帶壓開孔技術(shù)在輸氣干線改造中的應(yīng)用

鄭文娟

摘 要： 在輸氣管線改建項目中，將采用帶壓開孔技術(shù)對干線進行改造。本文在施工可行性、施工成本、可靠性等方面，進行多方案比選，確定最優(yōu)施工方案。

關(guān)鍵詞： 帶壓開孔;封堵;夾板閥

【中圖分類號】TQ050.7 ? ? 【文獻標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.149

1 前言

為滿足氣源外輸要求，需要對原輸氣管線進行增壓擴能。中間分輸站需新增收發(fā)球筒等設(shè)備。由于中間分輸站位于整個輸氣管線上游，停輸作業(yè)不僅會影響下游用氣，還會造成極高的直接經(jīng)濟損失。為保證項目順利實施，節(jié)約建設(shè)成本，本次改建工程擬采用不停輸帶壓開孔技術(shù)。

2 帶壓開孔技術(shù)簡介

帶壓開孔技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用愈加普遍，具有不停輸、大幅縮短施工期、施工方便、速度快、安全可靠、對環(huán)境污染很低、經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)點[1]。

帶壓開孔工作流程：

1）準備工作：檢查、調(diào)試所有開孔、封堵設(shè)備。確定上下游壓力平衡孔、封堵三通、旁通三通的位置，清潔管道，測量壁厚。焊接壓力平衡短節(jié)、封堵三通、旁通三通。預(yù)制旁通管道。

2）開孔作業(yè)：安裝壓力平衡閥、夾板閥，組裝開孔設(shè)備;開壓力平衡孔，連接壓力平衡管路，開旁通孔、封堵孔.

3）架設(shè)旁通管道，并導(dǎo)通。

4）組裝封堵設(shè)備，管道封堵。

5）封堵管段維修改造。

6）解除封堵。

7）拆除旁通管道。

8）封堵三通和旁通三通安裝塞堵，拆除夾板閥，蓋盲板。

9）壓力平衡短節(jié)安裝塞堵，拆除閥門，加盲蓋。

3 施工方案優(yōu)化分析

3.1 工藝流程簡介

①已建工藝流程：

該站已建工藝裝置區(qū)主要為門站供氣。已建預(yù)留接口ROV101、ROV102及緊急關(guān)斷閥ESDV101，流程如圖1。

②新建工藝流程：

新建工藝裝置區(qū)包括收發(fā)球筒等設(shè)備。新建流程與干線接口共四處：接口1及接口2為收發(fā)球筒與干線接口;接口3及接口4為越站管線與干線接口。接口3與預(yù)留ROV101法蘭連接，接口4則需要帶壓開孔。

3.2 施工可行性計算

原輸氣管線采用直縫埋弧焊管711x20 X65，屈服強度最低值450MPa，輸送介質(zhì)為天然氣，設(shè)計壓力10.0MPa，實際輸送壓力約8.0MPa，輸送流速約10m/s。

管道允許帶壓施焊的壓力按公式[2]：

p=2σs（t-c）DF

p-管道允許帶壓施焊的壓力，MPa;

σs-管材的最小屈服極限，450MPa;

t-焊接處管道實際壁厚，本文取20mm;

c-因焊接引起的壁厚修正量，mm;（通常取2.4mm）

D-管道外徑，本文取711mm;

F-安全系數(shù)（天然氣取0.5）;

由公式計算的p=11.139MPa>8MPa，可以進行帶壓開孔。

3.3 施工方案介紹

通過分析，干線改造首先需要解決接口4的問題，即如何建立越站管線。接口4的上游封堵并關(guān)閉ESDV101后，接口4與ESDV101之間管線放空后即可切斷進行施工，天然氣經(jīng)過越站管線輸往下游。

根據(jù)帶壓開孔施工程序，結(jié)合該站實際情況，提出以下兩種施工方案，具有以下共同點：越站管線部分或者全部作為旁通管線，起點連接預(yù)留口ROV101，終點在干線下游帶壓開孔。

方案1：越站管線部分作為旁通管線，分別設(shè)置旁通夾板閥與封堵夾板閥，需帶壓開孔兩處。ESDV901部分管線需要與旁通管線一同預(yù)制，該管線右側(cè)為通球三通，左側(cè)三通需焊接法蘭。關(guān)閉ESDV901后進行帶壓開孔。封堵后，切斷干線，焊接ESDV901部分旁通管線。試壓驗收之后，天然氣經(jīng)正常流程輸送，關(guān)閉ROV101、ESDV901、夾板閥，拆卸連接旁通夾板閥的旁通管線，并用盲法蘭封堵旁通夾板閥及三通處法蘭。

方案2：越站管線部分作為旁通管線，旁通夾板閥與封堵夾板閥工藝一個夾板閥，需帶壓開孔一處。ESDV901部分管線需要與旁通管線一同預(yù)制，該管線右側(cè)為通球三通，左側(cè)三通需焊接法蘭。關(guān)閉ESDV901后進行帶壓開孔。封堵后，切斷干線，焊接ESDV901部分旁通管線。試壓驗收之后，天然氣經(jīng)正常流程輸送，關(guān)閉ROV101、ESDV901、夾板閥，拆卸連接旁通夾板閥的旁通管線，并用盲法蘭封堵旁通夾板閥及三通處法蘭。

3.4 施工方案優(yōu)化分析

①輸送介質(zhì)為天然氣，輸送壓力較高，在施工方案優(yōu)化時，安全可靠性所占權(quán)重遠大于成本所占權(quán)重。

②在高壓環(huán)境下，夾板閥極易發(fā)生腐蝕或無法正常啟閉，長期使用存在一定的危險性。

③夾板閥單獨用于封堵三通時，一次封堵成功率較高;當(dāng)夾板閥同時作為封堵三通及旁通三通時，將大幅降低一次封堵成功率。

④夾板閥處通球擋條設(shè)置難度較高，對正常通球影響較大。

綜上分析，方案1較方案2施工費用高，但在長期運行的可靠性、一次封堵成功率、施工難度等方面都具有優(yōu)勢，因此，選擇方案1為最終施工方案。

4 結(jié)論

通過在施工成本、長期運行可靠性、施工難度等方面進行比對，本項目確定方案1為最終方案。但是，對于輸送介質(zhì)為水或油等危險性較天然氣低、輸送壓力較低、不要求通球等環(huán)境時，其它幾個方案也具有一定的優(yōu)勢。因此，對于不停輸帶壓開孔施工應(yīng)綜合分析，確定最為科學(xué)有效的方案。

參考文獻

[1] 楊志宏.帶壓管線附加旁通接管開孔器的設(shè)計[J].甘肅科技，2011.27（2）：40-41.

[2] SY/T6150.1-2011鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程第一部：塞式、筒式封堵.

[3] 劉華東，劉暉.管道帶壓不停輸開孔封堵技術(shù)及其施工難度點分析.內(nèi)江科技，2007（1）：105.