带压封堵（精选6篇）
带压封堵 篇1
0 引言
近年来, 在中国油田管线的改造施工中, 经常会出现国外输油管线和联合站新建外输油管线并存的情况, 在这两种管线中, 国外的油田管线一般内存大量原油, 且管线较长, 在施工环节中如果采用传统的置换或吹扫等方式进行处理, 则显得不安全合理, 而在运用了双侧带压封堵技术后, 促进了油田管道施工的稳定进行, 避免了停车时间过长等导致的施工危险, 在一定程度上实现了对原油资源的有效节约。因为双侧带压封堵技术可封堵多口径, 并且最高的封堵压力可达到10 MPa, 可满足石油管线施工的封堵要求, 促进石油管道的完善施工, 所以, 新时期对双侧带压封堵技术的应用分析对中国石油管线的施工乃至中国石油业的发展都具有很重大的现实意义。
1 双侧带压封堵技术的理论及应用范围
作为一种管线维修的特种施工技术, 双侧带压封堵技术具有快速、高效和安全的特点, 在进行管道施工及维修的过程中, 能够在不间断介质输送的情况下完成管道施工及维修过程中的移位、换阀及更换和增加支线等施工工序, 在此技术运用过程中, 用到了无火花切割技术、带压封堵技术及带压开孔技术, 能将、石油管道施工中的易燃易爆或有毒有害的介质进行有效隔离, 并在这种隔离状态下进行油田管道阻挡介质的排空和清理, 并在此基础上打黄油墙从而达到动火连投条件, 促使动火连投环节的有效运行, 一般情况下在油田管线施工中封堵口径类型是比较多的, 运用双侧带压封堵技术的压力可达到10 MPa, 完全可满足油田管线施工中的石油、水等介质的置换和处理, 具有广阔的应用范围[1]。
2 油田管线施工中双侧带压封堵技术的工艺和施工应用分析
2.1 开挖封堵作业坑
在进行油田管线施工中, 对于封堵作业坑的开挖, 会用到挖掘机, 并由专业人员进行统一安排与指挥, 并要求其他不相关人员远离现场, 以保证施工现场的安全运作。此外, 对于出现施工事故的情况, 要针对事故、类型等及时启动相应事故的应急方案, 除上述作业坑施工相关事项外, 也要注意做好对封堵作业坑出现滑坡现象的有效避免, 应在封堵作业坑周围形成一定的坡度, 对于出现的滑坡现象, 油田施工管理人员应及时组织相关施工人员对其进行清理, 以保证开挖封堵作业坑的正常进行。
2.2 封闭开孔
油田管线施工中在运用双侧管线带压封堵技术时要封闭开孔, 在这之前要按照相关操作规程来进行试压工作, 如果在此过程中出现了漏油或着火现象, 油田的施工人员应及时针对性地启动应急预案, 对漏油点实施及时的消除工作。对于启动应急预案过程中出现的卡刀状况, 施工人员应及时扳动换向阀, 停止施工并仔细进行相关原因的分析及制定解决策略。在故障排除后重新启动进行施工。对于施工出现刀具损坏的情况应及时更换刀具, 首先应果断提起刀盘, 关闭夹板阀, 并由施工人员及时换上备用刀具, 继续进行施工。
2.3 带压焊接封堵三通
在实施焊接封堵三通时, 应保证油田管道输油的压力保持在2.0 MPa以下, 这是该施工进行的前提;另外要在焊接过程中采取适当降温措施进行焊接的冷却工作。此外, 进行焊接人员也要穿戴全套的焊工保护用品, 以保证施工人员的安全, 避免弧光伤眼等情况的发生。对于事故中不慎受伤的人员应及时送往医院进行治疗, 对于焊接施工中出现的焊通现象, 则应用焊条将其堵上并及时焊死, 进行封堵时, 应遵循先封高压端, 再封低压端的原则, 下堵头时, 夹板阀上的放气阀门应关闭紧, 一旦关闭不严或未关, 极易引起着火或漏油现象, 针对此现象, 相关的施工人员应及时启动应急方案, 进行现场处理。
2.4 抽油
在成功封堵的基础上, 应进行抽油工作, 在此过程中, 为保证抽油环节的稳定运行, 应首先规范各项相关技术, 这也是进行抽油的基础工作, 目的是为了确保放油点位置的选择。根据油田管线施工的需要, 一般放油点的最佳位置应当尽量避开管线底部, 并在此前提下保证进气点尽量要在管线的顶部位置。除上述注意事项外, 也应当保证开泵抽油之前动力线绝缘层的完整无损, 并保证抽油泵具有良好的接地性, 对于出现的漏油、失火等现象, 应由相关的施工人员立即启动有针对性的事故应急预案, 进行事故的处理工作[2]。
2.5 切管
