低壓石油管道吹掃方法之改進

宋文龍

【摘要】作為輸送油、氣、水的石油管線，在施工安裝完成之后，必須做好管線內(nèi)雜物的清掃工作。在市區(qū)內(nèi)的低壓管網(wǎng)、站場和管線距離短、管徑不同的管線試壓吹掃中，一般采用氣體增壓爆破法，但這種辦法也存在弊端。如管線進氣口一端氣流速度小，內(nèi)部雜物就不能被清除，而且隨著管線的加長，就越不能被徹底清除干凈，因此對氣體增壓爆破法進行了改進，嚴格控制了低壓石油管線、站場吹掃技術(shù)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】低壓石油管線 吹掃 氣體增壓爆破法 改進

作為輸送油、氣、水的石油管線在施工安裝完成之后，管線內(nèi)部經(jīng)常會留有石子、鋼渣等雜質(zhì)，因此必須將管線內(nèi)的雜物清掃干凈。目前清管球法和氣體增壓爆破法是清掃初安裝完成石油管線內(nèi)雜物最常用的兩種基本方法。距離較長、管徑一致的管線一般使用清管球法。在市區(qū)內(nèi)的低壓管網(wǎng)、站場和管線距離較短、管徑不同的管線試壓中，一般采用氣體增壓爆破法。

1 氣體增壓爆破法的弊端

氣體增壓爆破法是指在管線安裝完成后，為了將管道內(nèi)的鋼渣、石子、藥皮等雜物清除干凈，將被吹掃的管線一端用爆破片封閉，另一端用空壓機向管線內(nèi)通入壓縮空氣。當管線內(nèi)空氣壓力超過爆破片的最大壓力時，爆破片突然爆破，壓縮空氣迅速膨脹，瞬間以極高的速度流出，同時在強大振動和高速氣流的作用下，管線內(nèi)的雜物也一同被排出。為了達到理想的吹掃效果，施工規(guī)范中要求管線內(nèi)氣流平均速度不宜小于20m/s。但是施工現(xiàn)場很難找到與之相配的較大氣源，若采用大流量空壓機，其成本高、造成很大程度的浪費，利用增壓的辦法可以滿足流速的要求，又由于管線內(nèi)的氣流速度不同，同一時刻管線內(nèi)各個部位的壓力差也不同，管線內(nèi)各截面氣流速度與截面至管端的長度成正比。也就是說，管線進氣口一端氣流速度最小，如石子、鋼碴等體積小比重大的內(nèi)部雜物，就不能很干凈的被清除掉，而且隨著管線的加長，就越不能被徹底清除干凈。由此可見，壓力越高進氣口端吹掃效果越好，可是施工規(guī)范中規(guī)定管線的吹掃壓力不能超過設(shè)計壓力，所以無限制增壓這種辦法不可取，最多也只能增至設(shè)計的工作壓力。這就使得管線進氣口端達不到理想的吹掃效果，氣體增壓爆破法的弊端由此產(chǎn)生。

2 改進方法

如何解決氣體增壓爆破法的弊端呢？如何才能將管線進氣口端內(nèi)的雜物清掃干凈呢？想象一下，如果進氣口非常干凈或者先把進氣口端清理干凈，那么使用氣體增壓爆破法清理管線時不就不會存在以上提到的弊端了嗎？基于這種想法對氣體增壓爆破法進行了改進，并將其用到了大連-沈陽天然氣管線的實際工程項目中。具體如下：

2.1 原理

在管線的一端安裝進氣口，當管線焊接到一定長度A，開始對第一段管線進行吹掃，第一段管線的具體長度根據(jù)設(shè)計工作壓力和管徑確定。當?shù)谝欢喂芫€經(jīng)過多遍清掃，確保干凈后保持進氣口不動，將出氣口卸下，繼續(xù)對管線進行焊接，當焊接到總長度B時，也就是增加到原長度A的二到三倍（B=2A或3A）后，重新將出氣口安裝完成，對管線進行第二次清掃，由于初始端的管線已清掃干凈，所以本次清掃應(yīng)選擇合適的壓力，一般情況下清掃二至三遍就可以將管線徹底清掃干凈，然后不動進氣口，再次將出氣口卸下，繼續(xù)對管線進行焊接，當焊接總長度C達到上次吹掃總長度B的二至三倍（C=2B或3B）時，再次將出氣口安裝完成，對管線進行第三次吹掃。如此這般反復操作，如果管線長度不超過10公里，又選擇了有合適排氣量和排氣壓力的增壓設(shè)備，就可以把工程一直施工完成。

