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 氣學報 ( 江漢石油學院學報)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)段清管器運行 速度 無法控 制、測 徑板 變形 的問題 。通 過科 學的 氣體 壓力計算 ，驗證 了氣壓在一 、二級地 區(qū)管道 壓力試 驗 中的安全 性、可靠性 、便 捷性及 無污染 的特 性通 過儲 氣段儲氣壓力清管 、

3、測 徑、 “ 平壓” 技術(shù) ，以及 “ 抽氣” 方法給增壓機 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[ 文獻標志碼]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 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 壓力 6 ． 3 MP a 。2 清 管測徑 、試壓段落的劃分原則 氣 壓 試驗 管道 的最 高點 必

6、須 滿足 該段 管道 地 區(qū)等級 要求 的最 低試 驗壓 力 ，最低 點不 能超過 管道 管材 最小 屈服 強度 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 進行 試 壓 ，以減 少試 壓分 段 ；試壓 斷點 首端 應(yīng)選 在設(shè) 備 易進 出場 的地點 ，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 度

7、壓 力計 算 試驗 壓力 下 的最低 標高 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 度 ；管 段 最 高點 需 達 到 本 段 的最 低試 驗壓 力 。9 O管材 最小 屈服 極 限的計 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 ( 國標值 ) 進行 計算 ， 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 鋁制測 徑 板 。3 )泡沫 清管 器 ，用 于管道 預 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 先 試壓 ，試 壓 介 質(zhì) 為 清潔水 ，壓力 達到 設(shè)計 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) 時收 發(fā)清 管器 ，設(shè)計 壓力 2 ． 4 MP a 。3 )管道 背壓 實 時控制 裝置 ，通 過 電磁 閥控制 電動 閥 門 的開 閉程 度 ，控 制 背壓 氣 體 的排 放 ，達 到 了 控制 管道 背 壓壓 力 的 目的 。4 )臨時 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 之前 ，利 用空 壓機 向管 段 內(nèi)注入壓 縮空 氣 ，從 而推 動清 管器 進行 管段 內(nèi)雜物 清掃 和檢測 管 道是 否變 形 的一項 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 與運行

14、：啟 動 空壓 機發(fā) 出清 管器 。清 管 器 的運行 速 度控 制 在 3 ～ 5 k m／ h ；接 收清管 器 ：確認 清管 器進 入 收球筒 后 ，打開 排氣 閥門降低 管 內(nèi)壓力 。當管線 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 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 準確定 位 的情況 ，施 工 開始 前在 發(fā)球 筒安裝 無 線遠傳 壓 力表 ，及 時記 錄清管器 的運 行 壓 力 ，并在 清管 器尾 端安 裝 電子 跟蹤 儀 ，通 過計 算 和跟 蹤 儀 能準 確 定 位清 管 器 的位 置 。電子 跟蹤 儀 、無 線 遠傳 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 閥門 的開閉 程度 ，控制 背壓 氣體 的排放 ，達到 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 行 ，減少 速 度 沖擊 對測 徑板 的影 響 ，能較 準確 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