不停氣開孔技術在天然氣管線中的應用

陳偉超

摘 要：燃氣管道不停氣帶壓開孔作業在全密封環境下進行，不僅能正常供氣，而且可使燃氣管道作業的安全性和可靠性得到提高，因此近年來這項技術在天然氣管線維護和管理過程中廣泛應用。本文主要分析了不停氣帶壓開孔封堵技術原理、使用范圍、施工工藝，并結合具體的工程分析了不停氣開孔作業的控制要點和安全性因素。

關鍵詞：天然氣管線；不停氣開孔技術；施工工藝

中圖分類號：TE88 文獻標志碼：A

1 不停氣帶壓封堵技術原理

不停氣帶壓封堵技術指在不停止正常的輸送燃氣、降低管道壓力以及管線的正常運行條件下，用專用的開孔設備對天然氣管線進行開孔，對新舊管道進行碰口接線或者在原來的管道上增加旁路等作業的新工藝。不停氣帶壓封堵技術原理就是通過開孔機器在下部裝有軸封填料，讓機器設備在帶壓作業時不會出現滲漏，從而保證開孔設備在一個完全密封的環境下對燃氣管道進行開孔和封堵，新管線與運行管線不動火連接，作業過程中不會出現介質泄漏，確保整個施工過程中正常運行。

2 適用范圍

不停氣帶壓封堵技術適用管線、儲罐等油氣運輸設備在不停輸油氣存儲介質條件下，進行支路或者配管的連接施工作業。

3 施工工藝

不停氣帶壓封堵技術一般是在管道母線上垂直開孔，新管線與法蘭封堵接管水平連接，開孔過程中用閘閥配合開孔和封堵，然后用冷卻刀具對其進行冷卻。施工工藝流程為：施工準備——確定開孔位置——安裝管道、管件——焊接——安裝設備閥門、刀具——開孔——封堵——完工處理。

4 應用舉例

廈門華潤燃氣有限公司為在廈門轄區內提供穩定的雙氣源保障，將西三線氣源在海滄門站高壓出站管與現役高壓管網的中海油LNG氣源進行對接，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孔連頭的作業方式進行作業。本次施工主要包括施工準備、管件安裝與焊接、開孔封堵作業和施工處理等4個環節。

施工處現役DN600高壓管道材質為L360鋼管，設計壓力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。施工的難點在于距離在役DN600管道北側2m平行敷設有一條中海油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，采用彎頭和開孔四通管件底部連接。

4.1 施工準備

施工準備工作包括人員準備、現場準備和技術準備等內容。由于不停氣帶壓封堵技術對作業人員的技術要求比較高，燃氣管線作業具有一定的危險性，所以現場作業人員不僅要熟悉電動開孔機的相關參數以及操作技能，而且還要熟悉現場環境，在作業過程中，嚴格遵守開孔機作業規范和作業要求，確保作業的安全性。現場準備主要指在作業前要準備施工材料、作業機器設備是否齊全；開挖的作業坑和安全通道是否符合作業標準，對容易出現坍塌的部分要做好相應的防護措施；并配備交通工具、通信設備以及安全設施和消防設施。技術準備工作指施工單位必須按照施工方案做好現場施工組織準備、確定指揮、監督、施工作業人員的職責。并向施工作業人員做好技術交底工作，讓作業人員了解施工步驟、作業標準以及安全防護工作，確保施工順利進行。

4.2 設備安裝和焊接

首先確定開孔位置和作業點，確保施工周圍的環境比較開闊，開孔部位盡量避開管道的焊接部位，如果無法避免則要打磨開孔刀具切削部位。其次，確定開孔位置，按照不停氣帶壓封堵作業示意圖，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，檢查閘閥開關是否正常，將閘板開關拉到最大開啟位置，檢查閥門內部沒有障礙物，確保開孔刀具能夠順利作業，并對封堵閘閥連接開孔機、連箱，并進行氣壓試驗，以免出現漏氣現象，確?，F場準備妥當以后，才能進行鉆孔作業。

