程志杰

中國石油管道局工程有限公司維搶修分公司

摘要：在天然氣管道主線或旁通線上設(shè)引壓管控制氣液聯(lián)動(dòng)閥，是管道安全運(yùn)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在線更換出現(xiàn)的問題。經(jīng)過大量現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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；引壓管；水平封堵；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

隨著天然氣管道輸送壓力越來越高，給管道維搶修工作也帶來新的挑戰(zhàn)。在役管線帶壓封堵技術(shù)是在完全密閉狀態(tài)下采用物理機(jī)械手段將改造管段從管線中隔絕堵斷，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火焰操作、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。目前國內(nèi)常規(guī)封堵技術(shù)應(yīng)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(yīng)用階段。

1  高壓水平封堵技術(shù)應(yīng)用

西氣東輸二線（西二線）西段在隱患整治中需要對(duì)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。引壓管與主線設(shè)計(jì)壓力同為12 MPa，運(yùn)行壓力為7.2 MPa。經(jīng)過現(xiàn)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、開孔封堵等作業(yè)。開孔封堵作業(yè)過程中需要采取技術(shù)措施削減水平狀態(tài)下重力對(duì)主軸的影響，以免造成開孔位置偏離、封堵不嚴(yán)密等現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)損失小，不影響主管線介質(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(cè)作業(yè)點(diǎn)為例，另一側(cè)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)坑開挖。為保護(hù)閥室地下附屬設(shè)施，全部采用人工開挖。

（2）焊接封堵三通和平衡短節(jié)。測(cè)量封堵處管線橢圓度不超過1%；測(cè)量管線壁厚，盡量避開變形和嚴(yán)重腐蝕區(qū)域；確定焊接點(diǎn)后清潔周圍的防腐層，焊接DN400封堵三通及DN50平衡短節(jié)。焊接完畢后進(jìn)行焊道檢測(cè)，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(jié)上；測(cè)量并記錄開孔、封堵、下塞堵的相關(guān)尺寸。

（4）開孔。組裝并調(diào)試好開孔機(jī)；計(jì)算開孔尺寸；將開孔機(jī)安裝到閥門上；對(duì)開孔機(jī)、閥門進(jìn)行整體嚴(yán)密性壓力檢測(cè)，檢測(cè)壓力為管線運(yùn)行壓力；測(cè)檢合格后進(jìn)行開孔作業(yè)；開孔完畢后回收開孔刀，關(guān)閉閥門，通過開孔結(jié)合器上的放空閥排空開孔機(jī)內(nèi)的天然氣，然后拆除開孔機(jī)。

（5）封堵。組裝并調(diào)試封堵器；計(jì)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，檢查各連接部位無泄漏后封堵；封堵到位后從閥室放空線排空管徑406 mm旁通管道內(nèi)的天然氣，并進(jìn)行氮?dú)庵脫Q（圖 2）。

圖 2 封堵示意圖

（6）更換作業(yè)。采用機(jī)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(yù)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。新線試壓合格后，拆除封堵器。安裝開孔機(jī)下塞柄，加蓋盲法蘭。

2  小口徑非焊接封堵技術(shù)應(yīng)用

西二線霍爾果斯首站、昌吉分輸站、36#閥室、48#閥室等需對(duì)引壓管及引壓管根部閥門進(jìn)行更換，其運(yùn)行壓力都在10 MPa左右。針對(duì)閥室站場(chǎng)運(yùn)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(dāng)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)，在不影響主管線介質(zhì)輸送的前提下對(duì)存在安全隱患的的引壓管及引壓管根部閥門進(jìn)行了在線更換。更換作業(yè)期間主管線繼續(xù)運(yùn)行（開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(fù)管線正常輸送。

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(shè)有凹槽及定位點(diǎn)，用于注膠及開孔定位。然后安裝封堵四通，將其底部與主管道焊接，上部通過注入高強(qiáng)度耐磨陶瓷結(jié)構(gòu)膠代替焊道進(jìn)行密封，實(shí)現(xiàn)改造管段與主管道隔絕堵斷，然后對(duì)管道實(shí)施開孔封堵作業(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(zhǔn)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)周圍防腐層。采用氬弧焊將套管焊接在引壓管根部位置。

（3）焊接封堵四通。將四通焊接安裝到主管線上，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(duì)水平位置的引壓管，應(yīng)使用腔體加大的四通，因?yàn)樗耐�橫向擺放時(shí)腔體若無法容納太多的鐵屑造成堆積，會(huì)在下封堵過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(jī)器損壞。

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

（5）安裝防脫卡具。安裝防脫卡具防止開孔后引壓管飛出，保障施工安全。

（6）開孔。安裝閥門到封堵四通上，組裝調(diào)試好開孔機(jī)并安裝到閥門。對(duì)封堵四通、閥門、開孔機(jī)進(jìn)行整體嚴(yán)密性壓力檢測(cè)，檢測(cè)合格后通過四通密閉腔體對(duì)管道進(jìn)行開孔作業(yè)，開孔完畢后收回主軸、關(guān)閉閥門，此時(shí)四通內(nèi)部和開孔機(jī)隔斷，排空開孔機(jī)內(nèi)的天然氣，拆卸開孔機(jī)。

（7）封堵。組裝調(diào)試好封堵器并安裝到閥門，下封堵至預(yù)先計(jì)算好的位置，繼續(xù)下移主軸對(duì)封堵頭密封套進(jìn)行壓縮，保證密封效果（圖 4）。排空閥門氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和管線內(nèi)的天然氣，進(jìn)行封堵效果驗(yàn)證。封堵成功后，采用機(jī)械方式斷管，斷管位置在四通非焊接端靠近四通處。將預(yù)制好的新引壓管與四通經(jīng)焊接連接，無損檢測(cè)合格后提出封堵頭，關(guān)閉閥門，排空封堵器內(nèi)的天然氣，拆除封堵器。此時(shí)，引壓管即可開始正常運(yùn)行。

圖 4 封堵作業(yè)

（7）下塞堵。組裝好塞堵到開孔機(jī)；安裝開孔機(jī)到閥門，用氮?dú)庵脫Q掉結(jié)合器內(nèi)的空氣；壓力平衡后打開閥門，伸出主軸，將塞堵送到預(yù)定位置，拆卸閥門及開孔機(jī)。擰好盲蓋，完成換管（圖 5）。

圖 5 完成封堵?lián)Q管后的現(xiàn)場(chǎng)示例

3  結(jié)語

水平高壓封堵技術(shù)的成功應(yīng)用，保證了工程建設(shè)順利推進(jìn)和下游正常供氣，降低了工程造價(jià)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。小口徑非焊接封堵技術(shù)在西一線引壓管改造中普遍推行，并應(yīng)用于西二線高運(yùn)行壓力、高鋼級(jí)開孔作業(yè)、高要求焊接工藝（四通與管徑1219 mm、X80管道焊接）。這兩項(xiàng)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(xiàn)：

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作者簡介：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(xiàng)目管理工作。聯(lián)系方式： 0316-5295863，261450069@qq.com。