山區高落差管道帶壓封堵施工工藝

邢玉敏

中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術服務公司，山東濱州256622

山區高落差管道帶壓封堵施工工藝

邢玉敏

中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術服務公司，山東濱州256622

長輸油氣管道輸送和運營維護過程中，經常會遇到需要更改走向或者管道出現問題需要更換等情況，此時就需要進行帶壓封堵作業。結合西南成品油北盤江跨越段油管道改線工程，對山區高落差管道帶壓封堵施工工藝進行分析，針對處于線路的最低點的跨越段管道內靜壓遠遠超出常規施工壓力，以及停輸時間有限的難點，采用“階梯式”降壓的方法，即設置四個封堵點，先進行兩個外側封堵點的單封單堵，后進行中間兩個封堵點的雙封雙堵，將高靜壓施工變為常規壓力施工，最終改線工程順利完成，為類似工程提供借鑒。

山區；高落差；油氣管道；帶壓封堵

管道帶壓封堵是一種安全、經濟、快速高效的在役管道特種封堵技術，帶壓封堵的封堵介質可分為成品油和天然氣兩種，其中成品油帶壓封堵作業相對較多。封堵方式分為停輸和不停輸兩種，由于不停輸封堵的費用較高、施工風險較大，因此在帶壓封堵作業中常采用停輸封堵工藝。本文結合西南成品油北盤江跨越管道改線工程，闡述了山區高落差管道帶壓封堵施工工藝。

1　工程概況

西南成品油北盤江跨越管道位于貴州省關嶺布依族苗族自治縣境內，山體多起伏綿延，管道走向大體呈U型，原線路跨越橋海拔高度585.68 m。下游馬馬崖一級水電站建成后，水庫正常蓄水位海拔將遠遠超過585 m，成品油管道將被淹沒，因此需要對北盤江跨越段進行改線施工，新線路桁架橋如圖1所示。兩處改線封堵點位于北盤江兩岸，處于U型線路的最低點，與高點的海拔高差近千米。該工程管道的設計壓力10 MPa，材質X60，一般線路段管道規格D 406.4 mm×10.3 mm，特殊地段為D 406.4 mm× 12.7 mm，皆為直縫埋弧焊鋼管（LSAW），改線路由水平長度約1 182 m。

圖1　新線路桁架橋

2　重點及難點分析

北盤江成品油管道改線部分位于西南成品油管道安順-晴隆段，其跨越段（SY1854～SY1855）距離北岸最近閥室（安順SY1521）約12.4 km，落差952.71 m；距離南岸最近閥室（晴隆SY2612）約28.8 km，落差729.63 m，閥室與跨越段相關管道信息見表1。

表1　閥室與跨越段管道信息

當管道停輸后，關閉兩側閥室放空，按公式P= ρgh（相對密度取值0.85）計算跨越段管道管內理論靜壓為6.08～7.94 MPa。當時，國內帶壓封堵施工較普遍的最大壓力是6 MPa，我公司已完成的帶壓封堵項目封堵壓力均在4 MPa左右，因而本工程管道內靜壓有可能遠遠超出常規施工壓力，如何進行封堵施工且保證施工安全是本工程的最大施工難點。若出現意外，封堵不嚴密造成油品泄漏流入北盤江，將會造成極為嚴重的環境污染。

由于本工程封堵施工具有高壓力特性，因此施工工期要長于常規施工工期，但本管道作為供油主干管道，停輸時間有限，如何合理部署施工、調配施工資源、制訂切實可行的施工方案也是本工程的難點。

3　總體施工方案

面對這種大跨度、高落差、高壓力的成品油管道封堵改線工程，經過認真研究分析和相關理論計算，最終確定了采用“階梯式”降壓的施工方法進行帶壓封堵作業，即：先進行兩側單封單堵，后進行中間雙封雙堵。在本工程中分4個封堵作業點，從安順至晴隆方向（上游至下游）依次將4個封堵點定義為第一、第二、第三和第四封堵點。4個封堵點的位置和信息如圖2所示。

