张健
中石化胜利油建工程有限公司管道工程技术服务公司 山东滨州 256600
摘要：油气输送管道在运营过程中会遇到加装更换阀门、和人为因素，对管道造成影响其安全和运行的隐患和破坏，局部线路变更、增设分输支线等情况，并可能会由于自然环境管道在线维修和险情紧急处理的技术和手段对于管道安全维护尤为重要，而管道封堵抢修技术是解决这些问题的最为安全、快捷、经济的有效方法。
关键词：油气管道；封堵抢修；发展现状；未来发展
引言：
随着社会对于油气资源需求的不断提升，构建出质量过硬的油气管道输送系统，已经成为了油气资源开采输送的重要保障。但是在实际应用过程中，由于管道使用年限、腐蚀以及相关的外力干扰因素，也会造成管道泄露事故的出现，所以针对管道封堵抢修技术的内容，相关工作人员必须要给与高度重视，进而不断完善该行业的发展。
1 管道带压开孔封堵技术分类、特点
对于管线维抢修作业,过去传统的做法必须停输,甚至清空管线后才能进行,或只能采取一些临时性补救措施,给管线的安全运行带来了极大的隐患,经济上也造成很大的损失。管道带压开孔与封堵技术是一种安全、经济、环保、高效的在役管线维抢修技术,利用该技术可在不停输的条件下完成管线改造施工,适用于原油、成品油、化工介质、天然气等多种介质管线的正常维修改造和突发事故的抢修。
封堵技术按设备装置结构特点及作业原理,可分为多种形式,主要有:悬挂式封堵、盘式(皮碗)封堵、筒式封堵、折叠封堵、挡板-囊式封堵以及冷冻封堵等。悬挂式封堵形式适用于各种介质、高压管道的不停输封堵作业;盘式(皮碗)封堵优点是对管道介质适应性强,适合于中高压封堵,缺点是要求封堵头必须与管径相等,作业孔必须与管径相同,同时不适合在管内结垢较多、腐蚀重或管径较大场合使用;筒式封堵则对中低压气体或混合介质输送管道的封堵作业具有较好的效果,适合于管道内壁结垢、腐蚀的管线、以及不规格变形的管道,但由于开孔直径大于管径,作业成本相对较高,且只适用于DN500以下口径的管道施工;折叠封堵适用于超大口径、低压力的管道封堵,开孔直径一般仅为管径的三分之二,目前世界范围最大作业口径为102英寸;挡板-囊式封堵对于原油等管道停输封堵施工具有成本低,效率高等特点,但施工压力不超过0.2MPa;冷冻封堵可用于碳钢、铸铁、铜、铝、铅等特殊材质的管道施工,需要利用液氮或液态二氧化碳对管道局部介质实施冷冻,以达到封堵管道的目的,但只适用于满足冷冻条件的一些液态介质管道的施工。
2 我国的油气管道封堵抢修技术发展现状
相比国外发达国家,我国的油气管道封堵抢修技术发展时间较短,即便如此,我国经过了多年的研究和实践也得出了极大的研究成果,目前已经能够实现成品油、原油、天然气等输送管道封堵抢修,并且封堵的压力也不断的上升,封堵管段的口径也在不断的增大。我国的油气管道封堵抢修技术具有极强的实力,但是同时也发现在海洋油气管道封堵抢修技术正处于发展初期,技术、设备都还有待提高,人员的培养也需要进一步加强,目前的海上油气管理封堵抢修还需要依赖国外的技术。
3 我国目前主要的油气管道封堵技术
3.1 冷冻封堵技术
在上世纪八十年代，冷冻封堵技术在油气管道的封堵作业中，得到了较为广泛的应用，在应用上，其核心的技术内容，是利用那些具有快速凝固、解冻的液体，将其注入到管道之中，同时借助相关的降温手段，来达到封堵管道的目的。在对这项技术进行应用的过程中，其关键点就是寻找到一种最为合适的封堵剂。根据实际的研究成果，在当前，固水乳化剂属于是这项技术内容的应用核心，并且通过对试验结果进行分析发现，在解冻的环境下，这种材料可以在最短的时间里恢复乳膏状态，并具有较好的质密性。在实际应用过程中，为了确保固水乳化剂的状态，需要设计出相关的保温套管，在其与管道中间，填充一定量的保温冷冻介质，通过热量的平衡，确保其固水乳化剂可以处在一个保温冷冻的介质状态。在实行管道封堵抢修作业的时候，首先，利用合适的方法，将这些填充剂放置进管道，利用保温管套可以在内部实现较大的温度差，这时固水乳化剂会发生凝固膨胀，通过与管道内部所产生的摩擦力，对管内介质所输送的压力进行平衡；在解封时，通过对套管、冷冻介质进行移除，可以确保固水乳化剂在常温状态下恢复到乳膏状，之前所产生的摩擦力消失，达到解封的目的。