油田管线施工中, 在运用双侧带压封堵技术进行施工时, 在捆绑切管机前。应首先检查其轮距, 并在上述操作完成后进行电机正反转状况的再次检查, 进而保证整个链条都在一条直线上, 保证后续施工的合理进行;要保证捆绑得比较紧, 进而防备行走过程中切管机的随意颤动, 实施完上述操作后, 就应在打开电源之前检查动力线和开关, 并在此基础上打开电源进行施工, 对于施工过程中出现的触点不良等状况, 相关的施工人员应及时采取相应的封堵方案进行封堵, 确保后续施工的有效进行。
2.6 砌筑黄油墙
在其它老化管线都运走及切管工序完成的情况下, 就要进行砌筑黄油墙这道工序, 在具体施工中, 首先要将管口内壁及外壁上的污油都清理干净, 此过程中要配备和使用防爆工具进行, 以确保使用人员的安全, 对于出现的爆炸倾向或爆炸情况, 油田管线施工人员应采取紧急应急预案, 经过实施一定的措施, 力求将人员伤害及经济损失降到最低, 尽量提高施工的安全性和有效性。
2.7 管线碰口
在油田管线的施工中, 管线对口和焊接是一项很重要的工作, 在此施工过程中, 要注意不能够敲击和振动管线, 此外, 还需保持较快的施工速度, 并保障施工环境下的实际温度不要太高, 而且在温度方面要求较高时, 可采取一定的降温措施来完善黄油墙部分管线的施工。在实际的施工中, 一旦管线对口的过程中发生管线振动及施工环境温度过高, 亦或是施工时间过长, 致使黄油墙倒塌, 且管内的油气会溢出, 如果这时施工环境内有电焊打火的情况, 极易造成大规模恶性爆炸事件, 一旦发生此类事件, 会给施工所在地人员带来很大的伤害, 势必造成大规模经济损失, 所以, 油田管线的施工过程中, 应在施工前期就制定应急预案, 对于已经发生的情况则应及时采取有效的应急措施, 尽最大努力减少人员伤亡和降低经济方面的损失[3]。
2.8 解除封堵
油田管线施工中, 在所有施工完成的情况下, 要进行封堵的解除工作。应按照一定的规则和顺序, 先进行低压端的解除, 然后再进行高压端的解除, 并要在确保夹板阀的旁通道关闭和对放油口通入适量N2的前提下, 再进行设备拆除, 上述施工中, 通入适量N2, 可有效严防漏油和着火情况, 有效降低了双侧带压封堵技术施工中造成的人员伤亡及经济损失状况, 有效保证了施工的完整性及安全性[4]。
3 运用双侧带压封堵技术的几点建议
3.1 施工前应对施工现场进行严密勘查
基于双侧带压封堵技术的施工需较大操作空间的现状, 施工方应在施工前进行施工现场的严密勘查, 并要注意管线的预制必须要测量现场管线相关实际数据, 所以这就决定了封堵管的预制需要一定时间。
3.2 方案结合到位
作为油田管线施工的管理者, 应积极做好方案的审批工作, 做到对技术实施中费用环节的有效控制, 其中费用较高的便是现场签证, 所以在之前就应当做好审批工作, 进而保证结算环节的顺利进行。此外, 还应对双侧带压封堵实施单位进行合理选择, 对其中具备丰富工作经验的人员优先选择。在施工前, 油田管线的施工单位也要做好相关的施工责任规范, 施工双方在敲定规范细节等的前提下进行合同签订, 进而最大限度降低双侧带压封堵技术施工过程中的风险性, 进一步完善油田管线的高效施工。
4 结语
双侧带压封堵技术在油田管线施工中的运用是一项复杂的系统工程, 需要相关人员的积极参与共同实施。相比于传统管线开口扫线方案, 双侧带压封堵技术具有封堵时间短及可减少停产时间等特点, 一定程度上消除了当前原油管线里凝管隐患, 也减少了N2置换的费用, 节省了油田管线施工的成本, 确保了油田管线施工系统的完整, 实现了油田施工系统内部相关环节的有效协调, 能够适用于输送易燃易爆和有毒有害介质的管理, 是一项具有发展潜力和应用前景的新技术。
参考文献
[1]蔡彪, 李敬恩.带压封堵技术在冀东油气管道上的应用[J].机械研究与应用, 2012 (04) :125-127, 130.
[2]张金胜.双侧带压封堵技术在油田管线施工中的应用[J].科技与企业, 2013 (12) :239.
[3]杨志炜, 张琼飞, 蔡婷, 等.天然气管道不停输带压封堵施工创新技术[J].天然气工业, 2012 (02) :95-97, 122.
[4]金勇.管道不停输带压封堵施工新技术研究[J].科技创新导报, 2013 (34) :112.
