堵點(diǎn)和第二封堵點(diǎn)分別在5.25 MPa和4.50 MPa壓力下先進(jìn)行封堵施工，切斷上、下游封堵點(diǎn)與兩側海拔最高點(diǎn)的靜壓傳遞，使上、下游封堵點(diǎn)停輸靜壓降至2.57 MPa和3.80 MPa，此時(shí)再進(jìn)行上、下游封堵點(diǎn)的管件焊接、開(kāi)孔、封堵及新舊管線(xiàn)連頭施工。各封堵點(diǎn)位置及壓力關(guān)系如圖1所示。

圖1 封堵點(diǎn)位置及壓力關(guān)系

4 階梯降壓封堵施工工藝

4.1施工流程

階梯降壓封堵施工流程如圖2所示。

圖2  階梯降壓封堵施工流程

4.2 作業(yè)要點(diǎn)

4.2.1施工準備

（1）人員設備準備

對施工進(jìn)場(chǎng)人員進(jìn)行一次全面的工程技術(shù)交底及安全交底，并組織開(kāi)展一次漏油應急演練。對所有參與封堵的設備進(jìn)行一次保養，確保各類(lèi)液壓元件密封良好。備齊備品備件及應急物資，由專(zhuān)人清點(diǎn)，確保施工物資無(wú)遺漏。

（2）技術(shù)參數準備

施工前，對同管徑、壁厚管道進(jìn)行一次帶壓模擬封堵試驗，試驗設備的運行狀態(tài)及皮碗的密封性能。同時(shí)記錄開(kāi)孔及封堵的各項尺寸數據，作為施工的參考數據。

（3）作業(yè)現場(chǎng)準備

作業(yè)坑應先采用人工開(kāi)挖，暴露管線(xiàn)后再采用挖掘機開(kāi)挖，開(kāi)挖應有專(zhuān)人指揮。作業(yè)坑坡度應滿(mǎn)足安全要求，坑底應干燥平整，配備必要的排水設施。動(dòng)火區與封堵區需采用沙袋及耐火材料建立隔離墻。

（4）應急措施準備

針對封堵施工期間可能發(fā)生大規模泄漏事故，結合環(huán)保需要，在上、下游封堵點(diǎn)均建立泄漏油品收集池，配合油罐車(chē)外運，以確保管道發(fā)生泄漏時(shí)油品收集規范、及時(shí)，不污染北盤(pán)江水域。同時(shí)，為防止泄漏油品一旦進(jìn)入江內污染下游水域，在原跨越橋下方50 m和80 m位置水流較緩地帶設置2道岸灘圍油欄（如圖3所示），在封堵施工期間安排應急隊伍和抽油設備在此待命。

圖3 施工現場(chǎng)圍油欄布置

4.2.2施工過(guò)程

（1）管件焊接

管件焊接前應根據裸管焊道情況、連頭位置及舊管線(xiàn)通球等因素進(jìn)行合理定位。定位選點(diǎn)在直管段上，讓開(kāi)孔部位盡量避開(kāi)管道焊縫。同時(shí)，管件定位位置應確保管道橢圓度誤差不超過(guò)管外徑的1%，并進(jìn)行軸向及周向壁厚檢測，防止選在壁厚的薄弱點(diǎn)。焊接前還應確定管道運行工況（壓力、流速等）滿(mǎn)足管件焊接要求。應嚴格按照焊接工藝規程要求施焊，確保焊接安全。

（2）帶壓密閉開(kāi)孔

管道開(kāi)孔前，按規范要求組裝夾板閥與開(kāi)孔機。夾板閥內孔與三通管件法蘭內孔的同軸度誤差不應超過(guò)1 mm，中心鉆U形卡環(huán)應轉動(dòng)靈活，刀具結合器與液壓開(kāi)孔機主軸之間的錐度連接結實(shí)緊固，筒刀與開(kāi)孔聯(lián)箱內孔的同軸度控制在1 mm以?xún)�。測量計算開(kāi)孔數據。進(jìn)行管件、夾板閥與開(kāi)孔機整體氣密試壓和夾板閥密閉試壓，確保開(kāi)孔后管道介質(zhì)不發(fā)生泄漏。

