長輸天然氣管道泄漏搶修方案的制定

李洪言（中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東東營257000）

長輸天然氣管道泄漏搶修方案的制定

李洪言（中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東東營257000）

隨著天然氣管道建設(shè)的增加，天然氣管道泄漏事故時有發(fā)生，在天然氣管道發(fā)生事故時應(yīng)立即采取應(yīng)急處理方法，本文根據(jù)管道發(fā)生各類泄漏事故時的情況，分析了在搶修作業(yè)時需要的重要機具設(shè)備及搶修技術(shù)。提出了分析管道可能存在的事故，制定相應(yīng)的應(yīng)急搶修方案的必要性，本文以川氣東送管道在齊岳山山脈陡坡地段發(fā)生天然氣大量泄漏事故為例，比較系統(tǒng)的介紹了一般應(yīng)急搶修事故的流程，具有一定的通用性，對于制定其它管道事故方案也有借鑒和參考意義。

天然氣管道；泄漏事故；搶修方案

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)對能源需求的日益增長，帶動我國天然氣行業(yè)的發(fā)展，也推動了我國長輸天然氣管道的建設(shè)。針對長輸天然氣管道一旦發(fā)生天然氣泄漏等事故，后果就非常嚴重，不僅給企業(yè)帶來重大經(jīng)濟損失［1］，對沿線公共安全及社會穩(wěn)定都產(chǎn)生重大影響。因此，應(yīng)針對管道在不同地區(qū)的事故類型，建立健全應(yīng)急搶修技術(shù)方案，在天然氣管道突發(fā)事件發(fā)生時，保證天然氣管道應(yīng)急搶修工作及時、可靠的完成。

1　輸氣管道泄漏事故危害及分類

長輸天然氣管道在運行過程中，多種因素會對它產(chǎn)生影響，例如外部干擾、施工缺陷、材料缺陷、內(nèi)外腐蝕及自然災(zāi)害等，使得管線發(fā)生腐蝕、穿孔或破裂，引發(fā)天然氣泄漏事故。［2］

首先對管道泄漏事故進行分類［3］。事故具體情況如下：A類事故是由于自然災(zāi)害、第三方破壞或施工質(zhì)量造成管道較大裂紋或管體發(fā)生斷裂，使大量天然氣泄漏，必須采取大規(guī)模搶修作業(yè)的事故。運行中主要表現(xiàn)為：管道上游站場出口處、下游站場進口處壓力都降低。此類事故破壞性大，影響惡劣，必須由專門人員進行搶修，要動用大型封堵設(shè)備、搶修機具及救援、勘測設(shè)備。如：挖掘機、推土機、拖車、專業(yè)消防車、吊車、電焊機等。

B類事故主要是人為破壞或腐蝕造成管道穿孔或微小裂紋，致使少量天然氣泄漏，可使用帶壓堵漏、焊接補丁的方法。運行中主要表現(xiàn)為：上游站場和下游站場的出、入口壓力變化都不大。事故搶險也必須有專業(yè)的人員及專人負責(zé)現(xiàn)場指揮。事故處理也需要相應(yīng)的專業(yè)設(shè)備及機具，如：小型挖掘機、吊車、專業(yè)工程搶險車輛、小孔堵漏工具等。

C類事故主要由于自然災(zāi)害、設(shè)備故障原因，而致使天然氣管道發(fā)生彎曲、變形，未使管道產(chǎn)生裂紋，沒有天然氣泄漏，設(shè)備仍正常運行的事故。此類事故對管道的安全運行存在潛在危險，如果處理不及時，就會致使A類或B類事故。由于事故引起原因不同，可能會造成不同規(guī)模的破壞，所以事故發(fā)生后也要立即處理，要求站場人員要有基本應(yīng)對措施及搶修機具。如可燃氣體檢測儀、漏電探測儀、防火服、正壓式空氣呼吸器及各種防爆工具等。

2　長輸天然氣泄漏應(yīng)急搶修技術(shù)

針對輸氣管道發(fā)生大量泄漏的A類事故采用換管搶修方法，目前我國已實現(xiàn)在管道不停輸情況下，通過管道帶壓封堵技術(shù)更換管道；發(fā)生微量泄漏或裂紋的B類事故可采用機械夾具修復(fù)法、管卡修復(fù)法、加強補板法、戴管帽法、頂針堵漏法、密封劑堵漏法等帶壓堵漏技術(shù)，而對未發(fā)生泄漏的C類事故需要補強修復(fù)時可采用復(fù)合材料修復(fù)法，有Clock Spring復(fù)合修復(fù)法和碳纖維復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)等。

3　天然氣管道應(yīng)急搶修方案的制定

針對每條長輸天然氣管道分析沿線可能發(fā)生的事故，制定相應(yīng)的搶修方案是十分必要的。以川氣東送管道在地處齊岳山山脈陡坡地段為例，齊岳山大陡坡的局部高差可達600m，整個山體的坡度都比較陡，并且地形起伏也較大，平均坡度達21°，自然坡度最大的地方接近65°［4］。

3.1搶險流程

陡坡天然氣管道發(fā)生大量泄漏事故時，需要采取停輸放空的方式進行搶險作業(yè)。考慮到山區(qū)陡坡地段設(shè)備、機具進場困難等問題。搶險施工流程如圖1所示。

圖1　搶險流程圖

3.2搶險前準(zhǔn)備

搶險施工前準(zhǔn)備工作是保障搶險作業(yè)能夠順利完成的重要環(huán)節(jié)。山區(qū)陡坡地段采取停輸換管搶修方案的準(zhǔn)備工作包括事故發(fā)生時的應(yīng)急響應(yīng)，人員、搶險設(shè)備及機具的配備以及施工便道的修筑工作。

