不停氣開(kāi)孔技術(shù)在天然氣管線中的應(yīng)用

陳偉超

摘 要：燃?xì)夤艿啦煌鈳洪_(kāi)孔作業(yè)在全密封環(huán)境下進(jìn)行，不僅能正常供氣，而且可使燃?xì)夤艿雷鳂I(yè)的安全性和可靠性得到提高，因此近年來(lái)這項(xiàng)技術(shù)在天然氣管線維護(hù)和管理過(guò)程中廣泛應(yīng)用。本文主要分析了不停氣帶壓開(kāi)孔封堵技術(shù)原理、使用范圍、施工工藝，并結(jié)合具體的工程分析了不停氣開(kāi)孔作業(yè)的控制要點(diǎn)和安全性因素。

關(guān)鍵詞：天然氣管線；不停氣開(kāi)孔技術(shù)；施工工藝

中圖分類號(hào)：TE88 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 不停氣帶壓封堵技術(shù)原理

不停氣帶壓封堵技術(shù)指在不停止正常的輸送燃?xì)狻⒔档凸艿缐毫σ约肮芫€的正常運(yùn)行條件下，用專用的開(kāi)孔設(shè)備對(duì)天然氣管線進(jìn)行開(kāi)孔，對(duì)新舊管道進(jìn)行碰口接線或者在原來(lái)的管道上增加旁路等作業(yè)的新工藝。不停氣帶壓封堵技術(shù)原理就是通過(guò)開(kāi)孔機(jī)器在下部裝有軸封填料，讓機(jī)器設(shè)備在帶壓作業(yè)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)滲漏，從而保證開(kāi)孔設(shè)備在一個(gè)完全密封的環(huán)境下對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行開(kāi)孔和封堵，新管線與運(yùn)行管線不動(dòng)火連接，作業(yè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)介質(zhì)泄漏，確保整個(gè)施工過(guò)程中正常運(yùn)行。

2 適用范圍

不停氣帶壓封堵技術(shù)適用管線、儲(chǔ)罐等油氣運(yùn)輸設(shè)備在不停輸油氣存儲(chǔ)介質(zhì)條件下，進(jìn)行支路或者配管的連接施工作業(yè)。

3 施工工藝

不停氣帶壓封堵技術(shù)一般是在管道母線上垂直開(kāi)孔，新管線與法蘭封堵接管水平連接，開(kāi)孔過(guò)程中用閘閥配合開(kāi)孔和封堵，然后用冷卻刀具對(duì)其進(jìn)行冷卻。施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備——確定開(kāi)孔位置——安裝管道、管件——焊接——安裝設(shè)備閥門(mén)、刀具——開(kāi)孔——封堵——完工處理。

4 應(yīng)用舉例

廈門(mén)華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰緸樵趶B門(mén)轄區(qū)內(nèi)提供穩(wěn)定的雙氣源保障，將西三線氣源在海滄門(mén)站高壓出站管與現(xiàn)役高壓管網(wǎng)的中海油LNG氣源進(jìn)行對(duì)接，為不影響正常供氣，在這兩段高壓管道交叉處采用不停氣帶壓開(kāi)孔連頭的作業(yè)方式進(jìn)行作業(yè)。本次施工主要包括施工準(zhǔn)備、管件安裝與焊接、開(kāi)孔封堵作業(yè)和施工處理等4個(gè)環(huán)節(jié)。

施工處現(xiàn)役DN600高壓管道材質(zhì)為L(zhǎng)360鋼管，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，埋地深度1.1m（管頂距地表深度），與出站DN700高壓管道垂直交叉。施工的難點(diǎn)在于距離在役DN600管道北側(cè)2m平行敷設(shè)有一條中海油DN400在役天然氣管道，埋地同樣是1.1m，故此次連頭方案為：出站管道從在役管底敷設(shè)，采用彎頭和開(kāi)孔四通管件底部連接。

