油气管道清管作业安全技术.pdf

第 4 3卷 第 9期 2 0 1 4年 9月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o ] ． 4 3 ．N o ． 9 S e p t e m b e r ，2 0 1 4 油气管道清管作业安全技术 罗 丹 ，李银燕 ，关贵兴 ，吴玉国 1 ． 辽宁石油化 大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 ； 2 ． 青海油田管道输油处 ．青海 格尔木 8 1 6 0 0 0 摘 要 清管作业广泛应用于油气． 业当中， 尤其是油气管道的建设和运行过程中， 用以实现清扫、 隔离、 检测 、维护等目的，在使用清管器进行清管作业时须按照一定的操作程序来执行，否则将影响清管效果、管道 的输送甚至引发事故。结合油气管道生产实际进行了事故案例分析， 并详细论述了清管作业安全操作程序 、 异 常情况及处理方法、清管作业的注意事项。 关键词 清管作业 ；安全；程序 ；异常情况；注意事项 中图分类号 T E 8 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 4 0 9 1 8 1 3 0 3 S a f e t y Te c hno l o g y o f Pi g g i n g Ope r a t i o n f o r Oi l a nd Ga s Pi pe l i ne s LUO Da nL ． LIY i n - ya n ． GUAN Gt | i x i n ．wu Y u - gu oL 1 ． Co l l e g e o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g ， L i a o n i n g S h i h u a Un i v e r s i t y , L i a o n i n g F u s h u n l 1 3 0 0 1 ， C h i n a ； 2 ． Qi n g h a i O i l fi e l d C o mp a n y Oi l P i p e l i n e T r a n s p o r t a t i o n D e p a r t me n t ， Q i n g h a i G e e r mu 8 l 6 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Th e p i g g i n g o p e r a t i o n i s wi d e l y u s e d i n o i l a n d g a s i n d u s t r y ,e s p e c i a l l y i n r e a l i z i n g c l e a n i n g ， i n s p e c t i o n ， i s o l a t i o n a n d ma i n t e n a n c e f u n c t i o n s f o r o i l a n d g a s p i p e l i n e c o n s t r u c t i o n a n d o p e r a t i o n ． T h e p i g g i n g o p e r a t i o n s h o u l d f o l l o w a s a f e p r o c e d u r e t h a t i s s u i t a b l e t o t h e g i v e n p i p e l i n e c o n d i t i o n s ，o t h e r wi s e t h e p i g g i n g e ffe c t a n d p i p e l i n e t r a n s p o r t a t i o n wi l l b e a ffe c t e d ， a n d e v e n c a u s e a c c i d e n t s ． I n thi s P a p e r , c o mb i n e d wi t h p r o d u c t i o n p r a c t i c e o f o i l a n d g a s p i p e l i n e ， t y p i c a l a c c i d e n t c a s e a n a l y s i s wa s c a r r i e d o u t ． An d s a f e p r o c e d u r e ， a b n o r ma l i t i e s a n d d i s p o s a l me t h o d s a n d p o i n t s for a t t e n t i o n o f p i g g i n g o p e r a t i o n we r e d i s c u s s e d ． Ke y wo r d s P i g g i n g o p e r a t i o n ； S a f e ； P r o c e d u r e ； Ab n o rm a l i t i e s ； P o i n t s for a t t e n t i o n 所谓的 “ 清管”是指管输流体推动活塞状物体 清洁管道内壁⋯ ，在油气工业中应用广泛，例如 含蜡原油管道运行一段时间后 ，管壁上逐渐增厚的 蜡沉积物使得管道输送能力下降，动力消耗增加 ， 为 了恢复管道的输送能力 ，就需要进行清管 ；刚敷 设完的油气管道内常有施工中遗留下来的各种杂物 也需要清管作业加以清除口 。