關(guān)于成品油管道清管作業(yè)現(xiàn)場安全管理要求的研究與探索

石美云

清管作業(yè)是成品油管道運行中必不可少的過程，對成品油管道進(jìn)行定期清管，能夠清除管道中的雜質(zhì)，延緩管道內(nèi)壁腐蝕，檢查出管道嚴(yán)重變形的部位，有效降低管道能耗，延長管道使用壽命，降低管道運行風(fēng)險，對于管線安全性和經(jīng)濟(jì)性都有重要意義。

1、成品油管道清管器

成品油管道清管器根據(jù)功能分為4類：清掃型清管器、隔離型清管器、檢測型清管器和管道維護(hù)型清管器[1]。按用途可分為3類：刷式機械清管器、測徑機械清管器、磁力機械清管器。根據(jù)成品油管道運行現(xiàn)狀和管理要求，現(xiàn)階段周期性清管常采用聚氨酯清管器。這種類型的清管器可以與管壁形成多個密封面，具有刮掃、密封、隔離作用[2]。這類清管器的優(yōu)點是表面敷有聚氨酯彈性體涂層，變形量可達(dá)40%，既有彈性，又不會脫落，其直管段變形通過能力為40%OD，可通過1.5DN彎頭，并且因為柔性好對管道的沖擊比較小，缺點是每次使用磨損大，不能重復(fù)使用。

輸油管道在經(jīng)過一定時間的運行后，必須通過內(nèi)檢測技術(shù)來觀察管道是否出現(xiàn)了壁厚減薄、褶皺、變形等，以消除輸油管道本身的隱患和不足，這時就需要通過發(fā)送幾何檢測器和漏磁檢測器進(jìn)行檢測。

2、成品油管道清管周期

清管周期為T天時的運行成本F（t）按下式計算：

F（t）—清管周期為T天時的運行成本，萬元/d；

Q—一次清管費用，萬元；

t—清管后天數(shù)，t=1，2，3，4…T；

T-清管周期，天。

計算函數(shù)F（t）的最小值即可求出其經(jīng)濟(jì)清管周期[3]。

國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司西南成品油管道北線于2005年12月建成投產(chǎn)，2015年以前，清管周期較長，直至2014年才完成西南成品油管道北線貴州段的第一輪清管作業(yè)，其中，僅黎塘—貴陽段（外管道長度673.98km）單批次清管污油量就有8199t。2016年為清除管道雜質(zhì)，黎塘-貴陽段連續(xù)開展泡沫球、皮碗球、直板球、鋼刷球等多輪清管，管道雜質(zhì)明顯減少，沿線過濾器堵塞頻次明顯降低，單批次清管污油量降至440t，為2014年數(shù)據(jù)的5.6%。

隨著生產(chǎn)運行越來越規(guī)范，大家對生產(chǎn)安全、油品質(zhì)量的要求越來越高，現(xiàn)在清管作業(yè)已進(jìn)入制度化管理，華南公司也對清管周期進(jìn)行了制度明確，西南成品油管道北線的清管周期為每年至少一次。

對于個別特殊管段，清管周期進(jìn)行調(diào)整也很有必要。比如，國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司西南管道北線的貴渝支線貴陽—遵義段，受溫度、減阻劑成分的影響，遵義站長期飽受過濾器頻繁堵塞需要清洗過濾器之苦，經(jīng)對該段運行壓力、過濾器雜質(zhì)成分進(jìn)行分析，在完成2022年度常規(guī)清管工作后，采用機械清管器連續(xù)進(jìn)行了兩個批次的清管，在減阻劑成分、運行工況均不變的條件下，遵義站過濾器堵塞頻次由清管前的每月5次好轉(zhuǎn)至低于每月1次，大大減輕了基層站場員工工作量，提高管道運行安全系數(shù)。

3、成品油管道清管作業(yè)程序

無論是周期性清管作業(yè)，還是內(nèi)檢測，在作業(yè)時必須遵循適合于給定管線條件的安全程序，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，按照批準(zhǔn)的清管方案和程序進(jìn)行，堅持“程序一步不能少，標(biāo)準(zhǔn)一點不降低”的原則，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，否則將影響清管效果，甚至引發(fā)事故。

3.1清管前的檢查與準(zhǔn)備

實施清管作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)清管的目的和管道運行參數(shù)等制定好清管方案，并選擇合適的清管器[4]。清管方案作為指導(dǎo)清管工作的依據(jù)，應(yīng)包括清管操作步聚、安全注意事項、事故預(yù)測及處理方法[5]。

