改良测径工艺在中亚天然气管道施工中的应用.pdf

石油天然气学报2 0 1 2 年 4 月第 3 4 卷第 4 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c h n o l o g y Ap r ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 4 改 良测径 工艺在 中亚天然气管道施工中的应用 杨金平，薄振刚，于志国，林桂峡 中国石油天 然气 管道局第四工 程分公司， “T J t 廊坊0 6 5 0 0 0 [ 摘要]结合 中油管道 四公 司在 中亚天然气管道工程哈萨克斯坦 段通 球测径过程 中的成功实践 。详 细阐述 了如何在传统的测径工艺上进行 改进 ，从 而保证在管道无变形的正常 情况 下提高测 径的成功率和准 确率 。 管道 四公 司中亚天然气管道项 目哈萨克斯坦 段全部 1 8段管道 4 2 0 k m 通球测 径全部 一次 性成功 ，合格 率 1 0 0 ％。 [ 关键词]测径工艺；清管器；测径板；天然气管道 [ 中图分 类号]T E 9 7 3 ． 6 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 0 4 0 3 4 8 一。 3 在管道的建设中，测径是最难控制的一道工序，通常在管道无变形的情况下测径仍然很难保证一次性 成功。目前国际上主要采用智能测径和机械测径 ，国内主要采用的是测径板测径 机械测径 。传统的设 计 、制作工艺和测径方法，使得测径的成功率极低 ，造成施工浪费、成本增加，影响管道的按期投产 。综 合 近年来 国内的管道测径施工情 况 ，在长度超过 5 k in 以上的管段很难一 次性测径 成功 ，通 常需要 发送 2 ～ 3 遍测径 清管器 ，想尽各种 措施才能成功 ，测径工艺 的改 良已经迫 在眉 睫u 。中亚 天然气 管道 的测径 采用 测径板进行施工，在不影响管道施工进度的前提下对传统的工艺进行改良，提高了测径的成功率。 1 测径清管器皮碗的制作 测径清管器皮碗 的高强度耐磨性和硬度 支撑性是测径成功的首要条件。首先只有清管器从发射 到行走至测径管线末端时皮碗的直径大于管道的内径 ，才能保证测径板不被磕碰而损伤变形 。其次测径 清管器在行进过程中 ，必须保证皮碗、支撑板等时时刻刻支撑住清管器骨架不下沉 ，避免测径板误接触 到管壁造成误变形 。所 以此次清管器皮碗的制作采用了特殊的工艺 ，对生产厂家严格要求 ，根据测径清 管器皮碗的高强度耐磨性和硬度对皮碗的材质进行严格配比，生产出了一批质量可靠的皮碗、密封板和 支撑板 。现场实践表明，测径清管器行走 5 0 k m后 ，皮碗直径仍然大于管道内经 8 mr n左右【 引。 2 测径清管器的合理组装 对测径清管器的合理组装是 保证 测 径 成 功 的一 个 重 要 条 件 。 通 过通 球 测径 机 组多 年来 上 百次 的实践经验 ，总结出了一套最合 理 的组 装方 法 ，通过 这 种 组 装方 法 可 以最 大 程 度地避 免 测径 板 的 误 变形 。测 径板 必 须安 装 在 清 管 器的后 半 部分 ，测 径 清 管器 的合 理组装顺序 为从前往 后 测径 板一 支撑板一 隔离板一 密封板一 隔离板一 密封板一 隔离板一 皮碗，前半部分 组装顺序 一样 ，只是少一 个测径板 图 1 。 图 1 测径清管器组装示意图 [ 收稿日期]2 0 1 2 0 31 2 [ 作者简介]杨金平 1 9 7 8一 ，男 ，2 0 0 2年中 国石 油大学 北京 毕 业 ，工程师 ，现 主要 从事石油天 然气管 道清管 、测径 、试压 、 干燥和注氮等预投产相关工作。 ’ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 4卷第 4 期 杨金平等 改良测径工艺在中亚天然气 管道 施工中的应用 3 密封板形状的改进 密封板形状的改进也是这次r ⋯ 天然气管道测径成功的～个关键条件 。改进 了传统 的密封板形状 ， 密封板形状由传统的直板平面形状改为直板微型碗状 ，如图 2 、3所示。改进后的密封板增强 了密封性 和耐磨性 ，保证清管器在行进过 ， f ， 的顺利进行，避免 了不必要的漏气、卡球和测径板误变形 。 图 2改进后的密封板 4 对测径过程的控制 图 3传统的密封板 对测径过程的控制是测径成功的一个关键条件 。