4.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備工作包括人員準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備等內(nèi)容。由于不停氣帶壓封堵技術(shù)對(duì)作業(yè)人員的技術(shù)要求比較高，燃?xì)夤芫€作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，所以現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員不僅要熟悉電動(dòng)開(kāi)孔機(jī)的相關(guān)參數(shù)以及操作技能，而且還要熟悉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，在作業(yè)過(guò)程中，嚴(yán)格遵守開(kāi)孔機(jī)作業(yè)規(guī)范和作業(yè)要求，確保作業(yè)的安全性。現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備主要指在作業(yè)前要準(zhǔn)備施工材料、作業(yè)機(jī)器設(shè)備是否齊全；開(kāi)挖的作業(yè)坑和安全通道是否符合作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)容易出現(xiàn)坍塌的部分要做好相應(yīng)的防護(hù)措施；并配備交通工具、通信設(shè)備以及安全設(shè)施和消防設(shè)施。技術(shù)準(zhǔn)備工作指施工單位必須按照施工方案做好現(xiàn)場(chǎng)施工組織準(zhǔn)備、確定指揮、監(jiān)督、施工作業(yè)人員的職責(zé)。并向施工作業(yè)人員做好技術(shù)交底工作，讓作業(yè)人員了解施工步驟、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及安全防護(hù)工作，確保施工順利進(jìn)行。

4.2 設(shè)備安裝和焊接

首先確定開(kāi)孔位置和作業(yè)點(diǎn)，確保施工周?chē)沫h(huán)境比較開(kāi)闊，開(kāi)孔部位盡量避開(kāi)管道的焊接部位，如果無(wú)法避免則要打磨開(kāi)孔刀具切削部位。其次，確定開(kāi)孔位置，按照不停氣帶壓封堵作業(yè)示意圖，將新連接的支線管道與法蘭封堵接管，然后清除母管上的防腐層，將DN600/700四通管件貼合在DN600的母管上，并調(diào)整四通管件，讓四通管件與母管軸線垂直，然后焊接到母管上。最后，將重心鉆、套鉆以及刀具安裝在鉆機(jī)上，然后將封堵閘閥加密封墊并與法蘭封堵接管連接在一起，檢查閘閥開(kāi)關(guān)是否正常，將閘板開(kāi)關(guān)拉到最大開(kāi)啟位置，檢查閥門(mén)內(nèi)部沒(méi)有障礙物，確保開(kāi)孔刀具能夠順利作業(yè)，并對(duì)封堵閘閥連接開(kāi)孔機(jī)、連箱，并進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，以免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，確保現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備妥當(dāng)以后，才能進(jìn)行鉆孔作業(yè)。

4.3 開(kāi)孔、封孔作業(yè)

首先做好刀具的降溫工作，搖動(dòng)鉆機(jī)扳手，將鉆頭中心鉆與接觸母管頂部位置，進(jìn)行調(diào)試，讓鉆頭空鉆2min～3min，確認(rèn)鉆頭工況正常以后，才能正式開(kāi)啟鉆機(jī)。手動(dòng)進(jìn)刀的速度比較緩慢，如果進(jìn)刀過(guò)程中出現(xiàn)卡刀的情況，可以先退刀再進(jìn)刀，不能強(qiáng)行搖動(dòng)。小管徑開(kāi)孔時(shí)，如果馬鞍塊切斷，則不能再進(jìn)行進(jìn)刀，以免鉆通對(duì)面管壁，造成管道泄漏。管壁切透以后，在反方向轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，將刀具退到到鉆機(jī)標(biāo)記位置，關(guān)掉電源和閘閥開(kāi)關(guān)。然后卸載鉆機(jī)、取下刀具以及馬鞍型切塊，鉆孔機(jī)安裝在封堵閘閥上并與連箱連接，閘板開(kāi)到最大的最值，并搖動(dòng)手輪將堵頭送到法蘭內(nèi)部螺栓孔底部，手輪搖動(dòng)的速度比較緩慢，堵頭入扣以后再旋轉(zhuǎn)擰緊開(kāi)關(guān)。堵頭擰緊以后，反方向轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，將鉆桿和鉆機(jī)提升到現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記的位置，然后釋放閘板閥和連箱內(nèi)的介質(zhì)，通過(guò)介質(zhì)排放量確定堵頭封堵情況。如果封堵比較正常，那么可以正常拆卸鉆機(jī)并卸掉閘板閥，再一次檢查封堵情況，再一次確認(rèn)閘板閥沒(méi)有泄露情況以后，用閥蓋加墊蓋并緊固或者將連接處焊接。