带压封堵 篇2
1 带压封堵技术及特点
管道带压封堵是指在密闭状态下,以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔,通过开孔加装支管,形成旁通,再采用专业工具对老管线进行开孔封堵。既不影响管线的正常输送,又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。带压封堵具有以下特点。
适用管径为Φ33～2 600mm的钢质管线、铸管、球墨管、PE/PVC管等;输送介质为油、天然气、水、乙烯、煤气、中质油、航油等无强腐蚀性的介质;管道介质温度为-30～350℃;管道介质压力为-0.1～6MPa。
带压封堵在整个施工过程中,采用先进工艺、安全可靠、无火焰操作、无油气泄露,安全得到有效保障,同时避免对环境造成污染。
相对于传统的做法必须停输,清空管线后才能进行新老管线碰头,会造成很大的经济损失,采用带压封堵方式不需要进行停产,经济效益显著。
根据所要达到的目的和现场不同情况,该工艺可以分为单封、双封双堵、四封四堵3种形式来满足要求。
2 现场应用情况
2.1 准备阶段
(1)清除管线封堵位置的保温及防腐层,使其露出金属光泽,避免有焊道和腐蚀比较严重的部位;
(2)按设计要求,在母管线上焊接已预制好的主管的三通管件、旁通管的四通管件、放散平衡短节;
(3)焊接完成后要对焊口进行拍片检测,确保焊接质量和安全;
(4)检测合格后,在组合式四向三通管件上安装夹板阀,在放散平衡短节上安装闸阀。
2.2 开孔作业
(1)安装开孔设备:将相对应的开孔机、封堵连箱、封堵刀组件按程序一起安装在夹板阀上,通过高压胶管把开孔机与液压动力站联接,通过封堵连箱上的截止阀用氮气对开孔刀所在的容腔进行密封试验,检测各结合面的密封性。
(2)实施开孔:根据管线的材质,选定切削速度,对管线进行开孔截断作业。开孔截断完毕后,将开孔刀及切割下来的马鞍块(即管段)同时提入联箱内,关闭夹板阀,对联箱进行放空后拆除开孔钻机,开孔截断作业完毕(放散平衡孔采取同样的方式,只是开孔机的型号不同)。
2.3 封堵作业
(1)将封堵器安装到夹板阀上,将2处的封堵连箱和旁通管线连接在一起,打开2处的夹板阀(此时旁通管线与原管线同时运行);
(2)手动旋转封堵器手柄,使封堵筒向下移动,进入管道封堵位置后,实现对管道的封堵(此时原管线已停止进行,介质由旁通管线流通);
(3)缓慢打开放散阀,然后对该管段进行放空,并且以此来检查封堵的严密性。
2.4 碰头更换作业
(1)确定封堵严密后,进行老管线不动火切割作业。将管段切割口的内部清理干净,使其无可燃物后对新管线连头作业。
(2)管线连头作业完毕后,对焊口进行无损检测和防腐处理,确认无问题后解除封堵投运新管线,观察无异常后关闭夹板阀,拆除封堵器及旁通。
2.5 塞堵回填作业
(1)将切割下的马鞍块与塞堵板连接,找好角度与塞堵器连接。将塞堵器安装到夹板阀上,进行塞堵回填作业;
(2)塞堵回填作业完毕后,拆掉塞堵器、夹板阀,安装盲板;
(3)管线改造完毕,四通管件将永久保留在管线上,整个封堵施工过程全部结束。
3 结语
该技术在轮一联合站脱水系统改造工程中多次成功应用,其中单封单堵在气相管线中应用2次,双封双堵在来油阀组新老管线碰头中应用7次,实现了轮南油田7座计量间的不停产碰头,取得了非常大的经济效益。
在施工过程中带压封堵技术避免了可能产生的安全隐患,整个施工过程安全、环保,符合现代石油企业发展的理念,具有广阔的应用前景。
由于开孔机自身的限制,带压封堵技术在对管线切割开孔的过程中可能存在被切割下的马鞍块掉入管线中,需要对开孔机的工艺进一步完善。
参考文献
[1]周卫军,郭瑞,张勇,等.不停输带压开孔封堵技术的应用[J].管道技术与设备,2009(6).
[2]耿罗斌.管道封堵新工艺[J].油气田地面工程,2010,29(6).
[3]李怀新,刘天江,张宏兴.四封四堵不停输更换长管段技术的应用[J].石油工程建设,2008,34(5).
[4]江龙强.管道封堵抢修技术现状及发展[J].内蒙古石油化工,2011,10(2).
带压封堵 篇3
合肥燃气集团在建燃气工程中管道改造带压封堵实为首次。该管道为安徽省天然气公司已建的川气东送江北联络线上, 相关参数为Ф406.4×9.5规格、4.0Mpa压力、40000M3/h流量。下游经调压输配直接供给安徽省长江以北大部分城市。该高压管道因与新建设施冲突, 且存在着巨大的安全隐患, 必需迁移。为避免因管道施工停气带来的经济损失, 经斟酌比选, 决定采用带压不停输封堵技术进行改管。
二、施工工艺
1、封堵改管过程主要工艺流程
