倪文靜，方玉梅（.海洋石油工程股份有限公司，天津 30046；.天津市龍洲工控設(shè)備有限公司，天津 300074）

?

海底輸氣管道的無污染化學(xué)清洗方法

倪文靜1，方玉梅2
（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.天津市龍洲工控設(shè)備有限公司，天津 300074）

摘要：渤海油田渤中13-平臺(tái)海底輸氣管道在使用過程中管道內(nèi)壁上附著沉積油垢，在斷開管道改造時(shí)會(huì)有油污泄露到海水中污染海洋環(huán)境。通過借鑒國內(nèi)外同類管道施工經(jīng)驗(yàn)和做法，采用了無毒、無污染的DLimonene、AQ-11和 AQ-12分別作為清洗劑、乳化劑和除油劑來清洗海管。文章介紹了在海底輸氣管道在斷開改造前進(jìn)行清洗的必要性，并結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目案例來闡述化學(xué)藥劑的選型和使用方法，為以后類似項(xiàng)目提供借鑒。

關(guān)鍵詞：海底輸氣管道；化學(xué)清洗；無污染

海底輸氣管道在服役期間因輸送介質(zhì)改變、斷點(diǎn)或漏點(diǎn)修復(fù)和避讓航道等原因需進(jìn)行改造，在斷開管道改造前必須對管道內(nèi)壁進(jìn)行化學(xué)清洗去除油垢，以滿足新介質(zhì)的輸送工藝要求或避免管道在維修改造過程中有原油泄露到海水中造成環(huán)境污染。管道在經(jīng)過化學(xué)清洗后，其內(nèi)部污水能夠達(dá)到“海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值（GB4914-2008）”污水排放標(biāo)準(zhǔn)。本文結(jié)合渤中13-1至岐口18-1海底管道跨越航道停輸改造項(xiàng)目12"輸氣管道的化學(xué)清洗方法，探討輸氣管道經(jīng)處理后，廢液能夠直接排海的綠色環(huán)保的化學(xué)清洗方法。該管道為單層配重管，外徑為273.3 mm，壁厚為14.3 mm，長度為98.2 km。

1　意 義

海底輸氣管道在維修改造過程中，經(jīng)常需要將管線斷開，如果不對管道內(nèi)壁進(jìn)行清洗，難免會(huì)有原油泄漏到海水中造成海洋環(huán)境污染，這就需要在對管道斷開前進(jìn)行清洗作業(yè)。通過清洗后，解決了原油泄露造成海洋環(huán)境污染的問題，但同時(shí)也延伸出新的問題，那就是管道清洗后殘留在管道內(nèi)的化學(xué)藥劑在斷開管道時(shí)是否會(huì)污染海洋環(huán)境，這就對清洗管道用的化學(xué)藥劑提出了更高的要求，即化學(xué)藥劑既能清洗掉管道內(nèi)壁上的油垢，本身又是綠色環(huán)保、不會(huì)對海洋環(huán)境造成二次污染。

2　 項(xiàng)目背景

圖1　航道跨越示意圖Fig.1 Seaway crossing

黃驊港是河北省沿海的地區(qū)性重要港口，為滿足黃驊港發(fā)展及船舶安全進(jìn)出的要求，黃驊港擬對航道進(jìn)行擴(kuò)建，其二期工程——25萬t級(jí)航道工程已于2011年3月份開工，該航道設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-21.5 m，有效寬度為264 m，橫跨渤中13-1WHPB平臺(tái)至岐口 18-1APP平臺(tái)海底天然氣管道，因此需要對該管道與航道的交叉區(qū)域進(jìn)行改造，以增加交叉區(qū)域內(nèi)的管道埋深，保證管線安全，如圖1所示。

