油田站場集輸管道解堵作業現狀及風險防范措施研究

李建斐 周鵬 李艷 陳天曉

1大慶油田技術監督中心

2大慶油田質量安全環保監督評價中心

3青海油田采油一廠基建項目中心

大慶油田一年中有近5個月的時間氣溫處于零下，而采出的原油含蠟量高（20%～30%），凝固點高（25～30 ℃），因此在集輸管線伴熱條件不好、流動性差等情況下，極易發生管線凍堵的情況，若發現不及時，處理難度極大，導致生產時率無法保證，從而影響油田產量。

多年來管線凍堵一直是影響大慶油田冬季生產運行的大問題，為處理管線凍堵問題，目前主要采用高壓熱洗車高壓泵解堵和電解車高壓電加熱解堵。其中高壓熱洗車高壓泵解堵方式為最常用的方法，當管線凍堵不嚴重的情況下，處理較快，但凍堵嚴重時很難處理，并存在較大的操作風險。電解車[1]高壓電加熱解堵能夠彌補高壓熱洗車高壓泵解堵處理凍堵嚴重管線的不足，但是在用電、處理過程中又衍生了其他作業風險。

本文介紹了近年來大慶油田采油廠集輸管道解堵作業的情況，對主要應用的方法進行了風險分析并提出預防措施，對下一步油田集輸管道解堵作業的工作進行展望。

1 集輸管道解堵作業

對大慶油田四個采油廠近三年集輸管道解堵作業現場調查，2018—2020 年來共進行解堵作業22 822 次，其中高壓熱洗車解堵作業20 907 次，電解車解堵作業1915 次（表1）。通過數據統計分析，采油廠在集輸管道解堵方面作業頻率較多，每個采油廠年工作量平均達2 000 次以上，解堵方法有高壓熱洗車解堵和電解車解堵，高壓熱洗車解堵是目前主要的解堵方式，工作量占全年解堵工作量的90%左右。

表1 2018—2020年集輸管道解堵作業次數Tab.1 Number of relieveing blockage operation of gathering and transmission pipeline from 2018 to 2020

2 解堵作業流程及風險分析

2.1 高壓熱洗車解堵

高壓熱洗車解堵作業是高壓泵車分別與水罐車和待解堵管線連接，罐車中的熱水通過高壓泵車升壓打入到待解堵管線中，通過高溫和高壓的雙重作用來解決管線的堵塞問題。

作業前準備工作主要涉及車輛的停放位置、工具的搬運、管件的連接等操作。車輛在停放過程中容易對人員造成車輛傷害；在工具搬運及管件連接過程中，容易發生物體打擊或其他傷害；管件連接過程還可能涉及到動火作業，容易發生火災和灼燙傷害。

作業過程即高壓熱洗車的打壓過程，是高壓熱洗車解堵作業風險較大的操作步驟，在管線打壓過程中有2個重要參數，一是管線的堵塞程度；二是管線的承壓能力[2-3]。由于每條管線的堵塞程度和管線承壓能力均不同，在打壓操作時，必須控制好壓力限值，盲目的升壓解堵可能造成管線的爆裂、泄漏或連接件的刺漏。主要風險體現為2點：①在打壓過程中，容易發生管線甩動、連接件碎裂飛出、管線泄漏、高溫介質飛出等風險，造成人員傷害和設備損傷[4]；②在打壓過程中，若給管線“開天窗”或將管線打漏，會導致油污進入外界環境，對土壤和地表水產生污染，造成環境污染[5-6]。

作業收尾過程主要涉及管線連接件的拆卸和切割、工具的搬運操作。管線連接件在拆卸過程中，若管線未泄壓，會導致高溫介質噴出或連接件飛出，造成灼燙和物體打擊傷害；在切割過程中可能發生火災、灼燙或機械傷害；搬運工具過程中可能造成物體打擊或其他傷害。

2.2 電解車解堵作業

電解車解堵作業目前在油田各采油廠均有應用，但使用次數相對較少，一般流程是：將凍堵的管線挖出來（找離變壓器相對較近的位置挖管線），用火焊將凍堵管線斷開；管線兩頭連接電解線，再將電解清蠟車連接高壓線；利用給管線通電加熱的方式進行解堵，待管線解通后再將斷開部位焊接[7]。2003 年冬季，電解車首次在采油廠D 開始作業。電解車解堵作業執行企業標準Q/SY DQ1069—2013《電熱解堵車操作與保養規程》，作業前將凍堵管道分段斷開，每段最長≤1 000 m，每個管段兩端連接電纜線（6 kV 電源線連接），進行解堵作業。