确定封堵点→清理管道防腐层并测量管道皮厚和椭圆度→封堵和旁通管件组对焊接、平衡孔短接组对与焊接→单体试压与检测→安装阀门及开孔设备→整体试压→带压开旁通孔作业→旁通管道连接→封堵孔作业→主管道封堵→放压、检测封堵严密性→断管作业→打黄油墙→新旧管道碰口→焊口检测合格→新管道置换通气、解封→拆除旁通管道→封堵作业→拆除封堵、旁通阀门→安装盲板→检漏补伤
2、封堵作业过程
2.1该过程是在完全密闭状态下进行的, 用液压千斤顶特种封堵设备将管道采用封堵手段, 把管道两端进行封堵, 同时又用该设备上三通接出旁通管道畅通保证下游正常供气以后, 将在原管段的两侧连头管道位置上切断, 与新建管道连接, 待新管道与主管道连头后, 解除封堵, 切换至新管道正常输送, 最后将旁通撤除。故而达到管道安全移位的目的。
2.2由于是不停输作业, 必须考虑旁通系统, 同时保留原管道通球性能。加工封堵管件 (俗称“马鞍”) (见图一) , 以及平衡孔丝扣短节。
2.3确定精确的封堵点, 按封堵管件尺寸清理管道表面的防腐层。
2.4将提前预制好的封堵管件和平衡孔短节, 在指定的位置进行组对, 封堵管件的上平面与管道平行度不得大于0.8mm~1.0mm, 垂直度<0.3mm。平衡孔短节与管道的垂直度<0.3mm。管件组对完成后, 开始焊接工作, 焊接前应通知输气方控制压力 (<3.5MPa) , 流速在15米/分钟左右后, 方能开始焊接。
2.5管件焊接完毕, 首先进行强度试压。试压介质分高压用水、低压用氮气。保证管件承压强度超过欲开口管道承压强度, 试压完毕, 进行着色检验。无误后方可进行开孔阀门及开孔机安装工作。要求封堵管件、开孔阀门、开孔钻机在同中心线上。
2.6设备安装完毕, 用氮气进行整体试漏, 实验压力≥管道内压力, 同时将连箱内的空气进行置换。确保开孔安全。
2.7开孔完毕, 提升开孔机钻头、连杆。关闭阀门防止气体外泄, 再用氮气将连箱内气体置换一下, 确保安全。开孔结束须检查被切割下来管片是否取出来, 否则利用强磁进行打捞作业。同时记录管道内压力及压力的变化。此处开完孔, 同样方法进行下处开孔作业。
2.8开孔结束, 组装封堵设备, 由于是不停输封堵, 应提前把旁通管道连接好待用。 (旁通管道的连接一定要检查阀门的严密性) 。根据上下游按要求安装好封堵器后, 同时检查新建管道是否达到连头条件, 方可进行封堵。
2.9满足条件后, 开始准备封堵。先将两头旁通管道阀门打开, 当旁通管道正常通气以后, 开始从下游开始封堵后, 再封堵上游。
2.10在封堵作业过程中, 液压千斤顶 (带三通封堵器) 与开孔阀门 (“三面治阀门”) 配合。在一段欲切割管段处存在两个封堵点, 针对第一个封堵点, 关闭开孔阀门闸阀, 隔绝管内天然气, 吊机配合, 将液压千斤顶与开孔阀门使用法兰紧密连接。第二封堵点亦同。待两个封堵点准备工作就绪, 将事先准备好的旁通管与该两个封堵点的三通口分别连接好。接着, 用肥皂泡沫在四个法兰连接处监测泄漏情况, 如若无泄漏, 开始缓慢打开两个封堵点处的开孔阀门闸阀, 使液压千斤顶和开孔阀门直至待封堵管处形成连箱, 待检查确切无泄漏之后, 在此密闭空间内, 用液压千斤顶连杆顶住开始下降带着橡胶皮碗的封堵头, 直至将封堵头送到管内为止, 利用橡胶碗的可压缩性与管壁密封, 迫使原先从待切割段管内的天然气开始从旁通管内通过。
2.11当上下游封堵完成, 将待切割段原管内的天然气通过平衡孔放空。放散前应必须注意:放散管不低于3米;放散点的30米周围之内不能有火原;放散点的下风口15米之内不得有人。 (图三)
2.12管道放散若干时间后, 停止放散, 观察管道的压力是否回升, 通过压力变化来检验封堵的严密性。如压力回升, 进行对两个封堵点进行震动、调整, 以保证封堵的严密性、安全性和可靠性。
2.13在确定完全封堵成功后, 在断管之前必须考虑两个重要环节: (1) 、新建管道与原管道是否真正达到连头条件, 否则坚决不能断管。 (2) 、将原管道内的可燃气体置换出去, 保证切割安全。
2.14断管以后, 将连头管线端进行必要的安全处理, 在平衡孔前铸造黄油墙。
2.15新旧管道动火连头前, 完全打开平衡孔阀门用放散管将管道内余气排放到零, 为保证动火连头安全进行, 放散孔必须是敞开无障碍的。同时, 在动火连头时, 应有专人负责监控封堵器与平衡孔内燃气压力等变化, 必要时可通过平衡孔向连头内注入氮气, 确保动火连头安全进行, 直到管道连头完成。
2.16管道连头完成后, 利用管道两端的平衡孔进行新建管道置换。此时, 通过封堵连箱上的接口与旁边的平衡孔连接, 天然气直接跨过封堵头冲垮黄油墙进入新管道内。置换完成、新旧管道内压力平衡以后, 开始取出封堵头, 关闭两端的旁通管道阀门和封堵阀门。拆除旁通管道。
