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| 不停输带压封堵技术 |
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发布者：aisaite 发布时间：2009-5-26 阅读：87次 【字体：大 中 小】 |
天然气管线上的施工动火通常采取的方式有：
氮气置换、清水置换、带压点火施工、黄油滑石粉
隔离墙动火施工、不停输带压封堵施工五种方式，
每一种方式都有各自的优缺点。
理论上讲氮气置换施工适合各种情况下的气管
线联头，但是实际情况并非如此。原因是管线内存
有液态轻烃凝析物，工艺管线错综复杂，盲点较多
或管壁附有FeS，无法成功进行置换，对于直管
段、短距离和管线内壁较干净的气管线，氮气置换
成功的可能性还是比较大，但是对于长输管线来说
这并不经济，因为长输管线停产需要放烧大量的天
然气。
清水置换输气管线联头一般很少采用，长输管
线更不可能使用。对于站内短距离的大口径埋地管
线，且采用黄油滑石粉封堵有条件限制时，清水置
换是一个不错的选择，但是联头完成后必须有排放
措施才能使用，否则残留在管线内的水可能在冬季
造成结冰给生产运行造成麻烦。
带压点火施工适合于管内压力较低(压力控制
在火苗高度不超过0．5 m 的情况下)的管线补焊
或管径小于DN50以下的管线联头，因为在这种情
况下管线内是带压的纯天然气，释放出的天然气又
被点燃燃烧，不会形成爆炸性混合气体，此时动火
相对安全。但对于长输管线的联头不能使用，因为
长输管线I：l径大、线路长，压力控制不好会有倒吸
现象发生形成爆炸性混合气体，发生爆炸。
尽管过去经常采用，黄油滑石粉隔离墙封堵动
火施工作业，并且未发生过安全事故，但是在操作
上仍存在着很大的安全隐患，需要进行改进，特别
是对于大口径管线。由于黄油滑石粉隔离墙受热容
易熔化，在管线内又看不见摸不着，并且封堵时管
线是在敞口常压状态下进行，即管线内此时已经形
成爆炸性混合气体。如果在焊接过程中真的出现黄
油滑石粉隔离墙受热熔化，后果将不堪设想。因此
要保证该种动火施工作业方式的相对安全，首先应
该对各种管径的黄油滑石粉隔离墙的耐热能力进行
试验，经过试验后对黄油滑石粉的配合比进行严格
控制，在焊接过程中对温度进行监测和时间控制；
如果想达到进一步的安全保障应该结合氮气(或天
然气)进行置换，即在动火施工前对动火点两段的
新旧管线都进行封堵，封堵完成后对两段管线内的
气体介质都进行置换，使联头两端管线内的气体具
有相同的单一性，在这种情况下即使隔离墙受热坍
塌也不至于形成爆炸性混合气体，给联头后的投产
提供了安全保障。
以上四种动火联头作业除了管线补焊可在半停
产的情况下进行外，其余动火方式都必须是在停输
放压后进行，但对于在运行的长输大口径管线来说
就显得极不经济，停输后由于没有足够的天然气存
储容器，不但油田伴生气要进行放烧，还会影响到
下游用户的生产，甚至停产的可能。
为了减少输气管线动火联头造成的经济损失，
2006年新疆油田油气储运分公司采用了不停输带
压封堵技术。由于不停输带压封堵动火施工作业具
有很大的风险性，2006年以前仅在输油管线动火
联头施工中应用过，且都是在停产的情况下使用。
因为天然气一旦泄漏很快会形成爆炸混合气体，对
动火施工作业具有极大的威胁性。目前的两种带压
封堵器密封面面积均有限，一种为膨胀简式带压封
堵器，密封面面积为管壁的壁厚乘以管线周长；另
一种扣碗式带压封堵器的密封面面积就更小。因此
在压力较高的情况下要想绝对封严很难作到。据了
解国内成功的例子尚不多， 目前在国内封堵效果最
好的膨胀筒式带压封堵器生产厂家— — 江西新余机
械厂， 在输气管线上也只作到了最大口径为
DN300、压力2．5 MPa封堵先例。
为了保证不停输带压封堵技术在输气干线上的
顺利使用，在总结以往施工经验的基础上提出了以
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油气田地面工程第26卷第7期(2007．7) 57
下安全辅助保证措施：
(1)首先在距封堵器60 cm 的动火端提前带压
开一个DN50的泄压孔，一方面可以用来作为泄压
使用，另一方面可以用来检测封堵的效果，并在泄
