摘要：为了深入探讨废弃油气管道弃置技术，通过对国内外废弃油气管道弃置技术的调研，了解国内外弃置技术现状和发展趋势。结合实际工程案例，针对废弃管道清洗和注浆封闭等弃置技术进行探讨，总结出一定经验，为将来在此领域进一步的研究奠定了基础。
关键词：废弃油气管道；弃置；管道清洗；注浆封闭
油气管道的废弃是管道全生命周期管理的重要环节，管道服役年限达到上限或者继续输送油气的效益远低于输送成本且管道没有其他用途，或者管道自身条件老化严重、安全运行风险大，废弃是不可避免的选择。目前，国内许多管道老龄化严重，面临着很大安全隐患，而且随着国家经济的飞速发展，管道途经环境发生巨大变化，一些管道途经区域变成了工业区和生活区，一旦发生事故，造成的社会影响和经济损失巨大。因此，开展废弃油气管道弃置技术研究势在必行。
1国内外弃置技术现状
基于对国外废弃管道处置标准及现有技术的分析，从土地使用规划和安全风险评价两方面考虑，废弃管道处置方式主要有拆除和就地处置两种。直接拆除可以将隐患处理完全，但使用范围受限，管道地上有障碍物时，无法拆除。就地处置主要是填充法，有注水、注氮、填充固体材料等填充方法，其中填充固体材料方法可以解决管道塌陷及废液、废气污染问题，将成为废弃管道就地处置领域的发展趋势。
我国20世纪建设的油气管道已进入40年以上的老龄阶段，接近使用寿命的上限，出现严重的腐蚀、变形等问题，管道进入事故多发期；由于油源调整，部分管道处于停用或闲置状态；城市规模不断扩大，建筑物占压或离管道太近，存在较大安全隐患。特别是“11.22”黄岛管道爆炸事故发生后，国务院加大对管道安全隐患整治力度。我国废弃管道处置技术储备薄弱，工程案例较少，研究尚处于起步阶段，在管道拆除处置方面未形成系统的技术体系、行业标准；在管道清洗、就地处置注浆固化方面的研究和实践更少。
在我国现行法律法规中仅《中华人民共和国石油天然气管道保护法》中提出“管道停止运行、封存、报废的，管道企业应当采取必要的安全防护措施，并报县级以上地方人民政府主管管道保护工作的部门备案”，但是对于废弃管道处置方式选择、过程控制、环境管理及后续监督等方面均没有要求。
国内废弃管道现有的处置技术处于探索阶段，清洗方面，采用物理清洗法、化学清洗法以及两者结合法，但未形成通用性的清洗工艺。拆除方面，虽有部分工程案例，但没有统一的工艺要求。就地处置方面，一是采用注水或注氮的方法进行封存，但注水后的管道穿孔严重，管道内封存水渗入地下，污染土壤及地下水；二是填充混凝土，受流动性和初凝时间限制，一次施工距离较短；三是灌注水泥砂浆，虽然大大增加了灌注距离，但是管道充盈率大幅下降，一次成型不足60%。
2弃置技术探讨
2.1管道清洗技术
（1）管道清洗技术研究内容一般包括以下方面
①废弃管道残留物成分、物化性质、危害性分析；
②清洗方案分析及选择，包括清洗原理研究、氮气置换、蒸汽吹扫、化学药剂清洗等清洗方法组合研究；
③清洗配套装备与施工工艺研究，包括装备选型、管道流体计算、配套工装设计、施工流程设计等；
④清洗残留物处理方法研究和排放指标研究等；
⑤废弃管道清洗质量标准的研究。
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（2）技术工艺
以某工业区占压管段改线工程为例，结合管道技术参数和现场实际情况，确定本工程大致技术工艺为氮气吹扫收油、机械切割分段、蒸汽吹扫并回收残留物、污油回收处理等，如果清洗效果达不到质量指标，再加化学清洗方法。一般来说，化学清洗与蒸汽清洗相结合，能有效清除管内壁的顽固油垢和无机物垢层。
