山區(qū)高落差管道帶壓封堵施工工藝

邢玉敏

中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術(shù)服務(wù)公司，山東濱州256622

山區(qū)高落差管道帶壓封堵施工工藝

邢玉敏

中石化勝利油建工程有限公司管道工程技術(shù)服務(wù)公司，山東濱州256622

長(zhǎng)輸油氣管道輸送和運(yùn)營(yíng)維護(hù)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到需要更改走向或者管道出現(xiàn)問題需要更換等情況，此時(shí)就需要進(jìn)行帶壓封堵作業(yè)。結(jié)合西南成品油北盤江跨越段油管道改線工程，對(duì)山區(qū)高落差管道帶壓封堵施工工藝進(jìn)行分析，針對(duì)處于線路的最低點(diǎn)的跨越段管道內(nèi)靜壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)施工壓力，以及停輸時(shí)間有限的難點(diǎn)，采用“階梯式”降壓的方法，即設(shè)置四個(gè)封堵點(diǎn)，先進(jìn)行兩個(gè)外側(cè)封堵點(diǎn)的單封單堵，后進(jìn)行中間兩個(gè)封堵點(diǎn)的雙封雙堵，將高靜壓施工變?yōu)槌Ｒ?guī)壓力施工，最終改線工程順利完成，為類似工程提供借鑒。

山區(qū)；高落差；油氣管道；帶壓封堵

管道帶壓封堵是一種安全、經(jīng)濟(jì)、快速高效的在役管道特種封堵技術(shù)，帶壓封堵的封堵介質(zhì)可分為成品油和天然氣兩種，其中成品油帶壓封堵作業(yè)相對(duì)較多。封堵方式分為停輸和不停輸兩種，由于不停輸封堵的費(fèi)用較高、施工風(fēng)險(xiǎn)較大，因此在帶壓封堵作業(yè)中常采用停輸封堵工藝。本文結(jié)合西南成品油北盤江跨越管道改線工程，闡述了山區(qū)高落差管道帶壓封堵施工工藝。

1　工程概況

西南成品油北盤江跨越管道位于貴州省關(guān)嶺布依族苗族自治縣境內(nèi)，山體多起伏綿延，管道走向大體呈U型，原線路跨越橋海拔高度585.68 m。下游馬馬崖一級(jí)水電站建成后，水庫(kù)正常蓄水位海拔將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過585 m，成品油管道將被淹沒，因此需要對(duì)北盤江跨越段進(jìn)行改線施工，新線路桁架橋如圖1所示。兩處改線封堵點(diǎn)位于北盤江兩岸，處于U型線路的最低點(diǎn)，與高點(diǎn)的海拔高差近千米。該工程管道的設(shè)計(jì)壓力10 MPa，材質(zhì)X60，一般線路段管道規(guī)格D 406.4 mm×10.3 mm，特殊地段為D 406.4 mm× 12.7 mm，皆為直縫埋弧焊鋼管（LSAW），改線路由水平長(zhǎng)度約1 182 m。

圖1　新線路桁架橋

2　重點(diǎn)及難點(diǎn)分析

北盤江成品油管道改線部分位于西南成品油管道安順-晴隆段，其跨越段（SY1854～SY1855）距離北岸最近閥室（安順SY1521）約12.4 km，落差952.71 m；距離南岸最近閥室（晴隆SY2612）約28.8 km，落差729.63 m，閥室與跨越段相關(guān)管道信息見表1。

表1　閥室與跨越段管道信息

當(dāng)管道停輸后，關(guān)閉兩側(cè)閥室放空，按公式P= ρgh（相對(duì)密度取值0.85）計(jì)算跨越段管道管內(nèi)理論靜壓為6.08～7.94 MPa。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)帶壓封堵施工較普遍的最大壓力是6 MPa，我公司已完成的帶壓封堵項(xiàng)目封堵壓力均在4 MPa左右，因而本工程管道內(nèi)靜壓有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出常規(guī)施工壓力，如何進(jìn)行封堵施工且保證施工安全是本工程的最大施工難點(diǎn)。若出現(xiàn)意外，封堵不嚴(yán)密造成油品泄漏流入北盤江，將會(huì)造成極為嚴(yán)重的環(huán)境污染。

由于本工程封堵施工具有高壓力特性，因此施工工期要長(zhǎng)于常規(guī)施工工期，但本管道作為供油主干管道，停輸時(shí)間有限，如何合理部署施工、調(diào)配施工資源、制訂切實(shí)可行的施工方案也是本工程的難點(diǎn)。

3　總體施工方案

面對(duì)這種大跨度、高落差、高壓力的成品油管道封堵改線工程，經(jīng)過認(rèn)真研究分析和相關(guān)理論計(jì)算，最終確定了采用“階梯式”降壓的施工方法進(jìn)行帶壓封堵作業(yè)，即：先進(jìn)行兩側(cè)單封單堵，后進(jìn)行中間雙封雙堵。在本工程中分4個(gè)封堵作業(yè)點(diǎn)，從安順至晴隆方向（上游至下游）依次將4個(gè)封堵點(diǎn)定義為第一、第二、第三和第四封堵點(diǎn)。4個(gè)封堵點(diǎn)的位置和信息如圖2所示。