2.17被切割下来的管片复原封堵作业。经过计算, 使用一节已知尺寸短节 (图四左) , 将该短节与先前切割下来的管片焊接, 并控制住方向和尺寸, 同时, 短节的另一端插入锁饼 (塞堵板) 预留的凹槽里 (见图四右) 。三者
形成一个连环整体, 再将该连环整体通过锁饼 (塞堵板) 面上的凹槽安装在封堵连箱体内的液压杆卡轮上, 当连环整体完成管片合缝任务后, 再旋动液压杆卡轮, 使锁饼 (塞堵板) 边缘上的凸头恰好卡在“马鞍”上表面的凹槽里。完成此步, 关闭开孔阀门, 拆除液压千斤顶后, 将带有连环整体的封堵连箱与开孔阀门 (“三面治阀门”) 连接, 然后, 旋动封堵连箱手柄, 缓慢下降连环整体, 直至连环整体的下端管片与原先切割管片处缺口紧密合缝, 同时, 连环整体上端的锁饼 (塞堵板) 与封堵管件实物 (俗称“马鞍”) 的接口彻底锁紧。然后, 检查气密性, 若无泄漏情况, 依次拆除封堵连箱和开孔阀门 (“三面治阀门”) , 拆除完毕, 加上盲板封死。防腐同时做好。
2.18封堵完成以后, 拆除阀门, 盖好盲板, 管线升压, 检查法兰严密情况, 清理现场。
三、带压封堵的意义
高压带气不停输施工技术的运用, 不仅解决了在役管道施工和供气的矛盾, 减了停气降压造成的损失。还可有效避免带气降压作业因气体泄漏造成的火灾、爆炸事故的发生。高压带气不停输施工技术的运用, 增添了高压管线不停输连接、开口、改线施工的手段。新技术的应用。开辟了管网改造、抢修施工技术新局面。
参考文献
[1]《城镇燃气输配工程设计、施工技术工艺与验收规范实用手册》, 北京科大电子出版社;
[2]《钢制管道封堵技术规程第1部分:塞式、筒式封堵》SY/T6150.1-2003;
[3]《钢制焊接燃气管道施工技术要求》Q/MYJ01-2005
[4]《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
带压封堵 篇4
1、带压开孔封堵技术简介
1.1、带压开孔和封堵技术的优点:
⑴节约时间、节约资金:整个带压开孔和施工作业过程中, 管道或容器无需停输, 保障正常生产, 节约了自己和时间。⑵施工技术安全:整个开孔和封堵作业的过程都在密闭的空间内完成, 且该密闭工程可进行除氧的置换, 因此不会产生介质泄露和燃爆。
1.2、标准开孔步骤及种类:
⑴将管件焊接在管线上。⑵管线上安装一个开孔阀门⑶在管线上安装开孔机, 阀门打开, 待导向钻穿透罐壁后, 开孔机内充满介质, 工作腔中空气被排空。穿过管线, 开孔完成, 切割块被钩住。⑷阀门关闭后, 取下开孔机, 新管线已经装好, 打开阀门, 新的管道随时备用。
1.3、现阶段带压开孔技术的工作范围及种类:
目前国内已具备设计、制造不停输开孔封堵设备和配件以及进行现场开孔封堵施工的能力, 对介质温度在-20~80℃此, 介质压力10Mpa的直径为50~1000mm的螺旋焊缝管、直缝管与无缝管都可进行带压开孔封堵作业, 但仍有待提高, 国际上领先的带压开孔技术最大开孔尺寸可达到102" (2550mm) , 压力可达到10Mpa (表1.3-1) 。常见的开口方式有直管段垂直开孔、与直管段成一定角度的开孔、容器壁垂直方向开孔等。
1.4、带压开孔设备简介:
⑴带压开孔的主要设备由开孔机及其附件、三明治阀或永久隔离阀、开孔三通管件等三个主要部分组成。⑵其中开孔机结构最复杂, 以常用的T101B型开孔机为例, 其配件主要有:放空阀、开孔适配器 (法兰或螺纹连接) 、开孔钻头或开孔刀、开孔阀门、开孔三通。
1.5、带压封堵:
在运行的管道中下入封堵头, 临时封堵管线内流体, 从而隔离问题管段或目标管段的施工。置入封堵头前, 连通旁通管线。以便在不关停管线的情况下对问题管段或目标管段进行修复、改造或安装其他管线系统。⑴封堵机的结构更为复杂, 以目前先进的STOPPLE MACHINE封堵机为例 (图1.5-1) , 其主要配件:有液压阀、放空阀、封头箱、压力平衡连接管、密封头、三明治阀及封堵管件。⑵使用条件:最大操作压力:1480psi@100°F, 最大操作温度:700°F at 700psi, 钻杆行程:72"/102", 重量:500lbs/1500lbs, 封堵范围:4"—36", 动力来源:液压动力
2、带压开孔封堵技术在石化企业的应用实例:
实例1、上海赛科20", 14"罐体开孔的项目
