劉興瑞 王磊 杭光強

陜西延長(cháng)石油（集團）管道運輸公司

摘要：隨著(zhù)原油管道服役年限到期，將有一批管道被停輸和廢棄�？茖W(xué)處置廢棄管道是管道全生命周期完整性管理的最后一個(gè)重要環(huán)節。與國外相比，我國在管道廢棄處置方面研究較少，也無(wú)相關(guān)標準規定。對比國內外油氣管道廢棄處置方法，結合當地實(shí)際，采用注漿固化技術(shù)應用于某廢棄原油管道無(wú)害化處置，工程實(shí)踐經(jīng)驗可為相關(guān)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：廢棄原油管道；注漿固化技術(shù)；無(wú)害化處置

陜西延長(cháng)石油（集團）管道運輸公司某廢棄原油管道長(cháng)34.56 km，管徑159 mm , 壁厚5.6 mm，設計壓力9 MPa，于2005年停運并充氮氣封堵。該段管道大多敷設于河流之中，環(huán)保壓力較大。2019年9月5日，發(fā)現該管道途經(jīng)某河道內有原油滲漏，經(jīng)排查為管體腐蝕泄漏，為防止污染擴大，立即對河流進(jìn)行改道并進(jìn)行圍堵、清理和回收。由于廢棄管道位于河道護坡和水壩基礎之間河床下，埋深10 m，腐蝕情況不明無(wú)法測量，且此處市政排水管網(wǎng)密集不宜開(kāi)挖拆除。企業(yè)結合廢棄管道實(shí)際情況，采用注漿固化技術(shù)進(jìn)行了無(wú)害化處置，取得了較好效果。

1  國內外廢棄管道處理方式

1.1  國外管道廢棄方式

（1）加拿大。加拿大能源管道協(xié)會(huì )于2007年發(fā)布了《管道廢棄原則》和CSA Z662―2007《油氣管道系統》標準，就廢棄管道的吹掃、清洗、加蓋封堵、灌漿和拆除提出了明確規定。目前所采用的管道廢棄方法主要有就地廢棄、加蓋封堵、灌漿和拆除。

（2）美國。ASME B31.4―2012《液體和漿體管道輸送系統》規定了就地廢棄管道的要求。ASME B31.8―2014《輸氣和配氣管道系統》進(jìn)一步規定了各管道企業(yè)必須制定廢棄管道的維護計劃。目前美國多數管道企業(yè)采取就地廢棄管道的方式，但需提前告知公眾，當輻射量超過(guò)可接受水平時(shí)必須進(jìn)行拆除。

（3）英國。BS PD 8010―1―2004《管道實(shí)用規程第一部分：陸上管道》規定無(wú)法確保安全的管道不得就地廢棄，必須拆除，包括地下900 mm深范圍內的地面管道附屬設施全部移除。

（4）泰國。采用就地廢棄、拆除和再利用的方式，并明確規定了廢棄管道清洗清潔度指標。

（5）科威特。規范了管道拆除方法，如規定將管道排空后每隔12 m切割成一段，同時(shí)拆除管道閥門(mén)、固定支墩、陰極保護等附屬設施。對于不能拆除的管道就地廢棄，但必須封堵盲板、設置標識牌和防撞設施等。

1.2  國內管道廢棄方式

我國目前尚未制定廢棄管道無(wú)害化處置的國家和行業(yè)標準。就地廢棄存在安全隱患，可能造成二次污染，而拆除方式工程量大、成本高。國內管道企業(yè)現多采取就地廢棄方式，根據所處環(huán)境不同采用清洗、吹掃、氮氣置換以及注入泥漿、水泥漿或水泥砂漿等方式進(jìn)行處理。

2  注漿固化技術(shù)與施工工藝

2.1  注漿固化技術(shù)

注漿固化技術(shù)是將膠結材料按一定比例配制成漿液，將其注入需要固化的管道、地層、巖層和溶洞等裂縫、空隙和容器中，漿液凝結硬化后起到防滲、堵漏和加固等作用。常用的注漿方法有硅化法、堿液法、高分子化學(xué)注漿法和水泥注漿法。水泥注漿固化技術(shù)具有成本低、施工工藝簡(jiǎn)單、易操作、黏結性好、無(wú)污染和耐老化等優(yōu)勢，故選用該技術(shù)實(shí)施廢棄管道無(wú)害化處置。

