帶壓堵漏技術在油田的應用及效果

金富余，郭 達，胡青寧，楊小平

(1.吐哈油田分公司丘東采油廠，新疆 鄯善 838202；2.冀東油田科技信息處，河北 唐山 063000)

一、帶壓堵漏技術的應用

1.機具應用選擇

機具總成包括夾具、接頭、注劑旋塞閥、高壓注劑槍、快裝接頭、高壓輸油管、壓力表、壓力表接頭、回油尾部接頭、油壓換向閥接頭、手動液壓油泵等組成。對任何形式的堵漏，高壓注劑槍、快裝接頭、高壓輸油管、壓力表、壓力表接頭、回油尾部接頭、油壓換向閥接頭、手動液壓油泵的型號選擇是不變的，只是根據不同溫度、不同夾具直徑大小增加使用套數。在溫度高于200℃或夾具直徑大于等于0.5m時，由于溫度高、硫化快、密封腔大，需要增加注劑速度，必須增大接頭和注劑旋塞直徑，增加高壓注劑槍的個數，現場堵漏作業(yè)中使用高壓槍1～4個。機具選擇的重點是夾具的計算與設計。

（1） 現場測繪

夾具是在現場作業(yè)前，通過測繪、選擇并設計的，因此測繪是首要環(huán)節(jié)。所謂測繪實際上是測量生產現場泄漏部位結構尺寸，了解泄漏介質的相關參數，作為夾具計算、設計的依據。

夾具的受力總體來說由集中載荷過渡到均勻載荷（變載荷），夾具受力的種類有：系統(tǒng)壓力、泄漏點對夾具的推力（泄漏壓力小于等于系統(tǒng)壓力）、密封劑的擠壓力。

根據《鋼制壓力容器GB-150.99》的規(guī)定，以泄漏點的外徑作為基本參數計算，夾具材料的許用應力 [σ]t。按泄漏介質的實際溫度選定，當夾具較大并由數塊金屬材料組焊而成時，許用應力還要乘以一個焊縫系數φ。則計算強度公式為：

式中：S——夾具壁厚，mm；

p——夾具設計壓力，MPa。當系統(tǒng)壓力小于7MPa時，選p=7MPa；當系統(tǒng)壓力大于7MPa時，選p=系統(tǒng)壓力；

D——泄漏法蘭的外徑（夾具的內徑），mm。法蘭泄漏時，直接選用法蘭外徑；直管段發(fā)生泄漏時，則D為直管直徑+2mm（空腔厚度）；

[σ]t——泄漏介質溫度下夾具材料的許用應力 [σ]t=δb/λb，MPa。其中δb為夾具用材料的強度極限（查金屬材料手冊），λb為安全系數，φ為焊縫系數，若無焊逢：φ=1，若有焊逢：雙面焊，探傷φ=0.9；雙面焊，無探傷φ=0.8；單面焊，探傷φ=0.7；單面焊，無探傷φ=0.6；

C——厚度附加量。公稱直徑小于250mm，不計入；公稱直徑大于250mm，加4～6mm。

（3） 阻力計算

燕京啤酒（000729）：2018年啤酒行業(yè)集體提價，提價紅利將在明年顯現，而前10個月啤酒產量止跌，隨著人均消費提升以及價格戰(zhàn)趨緩，未來提價將是企業(yè)主要成長動力，啤酒行業(yè)有持續(xù)提價的動力。

堵漏管線液壓系統(tǒng)的阻力為P=P1+P2+P3，其中P為壓力表的讀數，一般為20～30MPa；P1為沿程阻力（泄漏點到槍口的阻力），一般為7～12MPa；P2為注射閥的阻力（槍口經過注射閥的阻力），一般為3～5MPa；P3為夾具注入孔口的阻力（泄漏介質對外的推力），即密封腔內的壓力。若壓力表讀數為20MPa，取P1=7MPa，P2=3MPa，則P3=20-7-3=10MPa。

（4）高壓注射槍推力計算

同理，若P1達到60MPa，則P2=2×71.09≈142.18MPa。

從以上計算看出，在注射過程是從集中載荷均勻地過度到均布載荷。開始注射密封劑時要緩慢注入，以免壓力過高，鋼管變形。

2.專用密封劑的選用

專用密封劑是不停車帶壓密封技術的重要組成部分，正確使用密封劑是封堵成功的關鍵。其選用依據是：泄漏點的系統(tǒng)溫度；泄漏點的外泄介質特性，包括介質種類、工作壓力、工作溫度、介質特性及其他相關參數。

3.應用舉例

（1）法蘭堵漏的施工方法

①固定夾具法：通過試用，發(fā)現其使用范圍廣、成功率高，溫度可達800℃，壓力達到32MPa。如葡北站換熱器進口法蘭夾具，見圖2。

②鋼帶捆扎法：適用于小于2MPa的系統(tǒng)壓力下的封堵（鋼帶厚1.5～1.75mm，材質：1Cr18Ni9Ti）。如丘東導熱爐油儲罐堵頭夾具，見圖3。

③特殊法蘭法：適應于榫槽面、凹凸面法蘭。如丘東導熱油爐回油法蘭夾具，見圖4。

④局部夾具法：適應于大直徑法蘭泄漏（法蘭的1/4大）。如甲醇廠蒸汽轉換爐封頭夾具，見圖5。

（2）封堵管道泄漏的方法

①固定夾具法：適用于直管、彎頭、三通。如神泉導熱爐主管線三通夾具，見圖6。

②鋼帶夾堵法：適用于水、氣、工藝管道。如丘東集氣站直管夾具，見圖7。

③閥門、填料函的封堵：用料少，關鍵在于選擇鉆孔部位，見圖8。

二、應用效果

3年來，應用不停車帶壓堵漏技術共實施堵漏215處。該技術在油田中的應用有效消除了易燃易爆介質的泄漏，防止了火災和爆炸事故的發(fā)生，大大減少了因非計劃停車事故所造成的經濟損失。

該技術和停車除漏方法相比，產生的經濟效益非?？捎^，以吐哈油田丘東為例，每天生產液化氣350t、輕質油110t。若停產1天，則直接經濟損失為91.5萬元。若該輕烴裝置有一處法蘭或閘門等產生泄漏需要封堵，用常規(guī)堵漏方法要用近1天以上時間，而采用不停車注劑式帶壓密封堵漏技術，其投入費用只需1萬元。

[1]胡憶溈.注劑式帶壓密封技術 [M].機械工業(yè)出版社，1998.

[2]王金蓉.不停車帶壓密封技術.天津市翔悅密封材料有限公司,2000.