⑴项目介绍:赛科公司烯烃装置急冷油塔因为内部阻凝网阻塞, 不能达到预期的工艺目的。因而需要在罐体上接出新的管道出口, 接管后由泵对塔底急冷油强制循环, 从而改善工艺效率。⑵工艺参数:开孔管线口径:14"/20";8"/2", 温度:200℃;100℃, 介质:急冷油;苯乙烯, 材质:急冷油塔体;碳钢⑶该项目解决了2个重大难点: (1) 工期紧张:使用了先进的TM1200型开孔机, 不仅顺利完成开孔、封堵作业, 而且比原计划提前1天完工。 (2) 塔内有危险介质:严格执行施工安全程序, 施工前仔细检查设备, 模拟真实环境进行泄露试验。⑷效益计算:
实例2、天津石化中压除氧水线带压开孔封堵项目
⑴项目介绍:天津石化炼油部中压除氧水泵出口阀门内漏, 导致机泵故障后无法切出检修, 为此, 需要不停输介质在泵出口阀前进行带压开孔封堵以便更好阀门。⑵工艺参数:管线口径:6"/8", 介质温度:104℃:压力:10Mpa, 管线材质:20#。⑶该项目解决了2个重大难点: (1) 介质属高温高压:使用国外先进设备, 在施工过程中, 开孔及封堵表现了良好的关键性能, 切割过程没有卡刀现象、开孔结束后开孔阀门的密封良好。 (2) 施工区域狭窄:聘请亚太地区权威工程师现场指导施工。⑷效益计算:施工前, 中压除氧水系统处于无备泵状态, 若不能及时维修, 将造成全厂停工, 按照天津石化1500万吨/年原油加工能力计算, 损失巨大, 无法估量。
3、石油化工企业选择不停输带压封堵工艺的基本原则
不停输带压开孔封堵工艺不影响生产, 但与计划性停工后的常规检修相比耗时长、单项施工费用高、因此, 如何正确选择不停输带压开孔封堵工艺或停工检修作业工艺, 非常重要。
3.1、下列情况, 建议选择带压开孔、封堵技术
⑴现场静设备、管线出现突发性的泄露, 无法切出系统, 压力、温度较高, 不便于采取常规检修方案, 但又不对人身、环境造成威胁时, 建议选择带压封堵技术, 虽然单项施工费用较高, 但施工安全、节约能源。⑵在正常生产过程中, 为控制产品质量、节能降耗等需要进行工艺动改而工期紧张的时候, 可以选择带压开孔封堵技术, 从国内许多实例看, 这一技术的应用效益非常明显。
3.2、下列情况, 不建议选择带压开孔、封堵技术
⑴出现问题的设备和管线可以切出系统, 不影响整体生产工艺;⑵设备和管线泄露部位的压力、温度不高, 适合采用常规检修方案且不会对施工人员、环境产生威胁的项目;⑶改造内容效益并不明显且改造后收益低于带压开孔封堵费用, 工期不紧张, 可以等到计划性停工实施的项目。
4、结束语
通过近几年对带压开孔封堵技术的研究与实践, 针对石油化工企业的特殊性, 通过充分参与多个施工过程, 并对不同应用企业的调研, 总结出了目前国内外比较先进的带压开孔封堵技术及其应用的范围, 实践证明, 不停输带压开孔封堵技术作为工艺改造、管道维抢修的一种新的补充手段, 有利于环保, 有利于提高生产能力、有利于节约能源、有利于企业切实履行社会责任, 是积极可行、安全有效的。
摘要：结合近年来国内石油化工企业采用带压开孔封堵技术的工程实例, 通过对不停输介质带压开孔封堵技术的研究以及在不同情况下与常规检修方法所产生的经济效益和施工安全性的对比, 得出带压开孔封堵技术在一些特殊情况下是石化企业很好的方案选择, 也是管道维抢修的一种新的补充手段。
带压封堵 篇5
1 管道带压开孔封堵作业主要工艺流程
首先在管道两处开孔点及两处封堵点焊接对开三通, 并装设夹板阀, 利用高压开孔机具开孔, 在开孔点处敷设旁通引流管线, 保证原油正常运输, 而后在两处封堵点下封堵器, 下悬挂式封堵头对更换管段进行封堵, 对管段进行泄压、介质置换后, 将管段进行切割更换, 并对新管段进行密封性检测, 合格后解除封堵, 在对开三通处下堵头, 移除旁通管线, 对开三通加装法兰盘并紧固, 完成封堵作业。
2 带压开孔封堵作业过程主要风险辨识
(1) 着火爆炸风险。带压开孔封堵作业过程中在对开三通与管道贴合焊接时以及在欲更换管线进行焊割时都需要涉及到焊接作业;同时因操作过程中在刀具开孔作业过程中由于刀具与管壁摩擦升温、操作点天然气集聚等因素, 都可能引起着火爆炸。
(2) 操作人员油气中毒风险。由于管线泄漏、管道切割后, 管道内天然气逸散, 在作业区域集聚, 易引发操作人员油气中毒。
(3) 密封不严原油泄漏风险。由于法兰连接不严、堵头封堵失效, 易引发原油泄漏风险。
3 作业过程风险因素分析及应对措施
(1) 火源。现场各种车辆、电焊机排烟口未加装阻火器而从排烟口排出火星;在管道上焊接对开三通时、对管道进行焊割作业时产生火星;作业过程中使用的非防爆工具敲击管道及各种构件易生产火星;带压开孔时刀头与管道摩擦由于刀具转速过快未采取有效措施对刀具及管道降温可能产生火星;在焊接对开三通时由于管壁薄弱致管道焊接时刺穿引发原油泄漏遇点火源着火;管道切割前管道内介质未有效转换存有残油残气, 焊割时遇点火源着火;下入管道内的悬挂式封堵头由于密封失效致使待更换管道内原油清理不净、操作坑内原油未清理干净遇火源, 均可能引发着火爆炸。