管道開(kāi)孔時(shí)，按設備操作規程合理調配液壓站運行參數，避免因功率小出現卡刀或功率大發(fā)生設備震顫等情況。

開(kāi)孔完畢后，將刀具提入開(kāi)孔聯(lián)箱內，根據切削下的鞍型板外觀(guān)確定開(kāi)孔完成情況，為封堵施工提供依據。

（3）管道封堵

停輸封堵施工前，按規范要求組裝封堵器。檢查封堵頭導向輪轉向滑動(dòng)情況，確保完好，均勻緊固封堵皮碗壓板螺栓，并根據管道內壁結垢和腐蝕情況判定封堵頭皮碗的擠壓程度，測量計算封堵數據。調整管道至停輸工況后關(guān)閉兩側截斷閥室，穩定半小時(shí)進(jìn)行封堵施工。

停輸封堵時(shí)，先封下游封堵點(diǎn)，后封上游封堵點(diǎn)，下封堵頭時(shí)要緩慢勻速，通過(guò)觀(guān)測孔隨時(shí)觀(guān)察下封尺寸，封堵頭到位后，應緊鎖封堵器主軸。

封堵完成后，通過(guò)泄油方式降低封堵外側壓力，使封堵頭內外形成壓力差，根據壓力變化判定封堵是否嚴密。

（4）封堵段抽油

確定管道封堵嚴密后進(jìn)行排油，排油應考慮進(jìn)氣點(diǎn)，防止管道內部形成負壓，影響封堵嚴密性。

（5）機械切管

在役管道切割應采用機械切割方式進(jìn)行。切割前，先根據連頭尺寸進(jìn)行切割定位，并預留黃油墻位置。切割過(guò)程中應持續淋水給刀片降溫。切割即將完成時(shí)，用釬子及時(shí)塞住切口，防止夾刀。

（6）砌筑黃油墻

先對連頭管道進(jìn)行內壁清理，然后噴射干粉覆蓋，用黃油膩子砌筑黃油墻。黃油膩子為膠塊狀的黃油和滑石粉混合物，要求硬度適中，使用前摔成圓柱體，一層順著(zhù)管道方向一層橫著(zhù)管道方向交替碼放到管道內。每層碼放完畢后，要用銅錘用力拍打，使黃油膩子充分接觸、無(wú)間隙。碼放完最后一層黃油膩子后，用木缸慢慢頂實(shí)黃油墻端面，均勻涂抹一層黃油進(jìn)行密封。黃油墻封堵的有效長(cháng)度不應小于1.5倍管徑，最后用可燃氣體檢測儀檢測黃油墻端面的可燃氣體濃度，確保完全隔離舊管道內的油氣。

（7）管線(xiàn)碰口

管線(xiàn)對口與焊接時(shí)，嚴禁敲擊震動(dòng)；施工要迅速，時(shí)間越短越好；如果環(huán)境溫度太高，需對黃油墻部位的管線(xiàn)采取降溫措施。同時(shí)應有黃油墻倒塌的應急方案。

（8）解除封堵

在甲方確認新管線(xiàn)可以投入使用后先進(jìn)行壓力平衡施工，確認封堵頭兩側壓力一致后再進(jìn)行解除封堵作業(yè)。解除封堵時(shí)應先提上游封堵頭，再提下游封堵頭，封堵頭提出時(shí)要精確計算提出的尺寸。

（9）塞堵施工

開(kāi)孔時(shí)切下的鞍形板應隨塞堵裝回管道，鞍形板裝回管道前應清邊，清邊后鞍形板外徑宜比開(kāi)孔孔徑小10～20 mm。塞堵安裝時(shí)，應檢查塞堵的方向，確保鞍形板的方向與管道方向一致。塞堵完成后，通過(guò)塞堵上下壓差變化確定塞堵嚴密性。

圖4 施工現場(chǎng)照片

5  結語(yǔ)

總結西南成品油管道北盤(pán)江改線(xiàn)工程的施工過(guò)程，可以發(fā)現，與傳統高壓雙側雙封及排油降壓封堵方式相比，階梯降壓封堵技術(shù)具有管件焊接風(fēng)險小，安全性高；封堵壓力小，封堵嚴密性好，安全系數高；

停輸周期短，經(jīng)濟效益高等優(yōu)點(diǎn)因此是一項可操作性強、安全系數高的封堵技術(shù)，值得在高靜壓輸油管道遷改工程中推廣應用。

作者：王利敏，男，1985年生，本科，工程師，2006年畢業(yè)于江蘇工業(yè)學(xué)院油氣儲運工程專(zhuān)業(yè)，現任中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術(shù)服務(wù)公司副經(jīng)理，主要從事油氣地面工程方向的施工管理工作。

《管道保護》2017年第3期（總第34期）