燃?xì)夤艿狼骞芮蚯骞艿奶接慱工程實(shí)踐_E網(wǎng)燃?xì)猓ㄈ家?guī)在線(xiàn)）

摘要

摘要：介紹了燃?xì)夤艿狼骞芮蚯骞艿谋匾裕接懥送ㄇ蚬艿朗┕?、通球前的?zhǔn)備和通球操作中的技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)卡球原因進(jìn)行了分析，提出了幾種卡球處理方法。關(guān)鍵詞：燃?xì)夤?/p>

摘要：介紹了燃?xì)夤艿狼骞芮蚯骞艿谋匾?，探討了通球管道施工、通球前的?zhǔn)備和通球操作中的技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)卡球原因進(jìn)行了分析，提出了幾種卡球處理方法。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿?；清管；清管球；清管?/span>

Discussion on Sphere Pig Pigging of Gas Pipeline

DU Shengli，LUO Aimin

Abstract：The necessity for sphere pig pigging of gas pipeline is introduced.The pigging pipeline construction，preparations before pigging and the technical essentials in pigging operation are discussed. Based on the practical experience，the reasons for sphere blockage are analyzed，and some treatment methods of sphere blockage are proposed.

Key words：gas pipeline；pigging；sphere pig；swabbing pig

1 燃?xì)夤艿劳ㄇ虻谋匾?/span>

① 管道施工過(guò)程中，管內(nèi)不可避免地會(huì)有雜物和積水，這些都將給今后的運(yùn)行帶來(lái)隱患。對(duì)于管徑大于DN 100mm的管道，一般吹掃不能達(dá)到理想的效果，因此，CJJ 33—2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)鋼質(zhì)管道公稱(chēng)直徑大于等于100mm時(shí)，宜采用清管球進(jìn)行清掃。

② 在管道強(qiáng)度試驗(yàn)中，高壓、超過(guò)0.8MPa的次高壓鋼質(zhì)管道不得采用壓縮空氣試驗(yàn)，而應(yīng)采用水壓試驗(yàn)。試壓結(jié)束后管道中的水如何排凈，通球^[1～2]又成了最佳選擇。

③ 新建管道投產(chǎn)過(guò)程中的置換，特別是管道較長(zhǎng)時(shí)，如全部采用氮?dú)?，成本?huì)很高。如果需要置換的管道兩端設(shè)有收、發(fā)球裝置，則可以考慮用兩個(gè)清管球形成一個(gè)氮?dú)飧綦x段的方法進(jìn)行置換。這樣可節(jié)省大量費(fèi)用，有時(shí)僅用瓶供氮?dú)饩涂赏瓿芍脫Q。

④ 某些高壓管道在設(shè)計(jì)中考慮了清管功能，是為了清除管道使用過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)和積水等。這樣定期清管可保證管道的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，并能提高輸送能力。

2 通球管道的設(shè)計(jì)和施工

① 閥門(mén)和管件的選擇

通球管道必須是同一規(guī)格(管徑相同)，不同規(guī)格的管道應(yīng)分別進(jìn)行清掃。

通球管道中選用的閥門(mén)必須能夠保證清管球順利通過(guò)，宜采用全通徑雙面密封的球閥或閘板閥，嚴(yán)禁采用截止閥、蝶閥等清管球無(wú)法通過(guò)的閥門(mén)。

目前有些清管球已能通過(guò)曲率半徑為1D(D為管道外徑)的彎頭?？蛇x用曲率半徑為5D的彎管，也可選用曲率半徑為3D、1.5D的彎頭。有些設(shè)計(jì)中考慮清管球的通過(guò)能力而全部采用曲率半徑為5D的彎管，但在現(xiàn)場(chǎng)施工中，某些地方這種彎管無(wú)法使用，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)很難有足夠的空間。

支管連接嚴(yán)禁采用機(jī)制管件三通，因機(jī)制管件三通極易造成卡球。如支管與母管管徑相等或相近，采用機(jī)制管件三通則清管球無(wú)法通過(guò)，而必須在母管上直接開(kāi)口連接支管。如母管管徑較大而支管管徑較小，可直接在母管上開(kāi)口進(jìn)行支管連接，但組焊過(guò)程中嚴(yán)禁采用支管穿入母管中的組對(duì)方式。在母管上開(kāi)口時(shí)要留有擋球箅子，做法為在開(kāi)口中間處保留1～2條寬10mm左右的母材。當(dāng)母管管徑較大(大于DN 200mm)，支管管徑與母管管徑相等或相近時(shí)，擋球箅子應(yīng)做成井字形。采用氧乙炔焰進(jìn)行開(kāi)口時(shí)，要注意切割廢除物不要掉入管內(nèi)，并清理好切割口，確保開(kāi)口處平順。當(dāng)母管為焊接鋼管時(shí)，開(kāi)口要盡量避開(kāi)母管焊縫，通球時(shí)支管閥門(mén)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。