(2) 原油、天然气泄漏。作业前未对管壁厚度进行检测, 未进行安全、技术交底, 作业人员操作不当, 在焊接对开三通时, 管道焊穿致原油泄漏;阀门、管道、法兰垫片、密封圈等选择压力等级偏低、质量存在缺陷;待更换管道内原油置换方式不合理, 致使管道清理后仍有部分原油;作业点位置不利于油气扩散、通风效率低时未采取强制通风措施等。
(3) 消减措施。有效清理作业现场原油, 将待更换管道内原油进行彻底置换清理, 经检测待更换管段内无存油后方可作业, 并采取有效措施防止作业现场油气积聚, 必要时采油强制通风措施。作业前须严格检查各种机具, 防止因机具失效引发原油泄漏。严格要求使用防爆工具, 并将各设备及管道做好接地, 以便于静电释放。
(4) 管理措施。严格作业队伍准入检查制度, 特种作业人员持证上岗率100%。按法律法规、规范标准编写施工方案, 对全体作业人员进行安全、技术交底, 并签字确认;编制作业专项应急预案, 并提前进行演练。在作业坑安装好可燃浓度检测装置, 进行实时检测, 合理制定限值, 发现监测值超限、突发状况时就立即撤离作业现场。
(5) 应急救援措施。作业现场安排专业安全员看护, 同时消防员须到场, 并配备合理数量灭火器具, 同时现场须有携带烧伤、天然气中毒药品的专业医疗救护人员到场。
4 结论
原油管道带压开孔堵漏技术相对管线封堵其他技术而言更为快捷高效, 在作业前应做好风险辨识, 做好应对措施, 编制安全合理施工方案, 对作业队伍以及人员、机具设备严格把关, 技术人员做好安全、技术交底, 对作业过程有效监督控制, 便能有效控制风险, 保障作业过程安全顺利完成。
参考文献
[1]中华人民共和国石油天然气行业标准.SY/T6150.1-2003钢制管道封堵技术规程第一部分:塞式、筒式封堵.石油工业出版社 (北京) , 2003.
[2]尹广增, 韩玉琴.输气管道不停输开孔封堵作业危险因素辨别.油气储运, 2007, 26 (10) :57~59.
带压封堵 篇6
关键词：带压开孔,封堵,火炬气
1 工程简介
火炬系统中1#、4#操作阀均为暗杆式闸阀, 由于阀门设计的原因两处闸阀先后出现阀杆落入阀体内部的事件, 导致阀门无法进行操作, 直接影响火炬气的正常排放, 如采用传统的管线停役检修的方式, 则需要全厂停产并将火炬系统全部放空。必须采用在线开孔封堵技术将阀门两侧封堵后进行阀门更换。
2 改造方案
由于此次更换阀门点位于火炬气管输送主管道, 属大口径管道 (DN800) , 且处于14米高的火炬气管架上, 考虑到高桁架上的动静载荷等因素, 经研究确定在不影响各生产装置正常生产的同时, 带压开孔后采用折叠式封堵技术, 即DN800的火炬管线上开DN600的孔, 待火炬气管道封堵成功后, 拆除两处故障阀门。
3 工程概况
工程名称:DN800火炬气带压开孔封堵更换阀门。施工作业高度:本次施工作业面距地面14米。工程内容:DN800火炬气管线不停产带压开孔, 孔径为DN600共两处, DN50共4处。开孔管线规格、材质:DN800 (ф813mm) , 16Mn直缝焊接管线。火炬气管设计参数:设计压力pd=0.3Mpa, 操作压力po=0.04Mpa;设计温度120℃;实际运行温度60℃。火炬气内一般介质:根据分析火炬气管内介质复杂, 主要含有硫化氢、氢气、甲烷、乙烷等易燃易爆气体, 可能含有硫化亚铁。
4 带压焊接要求
4.1 校核管道压力
根据《钢制管道封堵技术规程第一部分:塞式、筒式封堵》 (SY/T6150.1-2003) 标准中关于管道允许带压施焊的压力计算公式, 进行计算管道允许带压施焊的最大压力。
此次施工所操作压力符合规范要求, 可以进行带压焊接。
4.2 校核管内介质流速
封堵管件焊接时, 管内液体流速要小于vl=5m/s, 气体流速小于va=10m/s。本案例中管内放空气体vo<va=10m/s, 满足条件。
5 施工流程及方案
5.1 管道加固方案
考虑到此次施工作业面距地面14米高度及开孔设备施加到火炬气管道5.4吨的临时静载荷, 为使开孔顺利实施, 设计院对管道强度进行校验, 并在更换阀门两侧设计安装支架进行临时加固。
5.2 管道壁厚检测及焊缝无损检测
带压开孔施工前, 对火炬气管道壁厚进行检测, 最大减薄处为0.4mm, 经过设计院的计算满足施工要求, 并按规范GB50517-2010要求对开孔影响区域的原管道焊缝进行射线检测, 在原管道焊缝上开孔或距焊缝50mm内开孔时, 应对以开孔圆心为中心1.5倍开孔直径范围内的原对接焊缝进行100%射线检测, 其合格标准符合相应的管道级别。
5.3 火炬气管道椭圆度的校正
