原油管道無(wú)害化處理技術(shù)及應(yīng)用分析

文/王殿洪

我國(guó)廢棄輸油管道無(wú)害化處理工作開(kāi)展較晚，經(jīng)驗(yàn)相對(duì)落后。結(jié)合實(shí)際工程案例，分析了焊接封堵三通、管道密閉開(kāi)孔抽油等原油管道無(wú)害化處理技術(shù)。工程合理運(yùn)用無(wú)害化處理技術(shù)，降低了原油管道處理對(duì)環(huán)境的污染。

1.工程概況

膠青線輸油管道是用于向青島石化有限責(zé)任公司輸送加熱勝利原油的專用支線管道，于1988年6月20日投入使用，全長(zhǎng)56.76公里，于2006年停產(chǎn)。為了確保管線的無(wú)害化處理，膠青線應(yīng)按分段進(jìn)行處理，并將管徑按2-3公里劃分為一段。由于管道建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，管道的地表附著物也有很大的改變，管道大多穿越住宅區(qū)和工廠，管道斷裂處的開(kāi)挖和協(xié)調(diào)很困難。要合理選擇分段點(diǎn)，避免選在人群聚集處。為了確保油水混合物的清潔和施工的安全，防止漏油事件的發(fā)生。首先對(duì)管道進(jìn)行分段封堵，分段長(zhǎng)度為5公里。在封堵結(jié)束后，在此管道的低端打開(kāi)一個(gè)油孔，并在頂部打開(kāi)一個(gè)入口，將油水混合物通過(guò)抽油泵的臨時(shí)流程抽到罐車(chē)中，由有資質(zhì)的單位進(jìn)行處理。管道中的原油經(jīng)過(guò)初步清洗后，打黃油壁焊接收發(fā)球筒接頭法蘭，裝上收發(fā)球筒進(jìn)行氮?dú)獯登蚯鍜?，將管道中的石油全部清除。通球掃線之前，將氮?dú)庾⑸涞焦艿乐羞M(jìn)行空氣壓力測(cè)試，測(cè)試壓力為0.3-0.5MPa，穩(wěn)定時(shí)間為60分鐘，其主要作用是檢測(cè)出管路有沒(méi)有斷裂或泄漏，從而影響到后續(xù)的無(wú)害化處理。當(dāng)管道試壓時(shí)出現(xiàn)壓力下降時(shí)，應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)泄漏或斷裂處，并采取相應(yīng)的補(bǔ)漏措施。管道通過(guò)壓縮氮?dú)馔苿?dòng)膠球掃線后，再開(kāi)展分段無(wú)害化處理工作。采取蒸汽加溫清洗+化學(xué)清洗+灌注發(fā)泡水泥的方法，對(duì)管線進(jìn)行了無(wú)害化處理。

2.管道設(shè)備封堵

管道封堵的過(guò)程主要有5個(gè)階段：第一階段：施工準(zhǔn)備：主要內(nèi)容有人員安全培訓(xùn)，技術(shù)交底，各類工作單辦理，小機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)等。第二階段：確定封堵點(diǎn)開(kāi)挖作業(yè)坑，在作業(yè)坑內(nèi)設(shè)有2個(gè)疏散通道，施工完成后，在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝防止坍塌的土壁。第三階段：封堵裝置進(jìn)場(chǎng)后，設(shè)備的調(diào)試工作正式開(kāi)始。第四階段：封堵管線。第五階段：開(kāi)孔抽油：將法蘭短管和閘板閥門(mén)在拆卸管線的最低處焊接，然后安裝DN50帶壓的開(kāi)孔機(jī)，完成后，將閥門(mén)關(guān)閉，從開(kāi)孔機(jī)中抽油。下面介紹了管道封堵的主要施工內(nèi)容：

2.1 焊接封堵三通

焊前準(zhǔn)備：

2.1.1 清理原有管道的保溫和防腐層，并擦去保溫層和環(huán)氧煤瀝青。

2.1.2 在焊管之前，應(yīng)先確定管子的型號(hào)與密封母管的型號(hào)一致。

2.1.3 上半瓦與下半瓦相配，可單獨(dú)做標(biāo)志，避免混淆。

2.1.4 對(duì)母管進(jìn)行封堵時(shí)，應(yīng)選用腐蝕較小的部位設(shè)為焊接點(diǎn)，如果不了解內(nèi)部的腐蝕狀況，則應(yīng)先采用測(cè)厚儀進(jìn)行檢測(cè)。

2.2 管件焊接方案

2.2.1 在選定了堵口位置后，對(duì)管件進(jìn)行了焊接。根據(jù)《鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程第一部分：塞式、筒式封堵》ST/T6150.1-2003的要求，對(duì)管件進(jìn)行焊接。

