以水為通球介質的思考

龔茂銀

江漢石油管理局油建公司 湖北潛江 433123

以水為通球介質的思考

龔茂銀

江漢石油管理局油建公司 湖北潛江 433123

管道通常以空氣為介質進行清管通球，在特殊情況下，也可采用水為介質清管。本文通過天然氣處φ219管道通球失敗的分析，闡明了以水為通球介質應注意的問題。

管道 通球

1 工程概述

2003年8～9月，金容廠承擔了天然氣處27井至建平1井5.3kmφ219管道施工，該工程為典型的山區施工，自然條件差，氣候濕潤多雨，27井海拔高度比建平1井高170m。

在清管通球的前期準備階段，我們擬定了兩套通球方案。其一是采用氣體通球，因通球空壓機遠在達州項目部，所以準備采用注氮設備利用氮氣通球。當時整套注氮設備滯留在天然氣處，通過了解，注氮設備實在過于龐大，包括發電機、柴油罐共五大件，費用還是其次，5大卡車配25t吊車運輸超過100km，再加上井場道路險要，抵達現場十分困難。在不得已的情況下，只有放棄氣體通球方案。

第二套方案是采用水為介質通球，通球完畢即可進行水壓試驗。采用水通球的最大優點是球作為隔離器能夠解決山區管道試壓排空的問題。我們沒有把水通球作為首選方案的原因是山區水源困難。從常理來講，水高進低出，不需要克服高差產生的壓力，但如果從高點（27井）進水，就必須配備2臺水罐車從6km外的水庫取水，不僅路況差，時間長，而且費用較高；采用低進高出，可以將一條小溪的水儲存起來，采用壓裂車直接向管道輸送，并可考慮通球試壓一次完成。

2 通球

將管道于壓裂車出水管連通，開始注水時，從壓力表接口進行放空，起始情況的通球壓力為0.2～0.3MPa，壓裂車排量為0.6m3/min，經過計算，大約5～6h管道內水將充滿。

約6h后，發現27井收球筒出水，但卻沒有看到球。出水量十分均勻，在出水的1.5h時間里，流量既沒有增大，也沒有減小，估計約0.6m3/min，水流狀態為自然流。在這種情況下，發球筒裝設的壓力表指針始終在2.2MPa左右不變。通過后來的巡線觀察，發現距收球筒約500m處有一段約6m長的管道曾抖動的非常厲害，水平位移達40mm，且靠近上游段（坡度向上）能夠聽到流水聲。

由于業主必須第二天通氣運營，所以管道在直接進行壓力試驗后，在安全措施到位的情況下，采用天然氣將球反向頂出，經觀察，球完好無損。

3 通球分析

在施工中管道內有較大障礙物的可能性是較小的。因首次從事山區管道施工，不管是清管教育，還是巡回檢查，每個機組都是認真負責的。也沒有出現山石塌方造成將管子砸扁的情況，組對焊接質量也是按標準要求進行的，小于等于3°的折口很少，根據現場質量檢驗的信息，總體施工質量是不錯的。再者，圓形橡皮球沒有損壞，也能說明管道中無有較大障礙物。球未通過產生的原因很可能是壓裂車的排水量較小所致。

4 氣體通球與水通球的比較

因氣體膨脹性大，空氣機體積排量遠大于壓裂車的0.6m3/min，而且不需克服高差產生的壓力，所以在正常情況下，采用氣體通球，球在管道中是飛速移動，這種“飛速運動”會使管道中的焊渣、石子等清掃物“飛起來”，不致產生清掃物堵積造成“爬山”現象，只要管道內無大的障礙物，且管道按標準施工，通球很容易并很快取得成功，象這樣5.3km的管道氣體通球應不超過20min。

水為介質的通球因膨脹性小，壓裂車排量有限，需克服高差壓力，使球的運動速度很低，彎頭橢圓度，“爬山現象”等都可能造成球在壓力狀態下不密封而導致通球失敗。

在此次通球中，還在一個很主要的因素就是因節約成本，我們僅使用一個球體橡皮球通球，為保證管道在壓力狀態下球的密封性，采用2個甚至3個球更合適。

5 結語

就通球工序而言，氣體通球比水通球更為合適，但通過上述分析：在按標準施工的條件下（不按規范施工或意外情況，采用氣體通球也不會成功），采用水通球也是切實可行的。以水為介質通球排凈了管內空氣，使試壓時壓力穩定可靠；通球試壓一次完成，節省臺班費用和通球試壓的時間，降低了成本，尤其是山區10～15km的管道，在水源有保障的情況下更宜采用水為介質通球。

在條件許可的情況下，長輸管道分段通球試壓也可采用水為介質，使通球試壓一體化。

本工程通球清管失敗的原因是采用一個球清管、壓裂車排量較小及不能及時進行信息交換所致，而與通球介質無關。

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1672-9323（2012）03-0076-02

2012-02-26）