② 管道的組焊施工

通球管道回填土?xí)r要留出觀(guān)測(cè)點(diǎn)，直管段應(yīng)每隔200～300m設(shè)置1個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，彎頭及地下障礙物多的地段宜加密設(shè)置觀(guān)測(cè)點(diǎn)。為便于觀(guān)測(cè)，觀(guān)測(cè)點(diǎn)兩側(cè)3～5m范圍內(nèi)的管溝不要回填土，并在周?chē)O(shè)警示標(biāo)志，防止對(duì)行人造成意外傷害。

3 通球前的準(zhǔn)備

當(dāng)管道較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)先分段通球，再全線(xiàn)通球，分段長(zhǎng)度以2～3km為宜。采購(gòu)清管球時(shí)可向生產(chǎn)廠(chǎng)商提供管道或彎頭規(guī)格，由生產(chǎn)廠(chǎng)商確定過(guò)盈量。必要時(shí)可選用帶有跟蹤裝置的清管球。

① 簡(jiǎn)易收發(fā)球裝置的制作

a. 發(fā)球裝置

分段通球時(shí)可制作簡(jiǎn)易的發(fā)球裝置，可用一副盲法蘭制作，為了方便清管球的裝填，也可采用比母管大一個(gè)規(guī)格的異徑管與一副盲法蘭制作。發(fā)球裝置見(jiàn)圖1。進(jìn)氣閥根據(jù)所用空氣壓縮機(jī)的數(shù)量及排量進(jìn)行確定。宜選用測(cè)量范圍為0～0.6MPa的壓力表，以便于通球時(shí)觀(guān)察壓力變化，如發(fā)生卡球需要高壓解卡時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況更換相應(yīng)量程的壓力表。

分段通球中的收球裝置往往被人忽視，讓清管球隨意射出，這種做法相當(dāng)危險(xiǎn)，易造成人員傷亡。在城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿婪侄瓮ㄇ蛑惺涨蜓b置非常重要。收球裝置制作方法為：在收球端管口加裝擋球箅子，并在距收球端管口1m處的管道兩側(cè)開(kāi)設(shè)觀(guān)測(cè)口。為方便取出清管球，可采用比母管大1～2個(gè)規(guī)格的管道制作籃子的方法，籃子不密封，留出足夠的排放空間，且保證清管球不會(huì)射出，制作好后焊接到收球端管口。

② 空氣壓縮機(jī)

在通球時(shí)，空氣壓縮機(jī)的排量越大越好，但對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿朗┕?lái)說(shuō)，移動(dòng)式空氣壓縮機(jī)排量大的很少，可選用多臺(tái)小排量空氣壓縮機(jī)并聯(lián)。如分段通球，可考慮采用相鄰管段儲(chǔ)氣的方法進(jìn)行通球。

4 通球操作

① 安裝清管球

安裝清管球前要檢查清管球是否完好，并測(cè)量其過(guò)盈量是否符合要求。安裝困難時(shí)可采用加長(zhǎng)盲法蘭螺栓壓入清管球的方式，甚至可用螺旋千斤頂(油壓千斤頂不能水平使用)頂入清管球。采用上述方法時(shí)宜在清管球后墊木板，防止清管球損壞，安裝好后取出木板。連接空氣壓縮機(jī)，安裝好壓力表后即可通球。

② 通球

通球時(shí)一般安排通球指揮1人、中間觀(guān)測(cè)點(diǎn)處3～4人、末端觀(guān)測(cè)點(diǎn)處1人，末端還要設(shè)警示標(biāo)志及劃出危險(xiǎn)區(qū)域，防止行人入內(nèi)，所有人員通球前應(yīng)就位。設(shè)置值班車(chē)1輛，跟蹤清管球。每人配備移動(dòng)電話(huà)1部，通球時(shí)保持聯(lián)系。

清管球發(fā)出后，發(fā)球端壓力表的壓力應(yīng)有明顯變化，其規(guī)律是由低到高，水平管道一般達(dá)到0.1～0.2MPa時(shí)又逐漸降低(高程差大的管道，清管球爬坡時(shí)會(huì)因清管球前端的積水壓力較大，清管球爬過(guò)坡后壓力降低)；清管球因壓差小暫停前行時(shí)，壓力會(huì)逐漸升高。如果壓力按照這樣的規(guī)律變化，說(shuō)明清管球運(yùn)行正常。如長(zhǎng)時(shí)間壓力無(wú)明顯變化，則有卡球的可能，這時(shí)可與中間觀(guān)測(cè)點(diǎn)聯(lián)系，并對(duì)清管球的運(yùn)行區(qū)間加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。如清管球帶有跟蹤裝置，則可根據(jù)跟蹤裝置判斷是否卡球。