压管线上安装一块低压精密压力表进行观察控制，
防止天然气泄漏冲破隔离墙(可以是黄油滑石粉隔
离墙或气囊封堵)造成火灾或爆炸。对于气囊封堵
可以事先绑一个软铁丝和一个尖锐铁件在气囊上，
使其联头完毕后可以气囊泄压和拽出。
(2)在离线的情况下，做一个不同管径、不同
厚度的黄油滑石粉隔离墙(或气囊封堵)的耐压、
耐温试验，并做好记录，包括黄油、滑石粉的使用
比例。
(3)选择封堵效果较好的膨胀筒式封堵器进行
封堵，对各种封堵胶皮的封堵效果进行比较，择优
选择韧性较好的琉晶封堵胶皮。
(4)切口完成后对在封堵器的动火端，按照试
验要求做黄油滑石粉隔离墙或气囊封堵，或将动火
点两端的管线都进行封堵并进行置换。
(5)施工期间设置专职人员对监测压力表进行
观察，一旦压力上升至隔离墙能够承受的压力时，
停止施工并采取相应的应急措施。即在管线上选择
一个合适的点，作为最后的联头点，该点采用法兰
连接，并将泄漏的天然气采用盲法兰带短接的方式
排放到距动火点的安全位置。
采用以上辅助保证措施的前提下，2006年在
石克输气管线收发球装置维修工程和81 站放空装
置维修工程采用了不停输带压封堵联头方式，其中
82清管问的管径为DN350、压力为2．5 MPa，这
是首次在输气干线上尝试不停输带压封堵施工动火
作业，取得了显著的经济效益。即81 站一电厂
D325管线输量按6O×10 m。／d计算，采用氮气置
换施工需要停产4天，天然气放烧量为260 x
10 m。折合价值208万元(按0．8元／m。计算)，
氮气置换需要费用为4万元(未考虑施工完毕后再
进行氮气置换)，合计212万元；采用不停输带压
封堵技术，封堵及阀池费用共计12万元， 两者的
差距为200万元；石一气线D350管线输量按120
×10 m。／d计算，采用氮气置换施工需要停产1O
天，天然气放烧量为1 250xlO m 折合价值1 000
万元，氮气置换需要费用为6O万元，合计1 060
万元；采用不停输带压封堵技术(共有8个封堵)，
封堵及阀池费用共计52万元，两者的差距为1 008
万元。
由于对不停输带压封堵属首次操作，缺乏经
验，因此在操作过程中出现了三种未预料到的现
象：①下膨胀筒时由于正常流程未切断，造成气流
对膨胀筒进行垂直冲击导致封堵胶皮挂坏，发生了
封堵不顺利的现象；② 由于未考虑压力对封堵器闸
板开关的影响，导致封堵过程中出现闸板开关困难
的现象；③未考虑管线内铁锈粉尘对关闭封堵器闸
板的影响，导致在82清管问关闭封堵器闸板时出
现关闭困难的现象。
在总结以上失败经验的基础上，笔者认为在以
后的封堵中还应进行以下改进：
第一，在旁通管线上应该安装一个相应压力等
级DN50阀门，并与封堵器后端的DN50泄压阀门
连通(动火时断开以便泄压)，这样在封堵器的闸
板上、下端需要压力平衡时，可以满足引压的需
要，便于封堵器闸板的开启和关闭，如果仅靠封堵
器本身的针形阀来作压力平衡，时间会很长，耽误
施工。
第二，在下封堵器膨胀筒时应该按照以下操作
程序进行：将旁通管线及引压管线连接好一膨胀筒
下至封堵器闸板位置一打开引压阀门使封堵器闸板
上、下两段达到压力平衡一关闭引压阀门一开启封
堵器闸板一倒通旁通流程一关闭正常流程一继续下
膨胀筒一打开泄压阀门检查封堵效果。如果不先倒
通旁通流程，关闭正常流程的操作程序(如果能在
静压状态下下膨胀筒操作将更为顺利)，气流将会
对膨胀筒进行垂直冲击，造成膨胀筒与管壁之间形
成很大的摩擦力；损伤密封胶皮，最终导致密封不
严，并且在封堵的过程中由于气流方向的改变，造
成管线剧烈抖动。
第三，拆封时在有条件的情况下，应该使膨胀
筒的左、右两段达到压力平衡，这样拆封时才能更
加顺利。
第四，施工前在有条件的情况下应先对管线进
行清管，以防止管线内铁锈粉尘堆积在封堵器的闸
板槽内，造成封堵器闸板关闭不严，影响后面的拆
封工作。关于这一点生产厂家也可以从两个方面进
行改进，一方面可以考虑闸板槽作得更深一点；另
一方面可以在闸板槽底部开一个清扫孔。
如果能做到以上安全辅助措施，对于压力不高
于2．5 MPa的输气管线，不停输带压封堵动火联
头还是应该有把握的， 也一定能带来巨大的经济
效益。 |
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