3.2清管器發(fā)送

清管器的發(fā)送與接收雖屬于常規(guī)工藝操作，但除了遵循調(diào)控運行管理規(guī)定外，同時涉及管線打開及能量隔離和鎖定管理之相關(guān)內(nèi)容。當(dāng)工作人員在現(xiàn)場開展清管器發(fā)送操作前，需提前準(zhǔn)備的票證有：

（1）清管器發(fā)送操作票；

（2）清管器發(fā)送操作安全分析表；

（3）管線打開作業(yè)許可證；

（4）隔離鎖定單。

在相應(yīng)的人員、工具、票證現(xiàn)場備齊，確認(rèn)發(fā)球筒內(nèi)無油、無壓、對發(fā)球球筒出口閥和引流閥上個人鎖后，再打開快開盲板，并將清管器裝入并推送至變徑管處，以確保清管器與發(fā)球筒筒壁嚴(yán)密結(jié)合、清管器前后可以形成壓差。

在關(guān)閉快開盲板、排氣閥、排污閥，對發(fā)球筒進(jìn)行引壓時，需在聽到油品“嘶嘶”聲時停止開閥，避免管道系統(tǒng)壓力波動過大。在引壓完畢、發(fā)球筒與干線壓力平衡后，再進(jìn)行發(fā)球筒的排氣工作，切忌邊引壓邊排氣。

待具備發(fā)球條件時，打開發(fā)球筒出筒閥門，逐步關(guān)小干線閥門開度，直至清管器發(fā)出。清管器是否發(fā)出，可以通過發(fā)球筒清管指示器動作信號、安排專人在出站位置聽球和出站壓力曲線進(jìn)行分析確認(rèn)。

在清管器發(fā)出后，應(yīng)及時向下游接收站場和外管道跟球人員進(jìn)行預(yù)報。

典型的清管器發(fā)送裝置如圖1所示。

3.3清管器接收

清管器的接收與清管器的發(fā)送一樣，需遵循調(diào)控運行管理規(guī)定、管線打開及能量隔離和鎖定管理之相關(guān)要求。但與之不同的是，一是要在按操作規(guī)程提前導(dǎo)通收球流程，二是如果是接收聚氨酯軟體清管器，則必須在對收球筒引壓排氣前在筒內(nèi)裝入符合要求的鼠籠。

提前導(dǎo)通收球流程主要是避免外管道流程數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確或突然的工況調(diào)整提量等其他原因造成清管器提前到達(dá)下游站場，一般會要求下游站場提前4小時將收球流程導(dǎo)通。

獨山—都勻段外管道DN450，一般清管采用過盈量5%的聚氨酯軟體清管器，都勻站收球筒內(nèi)徑520mm，收球筒鼠籠外徑450mm，為降低最終污油量，華南公司采用不降量清管，都勻站日常進(jìn)站流量為900-1000m3/h，進(jìn)站壓力3.0MPa左右，在2022年一次清管作業(yè)時發(fā)生軟體清管器進(jìn)筒后卡入鼠籠與收球筒筒壁間隙，造成取球困難，因此，收球鼠籠的直徑尺寸也是清管作業(yè)過程中需要特別關(guān)注的一個要素。（見圖2）

3.4清管器的跟蹤

清管器跟蹤定位是指在清管作業(yè)過程中監(jiān)視清管器的運動或者查找其確切位置?；跈C械壓力聲學(xué)磁學(xué)等原理，研究人員開發(fā)了多種清管器跟蹤定位技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展和對清管工作的不斷研究，清管器跟蹤定位技術(shù)也經(jīng)歷了由“通過指示”到“精確定位”“循跡跟蹤”的過程[6]。

對于聚氨酯軟體清管器無法安裝發(fā)射機，典型的清管器跟蹤方法為機械法。一般在清管段的重點地段、閥室、大型河流穿越處兩端設(shè)人工跟蹤點，清管器發(fā)出后，跟蹤人員根據(jù)事先設(shè)置的跟蹤點對清管器進(jìn)行跟蹤。

在采用機械清管器清管或開展內(nèi)檢測工作時，為應(yīng)對清管器發(fā)生卡堵，在人工聽球、清管指示器跟球的基礎(chǔ)上，同過在清管器上安裝發(fā)射機，可實現(xiàn)清管器的“精確定位”，即使清管器在管道中運行時發(fā)生卡堵，可通過配合接收機對清管器卡堵位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

2021年，國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司在開展貴陽—遵義段內(nèi)檢測工作時，發(fā)球操作過程正常，但由于檢測器自身原因，檢測器運行1小時后滯留在GZ002+600處，內(nèi)檢測單位未跟蹤到檢測器后，沒有及時向業(yè)主反饋，通過壓力回查發(fā)現(xiàn)，檢測器停滯時貴陽站出站壓力瞬間上漲0.54MPa，因為當(dāng)時調(diào)度進(jìn)行了切泵操作，監(jiān)控人員忽視了該壓力異常。