4.4 收尾工作

不停氣帶壓封堵作業(yè)結(jié)束以后，要及時(shí)地清理鉆孔機(jī)上面的污漬，并做好鉆孔的維護(hù)和保養(yǎng)工作，延長(zhǎng)鉆孔機(jī)的使用時(shí)間。首先拆卸鉆機(jī)機(jī)、退刀導(dǎo)桿，檢查鉆孔機(jī)的連接位置是否有移動(dòng)情況，清理閘閥、刀具上的物質(zhì)，查看刀具是否有磨損、減速機(jī)和齒輪箱潤(rùn)滑油是否充足等，各個(gè)部件是否齊全，確定無(wú)誤以后，將鉆孔機(jī)裝箱入庫(kù)。其次，對(duì)燃?xì)夤艿馈⒐芗⒔涌谶M(jìn)行防腐處理，以免受到水、酸堿等污染物質(zhì)的腐蝕。然后回填管溝、作業(yè)坑，恢復(fù)作業(yè)區(qū)域的地貌，并做好燃?xì)鈽?biāo)志，提醒注意保護(hù)。施工結(jié)束以后，還要將這些施工作業(yè)圖以及技術(shù)資料整理存檔為后期燃?xì)夤艿赖谋ｐB(yǎng)和維修提供參考依據(jù)。

5 施工安全性分析

第一，鉆機(jī)開(kāi)孔過(guò)程中，機(jī)器設(shè)備、法蘭、閥門(mén)等連接面可能造成介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，天然氣如果泄漏遇到明火很容易爆炸。所以鉆機(jī)作業(yè)前，必須檢查開(kāi)孔器的密封性，確保密封墊沒(méi)有損傷、鉆桿連接完好。在確認(rèn)天然氣管線的溫度范圍內(nèi)，用靜壓力測(cè)試焊接連接件和開(kāi)孔機(jī)器，將開(kāi)孔機(jī)和閥門(mén)安裝并焊接在開(kāi)孔短節(jié)上試壓，試壓30min以后，沒(méi)有泄漏現(xiàn)象，才能進(jìn)行作業(yè)。第二，由于帶壓開(kāi)孔時(shí)，開(kāi)孔機(jī)筒刀切削管線時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的鐵屑，這些鐵屑如果落入到管道內(nèi)，會(huì)被天然氣帶走，影響到下一個(gè)工藝設(shè)備、儀表的精度。因此，必須處理好鐵屑問(wèn)題。在開(kāi)孔位置安裝過(guò)濾器上游管線，在垂直向上方向開(kāi)孔，可以將鐵銹落入到筒刀中，作業(yè)的時(shí)候筒刀可以將鐵屑帶出來(lái)，避免對(duì)施工工藝的影響。第三，消除設(shè)備自身影響。由于開(kāi)孔作業(yè)時(shí)，開(kāi)孔機(jī)安裝在天然氣管線上，開(kāi)孔機(jī)本身具有一定的重量，給管道以及支撐結(jié)構(gòu)造成一定的影響，所以在選擇開(kāi)孔機(jī)的時(shí)候，盡量選擇軸向尺寸和鉆孔工具。

結(jié)語(yǔ)

不停氣帶壓封堵技術(shù)改變了傳統(tǒng)停止輸運(yùn)、降壓、排放介質(zhì)等作業(yè)方式，避免了施工影響用戶的正常用氣，降低了作業(yè)的成本，具有極大的經(jīng)濟(jì)性。但是不停氣帶壓封堵技術(shù)的開(kāi)孔、焊接具有一定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，施工單位在作業(yè)的時(shí)候，一定要制定嚴(yán)密的施工計(jì)劃，施工人員按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行，確保不停氣帶壓封堵作業(yè)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔鋼，劉向東.高壓管線帶壓開(kāi)孔改線技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（29）：4267-4268.