油气管道不停输带压封讲解.docx

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油气管道不停输带压封讲解

油气管道不停输带压封堵实施工艺

摘要：

机械封堵是管道在不停输状态下使用机械密闭传送方式，从管道开孔处将特制的隔离物（封堵头）送入管道，以阻截管道内介质流动．

关键词：

带压开孔、封堵、机械式爬管

一、定义

1．1密闭开孔（简称开孔）：

在运行管道上以机械切削方式密闭加工不同尺寸的圆形孔．

1．2机械封堵（简称封堵）：

管道在不停输状态下，以机械密闭传送方式，从管道开孔处将特制的隔离物（封堵头）送入管道，以阻截管道内介质流动．

1．3对开三通：

在管道上用于管道开孔、封堵，单面带法兰全包围补强式特制三通．它分为封堵三通、旁路三通两类．

1．4塞堵：

用于对开三通中，堵塞法兰端出口带“O”型密封圈，钢制式单向阀及卡环槽的圆柱体

1．5卡环机构：

在对开三通法兰部分，可进行伸缩调整，用于固定，限制塞堵的机构．

1．6夹板阀：

由三层板组装，中间装有活动阀芯，两端面间远小于同规格阀门的闸阀．

1．7开孔接合器：

用于夹板阀和开孔机之间密闭连接，可容纳开孔刀，塞堵的装置．

1．8封堵接合器：

用于夹板阀和封堵液压缸之间的密闭连接，可容纳封堵头的装置．

二、一般要求：

2．1管道状况调查：

对封堵作业管段的走向、埋深、高差、作业距离进行现场调查，了解作业管段管道的压力，介质温度、流量，管道壁厚及防腐方式，掌握最低允许输送压力以及当地当时地理气候条件下管道允许的最长停输时间．

2．2施工现场选取原理：

施工现场应有足够的作业场地、操作空间，道路应畅通无阻，并且还应避开工业和民用建筑、公共设施，电力通信线路，管道交汇点，管道严重腐蚀区等．

2．3管段上作业点选取原则：

开孔、封堵作业点应尽量选择在水平管段上，开孔部位应避开管道螺旋焊缝、环焊缝，无法避开时，对开孔刀切割部位的焊缝应进行适量打磨，开孔刀中心钻不应落在焊缝上，封堵头橡胶板所在部位的管道椭圆度不得超过管外径的2％．

2．4对开三通焊接完毕后进行综合压力试验：

试压压力为管道的运行压力，用着色笔或其它手段检验对开三通的焊缝，卡环调整孔有无渗漏，并稳压10－15min，如果试验介质为水，压力表指针回落不允许超过试压压力的10％．