清管球通過(guò)觀(guān)測(cè)點(diǎn)時(shí)很容易被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榍骞芮蚺c管壁之間會(huì)發(fā)出摩擦聲，有時(shí)伴有清管球前端的積水及雜物聲。清管球通過(guò)后應(yīng)立即向通球指揮報(bào)告，并向下一個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)通報(bào)。從末端觀(guān)測(cè)點(diǎn)來(lái)看，清管球運(yùn)行時(shí)，管口風(fēng)量很大。清管球暫停前行時(shí)會(huì)無(wú)風(fēng)或風(fēng)量很小。如長(zhǎng)時(shí)間無(wú)風(fēng)量變化且一直有少量空氣排出，則有卡球的可能。末端觀(guān)測(cè)點(diǎn)除觀(guān)測(cè)清管球運(yùn)行外，安全監(jiān)護(hù)的任務(wù)也很重要。管口端嚴(yán)禁站人，觀(guān)測(cè)時(shí)一定要站在側(cè)面，并嚴(yán)禁行人進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。清管球快到達(dá)末端時(shí)，要通知末端觀(guān)測(cè)人員注意安全。

5 卡球的原因及處理方法

5.1 卡球的原因

清管球是依靠前后空氣壓力差前行的，通常卡球是由管內(nèi)雜物造成的，也可能因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)量不足或清管球漏風(fēng)。

對(duì)于水平管道，清管球的清掃時(shí)間一般為充入相應(yīng)管道0.1MPa空氣所需時(shí)間的2～3倍。如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且發(fā)球端壓力表長(zhǎng)時(shí)間無(wú)變化，管道末端一直有少量空氣排出，則可以判斷為卡球。

5.2 卡球的處理方法

① 如因清管球漏風(fēng)造成卡球，可放入第2個(gè)清管球進(jìn)行通球。但若放入第2個(gè)清管球仍不能解卡，一般情況下不要放入第3個(gè)清管球。如：勝利油田正理莊-樊家Φ273×7長(zhǎng)20km的輸氣管道全線(xiàn)通球中，因通球指揮失誤放入了5個(gè)清管球，結(jié)果清管球卡在兩個(gè)位置，給找球帶來(lái)很大困難。

② 分段通球如現(xiàn)場(chǎng)無(wú)大排量空氣壓縮機(jī)，因風(fēng)量小而卡球時(shí)，可考慮在相鄰管段儲(chǔ)存壓縮空氣進(jìn)行解卡。如：岳陽(yáng)市門(mén)站-城陵磯Φ219×6的輸氣管道，在分段清管過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)只有兩臺(tái)排量為2.3m³/min的小型空氣壓縮機(jī)。首段通球成功，但在第二段通球過(guò)程中發(fā)生卡球，最終采用儲(chǔ)存在首段管道的壓縮空氣成功解卡。

③ 收球端加裝爆破板或安裝大管徑放空閥解卡。加裝爆破板的方法過(guò)去在油田集輸管道中曾經(jīng)采用過(guò)，但在城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿朗┕ぶ袘?yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)確定。因爆破板的爆破時(shí)間不好確定，城鎮(zhèn)行人較多，用這種方法較危險(xiǎn)。因此，加裝放空閥的方式更加合理。為防止清管球及雜物意外射出，且考慮到成本及開(kāi)啟方便，放空閥直徑應(yīng)小于母管直徑，以公稱(chēng)直徑為100～200mm的閘板閥為宜。當(dāng)發(fā)球端壓縮空氣壓力升到0.2MPa以上時(shí)，突然打開(kāi)收球端的放空閥，清管球前后形成較大壓差，使清管球運(yùn)動(dòng)。如不成功可適當(dāng)提高打開(kāi)放空閥時(shí)的管內(nèi)壓力，但最高不得大于清管球和管道的強(qiáng)度試驗(yàn)壓力。

④ 若上述方法均不能解卡，則應(yīng)考慮反向通球。因該情況下的卡球通常是由于管道內(nèi)的雜物較大或較長(zhǎng)(可能是管內(nèi)有棍棒或施工工具)，造成清管球無(wú)法通過(guò)。

⑤ 如反向通球仍不能將清管球取出，則只有根據(jù)通球過(guò)程情況判斷出卡球的區(qū)間。如清管球帶有跟蹤裝置，則可將管道卡球處切割，取出清管球及雜物后再連接，重新進(jìn)行清管。如清管球不帶跟蹤裝置，考慮最易卡球的位置管件、閥門(mén)處，如卡球發(fā)生在直管段，則要考慮直管段連接死口處有無(wú)斜口，施工過(guò)程中有無(wú)變形較大的管段。分段找球時(shí)應(yīng)利用發(fā)球端的空氣壓縮機(jī)，根據(jù)切割口處的風(fēng)量判斷清管球在切割口的上游或下游。

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(本文作者：杜勝利¹ 羅愛(ài)民² 1.洪洞華潤(rùn)恒富燃?xì)庥邢薰?山西洪洞 041600；2.中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局海上石油工程技術(shù)檢驗(yàn)中心山東東營(yíng) 257064)