4　施工工藝

4.1施工總體流程

北盤江成品油管道改線工程施工時，先進行第一封堵點（5.25 MPa）和第四封堵點（4.5 MPa）封堵施工，用于切斷第二、第三封堵點與兩側海拔最高點的靜壓傳遞，使第二、第三封堵點停輸靜壓降至2.57 MPa和3.8 MPa，此時再進行第二、第三封堵點管件焊接、開孔、封堵及新舊管道連頭施工。施工總體流程如圖3所示。

圖2　封堵點平面位置布置示意

圖3　施工總體流程

4.2施工工序

采用“階梯降壓”的方式，將管道內的油品靜壓降低到常規壓力后即可按照水平管道帶壓封堵施工工序進行施工，嚴格遵守《鋼質管道帶壓封堵技術規范》[1]和《鋼制管道封堵技術規程第一部分：塞式、筒式封堵》[2]的要求。施工前，做好各項準備工作。

本工程因有4個封堵點作業，因此作業坑開挖不同于常規帶壓封堵施工。而管件焊接、管道開孔、管道封堵、不動火切割、新舊管道連頭、解除封堵、塞堵施工、管件防腐、地貌恢復都和常規帶壓封堵施工類似，本文不再詳細介紹。

本工程開挖4個作業坑，第一、第四封堵點作業坑為單封單堵作業坑，且不需要動火連頭，作業坑平面和俯視示意見圖4～5。作業坑長5m，寬4m，管道以下深0.5m。作業坑內設有逃生通道，通道寬度1.2m，坡度50°，呈階梯狀（每步高300mm，寬1.2m）。

第二、第三封堵點作業坑為雙封雙堵作業坑，每個作業坑分為2個封堵區和1個動火區，如圖6所示，中間用沙袋堆砌隔離墻進行防火隔離，隔離墻高1.5 m，寬度1 m，作業坑長15 m，寬4 m，管道以下深0.5 m。作業坑每個區均設有逃生通道，通道布置與第一、第四封堵點的作業坑相同。

圖4　第一、第四封堵點作業坑平面示意

圖5　第一、第四封堵點作業坑俯視示意

圖6　第二、第三封堵點作業坑示意

5　結束語

經過四天四夜的緊張施工，北盤江成品油管道改線工程順利完成。其帶壓封堵施工主要是采用“階梯式”降壓的方法，將管道內油品靜壓降低到常規壓力范圍內，再按常規帶壓封堵（小于6 MPa）施工工藝進行施工，最終降低了施工風險。同時，合理調配資源，最大限度減少了停輸時間。該工程的完工標志著國內最大壓力級別的成品油管道帶壓封堵順利完成，而且使得貴州省能源系統整體框架更加完善。為今后的山區高落差管道帶壓封堵施工提供了施工依據和參考。

[1]GB/T28055-2011，鋼質管道帶壓封堵技術規范[S].

[2]SY/T6150.1-2011，鋼質管道封堵技術規程第1部分塞式、筒式封堵[S].

Construction Process ofPipeline Hot Tapping and Plugging in L arge-fall Mountainous Area

XING Yumin
Pipeline Engineering Technology Service Co.，Sinopec Petroleum Engineering&Construction ShengliCorporation，Binzhou 256622，China

In the process of oil/gas transportation，operation and maintenance of long-distance pipeline，it is often encountered that the pipeline needs relocating or replacing.In these cases，the work of hot tapping and plugging is required.Combined with the Beipan River pipeline crossing section relocation project，the construction process of pipeline hot tapping and plugging in large-fall mountainous area is analyzed in this paper.The pipeline crossing section is located in the lowest position of the pipeline，its internalpressure is far beyond the conventionalpipeline construction pressure，and another problem is the limited shutdown time.So the method of“reducing pressure step by step”is adopted，which sets up four plugging points，i.e.firstly，hot tapping and plugging at two outsides points in the section，then at two inside points.Thus，the pipeline relocation construction under high pressure is turned into under conventionalpressure and is successfully realized.

mountainous area；large-fall；oiland gas pipelines；hot tapping and plugging with pressure

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.05.016

邢玉敏（1977-），女，山東菏澤人，高級工程師，2000年畢業于青島大學化學工程系高分子材料與工程專業，現從事技術質量管理工作。Email：104547708@qq.com

2015-12-01；

2016-04-09