2.2.2 焊管與母管之間的間隙應(yīng)保持在0-1mm 之間，如果間隙太大，應(yīng)糾正后再進(jìn)行焊接。

2.2.3 禁止在焊接管道時(shí)采用氣焊。

2.2.4 在管件的焊接過(guò)程中，電焊機(jī)的二次線要放在管件的上方，并且要固定。

2.2.5 這一環(huán)節(jié)是施工的關(guān)鍵，施工過(guò)程中要確保安全，除了上述的措施，還應(yīng)確保：在施工現(xiàn)場(chǎng)有專人看守。

2.3 管線開(kāi)孔方案

2.3.1 管件焊好后要裝配夾板閥門(mén)，在裝配之前要先把開(kāi)關(guān)打開(kāi)兩次，然后把它裝到管子上。防止夾板閥裝上不能打開(kāi)或打開(kāi)后的夾板閥門(mén)不能閉合等。

2.3.2 平衡閥和夾板閥應(yīng)該在關(guān)閉的情況下進(jìn)行安裝。

2.3.3 對(duì)開(kāi)三通法蘭和夾板閥內(nèi)孔的同軸度進(jìn)行了測(cè)量，其同軸度不能大于1mm。

2.3.4 在開(kāi)孔之前，要檢查開(kāi)孔刀在連箱內(nèi)的位置有沒(méi)有偏移，如果有，就取下刀具，用儀器測(cè)量開(kāi)孔連箱的中心，再量一下刀具的中心，再將刀具拉緊。完全開(kāi)啟閘板，確保閥板內(nèi)部沒(méi)有任何障礙后，才能進(jìn)行開(kāi)孔。

2.3.5 開(kāi)孔時(shí)，要注意旋轉(zhuǎn)次數(shù)，不要超過(guò)22米/分鐘，液壓站工作壓力不超過(guò)2.5Mpa，工作容積40L/分鐘。

2.3.6 在開(kāi)孔機(jī)再次開(kāi)孔時(shí)，如果刀具被卡死，通常有兩種情況。第一種就是液壓站的壓力過(guò)低，或者排量過(guò)大，這個(gè)時(shí)候可以關(guān)掉液壓站，調(diào)節(jié)裝置的參數(shù)。第二種就是刀具被卡住了，這個(gè)時(shí)候不能慌，要先關(guān)掉液壓站，把鉆機(jī)的擋位調(diào)到一個(gè)空位，用搖桿將鉆機(jī)的大輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，再將它掛在進(jìn)料檔上，繼續(xù)切削。

2.3.7 開(kāi)孔完成后，將開(kāi)孔刀插入鉆機(jī)連箱，關(guān)閉夾板閥后，將連箱中的介質(zhì)清理干凈，拆卸開(kāi)孔機(jī)。

2.4 管線封堵方案

2.4.1 管線開(kāi)孔完成后，要進(jìn)行封堵

2.4.2 在封堵時(shí)要認(rèn)真觀察馬鞍塊，根據(jù)管內(nèi)壁的污垢和腐蝕狀況，判斷出封頭的壓力。

2.4.3 判斷封堵是否嚴(yán)實(shí)，封堵完成后，需要進(jìn)行放空作業(yè)，但前提是封堵是否嚴(yán)密。

2.4.4 如何判斷封堵的嚴(yán)密程度：（1）封堵后要在封堵的管道上方放空，（2）如果放空一段時(shí)間后還不能釋放壓力，那么就說(shuō)明封堵不嚴(yán)密。

3.管道密閉開(kāi)孔抽油

當(dāng)管道封堵后，在封堵管段之間打開(kāi)油孔，在最低處開(kāi)一個(gè)，最高處開(kāi)一個(gè)，這樣就可以將管道中的原油全部抽干?，F(xiàn)場(chǎng)配有一臺(tái)油罐車(chē)，將管道中的原油經(jīng)放油孔用抽油泵排入油罐車(chē)體。由于原油管道會(huì)隨著地形的變化而上下起伏，管道中的原油不能完全排出，需要用氮?dú)馔魄騺?lái)進(jìn)行徹底地清除。

4.管道氮?dú)馔ㄇ驋呔€

4.1 推油流程及詳細(xì)操作步驟

原油推掃施工工藝流程圖

4.2 收發(fā)球筒安裝

當(dāng)管道中的原油被排出后，可以使用爬管機(jī)進(jìn)行斷管，在封堵管的兩端分別拆掉一根管道，將其安裝在收發(fā)球筒上，然后將其連接到下一階段的氮?dú)馔魄蛑小Ｓ捎诠艿乐泻袣堄嗟挠蜌?，為了確保工程的安全，根據(jù)原油管的動(dòng)火規(guī)定，封頭和收發(fā)球筒的安裝需要用黃油墻隔離油氣。