渤中13-1至岐口18-1海管輸送介質(zhì)為凝析天然氣，其輸送量達(dá)92.04×103m3/d。平臺(tái)停產(chǎn)，為海管改造創(chuàng)造有利條件，但由于海管中存在油氣，海管切割、連接過程中海水倒灌溢流，投產(chǎn)前的清管試壓排水，污水中都會(huì)含油，污染海洋環(huán)境。為此，在海管切割、連接之前應(yīng)對海管進(jìn)行海水置換與化學(xué)清洗，清除管內(nèi)易燃易爆天然氣、凝析油。經(jīng)過化學(xué)清洗和海水沖洗，岐口 18-1平臺(tái)廢液取樣含油低于20 mg/L，達(dá)到 “海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值（GB 4914-2008）”污水排放標(biāo)準(zhǔn)。本次海管清洗污水排放屬于一次排放范疇，執(zhí)行一次排放標(biāo)準(zhǔn)，排放污水石油類濃度一次容許值最高濃度為30 mg/L（表1）［1］。

表1　污染物排放標(biāo)準(zhǔn)Table 1　Criteria of pollution discharge

3　 化學(xué)藥劑選型

結(jié)合以往項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過多次油垢取樣化驗(yàn)分析后，本次海管化學(xué)清洗選用D-Limonene清洗劑（含表面活性劑）、AQ-11乳化劑、AQ-1 2除油劑組合清洗藥劑。

D-Limonene（D-檸檬烯）是從柑橘皮中是一種可生物降解的高效清潔劑，對海管內(nèi)的黑油和凝析油具有極強(qiáng)的溶解效果，加上其綠色無污染的特點(diǎn)，它已經(jīng)成為國外清洗劑配方中的重要組分。

AQ-11乳化劑的作用是在油清洗劑溶解管道內(nèi)壁殘油的基礎(chǔ)上，能夠快速乳化殘留的管內(nèi)油和清洗劑，以便使沖洗管道內(nèi)壁的后續(xù)工藝快速進(jìn)行。AQ-11乳化劑是一種抗鹽抗海水的高效乳化劑，能夠剝離海管內(nèi)壁的黑油和清潔劑殘留，極易形成水包油型乳化液，達(dá)到盡快乳化的目的，且無毒。

AQ-12除油劑的作用是保證洗油、乳化的基礎(chǔ)上徹底清洗管道內(nèi)的殘油，以保證置換水中含油濃度達(dá)到海洋污水排放的要求。AQ-12清洗劑也是一種水溶性除油劑，抗海水能力強(qiáng)，除油效果好，且無毒［2，3］。

4　 施工工藝

目標(biāo)海管投產(chǎn)已近5年，投產(chǎn)后海管一直未做機(jī)械清管，海管輸送介質(zhì)是天然氣和凝析油，考慮到海管腐蝕結(jié)垢等因素，海管內(nèi)壁肯定沉積油垢等雜質(zhì)，正常輸送狀態(tài)下海管還有凝析油滯留。油垢和凝析油的存在增加了海管清洗的難度，海管化學(xué)清洗既要清除油垢同時(shí)還要清除較輕的凝析油組份。因此機(jī)械除垢與化學(xué)清洗聯(lián)合作用，才可能達(dá)到海管斷開后的溢流污水排放含油低于20 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2　海管停產(chǎn)前清管作業(yè)Table 2　Pigging before shutdown

4.1海管停產(chǎn)前通球

在平臺(tái)停產(chǎn)清洗之前，對此條輸氣管道進(jìn)行通球、測徑，檢測海管通球能力，以證明海管具備發(fā)送接收直板球的能力。當(dāng)確認(rèn)海管具備發(fā)送接收直板球的能力后，才能進(jìn)行海管停產(chǎn)清洗前的準(zhǔn)備工作。如表2所示的清管列車實(shí)現(xiàn)海管積垢和沉積物的清除，清管列車的發(fā)送應(yīng)單個(gè)發(fā)送接收［4］。

4.2置換與化學(xué)清洗工藝

置換與化學(xué)清洗作業(yè)的清管列車由5個(gè)清管器組成，形成1個(gè)溶劑車廂、1個(gè)乳化劑車廂、1個(gè)海水乳化車廂和1個(gè)除油清洗車廂，該洗清管列車設(shè)計(jì)見表3和圖2。清管列車采用經(jīng)過50目過濾器處理的海水推動(dòng)，清管器運(yùn)行速度控制在 0.5～1.0 m/s。當(dāng)5號(hào)清管器到達(dá)岐口18-1平臺(tái)收球筒，岐口18-1取樣達(dá)到含油低于20 mg/L，置換與化學(xué)清洗作業(yè)結(jié)束，渤中13-1平臺(tái)停止供水，渤中13-1及岐口18-1平臺(tái)端封閉海管［5］。

