山區(qū)輸氣管道清管測徑氣壓技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用

1、石油天然 氣學(xué)報(bào) ( 江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào))2 0 1 3 年 5 月 第 3 5 卷 第 5 期 J o u r n a lo fO i la n dGa sT e c h n o l o g y( J ． J P I )Ma y2 0 1 3V o 1 ． 3 5N o ． 5山 區(qū)輸氣 管 道 清 管 、測徑 、氣 壓 技 術(shù)創(chuàng) 新 及 應(yīng) 用 周 磊 ，董 凱 ，林 川 任華棟 ，張永昌 ( 中 國 石 油 天 然 氣 管 道

2、 局 第 四 工 程 分 公司， 河 北廊坊。 。。 0 0 )[ 摘 要]清管 、測徑 、試壓施工是管道建設(shè) 安裝工作程序的重 要環(huán) 節(jié)， 電子 跟蹤儀、無 線壓 力表及背壓技 術(shù)的應(yīng)用，解決 了落差 比較大 的山區(qū)段清管器運(yùn)行 速度 無法控 制、測 徑板 變形 的問題 。通 過科 學(xué)的 氣體 壓力計(jì)算 ，驗(yàn)證 了氣壓在一 、二級地 區(qū)管道 壓力試 驗(yàn) 中的安全 性、可靠性 、便 捷性及 無污染 的特 性通 過儲(chǔ) 氣段儲(chǔ)氣壓力清管 、

3、測 徑、 “ 平壓” 技術(shù) ，以及 “ 抽氣” 方法給增壓機(jī) 提供 氣源 ，降低 了施 工成本 ，縮 短 了施 工 周 期 。[ 關(guān)鍵詞]管道檢 測；清管；測 徑；“ 平壓”技術(shù) ；“ 抽 氣” 方法 [ 中圖分類號]T E 9 7 3 ． 6[ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[ 文章編號]1 0 0 0— 9 7 5 2( 2 0 1 3 )0 5— 0 3 4 7 — 0 51 工程概況 山西煤 層氣 ( 天然氣 )管 道工 程 隰縣一 臨汾 段地

4、 處 呂梁 山脈 ，山巒 起伏 、溝 壑縱 橫 ，所 處地 區(qū)等 級 為 一 、二 、三級 地 區(qū) ，管 徑 為 5 0 8 mm，鋼 級 為 L 4 1 5 ( X6 0 ) ，壁 厚 主要 為 6 ． 3 、7 ． 1 、8 ． O mm。 由于 管 道 落差 大 、水源 少 ，根據(jù) GB ／ T5 0 3 6 9 - 2 0 0 6《 油 氣長 輸管 道工 程施 工 和驗(yàn) 收規(guī)范 》 的規(guī)定 ] ，一 、二 級 地 區(qū) 的管道

5、試壓 主要 采用 氣壓 ，三級地 區(qū)管 道采 用水 壓 。管道 初期 接 收陜京 三線 的天 然氣 ，隨著 呂梁市 境 內(nèi)煤 層氣 的開 發(fā) ，管道 將用 于輸 送 區(qū)域 內(nèi)的煤 層氣 。主要工 程量 如下 ：5 0 8 mm 干線 管 道 1 8 3 ． 1 7 k i n 的清管 、測 徑 、試 壓 、干燥 、注 氮 ，管道設(shè) 計(jì) 壓力 6 ． 3 MP a 。2 清 管測徑 、試壓段落的劃分原則 氣 壓 試驗(yàn) 管道 的最 高點(diǎn) 必