测径清管器在行进过程 中要尽量做到匀速 、适速 ， 避免由于清管器行进过快和遇到大角度弯头时撞击弯头造成皮碗变形致使测径板误 变形 。因此 引进 了 “ 背压 ” 的概念 ，背压 的含义 就是 在清 管器 的前 面通 过 一定 的方 式建 立 一个 压 力 ，使 清 管器 行 走 时不 致 于过快 ，从而达到控制的 目的。背压的建立根据管径大小一般在 0 ． 1 MP a 左右。在高差较大的段落和有 大角度 弯头 的段 落需 要通 过建 立背 压来 控制 测径 清管 器 的行进 速度 ，测 径清 管器 的行 进速 度要控 制在 每 小 时 2 ～5 k in，背压 的建立 可 以通过 2种方式 ①关 闭末 端 排气 阀门 ，通过 测 径 清管 器 的行 进 在测 径 清 管器的前方压缩空气建立一定 的压力 ，然后再控制末端排气 阀门的开、关 ，从而控制清管器 的行进速 度 ；②在发送测径清管器前在发球筒一端 ，测径清管器的前面首先通过空压机建立一定的压力 ，然后再 发送测径清管器和控制末端 阀门，从而达到控制测径清管器速度的 目的[ 3 ] 。 对测径过程控制的另一个关键点是对空压机排量的控制 ，也就是对进气量的控制 ，进气量太大会造 成测 径 清管器 行进 过快 ，在 遇到 弯 头的 时候难 以控制 ，发生 猛 烈撞 击 ，造 成 皮 碗 变形 ，测 径 板 误变 形 。 因此 在清 管器 行进 的开 始 阶段 ，要使 用排 气量 小 的空压 机 ，清管 器一 边行 进 ，一边建 立 背压 ；当背 压建 立达到 0 ． 5 b a r以上的时候可 以增加空压机排气量，相对加快清管器的行进速度 。 5 应用实例 工程概况 中亚天然气管道工程哈萨克斯坦境内其 中一段管道 A1 3 2 7 一 A1 3 6 7 ，长 3 4 k m，最大高差 为 9 0 m，管径 1 0 6 7 mm，测 径板 直径 为 9 5 7 mm 哈 萨克斯 坦标 准 最小 内径 的 9 5 减 去 2 0 mm ，段 中 含有 1个 9 O 。 弯头 。管线设计压力 9 ． 8 1 MP a ，壁厚 1 5 ． 9 ram和 1 9 ． 1 ram，管道 内壁采用双组分环氧涂 料 减 阻 内涂 层 。 此 段地形 地 貌复 杂 ，其 中包 含 有 2条 公 路 穿 越 ，1条 铁 路 穿 越 ，3条河 流 穿 越 ，数 个 大 角 度弯 头 ， 高差 比较大 ，属于中亚管道通球测径难度 比较大的一个段落 ，段落示意图见图 4 。 施 工 过程 2 0 0 9年 7月 4日 1 2 0 0从 A1 3 6 7 发 送 一个 测径 清管 器 ，准备 2台排气 量 勾 3 0 ； n 。 ／ mi n 的空压 机 。开始 发球 阶段 只使 用 1台空 压机 ， 同时关 闭末 端排 气 阀 门建立 背 压 ，当背 压达 刮 0 ． 0 5 A P a 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天然气 学报 * 油气管道工程 2 0 1 2年 4月 7 0 0 6 8 0 6 6 0 姜6 4 0 黜 褪6 2 0 6 0 O 5 8 0 5 6 0 厂 ]／ ／1 ＼ ／ 、 ． ／＼ 。 ／ r√ V ．． ／ ．．■■■ ’ -- ～． 。■■- ● _ ● I ● I ● ● I ● I ● I ● ● ● l _ J _ l _ J _ t ● ● I 1 _ ● ● _ _ ● ● 桩号 m 图 4测径段落 示意 图 的时候开启第 2台空压机 。通过控制末端排气阀门控制背压在 0 ． 1 MP a 左右 ，使测径清管器缓慢匀速地 前进，7月 5日1 0 0测径清管器到达末端，测径板完好无损 ，没有任何变形和损伤 ，该段测径圆满 完 成 。 6 结 语 目前国内管道通球测径仍处于一个不成熟的阶段 ，施工中还常遇到许多不可预知的问题 ，积极主动 地探索研究，完善 目前的测径方法，开发新型的测径方法 ，促使测径工艺 日趋完善 。 [ 参考文献] [ 1 ]GB 5 0 3 6 9 2 0 0 6 ，油气长输管道工程施工及 验收规范 E s 3． [ 2 ] Q／ S GJ X0 1 1 7 2 0 0 8 ，西气东输二线管道 工程线路工程清管试压技术规范 [ s ]． E 3 ]宋德琦 ．天然气输送与储存工程 E M1．北京 石油工业出版社，2 0 0 4 ． [ 编辑] 宋换新 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m