由于清管器具有管径 范围大、里程长、无腐蚀性 、清垢均匀彻底且费用 低 、可进行不停输作业等优点，使其成为目前最常 用的清管工具。用于上面提到的清蜡 、除杂物的清 管器只是狭义上的清管器 ，广义的清管器还包括用 于隔离 、检测 、维护 目的的清管器 。结构也多种多 样 ，包括 圆球形清管器 、柱塞形清管器 、橡胶皮碗 清管器 、全聚氨酯整体清管器 、全聚氨酯组合式清 管器 、聚氨酯泡沫清管器、P R型软质空心清管器、 压力旁通式清管器、组合式涡轮清管器、加强型圆 盘清管器等。但是 ，无论是何种功能 、何种结构的 清管器，在使用其进行清管作业时都必须按照一定 的操作程序来执行，否则将影响清管效果甚至引发 事故 。 1 清管作业安全操作程序 清管操作须遵循适合于给定管线条件的安全程 序 ，清管操作压力和输量要精心控制。清管期间驱 动介质的流速一般为 3 ～5 f t ／ s 。表 1中列出了推荐 的操作压力范围和输量 。 1 ． 1 运行前检查、准备工作 实施清管作业前，应根据清管目的、管道运行 参数等制定好清管方案，并选择合适的清管器。清 管方案作为指导清管工作的依据，包括清管操作步 骤 、安全注意事项 、事故预测及处理方法。根据管 道条件估算清管器运行速度 、站间通球时问 、所需 推球 压差等参数 以帮助分析判断通球运行是 否正 常。按预期 目的所选择的清管器必须保证处于良好 状态 。对于以前使用过 的清管器必须保证其能够再 次使用而不会停滞于管道中。测量清管器密封面的 外直径 ，必须大于管道 内直径以保证具有良好的密 封效果。仔细检查密封面以确保无切 口、裂缝 、刺 痕及其它能够影响清管器在管道中正常运行能力的 损坏。刷型清管器的无约束直径也应该测量以保证 收 稿卑 期2 o 1 4 - 0 3 1 6 作者 简介 罗丹 1 9 9 3 一 ，女，研 究方向油气储运工程。 通讯作者 吴玉国 1 9 7 7 一 ，男，副教授 ，博士，研究方 向油气储存与运输。E - m a i l w y g 0 4 1 3 1 2 6 ． c o rn 。 1 8 l 4 当 代 化 工 2 0 1 4 年 9月 在整个运行过程中保持与管壁紧密接触。当使用带 芯轴刷型清管器时，须检查刷子是否腐蚀或破损。 表 1 推荐的清管操作压力范围和输量 T a b l e 1 Re c o mme n d t h e p i g g i n g o p e r a t i o n p r e s s ur e r a n g e a n d flO W 做好各种防范措施防止刷子在管道里破损。散 落的刷毛会损坏阀门、仪表及其它管道设备 。带芯 轴刷型清管器的所有组成部件均需要仔细检查以确 保其结实、处于良好状态。如是清管球则必须注满 水 ，排净空气 ，打压至规定过盈量 ，注水 口的严密 性应十分可靠。皮碗清管器的皮碗夹板连续螺栓应 适 当拧 紧，并采取可靠的防松措施 。发射前应严格 检查信号发射机与清管器的连续螺栓和防松件，防 止在运动 中松动脱落” 。 1 ． 2 清管器发放 发放清管器之前， 应确认隔离阀和旁通管线阀 门处于关闭状态。对于液体管道，打开排污阀并打 开排气阀以便空气将液流置换。对于气体管道，打 开排气阀将发球简压力降为大气压。当发球筒被彻 底排空 无余压 ，保持排气阀和排污阀打开状态， 打开肓板。安装清管器时，保证清管器和减径管紧 密接触，减径管位于发球筒的直筒部分和公称直径 部分之间。把肓板密封面及其它密封面清理干净， 如有必要的话做好润滑工作 ，之后关上盲板并 固定 牢靠。关闭排污阀，渐渐打开旁通管线阀门并通过 排气阀排气， 缓慢填充旁通管路。 填充过程结束后， 关 闭排气阀使得压力增加至与隔离阀另一端压力平 衡。打开隔离阀，清管器准备发放。减小干线阀门 开度，增大旁通管路以及清管器后面管路的流量。 继续关闭干线阀门直至清管器离开旁通管路进入干 线，可由清管器信号指示判别。清管器离开旁通管 路进入干线之后 ，完全打开干线阀门，关闭隔离阀 和旁通管线阀门。清管器发放结束 。清管器运行 到距接收站 2 0 0～1 0 0 0 m的区间时 ， 应向接收站发 出预报 ，以便开始必要 的接收操作 。典型的液体管 道清管器发送装置如图 l 所示。 图 1 典型 的液体 管道清管器发送装 置 F i g ． 1 Ty p i c a l l i q u i d p i p e l i n e p i g s e n d i n g d e v i c e 1 ． 3 清管器接收 接收清管器时，一定要注意收球筒已被加压。 完全打开旁通阀门。完全打开隔离 阀且适当关小干 线阀门。监视清管器信号以判别清管器是否到达。 到达后 ，关闭隔离阀门和旁通 阀门。打开排污阀和 排气阀。检查收球筒上的压力表 ，确保筒内泄压完 全 。 