埕海1-1人工島外輸原油管線不停輸封堵技術

陸赟蕓 朱昭宇 王莉 耿永華（大港油田灘海開發公司，300280）

一、工程概況

埕海1-1人工島外輸油海底管道長約4.2km，設計壓力4.0MPa，設計溫度70℃，內管管徑 Φ323.9mm×9.5mm，一端從埕海1-1人工島靠船碼頭西側登島，另一端在進海路入海口處登陸。管道從登陸點至埕海1-1島門衛閥組間處管道規格由Φ323.9mm×9.5mm變為Φ273 mm×7.9mm，此段因管徑不一，不具備通球清管和管道內檢測功能，因此需要將950米Φ273 mm×7.9mm管線更換為Φ323.9mm×9.5mm管線。管線更換不僅會影響埕海1-1島外輸油海底管道乃至整個埕港管線的正常生產運行，若埕海1-1島外輸油海底管道停輸改造還將導致極大的經濟損失。如何將這種影響降到最低程度是一項值得研究探討的課題，管道不停輸封堵技術就是解決該問題的一種重要施工方法。

二、封堵工藝概述

管道封堵技術是1884年誕生的，到現在已有115多年的歷史。 該技術是在完全密閉狀態下，在需改造管段兩側，利用物理、機械手段，將改造段從管線中隔絕堵斷，進行維護、修理、更換等改造。物理機械手段包括筒式、懸掛式、折疊式等多種形式；對運行中的管線改線，有不停輸改線和停輸改線兩種方式；停輸改線一般是將管線停輸，利用封堵方法將改線段與主管線堵斷，清空改線段輸送介質，切斷舊管段，以新管段代之。不停輸封堵技術具有不停產、不降壓、不降溫的特點，保障了管線生產的正常運行，具有較高的實用意義和經濟效益。

三、實施方案

1.實施步驟

埕海1-1人工島外輸原油管線工程采用了管線不停輸封堵技術與設備，先將改線段一端（上游在φ323.9管線上實施封堵作業）用旁通管接通，以旁通線輸送介質，然后封堵主管線。改線段另一端利用已有發球筒1#閥門作為另一個封堵點，待上游封堵后，確認1#、2# 閥門關閉，打開3# 閥門，拆除1# 閥門左側發球筒，將新管線與1# 閥門通過法蘭連接，實現新舊管線連頭，待上游新管段與主管線連頭后，向新管線內注油，靠閥組間一側必須預留一個2″排氣孔，壓力平衡，打開1# 閥門，解除上游封堵，切換至新管段正常輸送，最后將旁通撤除。動火連頭完成后，在不停輸狀態下先進行新管線的投產運行，通過下囊孔往新管線注油，壓力平衡后提封堵，導通新管線。

2.管線可焊壓力

根據《鋼制管道封堵技術規程》5.2.1三通在管線焊接需要在允許帶壓施焊壓力范圍內進行，采用行業標準SY/T 6150.1-2003進行管道施焊壓力計算管道允許帶壓施焊的壓力：

式中：P——管道允許帶壓施焊的壓力，MPa；

σs—管材的最小屈服極限，MPa；

t——焊接處管道實際壁厚，mm；

c——因焊接引起的壁厚修正量，mm（通常取2.4 mm）；

D——管道外徑，mm；

F——安全系數（原油、成品油管道取0.6，天然氣、煤氣管道取0.5）。

∮323.9×7.0 mm施工焊接壓力計算

其 中 ：σs= 345MPa、t=7.0mm、D=529mm、F=0.6、P=3.6MPa

計算得到管線允許施焊的最大壓力為3.6Mpa。

3.技術要求

開孔、封堵作業點應選擇在直管段上，管線壁厚必須均勻。開孔部位盡量避開管道焊縫，無法避開時對開孔刀切削部位的焊道宜適量打磨。開孔前應對所有焊道和組裝到管道上的閥門、開孔機等部件進行整體試壓，試驗壓力為管道運行壓力，穩壓5分鐘，使用泡沫水噴淋三通焊逢、各部件結合面，觀察有無氣泡產生，以壓力不降低，不產生氣泡為合格。開孔作業時管線內介質壓力、流速應保持穩定，管線介質流速不大于5米/秒。封堵作業時管線內介質流速不能超過2.5m/s。封堵作業期間不應清管作業，管線內壓力、流速需保持穩定。打開平衡孔排油，壓力下降為0.01MPa，關閉平衡孔閥門觀察20分鐘，若封堵隔離段管道壓力沒有回升，則封堵成功。確認封堵成功后，通過平衡孔將油抽到提前準備的油罐車內。新舊管線連頭，焊接工藝規程采用氬弧焊打底，CHE507填充蓋面。焊接完成2小時后做X射線檢測，檢測合格后立刻進行投產。焊接前進行管線磁力檢測，若管線有磁，則用消磁儀進行消磁。上游新舊管線連頭結束后，確認1#、2# 閥門關閉，3#閥門處于常開狀態。拆除1#閥門左側發球筒，將新管線與1#閥門通過法蘭連接，實現新舊管線連頭。打開新管線上預留2″孔，通過上游下囊短節向新管線沖油，逐步實現新舊管線壓力平衡。

四、經濟效益分析

埕海1-1人工島外輸原油管線不停輸封堵技術實施工期為2天，采用不停輸變更管徑的方案后經濟效益分析如下：

施工總費用包括管線采購、防腐、安裝、挖溝等施工費合計約170萬元，管線帶壓開孔、封堵等施工費約110萬元，管線鋪設所涉及設計、監理、第三方檢驗、無損檢測等40萬元，不可預見費30萬元，總計400萬元。埕海1-1人工島外輸油海底管道外輸量為3700m3/d，約25900桶，以施工期間國際油價107.71美元/桶，匯率6.5，107.71美元/桶×25900桶×6.5×2天=3623.5957萬元 。因此，采用不停輸變更管徑的方案2天內可減少停運造成的損失近3623.5957萬元。與施工總費用相比甚多，社會效益和經濟效益可觀。

原油長輸管線距離長，內部含原油多、爆炸危險性大、停輸改造損失巨大等特點決定了管道在放空條件下進行工藝改造和局部換管工作是不切實際的。目前我國大部分原油長輸管線均已運行多年，將逐漸面臨局部改造及大修問題，不停輸帶壓封堵技術的應用很好的解決了這一難題。埕海1-1人工島外輸原油管線采用不停輸封堵技術進行管線改造后已經投入使用，目前運行良好。

1.劉新領,姚秀程.較長管線不停輸帶壓雙封雙堵工藝技術的應用及分析.城市燃氣,2008,（7）：7-10.

2.秦紅,不停輸帶壓封堵技術研究.管道技術與設備,2009,（2）：43-45.