2．5对管道开孔时切割下的鞍形板的处理：

管道开孔是切割下的鞍形板，当开孔直径大于50ｍｍ时，鞍形板应随塞堵装回管道，鞍形板装回管道应清边，清边宽度控制在开孔口径的5％－6％．

2．6开孔封堵作业坑尺寸的确定：

2．6.1作业坑底最小宽度：

W=D+2.6

式中：

W－坑底最小宽度，ｍ；

　　　D－管道外径，ｍ；

2．6.2作业坑长度：

　　　L=L1+L2+L3

式中：

L－作业坑长度，ｍ：

　　　L1－旁路作业点与封堵作业点的间距，ｍ（L1小于3ｍ）

L2－旁路作业点至坑端距离，ｍ（L2取1.5－1.8ｍ）

L3－封堵作业点至坑端距离，ｍ（L3取1.3－1.5ｍ）

注：

1.当L1大于3ｍ时分别挖作业坑

2.换管段作业坑长度由换管长度确定

2．6.3作业坑深度：

　　　H＝ｈ1+ｈ2+D

式中：

H－作业坑深度，ｍ

　　　ｈ1－管顶至地面的距离，ｍ

　　　ｈ2－管底至坑底的距离，ｍ（ｈ2＝0.7ｍ）

　　　D　－管道外径，ｍ

2．6.4管道开孔、封堵作业坑坡度可参照表1．

表1作业坑坡度

土质名称

砂土

细、粉流砂

亚砂土

亚粘土

干黄土

边坡度

1：

1.0

1：

1.0－1：

1.5

1：

0.67

1：

0.59

1：

0.25

2．6.5作业坑两端应设有方便上下的安全通道．

2．6.6封堵作业坑与换管作业坑间宜有安全隔墙，隔墙顶部宽度不小于1.0ｍ．

焊接要求

管道允许带压施焊压力：

ｐ＝2σ（ｔ－ｃ）/DK

式中：

ｐ－管道允许带压施焊的压力，MPa

　　　σ－管材常温下的屈服极限，MPa

　　　ｔ－管壁厚度，ｍｍ

　　　ｃ－修正值，ｍｍ，通常取2.4；

　　　D－管道外径，ｍｍ；

　　　K－安全系数，易燃易爆气体K＝2，成品油K＝1.8，原油K=1.

2．6.7壁厚小于5ｍｍ的管道，不允许带压施焊．

2．6.8带压施焊时，焊条宜采用低氢焊条，用直流焊机时，宜采用直流反接．

2．6.9对开三通焊接时应上下护板对正焊接，焊接时首先点焊纵向缝四角，再进行纵向缝的焊接，纵向焊缝不允许熔接管壁．

2．6.10三通护板纵向缝焊接完毕后，三通应可沿管道周向自由转动，焊接三通两端环焊缝前，三通法兰面垂直于管道轴线方向的中心线必须找水平，并且三通法兰沿管道轴线方向的两端到管顶的距离差不得大于2ｍｍ，三通法兰中轴线与三通护板所在位置管道轴线间距不得大于1.5ｍｍ．

2．6.11对开三通两端的环向焊缝距管道的环向焊缝应大于200ｍｍ．

三、安装要求：

3．1旁路对开三通与封堵对开三通的最小间距应大于所用封堵三通的长度，平衡压力孔短节到封堵三通护板的间距应大于200ｍｍ，平衡压力孔短节应位于被封堵管段上．

3．2开孔、封堵设备组装连接时，各设备间的同轴度控制在1ｍｍ以内．

3．3夹板阀应呈关闭状态吊装．

3．4开孔机与开孔接合器，封堵液压缸与封堵接合器应垂直安装和拆卸．

3．5开孔刀、封堵头、塞堵、旁通管道的安装．

3．5.1开孔刀安装时，连接螺栓要锁紧，螺母部分要有防松机构，开孔刀中心钻安装前一定要检查U形卡环，保证完好无损，转动灵活．

3．5.2封堵头托架部分要转动灵活，左右摆动小，皮碗压板螺栓要用扭力扳手均匀锁紧，压板方向正确，导向轮转动自如，封堵皮碗四周应涂黄油，封堵皮碗只允许使用一次．

3．5.3塞堵安装到开孔机上之前，要首先调整塞堵连接器内的中心顶柱的伸出长度，以保证连接时中心顶柱正好顶柱顶开塞堵中心钢球式单向阀，调整塞堵方向，确保下塞堵时鞍形板的方向与管道一致．

