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，因此需要進行改線。由于改線處管道靜壓力超過8 MPa，若采用一次性常規(guī)雙側(cè)雙封工藝，封堵風險較高；若采用排油降壓施工工藝，排油量較大，作業(yè)周期長。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、停輸時間長的難題。

1 工程概況

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

2 常規(guī)雙側(cè)雙封施工風險

改線工程帶壓封堵施工原設(shè)計為兩側(cè)雙封雙堵后斷管連頭，但通過查閱竣工測量資料得知，改線管道位于安順-晴隆段，線路總體走勢呈U型。上游封堵點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相差902 m；下游封堵點距離下游最近站場晴隆沙子站約28.6 km，兩者之間的海拔最高點相差948 m。

受海拔落差影響，在保證輸送的前提下，本工程2處封堵點的運行壓力通過站場減少泵力進行壓力下降調(diào)節(jié)的幅度微乎其微，而管線停輸后，2處封堵點的壓力源于管道內(nèi)油品靜壓，更是無法調(diào)節(jié)，在高靜壓情況下進行帶壓封堵施工，存在較大安全風險。

封堵點管道壁厚為10.3 mm，根據(jù)《鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)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、下游封堵點的實際運行壓力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近10年時間，管壁磨損在所難免，焊接時的安全風險較大。

上、下游封堵點停輸后靜壓分別為7.82 MPa和8.30 MPa，壓力較大，超過目前國內(nèi)常規(guī)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(shè)計

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

圖1 封堵點位置及壓力關(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

4.2.1施工準備

（1）人員設(shè)備準備

對施工進場人員進行一次全面的工程技術(shù)交底及安全交底，并組織開展一次漏油應急演練。對所有參與封堵的設(shè)備進行一次保養(yǎng)，確保各類液壓元件密封良好。備齊備品備件及應急物資，由專人清點，確保施工物資無遺漏。

（2）技術(shù)參數(shù)準備

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

（3）作業(yè)現(xiàn)場準備

作業(yè)坑應先采用人工開挖，暴露管線后再采用挖掘機開挖，開挖應有專人指揮。作業(yè)坑坡度應滿足安全要求，坑底應干燥平整，配備必要的排水設(shè)施。動火區(qū)與封堵區(qū)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(guī)模泄漏事故，結(jié)合環(huán)保需要，在上、下游封堵點均建立泄漏油品收集池，配合油罐車外運，以確保管道發(fā)生泄漏時油品收集規(guī)范、及時，不污染北盤江水域。同時，為防止泄漏油品一旦進入江內(nèi)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(shè)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(shè)備在此待命。

圖3 施工現(xiàn)場圍油欄布置

4.2.2施工過程

（1）管件焊接

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

（2）帶壓密閉開孔

管道開孔前，按規(guī)范要求組裝夾板閥與開孔機。夾板閥內(nèi)孔與三通管件法蘭內(nèi)孔的同軸度誤差不應超過1 mm，中心鉆U形卡環(huán)應轉(zhuǎn)動靈活，刀具結(jié)合器與液壓開孔機主軸之間的錐度連接結(jié)實緊固，筒刀與開孔聯(lián)箱內(nèi)孔的同軸度控制在1 mm以內(nèi)。測量計算開孔數(shù)據(jù)。進行管件、夾板閥與開孔機整體氣密試壓和夾板閥密閉試壓，確保開孔后管道介質(zhì)不發(fā)生泄漏。

管道開孔時，按設(shè)備操作規(guī)程合理調(diào)配液壓站運行參數(shù)，避免因功率小出現(xiàn)卡刀或功率大發(fā)生設(shè)備震顫等情況。

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

（3）管道封堵

停輸封堵施工前，按規(guī)范要求組裝封堵器。檢查封堵頭導向輪轉(zhuǎn)向滑動情況，確保完好，均勻緊固封堵皮碗壓板螺栓，并根據(jù)管道內(nèi)壁結(jié)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(shù)據(jù)。調(diào)整管道至停輸工況后關(guān)閉兩側(cè)截斷閥室，穩(wěn)定半小時進行封堵施工。

停輸封堵時，先封下游封堵點，后封上游封堵點，下封堵頭時要緩慢勻速，通過觀測孔隨時觀察下封尺寸，封堵頭到位后，應緊鎖封堵器主軸。

封堵完成后，通過泄油方式降低封堵外側(cè)壓力，使封堵頭內(nèi)外形成壓力差，根據(jù)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行排油，排油應考慮進氣點，防止管道內(nèi)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行。切割前，先根據(jù)連頭尺寸進行切割定位，并預留黃油墻位置。切割過程中應持續(xù)淋水給刀片降溫。切割即將完成時，用釬子及時塞住切口，防止夾刀。

（6）砌筑黃油墻

先對連頭管道進行內(nèi)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，一層順著管道方向一層橫著管道方向交替碼放到管道內(nèi)。每層碼放完畢后，要用銅錘用力拍打，使黃油膩子充分接觸、無間隙。碼放完最后一層黃油膩子后，用木缸慢慢頂實黃油墻端面，均勻涂抹一層黃油進行密封。黃油墻封堵的有效長度不應小于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(nèi)的油氣。

（7）管線碰口

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

（8）解除封堵

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

（9）塞堵施工

開孔時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孔孔徑小10～20 mm。塞堵安裝時，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，通過塞堵上下壓差變化確定塞堵嚴密性。

圖4 施工現(xiàn)場照片

5  結(jié)語

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

停輸周期短，經(jīng)濟效益高等優(yōu)點因此是一項可操作性強、安全系數(shù)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)學院油氣儲運工程專業(yè)，現(xiàn)任中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術(shù)服務公司副經(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）