因此，在提高跟球技術(shù)手段的同時，輔助手段也應(yīng)配套跟上，壓力監(jiān)控人員要在清管期間更加提高壓力異常警覺，做好壓力實時監(jiān)控和作業(yè)完畢后的壓力復(fù)查，及時發(fā)現(xiàn)清管器運行過程中的卡點，并讓區(qū)段長進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)核，在下次作業(yè)時進(jìn)行重點跟蹤，以提高清管器運行安全系數(shù)。

4、清管現(xiàn)場應(yīng)急處置

清管器運行期間，壓力監(jiān)控人員應(yīng)密切監(jiān)視清管器運行時上下游輸油站壓力和進(jìn)出站流量，若出現(xiàn)上游出站壓力異常升高或下游進(jìn)站壓力異常降低、下游進(jìn)站流量異常降低、清管器未按預(yù)計時間通過跟球點，應(yīng)及時開展壓力回查和壓力分析并對壓力異常地點前后管道環(huán)境進(jìn)行復(fù)核，必要時按照應(yīng)急處置方案進(jìn)行處置。清管作業(yè)過程中有可能出現(xiàn)的異常情況主要有：清管器失密；推力不足；卡阻；清管器丟失。

清管器失密一般壓力波動不大，不容易第一時間被壓力監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)，但清管器卡阻可能會直接影響成品油的正常輸送。

如果軟體清管器由于破損而滯留在管線內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)定時間到達(dá)末端，但管道壓力沒有明顯變化，可采取以下措施：

（1）根據(jù)流量計算初步判斷清管器的位置；

（2）發(fā)送新的軟體清管器，可密封并且推動已停頓的清管器，將破損的清管器頂出。

如果清管器在管道內(nèi)發(fā)生卡堵，可通過壓力分析第一時間判斷，卡堵時清管器下游管道壓力持續(xù)下降，上游管道壓力持續(xù)上升。對于清管器卡堵，出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象，應(yīng)按照如下順序進(jìn)行處理：

（1）調(diào)度人員、相關(guān)站場人員嚴(yán)密監(jiān)視全線壓力變化。

（2）根據(jù)流量計算，確定清管器的位置。

（3）在允許壓力范圍內(nèi)提高壓力，嘗試通過停球點。

（4）在允許壓力范圍內(nèi)進(jìn)一步提高壓力，嘗試擊碎泡沫清管器。

（5）若管線壓力到達(dá)極限，清管器還不能正常運行或被擊碎，應(yīng)立即安排停輸并按清管器卡堵處理方案進(jìn)行處理。

2022年，國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司在開展內(nèi)檢測時，曾發(fā)生一起幾何檢測器在運行過程中卡滯事件，該檢測器在運行6小時后，上游站場出站壓力鋸齒形波動，出站流量下降為0，出站壓力升高至臨近水擊泄壓設(shè)定值，調(diào)度人員連續(xù)多次嘗試提高運行壓力，檢測器均不能繼續(xù)前行，后經(jīng)專家組研判，通過階梯式降低上游站場出站壓力，使檢測器倒退80m后再重新正推，檢測器雖探頭損壞無檢測數(shù)據(jù)但最終順利到達(dá)了下游站場，相比斷管封堵取球大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

5、結(jié)束語

通過將清管作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，近兩年華南公司生產(chǎn)管理效率顯著提高，清管任務(wù)完成率100%。但如何進(jìn)一步優(yōu)化清管周期，簡化作業(yè)程序，研究高強度耐用輕質(zhì)鼠籠，還需生產(chǎn)管理人員進(jìn)一步思考和探索。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒航宇：《輸油管道清管作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理與探討》《石油石化節(jié)能》，第11卷第8期，23-25。

[2]王俊穎，畢權(quán)：《清管器清管作業(yè)分析與研究》《當(dāng)代化工》，第44卷第11期，2692-2694。

[3]劉偉：《統(tǒng)計法計算輸油管線經(jīng)濟(jì)清管周期》《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》，2012年第6期，274+221。

[4] 張晏博：《油氣管道清管技術(shù)分析與研究》《中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量》，2018年第9期，145+147。

[5]羅丹，李銀燕，關(guān)貴興，吳玉國：《油氣管道清管作業(yè)安全技術(shù)》《當(dāng)代化工》，第43卷第9期，1813-1815。

[6] 葛華，李開鴻，王壘超等：《清管器跟蹤定位技術(shù)的現(xiàn)狀與展望》《管道技術(shù)與設(shè)備》，2022年第3期，1-7。

作者單位：國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司