清洗廢液不大于1 500 m3，廢液在岐口18-1平臺(tái)處用污水回收船接收。

4.3清洗污水含油量取樣檢測

置換清洗列車自渤中13-1平臺(tái)向岐口18-1平臺(tái)發(fā)送，取樣在岐口 18-1平臺(tái)收球裝置處進(jìn)行，取樣點(diǎn)設(shè)在管道的側(cè)面或上方。

當(dāng)化學(xué)清洗列車第5號(hào)清管器到達(dá)收球裝置，進(jìn)行海水取樣，檢測海水含油濃度。在取樣之前，取樣的海水要從取樣孔泄流大約1 min，以保證取出試樣的準(zhǔn)確性。

現(xiàn)場化驗(yàn)使用的是 InfraCal CVH型含油分析儀，提取溶劑為四氯乙烯溶液。

取樣間隔周期30 min。取樣容器充滿2/3即可，所有的試樣都貼上標(biāo)簽，標(biāo)明試樣號(hào)。海水含油濃度連續(xù)3次取樣檢驗(yàn)不大于20 mg/L，海管化學(xué)清洗合格。

表3　化學(xué)清洗列車數(shù)據(jù)表Table 3　Data of chemical cleaning train

圖2　化學(xué)清洗列車Fig.2 Chemica cleaning train

表4　現(xiàn)場取樣檢測數(shù)據(jù)Table 4　Sample data

5　 結(jié) 語

隨著國家對海洋環(huán)境保護(hù)的愈加重視，作為海洋石油能源采掘業(yè)的建造者，更加有責(zé)任、有義務(wù)保護(hù)海洋環(huán)境。本案例中使用的綠色環(huán)保無污染化學(xué)清洗藥劑，為以后類似項(xiàng)目提供了很好的借鑒。

參考文獻(xiàn)：

［1］全國海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB 4914-2008《海洋石油勘探開發(fā)污染物排放濃度限值》［S］.

［2］柳玉暉，高建村，王培，等.中性清洗技術(shù)在煉油設(shè)備清洗中的應(yīng)用［J］.新疆石油天然氣，2008，4（3）：91-93.

［3］徐如良，黃永港.油罐清洗技術(shù)綜述［J］.石油化工環(huán)境保護(hù)，2003，26（4）：54-58.

［4］任建新.物理清洗［M］.北京∶化學(xué)工業(yè)出版社 2009-01：20-22.

［5］張劍波.清洗技術(shù)基礎(chǔ)教程［M］.北京∶中國環(huán)境科學(xué)出版2004，ISBN 7-80163-884-0.

Non-pollution Chemical Cleaning Method of Subsea Gas Pipe

NI Wen-jing1，F(xiàn)ANG Yu-mei2
（1.Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；
2.Tianjin Longzhou Industrial Equipment Co.，Ltd.，Tianjin 300074，China）

Abstract：The inner wall of submarine gas pipelines in service was adhered with some sedimentary oil dirties，which would leak into the sea during modifying of the pipelines.According to the experiences of similar pipeline construction，biodegradable chemical solvents were used for cleaning the pipelines.The importance of cleaning the pipeline before modification was introduced，and types and using methods of the chemical solvents in detailed project were discussed.

Key words：Subsea gas line；Chemical cleaning；Non- pollution

中圖分類號(hào)：TE 832

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0460（2016）01-0143-03

收稿日期：2015-07-09

作者簡介：倪文靜（1978-），男，天津市人，工程師，2000年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院化工設(shè)備與機(jī)械專業(yè)，研究方向：主要從事海洋石油平臺(tái)海底管道專業(yè)的設(shè)計(jì)、施工等。E-mail：niwj@mail.cooec.com.cn。