（1）應(yīng)急響應(yīng)

當(dāng)大量泄漏事故發(fā)生時，關(guān)閉事故管段上、下游閥門，將管內(nèi)剩余天然氣直接放空，測量壓力下降至微正壓（0.05MPa）時，關(guān)閉放空閥門。此時，搶險人員立刻趕到現(xiàn)場，穿戴好安全保護措施后，檢測天然氣濃度，確定安全范圍，采取相應(yīng)防火警戒及隔離措施。根據(jù)搶險需要，準(zhǔn)備好搶險人員、設(shè)備和機具的配備。

（2）修筑施工便道

齊岳山山脈山區(qū)是坡度較大的土方段，采用沿管道中心線分段修“之”字形道路的方式上山，使用山地挖掘機配合推土機開一條3.5m寬的作業(yè)帶，并夯實后，把各種搶險物資材料和機具使用挖掘機牽引小型山地爬犁或自制小車運送。在事故搶險處修筑作業(yè)平臺，不小于16m×16m，用來堆放開挖土石及停放設(shè)備和機具等。

3.3搶險施工措施

（1）施工條件確定

上、下游閥室放空操作完成后，檢測事故現(xiàn)場天然氣濃度是否在20%LEL以下，否則，采取軸流風(fēng)機強制通風(fēng)，使現(xiàn)場可燃氣體濃度達到搶險作業(yè)要求。

（2）開挖作業(yè)坑

根據(jù)地形的特點，在山區(qū)陡坡地段挖掘機不易進入，開挖作業(yè)坑以風(fēng)鎬加人工開鑿的方式為主，開挖長度視現(xiàn)場換管長度而定，坑內(nèi)設(shè)置逃生通道，坑壁使用安全防護網(wǎng)，并在操作坑底部鋪墊膠皮，防止刮傷施工人員。

（3）管道斷管、吊管

首先要對動火碰頭點處管道外防腐層全周向進行剝離，要完全暴露出管道的金屬部分，并對割口位置進行劃線定位，要使用防爆工具。采用切割機對管道進行切割，導(dǎo)鏈起吊，使用千斤頂和滑輪組配合將切割下的管段吊離作業(yè)坑。在管口切透后，要使用軸流風(fēng)機不斷的進行吹掃作業(yè)區(qū)，防止天然氣聚集導(dǎo)致人員窒息。

（4）管口封堵

在原管線保留的管口內(nèi)安裝全聚氨酯泡沫隔離球加滑石粉黃油擋墻進行封堵。其封堵示意圖如圖2所示。

圖2　封堵示意圖

（5）換管搶險作業(yè)

首先對管道進行修口作業(yè)，滿足焊接工藝要求，接著用外對口器對管道對口、組對作業(yè)，最后對現(xiàn)場可燃氣體濃度檢測，合格后進行焊接工作。焊接完成后，對動火焊接處進行焊道檢測，對不合格焊道要及時進行返修或重新切割管段、動火焊接工作。［5］

（6）恢復(fù)輸氣

在對管道焊道檢測合格后，先對事故管段進行平壓操作，當(dāng)兩座閥室輸氣平穩(wěn)后，恢復(fù)閥室供電及閥自動關(guān)斷功能，并在下游回收隔離球。

（7）管道防腐、回填、地貌恢復(fù)

使用100%X射線和超聲波檢測對管道焊道檢測，合格后，進行防腐補口補傷作業(yè)，先對焊道除銹使等級達到St3.0級，然后使用熱收縮帶進行防腐補口處理，用電火花檢漏儀進行檢漏，如有漏點，應(yīng)進行重新操作。防腐層檢測合格后，進行作業(yè)坑回填工作。搶險作業(yè)完成后，將現(xiàn)場設(shè)備和施工機具撤離，恢復(fù)地貌。

3.4搶險施工時間安排

根據(jù)施工經(jīng)驗和結(jié)合實際情況，換管搶修施工時間安排如表1所示。

表1　搶險施工時間安排

4　結(jié)語

以長輸天然氣管道陡坡地帶大量泄漏事故為例，制定搶修方案，比較系統(tǒng)的介紹了一般應(yīng)急搶修事故的流程，包括搶修前準(zhǔn)備、搶修施工措施、事故后處理等工作，具有一定的通用性，對于制定其它管道事故方案也有借鑒和參考意義。另外，維搶修人員、設(shè)備、機具和應(yīng)急搶險物資的配備要齊全，為保證管道安全運行，制定詳細的搶修預(yù)案及配備人員和設(shè)備情況，設(shè)備配備應(yīng)盡可能采用先進的、適用的技術(shù)和工具，提高搶修水平和效率。

［1］唐巖，蔡文超，趙偉濤，等.石油管道安全運行管理［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（16）：115.

［2］徐亞博，錢新明，劉振翼.天然氣輸送管道泄漏事故危害定量分析［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2008，18（1）：146～149.

［3］王春放.天然氣長輸管道泄漏搶修與縱向價值鏈分析［J］.化工管理，2015，10（1）：116～117.

［4］鮑云萍，徐斌，趙義敏等.大口徑長輸天然氣管道在陡坡地段施工方法淺析［J］.中國化工貿(mào)易.2011，03（10）：18.

［5］王祝生.魯寧線中間站進出站閥門更換中不停輸高壓封堵技術(shù)［D］.中國石油大學(xué)（華東）：石油與天然氣工程，2006.