打开盲板将清管器从收球筒取出， 清洗收球筒。 把肓板密封面及其它密封面清理干净，如有必要的 话做好润滑工作，之后关上盲板并固定牢靠。将收 球筒恢复至原始状态 叫 。典型的液体管道清管器接 收装置如图 2 所示。 图 2 典型的液体管道清管器接收装置 F i g ． 2 Ty p i c a l l i q u i d p i p e l i n e p i g r e c e i v i n g d e v i c e 1 ． 4 异常情况处理 凝 点是与热油管道安全停输时 间关 系最为密 第 4 3卷 第 9期 岁丹 ，等 油 气管 道 淆 管 作 业 安 全 技 术 l 8l 5 依据油品凝点来确定 的。对于同样的停输开始时刻 度 ， 判断清管器的大致方位 ， 在其下游寻找特殊点 ， 温度，凝点越低，安全停输时间越长。为考察其对 采用仔细倾听的办法判断清管器是否通过。若清管 安全停输时间的具体影响情况，计算了不同凝点下 器通过，继续寻找下一特殊点，直到清管器最终进 的管道安全停输时间。 入收球筒。倘若管道压力未发生变化，而且在特殊 清管器在管道 内运行期间 ，首发站均应密切监 点位置也未听到清管器通过的声音 ，则可判断清管 视干线的压力和流量 ，若出现压差增大 、输入量变 器 已经发生卡阻，按前述清管器卡阻情况进行处理 小 、清管器未按预计时间通过或到达管道某一站场 1 3 - 5 1 。 等 现象， 应 及时 分析 其原因 并采 取有 效措 施。 有可 2 清管作业注意事项 ’ 能出现的异常情况主要有 1 首次使用机械清管器时 ，应确认管道的 1 清管器失密。清管器破裂 、漏 水 、被大 变形情况 ，以防管道变形较大时卡住清管器 。 块物体垫起、清管器皮碗损坏等情况，在管径较大 2 在清管作业期间应尽量保持运行参数稳 或较小的i通处更容易导致清管器失密。 定 ，及时分析清管器的运行情况 ，以便出现异常情 2 推力不足。清管器推动大段液体通过上 况时及时采取措施 。 坡段时，须积蓄一定的压力差以克服液柱高度的阻 3 清管过程中不宜进行流程及设备的切换 力。 和管线停输 3 卡阻。管道变形 ， 通档条断落，管内 4 对于有分支的管线 ，在清管时宜在预计 物体堵塞等情况 。对于定期进行清管作业的管线很 清管器通过分支点前后的一段时间里安排支线暂时 少发生清管器卡阻的情况 ，但是对于被忽略的管道 停输 ，在确认清管器通过后 ， 再恢复支线输油 气 。 或者之前从未进行清管作业的管道 ，可能发生清管 5对于首次清管 、不定期清管或清管器破 器卡阻。 损需要发送机械清管器推 出破损的清管器时 ，机械 4 清管器丢失。泡沫清管器破碎或清管器 清管器应安装跟踪设备 ，进行沿线跟踪 。 跟踪信号丢失。 6 操作人员不准站在盲板面前及肓板的悬 清管器失密和推力不足一般不会带来很大的 臂架周围 ，以防止高压液 气 流冲 或 盲板飞出 压力变化。推力不足和卡阻可能完全阻断管道而影 伤人 。 。 銎 这 篓 誊 3结 束 语 收 站 的 压 力 、流虽 、清 管 器可 能停 滞地 点和 线 路地 ～ 一 形 、管道状况等综合分析、判断。 清管是一项要求精细的工作，为保证达到预定 为了应对上述异常情况， 通常可首先采用增大 的清管 目的以及安全运行， 清管前应根据清管目的、 压差的办法 ，也就是在可能的范围内提高上游压力 管道运行参数等制定好清管方案，并选择合适的清 和降低下游压力，总体原则是符合管道和设备的强 管器，做好检查、准备lT作以及处理异常情况的应 度要求 ，且尽量不影响管道的输送 。必要时可采取 急措施 ，实施清管作业过程 中严格遵守作业规程 ， 短时间关闭下游干线阀， 从接收站放空降压的措施。 密切监视管道运行参数。 只是 由于这种方法会损失大量管内介质 ，而不被轻 参考文献 易使用。清管器失密时，如果增大压差只能使上、 [ 1 ] 刘 刚 ， 陈 雷 ， 张 国 忠 等 管 道 清 管 器 技 术 发 展 现 状 fJ 1_油 气 储 运 ， 2 0 1 1 ， 1n ， n 、 ． ‘ ‘‘ 1 下游压力同时升降，则最好发送第二个清管器。若 [ 2 ] -输 u J油 J ‘管 道 设 计 与 管 理 lM 】 ．青岛中困石油大学} _I { 版社， 发生清管器卡阻，出站压力升高 ，应及时判断卡阻 2 0 0 6 ． 位置 ，采用提高出站压力顶挤或短时间反输进行反 g d m M g , i A | ⋯ i G h a l a I M 】 mb ． r w ,e l m a l ． 0 推再正推的方法推动清管器 。倘若清管器还不能运P u b l i s h i n g ． 2 0 1 3 ． 行 ， 则 应 采 取 在 清 管 器 前 开 孔 放 流 或 不 停 输 封 堵 的 要 c ⋯ 。脚 。 。 方法取 出清管器。发生清管器丢失状况时，对于泡 1 3 9 8 l s h t 1 ． 沫清管器 ，长时间未收到 目 ． 压 力未发生变化 ，可再 [ 5 ] 王 魏， 陈 长军 I 曲 洪阿 l】 ． 长 距离 输气 管道的 清绺I 艺 及常 见问 题分 析 次发送泡沫清管器。对于其他清管器，运行压力无 [ 6 ] 国2 0 石 1 2 油 3 天 0 然 1 气 1 3 - 准 s Y ， l ’ 5 5 3 6 2 0 o 4原油管道运