3．5.4旁路管道应在高点装有排气阀．

3．5.5旁路管道应有支架支承．

四、操作要求：

4．1准备工作：

4．1.1三通焊接部位不应有防腐层，管道表面要清洁．

检查对焊三通、平衡压力孔短节，确认卡环调整机构密封良好，转动灵活，核实调整卡环扳手开关到位的旋转圈数，并做好记录．

4．1.2检查夹板阀阀芯上的密封圈，记下夹板阀从全开到全关手柄转动圈数，确认内旁通已关闭接口安装压力表，夹板阀应在上下压力平衡条件下开关．

4．2开孔

4．2.1测量并计算出开孔、下封堵头、下塞堵的操作尺寸，尺寸记录和计算要求见A（标准的附录）

4．2.2开孔前，应打开开孔机或开孔接合器上的排气阀，然后开孔，当排气完毕后关闭排气阀．

4．2.3当开孔机运行到预定尺寸后，停机，然后以手动操作开孔机使开孔刀前进5－10ｍｍ，确认孔是否完全被开透，不应直接上提刀具．

4．2.4开孔完成后将刀具退出，关闭夹板阀，泄放压力，然后排出开孔接合器内的介质，拆卸开孔机．

4．3旁路管道投用

首先利用夹板阀内旁通充油（气），高点排气，压力平衡后，方可打开旁通夹板阀导通旁路管道．

4．4下封堵头

4．4.1封堵设备调装到夹板阀上之前，要用封堵装置上的锁紧机构锁紧主轴，并确保封堵头的走向为被封堵的管段．

4．4.2下封堵头前，必须接好平衡压力管进行压力平衡并排气，压力平衡后，打开夹板阀到全开然后打开封堵装置上的主轴锁紧机构．

4．4.3下封堵头时应先下下游封堵头，再下上游封堵头，下封堵头尺寸以计算尺寸为准，封堵头下到位后，要用封堵装置上的主轴锁紧机构锁紧主轴，整个操作过程应平稳．

4．4.4在平衡压力短节处缓慢泄压，确认有无泄漏，如果有泄漏，则应继续旋转锁紧机构．

4．5故障管段抢修、维修、改造．

4．5.1切断管段作业宜采用机械方式切割，如动用氧、乙炔切割时，应采取安全保护措施．

4．5.2管段组焊时管道封堵两端要打黄油墙隔离．

4．5.3动火的要求按SYJ－4051

4．6提封堵头

4．6.1首先要使封堵头两端压力平衡，平衡压力时，要先打开上游平衡压力阀，然后打开下游平衡压力阀排气，提封堵头前要先打开封堵装置上的主轴锁紧机构．

4．6.2提封堵头时，应先提上游封堵头，再提下游封堵头．

4．7下塞堵

4．7.1下塞堵时，夹板阀内旁通必须打开并接好压力平衡管，缓慢打开平衡压力阀到四分之一程度，排气后按预定尺寸下塞堵．

4．7.2用三通上的卡环机构锁紧塞堵时，要按记录圈数调整卡环机构．

4．8封堵作业程序

管道不停输机械封堵作业程序参见附录B．

4．9竣工防腐

封堵作业完成后，要对对开三通，更换管段机械防腐．

五、主要技术指标的确定

通过多次的试验，我们确定了切实、可靠、准确的技术指标。

5．1带压开孔适用范围

工作压力4.0MPa开孔直径DN50－DN250

工作压力2.5MPa开孔直径DN50－DN300

5．2带压封堵适用范围

管道输送介质压力不超过1.5MPa

带压封堵直径：

DN100－DN300

六、结论

油气管道不停输带压封堵设备的恢复改造及实施工艺的应用，结束了我局外委长输管道不停输改造的历史，为确保我局长输管道稳定输油提供了可靠的保证，同时也可获得高额收入。

通过改造使整套设备技术先进、性能可靠，具有同行业先进水平，填补了我局在技术上的一处空白。

由此可见，不停输带压封堵技术是应用的一项十分成功的项目之一，也是全面延长长输管道寿命的一项重要技术措施。

管道不停输机械封堵作业程序

B1工业流程

见图B1

1

6

2

7310

849

5

图B1管道不停输机械封堵工业流程图

1.封堵设备、2.封堵接合器、3.封堵夹板阀、4.封堵三通、5.封堵头、6.旁路管道、7.旁通夹板阀、8.旁路三通、9.抢修、维修、改造管段、10.平衡压力短节．

B.2作业程序

B.2.1准备工作

　　　　检查、调试所有开孔、封堵设备，确定上下游平衡孔、封堵三通、旁路三通的位置，预制旁路管道，焊接平衡压力短节、封堵三通、旁路三通，测量和记录开孔、下封堵头、下塞堵尺寸．

B.2.2开孔

B.2.2.1安装平衡压力阀、夹板阀，调试三通卡环机构、平衡压力用塞堵，组装开孔设备．

B.2.2.2开平衡压力孔、连平衡压力管，开旁路孔、封堵孔．

B.2.3连接旁路管道，并导通．

B.2.4下封堵头

　　抢修、维修、改造被封堵管段．

B.2.5提封堵头

　　拆除封堵设备，安装下塞堵设备．

B.2.6下塞堵，拆除封堵夹板阀，封堵三通加盲板．

B.2.7拆除旁路管道，安装下塞堵设备．

B.2.8下旁路三通塞堵，拆旁路夹板阀，旁路三通加盲板．

B.2.9平衡压力孔下塞堵，拆平衡压力阀，平衡压力加盲盖．

B3竣工图

3

214

管道不停输机械封堵抢修、维修、改造竣工图

1－封堵三通、2－旁路三通、3－平衡压力短节、4－抢修、维修、改造管段

封堵饼