4.2.1 爬管機(jī)斷管

首先確定割管位置。在切割之前，先用塑料布、吸油氈將其鋪在地面。采用爬管器進(jìn)行管道斷裂操作。為了避免爬口的走位，應(yīng)及時(shí)用小錘子把鎖鏈敲正。為了避免刀口擠壓，應(yīng)及時(shí)用釬子堵住切口。為了避免刀片溫度升高，應(yīng)及時(shí)注入水降溫，并準(zhǔn)備好滅火器。

4.2.2 黃油墻砌筑

在切斷管道后，用消防砂和毛氈將施工場(chǎng)地清理干凈，然后進(jìn)行鋪設(shè)黃油墻。

4.2.3 管線內(nèi)壁清理

先用滑石粉或干抹布將管道內(nèi)的油污清除干凈，然后用棉紗清理管道，清理長(zhǎng)度為管道直徑的2倍。黃油的堆砌要牢固、密封、不易倒塌。由于原管道已經(jīng)停工，需拆除的管道為開(kāi)口式焊接收發(fā)球筒接頭法蘭，采用自制的夾具進(jìn)行施工。圖1為夾具示意圖：

圖1：夾具示意圖

絲杠與第二塊鋼板是焊接的，使用時(shí)先將帶絲杠的鋼板放置在管道中，然后在上面鋪上黃油膩?zhàn)樱S油膩?zhàn)拥拈L(zhǎng)度比帶絲杠的長(zhǎng)度要短，然后在施工結(jié)束后安裝擠壓鋼板，然后用螺絲將黃油膩?zhàn)泳o緊地粘在管壁上，達(dá)到隔絕油氣的作用。為了避免鋼板與管道的內(nèi)壁發(fā)生摩擦而引起火花，在預(yù)制的過(guò)程中，鋼板的邊沿都要用銅進(jìn)行焊接，焊接厚度為5mm。

4.2.4 收發(fā)球筒安裝

在法蘭焊接之前，由安全科、站隊(duì)安全員、施工單位使用易燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢測(cè)管道中易燃?xì)怏w的濃度，檢查擋火墻是否密封牢固，是否符合動(dòng)火的規(guī)定，然后進(jìn)行整體組合焊接。在焊接前要對(duì)焊機(jī)和管線進(jìn)行接地，以避免電弧的發(fā)生。在焊接之前，要對(duì)工地進(jìn)行徹底的清潔，尤其是地面上殘留的油污，避免因電焊產(chǎn)生的火花引起火災(zāi)。

4.3 氮?dú)馔朴驮敿?xì)操作步驟：

當(dāng)推油準(zhǔn)備完畢，收發(fā)球設(shè)備和注氮系統(tǒng)安裝和調(diào)試合格后，打開(kāi)收球端的控制閥，收球端的其他閥門(mén)全部關(guān)閉，并通知收發(fā)球端的數(shù)據(jù)記錄人員和現(xiàn)場(chǎng)操作人員，做好氮?dú)馔朴偷臏?zhǔn)備。將柔性聚氨酯皮盆清管器放入發(fā)球筒，打開(kāi)發(fā)球部的氮?dú)馊肟诳刂崎y，其他閥門(mén)全部關(guān)閉，接著啟動(dòng)液氮加壓泵車(chē)，將聚氨酯泡沫清管器推進(jìn)到管路中，使其進(jìn)入正常的氮?dú)馔朴湍Ｊ?，再將舊管道的原油推到油罐車(chē)中進(jìn)行回收。

4.4 清管器選擇

膠青線長(zhǎng)期處于停產(chǎn)狀態(tài)，管道狀態(tài)不明朗，在掃線過(guò)程中存在著很大的卡球危險(xiǎn)。另外，由于長(zhǎng)年使用，管壁腐蝕嚴(yán)重，不能承受高壓力，發(fā)生卡球時(shí)，不能采用增大推球壓力的方式來(lái)解卡，本次采用Φ273柔性聚氨酯皮碗清管機(jī)，過(guò)盈量為5%-10%。

結(jié)束語(yǔ)：

在開(kāi)展原油管道無(wú)害化處理過(guò)程中，要深入分析國(guó)內(nèi)外處理技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況總結(jié)處理經(jīng)驗(yàn)，避免二次環(huán)保傷害。通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)的不懈探索，就能保證處理技術(shù)的不斷突破，實(shí)現(xiàn)環(huán)保處理目標(biāo)。