程志杰

中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司

  

摘要：在天然氣管道主線(xiàn)或旁通線(xiàn)上設引壓管控制氣液聯(lián)動(dòng)閥，是管道安全運行的重要保障。介紹了兩種高壓封堵技術(shù)施工工藝，以解決引壓管或引壓管根部閥門(mén)在線(xiàn)更換出現的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量現場(chǎng)應用證明效果良好，具有重要的推廣意義。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；西氣東輸二線(xiàn)；引壓管；水平封堵；現場(chǎng)應用

 

隨著(zhù)天然氣管道輸送壓力越來(lái)越高，給管道維搶修工作也帶來(lái)新的挑戰。在役管線(xiàn)帶壓封堵技術(shù)是在完全密閉狀態(tài)下采用物理機械手段將改造管段從管線(xiàn)中隔絕堵斷，從而進(jìn)行任意改造作業(yè)，其在處理管道安全隱患方面具有無(wú)火焰操作、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。目前國內常規封堵技術(shù)應用已經(jīng)比較成熟，高壓水平封堵、小口徑非焊接封堵等特殊封堵技術(shù)正在探索應用階段。

1  高壓水平封堵技術(shù)應用

西氣東輸二線(xiàn)（西二線(xiàn)）西段在隱患整治中需要對位于新疆霍爾果斯3#閥室與旁通球閥連接的2根變形的引壓管進(jìn)行更換。引壓管與主線(xiàn)設計壓力同為12 MPa，運行壓力為7.2 MPa。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)勘查決定采用不停輸高壓水平封堵技術(shù)進(jìn)行更換。

1.1 高壓水平封堵技術(shù)

在水平狀態(tài)下進(jìn)行封堵三通焊接、開(kāi)孔封堵等作業(yè)。開(kāi)孔封堵作業(yè)過(guò)程中需要采取技術(shù)措施削減水平狀態(tài)下重力對主軸的影響，以免造成開(kāi)孔位置偏離、封堵不嚴密等現象。其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟損失小，不影響主管線(xiàn)介質(zhì)輸送，安全環(huán)保。

1.2  工藝流程

首先采用水平高壓封堵方式隔斷管徑406 mm管道。工藝流程以一側作業(yè)點(diǎn)為例，另一側作業(yè)點(diǎn)與之相同，如圖 1所示。

圖 1 高壓水平封堵工藝流程圖

（1）作業(yè)坑開(kāi)挖。為保護閥室地下附屬設施，全部采用人工開(kāi)挖。

（2）焊接封堵三通和平衡短節。測量封堵處管線(xiàn)橢圓度不超過(guò)1%；測量管線(xiàn)壁厚，盡量避開(kāi)變形和嚴重腐蝕區域；確定焊接點(diǎn)后清潔周?chē)�的防腐層，焊接DN400封堵三通及DN50平衡短節。焊接完畢后進(jìn)行焊道檢測，合格后方可進(jìn)行下一步工序。

（3）安裝夾板閥和球閥。將DN400夾板閥安裝到封堵三通上、DN50球閥安裝到平衡短節上；測量并記錄開(kāi)孔、封堵、下塞堵的相關(guān)尺寸。

（4）開(kāi)孔。組裝并調試好開(kāi)孔機；計算開(kāi)孔尺寸；將開(kāi)孔機安裝到閥門(mén)上；對開(kāi)孔機、閥門(mén)進(jìn)行整體嚴密性壓力檢測，檢測壓力為管線(xiàn)運行壓力；測檢合格后進(jìn)行開(kāi)孔作業(yè)；開(kāi)孔完畢后回收開(kāi)孔刀，關(guān)閉閥門(mén)，通過(guò)開(kāi)孔結合器上的放空閥排空開(kāi)孔機內的天然氣，然后拆除開(kāi)孔機。

（5）封堵。組裝并調試封堵器；計算封堵尺寸；將封堵器安裝到封堵夾板閥上，連接平衡管以平衡壓力，檢查各連接部位無(wú)泄漏后封堵；封堵到位后從閥室放空線(xiàn)排空管徑406 mm旁通管道內的天然氣，并進(jìn)行氮氣置換（圖 2）。

 

圖 2 封堵示意圖

（6）更換作業(yè)。采用機械方式切除舊引壓管，焊接特制封頭將原1#引壓管廢棄。重新選擇合適位置焊接已預制好的新引壓管（圖 3）。

 

圖 3 引壓管更換完成示意圖

（7）解除封堵。新線(xiàn)試壓合格后，拆除封堵器。安裝開(kāi)孔機下塞柄，加蓋盲法蘭。

2  小口徑非焊接封堵技術(shù)應用

西二線(xiàn)霍爾果斯首站、昌吉分輸站、36#閥室、48#閥室等需對引壓管及引壓管根部閥門(mén)進(jìn)行更換，其運行壓力都在10 MPa左右。針對閥室站場(chǎng)運行壓力高引壓管位置不一等特點(diǎn)，考慮到引壓管管徑小、壁厚薄，焊接操作稍有不當就可能焊穿管壁等難點(diǎn)。管道局維搶修分公司改進(jìn)了小口徑非焊接封堵技術(shù)，在不影響主管線(xiàn)介質(zhì)輸送的前提下對存在安全隱患的的引壓管及引壓管根部閥門(mén)進(jìn)行了在線(xiàn)更換。更換作業(yè)期間主管線(xiàn)繼續運行（開(kāi)孔封堵期間壓力需降到10 MPa以下），改造完畢后解除封堵，恢復管線(xiàn)正常輸送。

