油氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中的清管技術(shù)探討

徐振雷（大慶油田工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司安裝公司第十二項(xiàng)目部，黑龍江大慶163000）

油氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中的清管技術(shù)探討

徐振雷（大慶油田工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司安裝公司第十二項(xiàng)目部，黑龍江大慶163000）

長(zhǎng)輸管道清管作業(yè)對(duì)于保障管道安全、降低管道能耗具有重要意義，是管道建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中的重要程序。文中從清管器類型及選型、清管周期、清管器運(yùn)行速度控制、清管器定位、清管器卡堵預(yù)防及處理等方面，對(duì)長(zhǎng)輸管道建設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中的清管技術(shù)進(jìn)行了探討，對(duì)于提升油田企業(yè)長(zhǎng)輸管道清管技術(shù)水平具有重要意義。

長(zhǎng)輸管道；清管技術(shù)；現(xiàn)狀；探討

清管對(duì)于保證管道安全、降低管道能耗具有重要意義，是管道建設(shè)和運(yùn)行中的一項(xiàng)重要工作，是管道建設(shè)和運(yùn)行中的一項(xiàng)重要工作。

1 清管器的類型

大口徑、高壓力和高等級(jí)鋼材是油氣管道發(fā)展的必然趨勢(shì)，這就要求清管器必須是耐高壓、耐磨損、穩(wěn)定運(yùn)行、自解堵，適應(yīng)長(zhǎng)距離站間距，并且功能多樣化。清管選型主要考慮的因素是清管器機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、吸附性和通過(guò)能力等。

（1）清管球。主要清楚管內(nèi)積液和分隔介質(zhì)，清除塊狀物能力較差，材質(zhì)為橡膠，通過(guò)控制注水量控制清管球過(guò)盈量。

（2）聚氨酯泡沫清管器。適用于清除帶內(nèi)涂層的管道，具有較高的彈性和韌性，但是運(yùn)行距離短，清除能力一般。

（3）機(jī)械清管器。分為碟型皮碗清管器和雙向直板清管器，機(jī)械清管器可安裝鋼刷清除固體雜質(zhì)，服役時(shí)間長(zhǎng)，但是不適用于多彎頭，閥門和存在較大變形的管道。

（4）智能清管器。采集管道變形缺陷、局部金屬損失、蠟層厚度及管道裂紋缺陷等信息。

（5）凝膠清管器。適用于各種直徑管道，具有良好密封性和彈性變形，可吸附大量碎屑不堵塞管道。

2 清管器的選型

清管器選型依據(jù)主要有清管器機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、吸附性、管道通過(guò)能力及輸送介質(zhì)的反應(yīng)性等。現(xiàn)階段，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，長(zhǎng)輸管道口徑增大、壓力不斷升高，相應(yīng)的要求清管器具有耐高壓、耐磨損、運(yùn)行穩(wěn)定、具備自解堵能力、能夠適應(yīng)不同管徑變化、能夠進(jìn)行長(zhǎng)距離清管作業(yè)等性能。

3 運(yùn)行管道清管周期

頻繁的清管作業(yè)會(huì)導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，并對(duì)管道運(yùn)行造成影響，確定合理的清管周期，特別針對(duì)輸氣管道是非常必要的。

3.1 原油管道

根據(jù)油品物性和管道運(yùn)行狀況確定清管周期，輸送輕質(zhì)原油的管道每季度清管作業(yè)不少于1次，每季度內(nèi)管道輸送能力下降3%及以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行緊急清管。輕質(zhì)油品管道應(yīng)根據(jù)管道運(yùn)行特性制定計(jì)劃性清管周期和特殊工況條件下的緊急清管。含蠟油管道應(yīng)考慮管道結(jié)蠟情況、管道能耗情況及管道低輸量運(yùn)行安全性等因素，確定經(jīng)濟(jì)清管周期。