2.2 實際應(yīng)用

大連-沈陽天然氣管線工程撫順支線管徑為Φ273，壓力0.4Mpa，其中還包括撫順末站、C2#、C3#、C4#/、C5# 4座閥室等。FB009-18～FC005段線路主要位于蘇家屯區(qū)佟溝鎮(zhèn)，長度約6.8km。由于本段管線一直在G304東側(cè)伴行，沿線多毗鄰商業(yè)網(wǎng)點、民宅和別墅區(qū)等，主要有位于佟溝鄉(xiāng)的飯店、超市、信用社；位于勝利村北的比利華別墅區(qū)、信盟別墅區(qū)、錦繡山莊別墅區(qū)及位于梧桐鎮(zhèn)的鳳凰花園別墅區(qū)。在G304西側(cè)，有位于劉后地村西的制磚廠、張溝北的花溪山莊別墅區(qū)、蘇溝的遼寧大學本山學院實習（本山傳媒）基地和沈陽大學工程學院、姚溝村東的沈陽綠島森林公園，且在佟溝鎮(zhèn)G304西側(cè)的商業(yè)網(wǎng)點距離G304更近。由于此段管線不是很長，其中又有低壓管網(wǎng)和站場，項目部采用了氣體增壓爆破法進行吹掃。項目部選用了排氣量為21.2m3/min的空壓機。當管線施工達到0.4公里后，項目部對其進行了第一段管線的吹掃，經(jīng)多遍清掃確定干凈后卸下出氣口，繼續(xù)焊接管線，當焊接長度達到1.0公里后，繼續(xù)對管線進行清掃，然后保證進氣口不動，將出氣口卸下，繼續(xù)焊接管線。當焊接長度達到2.8公里后，繼續(xù)對管線清掃，然后不動進氣口，再次卸下出氣口，繼續(xù)焊接管線，直到長度6.8km的FB009-18～FC005段線路全部焊接完成，進行最后一次徹底的清掃，終于完成了此段管線的全部吹掃工作。

實踐證明，利用改進后的方法清理管線，不但管線被清掃的特別干凈，而且還不會局限于施工規(guī)范中規(guī)定的每段管線吹掃長度不宜超過3公里的規(guī)定。雖然管線加長后，單次增壓的時間相對較長，但由于成倍的減少了吹掃次數(shù)，與分段清掃相比，不但沒有增加工作量，反而減少了部分工作量，同時也大大提高了管線清掃的干凈程度，保證了管線吹掃的質(zhì)量，為下一步工序做好了充分的準備工作。

3 注意事項

（1）第一段管線施工前，必須將每根管線清掃干凈，盡可能減少管線內(nèi)進氣口端的雜物。

（2）施工時將地勢較高的一端做為工程起點，防止因各種不可抗拒因素引起的管線內(nèi)進水后產(chǎn)生的回流現(xiàn)象，一旦回流，就很難再次吹掃干凈。

（3）主管線中如果有支線出現(xiàn)，當施工到設(shè)計位置時，可安裝三通后一起施工，并同主管線一起進行吹掃。

4 優(yōu)點

（1）氣體流速高，攜帶力強，同時利用爆破的震動使管內(nèi)污垢和管線死角處的雜物因震動，被急速膨脹的氣流帶出，大大提高了吹掃質(zhì)量。

（2）吹掃效率高。

（3）可以增加管道的吹掃長度，不必要控制在3公里之內(nèi)。

4.4 節(jié)約成本。

5 結(jié)論

氣體增壓爆破法改進后，由于只安裝了一次進氣口，當管線加長時，需要吹掃的管線長度在成倍的增加。雖然管線增加長度后，單次增加壓力的時間相對較長，但是卻減少了吹掃次數(shù)，與分段清掃相比，不但沒有增加工作量，反而減少了部分工作量，同時也大大提高了管線清掃的干凈程度，嚴格控制了低壓石油管線、站場吹掃的質(zhì)量。