2.1  小口徑非焊接封堵技術(shù)

首先在引壓管根部焊接Z型套管，套管上設有凹槽及定位點(diǎn)，用于注膠及開(kāi)孔定位。然后安裝封堵四通，將其底部與主管道焊接，上部通過(guò)注入高強度耐磨陶瓷結構膠代替焊道進(jìn)行密封，實(shí)現改造管段與主管道隔絕堵斷，然后對管道實(shí)施開(kāi)孔封堵作業(yè)，進(jìn)行引壓管更換等。

2.2  工藝流程

小口徑非焊接封堵工藝流程如下。

（1）前期準備。施工前將引壓管所連的氣液聯(lián)動(dòng)閥休眠，防止引壓管封堵時(shí)氣液聯(lián)動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉。

（2）焊接套管。首先確定焊接點(diǎn)，清潔焊接點(diǎn)周?chē)�防腐層。采用氬弧焊將套管焊接在引壓管根部位置�?o:p>

（3）焊接封堵四通。將四通焊接安裝到主管線(xiàn)上，四通本體間、四通與套管、四通與厚壁主管道間均采用焊接方式固定。針對水平位置的引壓管，應使用腔體加大的四通，因為四通橫向擺放時(shí)腔體若無(wú)法容納太多的鐵屑造成堆積，會(huì )在下封堵過(guò)程中被封堵頭頂塊推進(jìn)四通后腔，使頂塊與四通后腔壁之間有縫隙，在壓縮時(shí)產(chǎn)生傾斜，從而影響封堵效果，并可能造成機器損壞。

（4）注膠。四通與引壓管間靠密封圈、壓緊環(huán)、高強度耐磨陶瓷結構膠進(jìn)行黏接固定。

（5）安裝防脫卡具。安裝防脫卡具防止開(kāi)孔后引壓管飛出，保障施工安全。

（6）開(kāi)孔。安裝閥門(mén)到封堵四通上，組裝調試好開(kāi)孔機并安裝到閥門(mén)。對封堵四通、閥門(mén)、開(kāi)孔機進(jìn)行整體嚴密性壓力檢測，檢測合格后通過(guò)四通密閉腔體對管道進(jìn)行開(kāi)孔作業(yè)，開(kāi)孔完畢后收回主軸、關(guān)閉閥門(mén)，此時(shí)四通內部和開(kāi)孔機隔斷，排空開(kāi)孔機內的天然氣，拆卸開(kāi)孔機。

（7）封堵。組裝調試好封堵器并安裝到閥門(mén)，下封堵至預先計算好的位置，繼續下移主軸對封堵頭密封套進(jìn)行壓縮，保證密封效果（圖 4）。排空閥門(mén)氣液聯(lián)動(dòng)執行機構和管線(xiàn)內的天然氣，進(jìn)行封堵效果驗證。封堵成功后，采用機械方式斷管，斷管位置在四通非焊接端靠近四通處。將預制好的新引壓管與四通經(jīng)焊接連接，無(wú)損檢測合格后提出封堵頭，關(guān)閉閥門(mén)，排空封堵器內的天然氣，拆除封堵器。此時(shí)，引壓管即可開(kāi)始正常運行。

圖 4 封堵作業(yè)

（7）下塞堵。組裝好塞堵到開(kāi)孔機；安裝開(kāi)孔機到閥門(mén)，用氮氣置換掉結合器內的空氣；壓力平衡后打開(kāi)閥門(mén)，伸出主軸，將塞堵送到預定位置，拆卸閥門(mén)及開(kāi)孔機。擰好盲蓋，完成換管（圖 5）。

 

圖 5 完成封堵?lián)Q管后的現場(chǎng)示例

3  結語(yǔ)

水平高壓封堵技術(shù)的成功應用，保證了工程建設順利推進(jìn)和下游正常供氣，降低了工程造價(jià)，節約了生產(chǎn)成本。小口徑非焊接封堵技術(shù)在西一線(xiàn)引壓管改造中普遍推行，并應用于西二線(xiàn)高運行壓力、高鋼級開(kāi)孔作業(yè)、高要求焊接工藝（四通與管徑1219 mm、X80管道焊接）。這兩項技術(shù)為解決管道引壓管不停輸改造提供了新思路。

 

參考文獻：

[1]張仕民，梅旭濤，王國超，李亨濤，王宏生.油氣管道維搶修方法及技術(shù)進(jìn)展[J].油氣儲運，2014，33(11)：1180-1186.

[2]張大勇，姚佳林.油氣管道維搶修技術(shù)進(jìn)展[J].化工設計通訊，2018，44(05)：55.

[3]楊春龍. 油氣管道封堵?lián)屝藜夹g(shù)發(fā)展現狀與展望[J]. 冶金叢刊，2018(08)：59-60.

[4]彭忍社，王龍帥.在線(xiàn)封堵技術(shù)在西氣東輸引壓管改造的應用[J].油氣儲運，2009，28(8)：2.

  

作者簡(jiǎn)介：程志杰，1982年生，工程師，畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，主要從事維搶修工程項目管理工作。聯(lián)系方式： 0316-5295863，261450069@qq.com。