3.2 不停输带压开孔封堵技术
不停输带压开孔封堵技术是现役比较成熟的管道封堵技术，按照封堵机械方式的不同可分为悬挂式封堵、筒式封堵、盘式封堵和挡板囊式封堵等。悬挂式封堵适用于气体和液体介质的输送管道，能够承受较高的管内介质压力;筒式封堵适用于不规则变形管道和管内壁结垢较多的场合;盘式封堵对输送介质的适应性较强，可用于输送原油、天然气和成品油的管道，但是要求管道内壁没有结垢和腐蚀变形;挡板囊式封堵虽然对管道内壁环境的适应性强，但是其封堵压力较低，一般不超过0.3MPa，封堵时需要预先降低管道输送压力。不停输带压开孔封堵技术通过旁通管道搭建起临时输送管线，避开待维修管段，以保证封堵抢修过程中下游的正常生产生活。旁通管道的搭建有标准式和结合器旁通式2种，如图1所示。标准式在管道封堵点的上游和下游开孔，通过三通和夹板阀搭建旁通管道;结合器旁通式通过结合器上的旁通法兰接口搭建旁通管道。
图1不停输带压开孔封堵技术施工工艺图
3.3管道中高压智能封堵抢修技术
管道中高压智能封堵技术是近年来一种较新的封堵技术,由于其智能性以及高压性满足了当前管道规模越来越大,管道内径越来越大的特点,这对当前的油气管道封堵抢修有重要的作用,其影响力也逐渐的增大,因此全球范围内都越来越重视这种技术。该技术主要需要一种管道中高压智能封堵器,目前美国的TDW公司和挪威PSI公司全面的掌握了这种技术,封堵时将封堵器的发球端送入到管道中,并使其达到需要封堵的位置,然后人工指导其在封堵的位置利用管径内壁摩擦力固定实现封堵作业,从而达到封堵的目的。
4 油气管道封堵抢修技术的展望
(1)随着油气管线敷设工业的快速发展，大管径、长距离输送管网终将建成，管道封堵抢修技术也将向着安全、快速、高效、高压、大管径和智能化方向发展。
(2)对于深海油气藏的大力开发，也会促进海洋运输管道敷设工业的发展，对于海底管道封堵抢修技术，也提出了越来越高的标准，管内高压智能封堵技术将会在深海管道封堵抢修作业中，发挥越来越重要的作用，降低海洋管道维修作业的风险。
(3)国内一些高校及科研院所已经开始了海洋管道封堵抢修技术的研究工作，并且取得了一定成果，我国应该加快研发能够应用于实际工程的海洋管道封堵抢修技术及装备，以打破国外的技术垄断。
结束语：
我国的管道工业其发展历史已有50多年,在这50年多年的时间中我国的油气管道建设已取得了极大的成就,在全国范围了已经初步的形成了一张油气管道输送网络,为了切实的保证我国的油气管道正常的运行,确保油气管道的安全,满足社会的需求,有必要对油气管道封堵抢修技术进行分析,本文就从这一角度分析了当前我国油气管道封堵抢修技术的发展现状,并对未来的发展趋势进行了探讨。
参考文献：
[1]战中华.油气储运管道建设现状解读[J].化工管理.2017(18)
[2]江龙强.管道封堵抢修技术现状及发展[J].内蒙古石油化工.2011(02)
论文作者:张健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
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