2.2  施工準備工作

（1）作業(yè)坑開(kāi)挖。從管道起始位置開(kāi)始，約每公里開(kāi)挖一個(gè)注漿位置，使用PCM檢測儀探明管道位置和埋深，標記管道中心線(xiàn)位置。采用人工和機械相結合方式開(kāi)挖，并采用地下連續墻法進(jìn)行支護，防止土方坍塌。

（2）管道開(kāi)孔。利用冷切割方法將注漿位置管段斷開(kāi)，兩端分別焊接（焊接和無(wú)損檢測執行相關(guān)標準）盲板和法蘭，安裝閥門(mén)后使用打孔機在每段注漿管段末端開(kāi)孔并安裝排氣閥門(mén)。

2.3  管道疏通清洗

管道殘留物清洗是管道廢棄處置過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節。由于管道停運多年，管道內可能發(fā)生原油聚集、堵塞和腐蝕，需注清水進(jìn)行管道疏通和清洗，壓力不超過(guò)2 MPa。

2.4  注漿工藝

（1）注漿設備選擇。注漿設備采用油田40-17型固井水泥灰罐車(chē)，該注漿車(chē)壓力易控、排量可調、計量準確，最高壓力40 MPa，排量1.7 m3/min。

（2）注漿材料配備。漿液應具有一定流動(dòng)性，凝固時(shí)間必須小于連續作業(yè)時(shí)間，且具有永固性好、穩定性好、抗壓性強和環(huán)保無(wú)污染的特性。注漿材料選用耀縣G級高抗油井水泥，密度1.85 g/cm3，稠化時(shí)間大于75 min，45℃下抗壓強度大于10 MPa。

（3）注漿過(guò)程。由于注漿管道里程較短，采取分段注漿的方法。綜合考慮填充物密度、流動(dòng)性、稠化時(shí)間和承壓能力，以及管道敷設區域地形地貌和地面建筑，采用純壓力的方法每公里進(jìn)行一次注漿固化處置，中間不進(jìn)行補漿。使用高壓軟管將廢棄管道與注漿車(chē)相連，然后啟動(dòng)注漿車(chē)，壓力控制在0.4 MPa以?xún)葘�漿液泵入管道內，連續作業(yè)直至另一端有漿液流出，最后關(guān)閉閥門(mén)候凝。

（4）填充度檢驗。注漿結束48 h后，根據地形特征選取一段注漿管道，在兩端和中間位置進(jìn)行填充度檢驗，漿體固化填充率均在98%以上。

2.5  管道封堵和回填

注漿工作全部結束后拆除注漿管段法蘭、閥門(mén)，對排氣孔和注漿口進(jìn)行焊接封堵，然后原位回填。

3  結語(yǔ)

注漿固化技術(shù)是處置廢棄原油管道的一項無(wú)害化措施，安全、環(huán)保、無(wú)污染，施工簡(jiǎn)單、費用低，無(wú)需大面積開(kāi)挖，對地面建筑設施影響小。此次水泥注漿固化技術(shù)在廢棄管道的成功應用，為企業(yè)處置廢棄管道積累了寶貴經(jīng)驗。處置過(guò)程中發(fā)現一些問(wèn)題：如管道漏洞較多時(shí)施工過(guò)程存在二次環(huán)境污染風(fēng)險且無(wú)法有效完成注漿；水泥注漿固化時(shí)水泥與管壁原油未能充分混合，管壁殘留少量原油；地勢較低的管道填充率達到100%，地勢較高管道填充率為95%左右。為此提出以下建議：對漏洞非常多的原油管道，建議開(kāi)挖拆除；注漿前管道吹掃和清洗一定要達標，避免造成二次污染；應根據地勢劃分注漿管段長(cháng)短，提高填充率。 

作者簡(jiǎn)介：劉興瑞，碩士研究生，高級工程師，現任陜西延長(cháng)石油（集團）管道運輸公司安全環(huán)保質(zhì)監部經(jīng)理，長(cháng)期從事油氣管道安全環(huán)保管理、質(zhì)量節能和管道完整性管理工作。聯(lián)系方式：15891145188，375432767@qq.com。