4.3 開孔、封孔作業

首先做好刀具的降溫工作，搖動鉆機扳手，將鉆頭中心鉆與接觸母管頂部位置，進行調試，讓鉆頭空鉆2min～3min，確認鉆頭工況正常以后，才能正式開啟鉆機。手動進刀的速度比較緩慢，如果進刀過程中出現卡刀的情況，可以先退刀再進刀，不能強行搖動。小管徑開孔時，如果馬鞍塊切斷，則不能再進行進刀，以免鉆通對面管壁，造成管道泄漏。管壁切透以后，在反方向轉動扳手，將刀具退到到鉆機標記位置，關掉電源和閘閥開關。然后卸載鉆機、取下刀具以及馬鞍型切塊，鉆孔機安裝在封堵閘閥上并與連箱連接，閘板開到最大的最值，并搖動手輪將堵頭送到法蘭內部螺栓孔底部，手輪搖動的速度比較緩慢，堵頭入扣以后再旋轉擰緊開關。堵頭擰緊以后，反方向轉動扳手，將鉆桿和鉆機提升到現場標記的位置，然后釋放閘板閥和連箱內的介質，通過介質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并卸掉閘板閥，再一次檢查封堵情況，再一次確認閘板閥沒有泄露情況以后，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結束以后，要及時地清理鉆孔機上面的污漬，并做好鉆孔的維護和保養工作，延長鉆孔機的使用時間。首先拆卸鉆機機、退刀導桿，檢查鉆孔機的連接位置是否有移動情況，清理閘閥、刀具上的物質，查看刀具是否有磨損、減速機和齒輪箱潤滑油是否充足等，各個部件是否齊全，確定無誤以后，將鉆孔機裝箱入庫。其次，對燃氣管道、管件、接口進行防腐處理，以免受到水、酸堿等污染物質的腐蝕。然后回填管溝、作業坑，恢復作業區域的地貌，并做好燃氣標志，提醒注意保護。施工結束以后，還要將這些施工作業圖以及技術資料整理存檔為后期燃氣管道的保養和維修提供參考依據。

5 施工安全性分析

第一，鉆機開孔過程中，機器設備、法蘭、閥門等連接面可能造成介質泄漏現象，天然氣如果泄漏遇到明火很容易爆炸。所以鉆機作業前，必須檢查開孔器的密封性，確保密封墊沒有損傷、鉆桿連接完好。在確認天然氣管線的溫度范圍內，用靜壓力測試焊接連接件和開孔機器，將開孔機和閥門安裝并焊接在開孔短節上試壓，試壓30min以后，沒有泄漏現象，才能進行作業。第二，由于帶壓開孔時，開孔機筒刀切削管線時會產生大量的鐵屑，這些鐵屑如果落入到管道內，會被天然氣帶走，影響到下一個工藝設備、儀表的精度。因此，必須處理好鐵屑問題。在開孔位置安裝過濾器上游管線，在垂直向上方向開孔，可以將鐵銹落入到筒刀中，作業的時候筒刀可以將鐵屑帶出來，避免對施工工藝的影響。第三，消除設備自身影響。由于開孔作業時，開孔機安裝在天然氣管線上，開孔機本身具有一定的重量，給管道以及支撐結構造成一定的影響，所以在選擇開孔機的時候，盡量選擇軸向尺寸和鉆孔工具。

結語

不停氣帶壓封堵技術改變了傳統停止輸運、降壓、排放介質等作業方式，避免了施工影響用戶的正常用氣，降低了作業的成本，具有極大的經濟性。但是不停氣帶壓封堵技術的開孔、焊接具有一定的風險。因此，施工單位在作業的時候，一定要制定嚴密的施工計劃，施工人員按照施工技術規范進行，確保不停氣帶壓封堵作業的安全性和可靠性。

參考文獻

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