6、須 滿足 該段 管道 地 區(qū)等級 要求 的最 低試 驗(yàn)壓 力 ，最低 點(diǎn)不 能超過 管道 管材 最小 屈服 強(qiáng)度 的 0 ． 9 0倍 ，在滿 足條 件 以上要 求 的情 況 下 ，可 以將 不 同地 區(qū)等 級 的管 線 連 在一 起 進(jìn)行 試 壓 ，以減 少試 壓分 段 ；試壓 斷點(diǎn) 首端 應(yīng)選 在設(shè) 備 易進(jìn) 出場 的地點(diǎn) ，末 端不得 設(shè) 置在 人 口稠密 區(qū) ；清 管測 徑和試 壓 段落 相 同 。2 ． 1 最 小屈 服強(qiáng) 度

7、壓 力計(jì) 算 試驗(yàn) 壓力 下 的最低 標(biāo)高 處管 道 的環(huán) 向應(yīng)力 不 高于 0 ． 9 0倍 的管 材最 小 屈 服強(qiáng) 度 ；管 段 最 高點(diǎn) 需 達(dá) 到 本 段 的最 低試 驗(yàn)壓 力 。9 O管材 最小 屈服 極 限的計(jì) 算方 法 ：9 o一 9 0×× 2×( 1 )式 中 ： 0 “ 9 。為 9 O管材最小 屈服極 限 ， MP a ；為 最小屈服極 限 ， MP a ； # 為管材 的壁厚 ，

8、mm； D為管道外徑 ， mm。以 L 4 1 5 鋼材 5 0 8 mm 管線 為例 ，一 6 ． 3 、 7 ． 1 mm，一 4 1 5 MP a ( 國標(biāo)值 ) 進(jìn)行 計(jì)算 ， 對 比結(jié)果 見表 1 。[ 收稿 日期]2 0 1 3 一 O 2 — 2 O[ 作 者簡介 ]周磊 ( 1 9 8 1 一 ) ，男 ，2 0 0 5 年河北建筑工程學(xué)院畢業(yè) 。助理工 程師 ，從事油氣 管道清管測 徑、試壓與干 燥施工技 術(shù)管理 工作

9、。第 3 5卷第 5期 周磊 等 ：山區(qū)輸氣 管道 清管、測徑、氣壓技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用 3 )壓 力表 ，表 盤直徑為 1 5 0 mm，量程為 O ～1 6MP a ，精 度等級 為 0 ． 4級 ，有校驗(yàn)證并 在有效期 內(nèi)。4 )溫度 表 ，量程 為 一5 O ～5 O℃ 。5 ) 圓圖記 錄儀 ，美 國霍 尼韋 爾 D R 4 5 AT 一 1 1 0 0圓 圖記 錄儀 。3 ． 3清管器 1 )皮碗 直板 混合 清 管器 ，剛性

10、軸 ，配 備聚酯 盤 。2 )測徑 清管 器 ，同皮 碗直 板混 合 清管 器類 似 ，裝有一 個(gè) 鋁制測 徑 板 。3 )泡沫 清管 器 ，用 于管道 預(yù) 干燥施 工 。3 ． 4 其他 附件 1 )試壓 頭 ，制作 符合 規(guī) 范及壓 力容 器 制作要 求 ，試 壓 頭及 其 附 屬設(shè) 施 要 經(jīng)過 預(yù) 先 試壓 ，試 壓 介 質(zhì) 為 清潔水 ，壓力 達(dá)到 設(shè)計(jì) 壓力 的 1 ． 5 倍 ( 9 ． 4 5 MP a ) ，穩(wěn)壓 4

11、h 。2 )收發(fā) 球筒 ，用 于 清管 、測徑 、干燥施 工作 業(yè) 時(shí)收 發(fā)清 管器 ，設(shè)計(jì) 壓力 2 ． 4 MP a 。3 )管道 背壓 實(shí) 時(shí)控制 裝置 ，通 過 電磁 閥控制 電動(dòng) 閥 門 的開 閉程 度 ，控 制 背壓 氣 體 的排 放 ，達(dá) 到 了 控制 管道 背 壓壓 力 的 目的 。4 )臨時(shí) 材料 ，包 括 配管 、管件 、閥 門 、法 蘭 、墊片 、螺 栓 和其 他 試 壓 配件 能 在額 定 壓 力或 更 高壓 力