①氮气吹扫收油工艺
由于该废弃段管道已持续运行多年，管道状况较差，管道内部存在大量油泥及障碍物，扫线时出现卡球的风险较高。另一方面，管壁腐蚀严重，无法承受较高的压力，出现卡球时无法通过强硬增加推球压力的方法进行解卡。为避免发生卡球问题，本次扫线采用两个柔性聚氨酯泡沫清管器进行扫线操作。
本工程废弃管道全线实施整体氮气扫油，氮气源采用液氮，液氮车、汽化器、水套炉配套使用，能够保持较高氮气压力。采用柔性防静电输油管端串联收球筒与油罐车进行油品回收作业。
扫线流程：（1）确认各项准备工作完毕；（2）开始向发球筒注入氮气；（3）在氮气压力的推动下，扫线清管器推动原油注入油罐车内；（4）沿线各跟踪点汇报扫线清管器行进过程；（5）清管器进入收球筒，扫线结束。
②蒸汽清洗工艺
完成氮气吹扫后，管道内主要存油已经回收完毕，剩余的少量油品及管道内壁油垢采用“蒸汽加热和多功能PIG清管器相配合”的方法进行清洗，排出的污油及污水利用密闭回收装置收集后装入油罐车回收利用，排出的气体经油气冷却、吸附处理合格后排放。
蒸汽清洗时，通球速度控制在1-2m/s，清洗最终以管内达到无油、垢及其它杂物，管壁呈现金属本色为准。为进一步验证管道内各处清洗效果，选用白色泡沫球，用空压机作气源再次进行管道通球，接收到的泡沫球体无固、液物为合格，检测管内气体无可燃气体为合格。如仍不满足，重复清洗直至满足清洗要求。
③污油回收处理
管道内残油及油垢经蒸汽吹扫后进入污油密闭回收装置，按固体、液体、气体实现三级分离。其中：固体油泥直接装袋回收；油水混合物抽入油罐车回收；油气混合物经冷凝装置冷却变成油水混合物用油罐车回收，余留气体直接排放。
2.2管道注浆封闭技术
（1）管道注浆封闭技术研究内容一般包括以下方面
①浆液材料研制及试验，包括原材料选型、配合比设计、模拟注浆试验等；
②填充工艺研究，包括填充球技术、填充工艺等；
③注浆封闭装备研究，包括浆液材料生产装备和填充装备的计算、选型、改进等。
④填充固化后质量标准的研究。
（2）技术工艺
废弃管线内的注浆封存材料既要具有一定的流动性、可泵性，又要具有抗压性，满足一定的压力，同时，还要具有材料来源广，价格便宜，节约工程成本的特点。综合考虑各方因素，选用水泥为主要胶结材料，按照一定比例进行室内试验，通过试验结果确定泵送浆材的配比。实验效果：管道灌浆后充盈率达到95%以上。
现场施工时，采用一台高压泵车，数辆泥浆搅拌车（泥浆搅拌车的数量根据泵送功率及商混厂家与施工现场距离确定），泥浆泵车与灌浆孔采用高压胶管连接，泥浆泵车与搅拌车采用大口径胶管连接.设备在使用前要进行维护保养，降低故障率。
3 结论
油气管道的弃置作为管道生命周期的最后一个环节，在安全和环保要求日益严格的情况下，是管道公司急需面对和解决的问题。国外对管道弃置经验较为丰富，而国内则是刚刚起步。未来，国内在此领域的发展方向和目标是，一是制定弃置行业的标准规范，如废弃管道清洗质量标准、废弃管道填充固化标准、弃置过程施工规范等；二是完善弃置技术理论研究，研究制定一套完整、科学、低成本的废弃管道弃置技术。本文结合实际工程案例，对管道清洗、注浆封闭等弃置技术进行了探讨，总结出一定经验，为将来在此领域进一步的研究奠定了基础。
论文作者:姜俊荣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签：管道论文; 油气论文; 氮气论文; 技术论文; 蒸汽论文; 工艺论文; 注浆论文; 《防护工程》2018年第32期论文;