兩項高壓封堵技術(shù)在西氣東輸二線(xiàn)中的應用
來(lái)源:《管道保護》2022年第1期 作者:程志杰 時(shí)間:2022-2-23 閱讀:
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(xiàn)或旁通線(xiàn)上設引壓管控制氣液聯(lián)動(dòng)閥,是管道安全運行的重要保障。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(mén)在線(xiàn)更換出現的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量現場(chǎng)應用證明效果良好,具有重要的推廣意義。
關(guān)鍵詞:天然氣管道;西氣東輸二線(xiàn);引壓管;水平封堵;現場(chǎng)應用
隨著(zhù)天然氣管道輸送壓力越來(lái)越高,給管道維搶修工作也帶來(lái)新的挑戰。在役管線(xiàn)帶壓封堵技術(shù)是在完全密閉狀態(tài)下采用物理機械手段將改造管段從管線(xiàn)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(wú)火焰操作、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。目前國內常規封堵技術(shù)應用已經(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)正在探索應用階段。
1 高壓水平封堵技術(shù)應用
西氣東輸二線(xiàn)(西二線(xiàn))西段在隱患整治中需要對位于新疆霍爾果斯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(xiàn)設計壓力同為12 MPa,運行壓力為7.2 MPa。經(jīng)過(guò)現場(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(kāi)孔封堵等作業(yè)。開(kāi)孔封堵作業(yè)過(guò)程中需要采取技術(shù)措施削減水平狀態(tài)下重力對主軸的影響,以免造成開(kāi)孔位置偏離、封堵不嚴密等現象。其優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟損失小,不影響主管線(xiàn)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。工藝流程以一側作業(yè)點(diǎn)為例,另一側作業(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(kāi)挖。為保護閥室地下附屬設施,全部采用人工開(kāi)挖。
(2)焊接封堵三通和平衡短節。測量封堵處管線(xiàn)橢圓度不超過(guò)1%;測量管線(xiàn)壁厚,盡量避開(kāi)變形和嚴重腐蝕區域;確定焊接點(diǎn)后清潔周?chē)姆栏瘜,焊接DN400封堵三通及DN50平衡短節。焊接完畢后進(jìn)行焊道檢測,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上;測量并記錄開(kāi)孔、封堵、下塞堵的相關(guān)尺寸。
(4)開(kāi)孔。組裝并調試好開(kāi)孔機;計算開(kāi)孔尺寸;將開(kāi)孔機安裝到閥門(mén)上;對開(kāi)孔機、閥門(mén)進(jìn)行整體嚴密性壓力檢測,檢測壓力為管線(xiàn)運行壓力;測檢合格后進(jìn)行開(kāi)孔作業(yè);開(kāi)孔完畢后回收開(kāi)孔刀,關(guān)閉閥門(mén),通過(guò)開(kāi)孔結合器上的放空閥排空開(kāi)孔機內的天然氣,然后拆除開(kāi)孔機。
(5)封堵。組裝并調試封堵器;計算封堵尺寸;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(wú)泄漏后封堵;封堵到位后從閥室放空線(xiàn)排空管徑406 mm旁通管道內的天然氣,并進(jìn)行氮氣置換(圖 2)。
(6)更換作業(yè)。采用機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制好的新引壓管(圖 3)。
(7)解除封堵。新線(xiàn)試壓合格后,拆除封堵器。安裝開(kāi)孔機下塞柄,加蓋盲法蘭。
2 小口徑非焊接封堵技術(shù)應用
西二線(xiàn)霍爾果斯首站、昌吉分輸站、36#閥室、48#閥室等需對引壓管及引壓管根部閥門(mén)進(jìn)行更換,其運行壓力都在10 MPa左右。針對閥室站場(chǎng)運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(xiàn)介質(zhì)輸送的前提下對存在安全隱患的的引壓管及引壓管根部閥門(mén)進(jìn)行了在線(xiàn)更換。更換作業(yè)期間主管線(xiàn)繼續運行(開(kāi)孔封堵期間壓力需降到10 MPa以下),改造完畢后解除封堵,恢復管線(xiàn)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,套管上設有凹槽及定位點(diǎn),用于注膠及開(kāi)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(guò)注入高強度耐磨陶瓷結構膠代替焊道進(jìn)行密封,實(shí)現改造管段與主管道隔絕堵斷,然后對管道實(shí)施開(kāi)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?chē)栏瘜。采用氬弧焊將套管焊接在引壓管根部位置?o:p>
(3)焊接封堵四通。將四通焊接安裝到主管線(xiàn)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。針對水平位置的引壓管,應使用腔體加大的四通,因為四通橫向擺放時(shí)腔體若無(wú)法容納太多的鐵屑造成堆積,會(huì )在下封堵過(guò)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,并可能造成機器損壞。
(4)注膠。四通與引壓管間靠密封圈、壓緊環(huán)、高強度耐磨陶瓷結構膠進(jìn)行黏接固定。
(5)安裝防脫卡具。安裝防脫卡具防止開(kāi)孔后引壓管飛出,保障施工安全。
(6)開(kāi)孔。安裝閥門(mén)到封堵四通上,組裝調試好開(kāi)孔機并安裝到閥門(mén)。對封堵四通、閥門(mén)、開(kāi)孔機進(jìn)行整體嚴密性壓力檢測,檢測合格后通過(guò)四通密閉腔體對管道進(jìn)行開(kāi)孔作業(yè),開(kāi)孔完畢后收回主軸、關(guān)閉閥門(mén),此時(shí)四通內部和開(kāi)孔機隔斷,排空開(kāi)孔機內的天然氣,拆卸開(kāi)孔機。
(7)封堵。組裝調試好封堵器并安裝到閥門(mén),下封堵至預先計算好的位置,繼續下移主軸對封堵頭密封套進(jìn)行壓縮,保證密封效果(圖 4)。排空閥門(mén)氣液聯(lián)動(dòng)執行機構和管線(xiàn)內的天然氣,進(jìn)行封堵效果驗證。封堵成功后,采用機械方式斷管,斷管位置在四通非焊接端靠近四通處。將預制好的新引壓管與四通經(jīng)焊接連接,無(wú)損檢測合格后提出封堵頭,關(guān)閉閥門(mén),排空封堵器內的天然氣,拆除封堵器。此時(shí),引壓管即可開(kāi)始正常運行。
圖 4 封堵作業(yè)
(7)下塞堵。組裝好塞堵到開(kāi)孔機;安裝開(kāi)孔機到閥門(mén),用氮氣置換掉結合器內的空氣;壓力平衡后打開(kāi)閥門(mén),伸出主軸,將塞堵送到預定位置,拆卸閥門(mén)及開(kāi)孔機。擰好盲蓋,完成換管(圖 5)。
3 結語(yǔ)
水平高壓封堵技術(shù)的成功應用,保證了工程建設順利推進(jìn)和下游正常供氣,降低了工程造價(jià),節約了生產(chǎn)成本。小口徑非焊接封堵技術(shù)在西一線(xiàn)引壓管改造中普遍推行,并應用于西二線(xiàn)高運行壓力、高鋼級開(kāi)孔作業(yè)、高要求焊接工藝(四通與管徑1219 mm、X80管道焊接)。這兩項技術(shù)為解決管道引壓管不停輸改造提供了新思路。
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作者簡(jiǎn)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目管理工作。聯(lián)系方式: 0316-5295863,261450069@qq.com。
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