電解過程中主要風險是操作人員觸電的風險。當出現電纜接頭處絕緣綁扎不牢、絕緣等級低或電纜拽動拖地摩擦產生高壓放電等問題時，會造成操作人員觸電；其次是在使用氣焊和電焊切割焊接管線的過程中，若員工違章操作或個體防護穿戴不全，可能產生火災或灼燙的風險；另外員工在搬運電纜過程中，由于電纜較長需要多人協同操作，容易發生摔倒、扭傷等其他傷害。

2.3 解堵作業主要風險及防范措施

目前油田解堵作業中，高壓熱洗車解堵作業是解堵的主要方式，也是管道解堵作業的主要風險源，尤其是因管道超壓致使管道爆裂或連接件飛出造成的物體打擊事故時有發生，有造成人員傷亡和財產損失的潛在風險，因此應重點預防和避免高壓熱洗車解堵作業造成的物體打擊事故。

通過對集輸管道解堵作業的風險分析以及近年來油田發生的相關事故統計，油田集輸管道解堵作業的風險主要來源于高壓熱洗車解堵過程中的物體打擊風險和環境影響風險。因此，針對高壓熱洗車解堵作業，應該注意以下10 個方面來預防事故的發生：

（1）解堵作業前確保作業車輛運行正常，各連接部位緊固、無滲漏，操作系統、壓力儀表、控制線路完好并準確。

（2）高壓熱洗車操作人員定期進行崗位安全培訓，提高安全操作技能及應急處置能力。

（3）解堵作業過程指定專人、定時巡線，發現泄漏等異常情況及時泄壓補救。

（4）開始作業后，輔助人員必須撤離至安全地帶，距離施工作業區域50 m 以外，嚴禁在管線線路區域來回跨越。

（5）作業過程中，駕駛員必須在駕駛室待命，不得隨意離開。操作人員應隨時觀察各部件運轉狀況和各壓力表、轉速表、溫度表及流量計的示數是否正常，隨時處理緊急情況。

（6）嚴格控制作業壓力，作業壓力嚴禁超過管道的設計運行壓力的1.5倍[8-12]。

（7）高壓熱洗車升壓速度控制在0.1 MPa/min之內。

（8）上水泵管及連接卡箍應能夠承受高壓熱洗車的最高工作壓力。

（9）高壓熱洗車工作壓力達到解堵管道設計壓力1.5 倍仍不能解通管道，停止使用高壓熱洗車解堵作業。

（10）作業前應準備好環境風險事件應急裝備，及時、有效控制環境風險。

3 集輸管道解堵作業的建議

為避免發生事故，徹底消除高壓熱洗車解堵作業帶來的高壓作業風險，達到本質安全的目的，可以用新方法、新設備來取代高壓熱洗車解堵作業。大慶油田部分采油廠已購買電解裝置30 余臺，累計處理管道解堵作業2 000 余次。通過電解裝置的推廣使用，避免了高壓熱洗車解堵作業造成的物體打擊事故以及將管線打漏造成的環境污染，從而消除了油田解堵作業的主要風險，使用以來從未發生過生產安全事故。電解裝置解堵作業優點如下：

（1）使用方便。無需斷開管道，單端輸送熱能。體積小、重量輕，運輸只需一臺小貨車，作業時500 A的電解裝置兩人即可抬走，使用不受天氣和道路影響。

（2）操作簡單。裝置有獨立的自動化操作控制系統；電解裝置輸入、輸出接線簡單，調節方便，輸出電纜連接井口和凍堵管道，不用區分正負極；不需要培訓專職操作人員，崗位工人嚴格按操作手冊步驟接線即可完成操作。

（3）無人值守。具有遠程監控、遠程對話功能，遠程控制和操作；后臺控制軟件生成作業數據報表，便于實施科學、有效管理。

（4）安全環保。裝置在加熱解堵管線過程中，溫度自動控制（≤100 ℃），對管線防腐層、保溫層及電泵井絕緣材料等附屬部件無損傷。最大輸出電壓70 V，跨步電壓接近于零，人觸摸作業管線無觸電風險。解凍堵管線沒有開放點，接通后沒有油氣排放。

（5）節約能源。耗電量低、能源利用率高。該裝置采用浪涌脈沖電磁波輸出，對金屬管線電阻加熱的同時激發管道內原介質熱焓值，和傳統電阻加熱相比能夠節電30%。

（6）一機多用。電解裝置為多功能智能機，不僅可以解凍堵金屬管道、還可解通油井管柱蠟卡，進行管道補漏作業。

4 結束語

油田采油廠已經開始使用或計劃采購電解裝置進行管線解堵作業，通過實踐積累驗證了電解裝置在安全環保、節能、功能性等方面的優點，既能夠彌補高壓熱洗車和電解車解堵存在風險的問題，又能夠提高解堵作業的工作效率。未來電解裝置的推廣應用，必將大大降低油田解堵作業可能造成的安全生產事故，在消除油田解堵作業風險的同時，還能解決油井管柱蠟卡以及管道補漏作業等方面的問題。