由于火炬气管道管径较大为DN800, 管道存在一定的椭圆度, 根据现场实际测量的数据为:火炬气1#阀门:管线标准尺寸为φ813, 测量最大尺寸为φ816, 最小尺寸为φ808, 椭圆度为5mm。管线标准尺寸为φ813, 测量最大尺寸为φ818, 最小尺寸为φ801, 椭圆度为12mm。火炬气4#阀门:管线标准尺寸为φ813, 测量最大尺寸为φ816, 最小尺寸为φ806, 椭圆度为7mm。管线标准尺寸为φ813, 测量最大尺寸为φ823, 最小尺寸为φ798, 椭圆度为15mm。为保证对开三通的顺利安装, 我们在焊接前利用管道校正器对火炬气管道进行椭圆度的校正。
5.4 管件焊接方案
(1) 选择好开孔点后进行管件的焊接, 管件焊接要严格按照规定的焊接顺序进行焊接。 (2) 管件焊接前保持与母管的缝隙要控制在0-1mm间, 若缝隙过大, 则矫正后再进行焊接, 不能直接焊接。 (3) 在焊接前检查三通管件的几何尺寸, 是否与火炬气管线规格相符, 管件自身焊口是否达到要求。确定开孔位置后, 清除管道防腐层, 将三通管件焊接到火炬气母管上。三通管件分上下两部分。组焊时要求管件与管道同轴、塞堵法兰面与管道轴线平行, 法兰中心线与管道轴线垂直, 管件焊接按相关标准进行。 (4) 管件环型焊缝结构贴近母管位置焊接采用2.5mm焊条打底, 中间层及盖面层采用3.2mm焊条进行焊接。焊接每次起弧时间必须掌握到10-30秒之间;焊接长度不能超过4cm。并且间隔1分钟后才能进行下一次起弧。整个焊接过程控制电流, 避免焊接过程中产生过量的热量。具体控制措施如下:打底层, 2.5mm焊条, 起弧电流90-110A, 正常施焊电流75-80A, 推力电流调制最小0;中间层, 3.2mm焊条, 起弧电流120-130A, 正常施焊电流100-120A, 推力电流调制最小0;盖面层, 3.2mm焊条, 起弧电流120-130A, 正常施焊电流110-125A, 推力电流调制最小0。 (5) 焊接完成后对焊缝进行保温处理, 防止产生冷裂纹、氢裂等焊接缺陷。 (6) 管件焊接时电焊机二次线应放置在管件的上面并接触牢固。 (7) 管件焊接完毕后, 管件焊口采用磁粉及超声检测。
5.5 火炬气管开孔
(1) 为防止焊接对开三通时产生大量热量危及火炬气管的正常运行, 经过研究决定在焊接对开三通前, 先在火炬气阀门两侧带压各开一个DN50的小孔, 通过该孔向管道内注入氮气, 进而稀释管道内火炬气的浓度, 降低焊接管件的危险等级。管件焊接完毕后组装闸阀。 (2) 管线开孔前要确保开孔刀在开孔机内的位置无偏心现象, 并测量中心钻到开孔刀具的位置。 (3) 在开孔前, 要对夹板阀及开孔机进行密封性实验。对开孔机进行氮气置换, 防止开孔过程中管线吸入开孔机内的空气。氧含量检测合格后方能进行开孔, 氧含量控制在0.5%内。 (4) 开孔时采用液压传动, 要注意钻机的转数, 应控制在开孔刀15转/分钟 (1.5mm/min) 以内。保证切割时不产生大的热量及火花。 (5) 按照钻机转数及开孔大小计算开孔时间。开孔完毕后拆下开孔机, 开孔完毕。 (6) 为了确保封堵效果, 安装取铁屑器对切割下来的铁屑进行吸附。 (7) 安装封堵器, 折叠式封堵器接触管底后展板打开, 靠近更换阀门侧的封堵段进行放散, 考虑到火炬气管直接连通大气, 阀门拆除密封后可能产生虹吸现象导致空气被大量吸入火炬气管道内, 对火炬气管放空处进行水封, 保证整个火炬系统处于微正压状态, 进而通过压力表检测两侧的压力差进行检验封堵效果。半小时内封堵头两侧压力差不变, 认为封堵成功, 封堵过程结束。 (8) 检修人员带长管式呼吸器对火炬气1#阀门、4#阀门进行更换。更换阀门结束后, 拆下封堵器, 封堵作业结束, 安装塞堵及盲板。
6 注意事项
(1) 开孔前需进行严格的试压检验, 无渗漏后方可进行下一步。开孔封堵作业点应选择在直管段上。开孔部位应尽量避开管道焊缝, 无法避开时, 对开孔刀具切削部位的焊道应适量打磨。中心钻不应落在焊缝上。 (2) 封堵过程中应对封堵管段进行封堵效果的检验。 (3) 焊接过程中控制焊接电流及焊接速度, 防止热量产生过大, 影响管道安全运行。 (4) 火炬气管带压开孔处普遍存在管道椭圆度, 需安装校管器对火炬气管椭圆度进行校正。 (5) 为避免虹吸现象的出现, 阀门更换过程中必须保证火炬水封完好。 (6) 控制开孔机的进程, 防止由于开孔机进程过大, 打穿火炬气管道底部, 通过选用进程短的开孔机控制此项风险。 (7) 由于管道内可能含有硫化亚铁, 所以在阀门更换过程中必须实时监控火炬气管道的壁温, 控制管道内氧气含量, 防止过量氧气进入后发生硫化亚铁自燃。
7 结束语