12、下 使用 。4 清管測徑施工 4 ． 1 清 管測 徑 的 目的 。清管 測徑 施工 是 在線路 焊 接 回填之 后 、壓力 試驗(yàn) 之前 ，利 用空 壓機(jī) 向管 段 內(nèi)注入壓 縮空 氣 ，從 而推 動(dòng)清 管器 進(jìn)行 管段 內(nèi)雜物 清掃 和檢測 管 道是 否變 形 的一項(xiàng) 重要 工序 ，分段 清 管和測 徑所 用 的清管 器配件 直徑 通 常 比管道 內(nèi)徑 要過盈 3～5，清 管器 的行 進(jìn)速 度為 3 ~5 k m／ h 。管道 測徑

13、 的 目的是 確定 管 道存 在 的失 圓 、皺 痕 、凹坑或其 他 變 形 ，該 工 程 中 ，測 徑 使 用 的測 徑 板 直 徑 為 所 測 管段 最 小 內(nèi)徑 的 9 o，測 徑 板厚 度 為 8 ～ 1 0 mm。4 ． 2 清 管器 的安 裝 打開 發(fā)球 筒盲 板 ，裝入 一枚 清 管用 清管 器 。清管 器應(yīng) 盡量 裝入 發(fā)球筒 的喉部 ，第一 片皮碗 緊貼喉部 內(nèi)壁 ，然 后關(guān) 閉發(fā) 球筒 ；清 管器 的發(fā) 送 與運(yùn)行

14、：啟 動(dòng) 空壓 機(jī)發(fā) 出清 管器 。清 管 器 的運(yùn)行 速 度控 制 在 3 ～ 5 k m／ h ；接 收清管 器 ：確認(rèn) 清管 器進(jìn) 入 收球筒 后 ，打開 排氣 閥門降低 管 內(nèi)壓力 。當(dāng)管線 內(nèi)壓 力 降至 大氣 壓 后 ，打 開末 端 收球筒 盲板 ，檢查 清管 器狀況 ，取 出清管 器 。4 ． 3電子跟 蹤儀 、無 線遠(yuǎn) 傳壓 力表 及背 壓控 制方 法在 清管 測徑 施工 中的應(yīng)用 由于管道 起伏 較 大 ，彎頭 彎管數(shù)

15、 量 較多 的 山區(qū)管段 ，為 了防止 在 山西煤層 氣管 道分 段清 管施 工 中出現(xiàn)清 管器 被 卡而無 法 準(zhǔn)確定 位 的情況 ，施 工 開始 前在 發(fā)球 筒安裝 無 線遠(yuǎn)傳 壓 力表 ，及 時(shí)記 錄清管器 的運(yùn) 行 壓 力 ，并在 清管 器尾 端安 裝 電子 跟蹤 儀 ，通 過計(jì) 算 和跟 蹤 儀 能準(zhǔn) 確 定 位清 管 器 的位 置 。電子 跟蹤 儀 、無 線 遠(yuǎn)傳 壓力 表及 背壓 控制 清 管測徑 示 意 圖見 圖 1 。

16、背壓 控制 清管 器 速度 的技術(shù) ，通 過 電磁 閥控 制 電動(dòng) 閥門 的開閉 程度 ，控制 背壓 氣體 的排放 ，達(dá)到 了 控 制 管道 背壓 壓力 的 目的 ，保 障測徑 清 管器較 平 穩(wěn) 的運(yùn) 行 ，減少 速 度 沖擊 對測 徑板 的影 響 ，能較 準(zhǔn)確 的 反應(yīng) 出管 道是 否存 在 失 圓、皺 痕 、凹坑 或變形 等 問題 ，為 管道投 產(chǎn) 提供保 障 。4 ． 4 清 管 、測徑 安全 措施 施工 段管 道 已連通 ，具