3.2 天然氣管道

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，天然氣管道清管周期應(yīng)根據(jù)管輸氣質(zhì)量、管道輸送效率和運(yùn)行壓力來(lái)具體確定，通常當(dāng)管道輸送效率低于95%時(shí)應(yīng)進(jìn)行清管作業(yè)。對(duì)于在用的天然氣管道，不易進(jìn)行周期性清管，而應(yīng)根據(jù)氣體質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定合理經(jīng)濟(jì)的清管周期。管道內(nèi)檢周期一般為5年，清管周期應(yīng)小于內(nèi)檢周期；管道運(yùn)行過(guò)程中要定期排污，掌握管道排污情況能夠判斷輸氣管道是否應(yīng)進(jìn)行清管作業(yè)；管道實(shí)際輸氣效率與上次清管后的輸氣效率的比值為相對(duì)輸氣效率，該值小于90%應(yīng)進(jìn)行清管作業(yè)；清管作業(yè)結(jié)束后測(cè)定管道的原始摩阻壓差梯度，與管道實(shí)際運(yùn)行的壓差梯度進(jìn)行對(duì)比，超過(guò)一定比例時(shí)應(yīng)進(jìn)行清管作業(yè)。

4 清管器運(yùn)行速度控制

清管器運(yùn)行速度過(guò)快不僅影響清管效果，還可能破壞管道內(nèi)部防腐蝕涂層，同時(shí)清管器高速運(yùn)行容易造成彎頭、收球筒損壞，螺絲松動(dòng)、骨架斷裂等。因此，在強(qiáng)清管作業(yè)過(guò)程中應(yīng)控制清管器運(yùn)行速度，傳統(tǒng)方法是控制清管器前后壓差，但該方法控制效果有限，另有通過(guò)控制輸氣量來(lái)控制管道流速，達(dá)到控制清管器的方法，但該方法調(diào)速不夠精確，且調(diào)速滯后。為保護(hù)收球筒免受高速清管器沖擊，需要嚴(yán)格控制清管器進(jìn)收球筒的速度，可使用“二次收球”法控制清管器運(yùn)行速度，提高接受清管器的安全性。

5 清管器定位技術(shù)

天然氣管道清管器跟蹤定位主要是通過(guò)定點(diǎn)監(jiān)聽和實(shí)時(shí)技術(shù)預(yù)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，定點(diǎn)監(jiān)聽通常在清管管段線路閥室設(shè)置監(jiān)聽點(diǎn)，另外在發(fā)球站出站500米至1000米處設(shè)置一個(gè)監(jiān)聽點(diǎn)，在收球站前1000米至2000米處設(shè)置一個(gè)監(jiān)聽點(diǎn)，在隧道中還可設(shè)置臨時(shí)監(jiān)聽點(diǎn)，通過(guò)多點(diǎn)監(jiān)聽來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤定位。

6 清管器遇阻預(yù)防及處理措施

清管器卡堵情況是清管作業(yè)的最大危險(xiǎn)因素，研究表明，導(dǎo)致清管器卡堵的原因主要有長(zhǎng)輸管道變形、管道內(nèi)污物堆積、清管器半徑大于管道彎頭半徑、三通設(shè)計(jì)不合理等。為了避免出現(xiàn)清管器卡堵的情況發(fā)生，國(guó)外研究出了自動(dòng)解卡型清管器，能夠在運(yùn)行過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)蠟沉積情況，通過(guò)自動(dòng)啟動(dòng)剪切裝置對(duì)堆積的蠟進(jìn)行破壞，從而有效防止因蠟沉積物堆積而導(dǎo)致的清管器卡堵等。

7 清管安全措施

油氣管道清管作業(yè)中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素主要有清管器卡堵、閥門泄漏、可燃?xì)怏w爆炸、硫化物自然、盲板打開、油氣對(duì)環(huán)境的污染等，針對(duì)可能發(fā)生的安全事故，要制定相應(yīng)的預(yù)防措施，防范于未然。同時(shí)還應(yīng)防止高速運(yùn)行的清管器及其附件從管道中飛出的可能性，可以根據(jù)清管器跟蹤定位預(yù)測(cè)到達(dá)指定地點(diǎn)時(shí)，將指定地點(diǎn)劃定為安全區(qū)域，禁止作業(yè)人員或其它人進(jìn)入，確保清管作業(yè)的安全性。

[1] 劉剛,陳雷,張國(guó)忠.管道清管器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2011,30(9):646-653.