4　施工工藝

4.1施工總體流程

北盤江成品油管道改線工程施工時(shí)，先進(jìn)行第一封堵點(diǎn)（5.25 MPa）和第四封堵點(diǎn)（4.5 MPa）封堵施工，用于切斷第二、第三封堵點(diǎn)與兩側(cè)海拔最高點(diǎn)的靜壓傳遞，使第二、第三封堵點(diǎn)停輸靜壓降至2.57 MPa和3.8 MPa，此時(shí)再進(jìn)行第二、第三封堵點(diǎn)管件焊接、開孔、封堵及新舊管道連頭施工。施工總體流程如圖3所示。

圖2　封堵點(diǎn)平面位置布置示意

圖3　施工總體流程

4.2施工工序

采用“階梯降壓”的方式，將管道內(nèi)的油品靜壓降低到常規(guī)壓力后即可按照水平管道帶壓封堵施工工序進(jìn)行施工，嚴(yán)格遵守《鋼質(zhì)管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范》[1]和《鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程第一部分：塞式、筒式封堵》[2]的要求。施工前，做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

本工程因有4個(gè)封堵點(diǎn)作業(yè)，因此作業(yè)坑開挖不同于常規(guī)帶壓封堵施工。而管件焊接、管道開孔、管道封堵、不動(dòng)火切割、新舊管道連頭、解除封堵、塞堵施工、管件防腐、地貌恢復(fù)都和常規(guī)帶壓封堵施工類似，本文不再詳細(xì)介紹。

本工程開挖4個(gè)作業(yè)坑，第一、第四封堵點(diǎn)作業(yè)坑為單封單堵作業(yè)坑，且不需要?jiǎng)踊疬B頭，作業(yè)坑平面和俯視示意見圖4～5。作業(yè)坑長(zhǎng)5m，寬4m，管道以下深0.5m。作業(yè)坑內(nèi)設(shè)有逃生通道，通道寬度1.2m，坡度50°，呈階梯狀（每步高300mm，寬1.2m）。

第二、第三封堵點(diǎn)作業(yè)坑為雙封雙堵作業(yè)坑，每個(gè)作業(yè)坑分為2個(gè)封堵區(qū)和1個(gè)動(dòng)火區(qū)，如圖6所示，中間用沙袋堆砌隔離墻進(jìn)行防火隔離，隔離墻高1.5 m，寬度1 m，作業(yè)坑長(zhǎng)15 m，寬4 m，管道以下深0.5 m。作業(yè)坑每個(gè)區(qū)均設(shè)有逃生通道，通道布置與第一、第四封堵點(diǎn)的作業(yè)坑相同。

圖4　第一、第四封堵點(diǎn)作業(yè)坑平面示意

圖5　第一、第四封堵點(diǎn)作業(yè)坑俯視示意

圖6　第二、第三封堵點(diǎn)作業(yè)坑示意

5　結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過四天四夜的緊張施工，北盤江成品油管道改線工程順利完成。其帶壓封堵施工主要是采用“階梯式”降壓的方法，將管道內(nèi)油品靜壓降低到常規(guī)壓力范圍內(nèi)，再按常規(guī)帶壓封堵（小于6 MPa）施工工藝進(jìn)行施工，最終降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，合理調(diào)配資源，最大限度減少了停輸時(shí)間。該工程的完工標(biāo)志著國(guó)內(nèi)最大壓力級(jí)別的成品油管道帶壓封堵順利完成，而且使得貴州省能源系統(tǒng)整體框架更加完善。為今后的山區(qū)高落差管道帶壓封堵施工提供了施工依據(jù)和參考。

[1]GB/T28055-2011，鋼質(zhì)管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范[S].

[2]SY/T6150.1-2011，鋼質(zhì)管道封堵技術(shù)規(guī)程第1部分塞式、筒式封堵[S].

Construction Process ofPipeline Hot Tapping and Plugging in L arge-fall Mountainous Area

XING Yumin
Pipeline Engineering Technology Service Co.，Sinopec Petroleum Engineering&Construction ShengliCorporation，Binzhou 256622，China

In the process of oil/gas transportation，operation and maintenance of long-distance pipeline，it is often encountered that the pipeline needs relocating or replacing.In these cases，the work of hot tapping and plugging is required.Combined with the Beipan River pipeline crossing section relocation project，the construction process of pipeline hot tapping and plugging in large-fall mountainous area is analyzed in this paper.The pipeline crossing section is located in the lowest position of the pipeline，its internalpressure is far beyond the conventionalpipeline construction pressure，and another problem is the limited shutdown time.So the method of“reducing pressure step by step”is adopted，which sets up four plugging points，i.e.firstly，hot tapping and plugging at two outsides points in the section，then at two inside points.Thus，the pipeline relocation construction under high pressure is turned into under conventionalpressure and is successfully realized.

mountainous area；large-fall；oiland gas pipelines；hot tapping and plugging with pressure

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.05.016

邢玉敏（1977-），女，山東菏澤人，高級(jí)工程師，2000年畢業(yè)于青島大學(xué)化學(xué)工程系高分子材料與工程專業(yè)，現(xiàn)從事技術(shù)質(zhì)量管理工作。Email：104547708@qq.com

2015-12-01；

2016-04-09