王超

（裝備技術(shù)有限公司海管技術(shù)服務(wù)中心 天津 300459）

摘 要：帶壓開孔技術(shù)通過在線完成改造工藝流程對接的特點(diǎn)，大量應(yīng)用與現(xiàn)今工程項(xiàng)目中。本文以JZ9-3廢熱回收裝置吊裝項(xiàng)目不停輸帶壓開孔的施工為例，詳細(xì)闡述該技術(shù)的應(yīng)用及過程風(fēng)險控制。

關(guān)鍵詞：不停輸；帶壓開孔；施工風(fēng)險控制

1 引言

在海上油田生產(chǎn)設(shè)施改造過程中工藝流程管線支路接口的施工，依據(jù)傳統(tǒng)工藝都需要將所涉及連接的工藝管線流程隔離，對管線進(jìn)行泄壓、惰化置換等作業(yè)后，通過冷切割/熱切割、電焊等方法實(shí)現(xiàn)該作業(yè)。但是該方法因停產(chǎn)將會影響油田產(chǎn)量、造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。而且難以對原管線內(nèi)遺留油氣徹底清洗置換，存在較大安全隱患。

在此契機(jī)之下，帶壓開孔技術(shù)因其可在線完成工藝流程對接，在現(xiàn)今施工中開始大量應(yīng)用。而我公司JZ9-3廢熱回收裝置吊裝項(xiàng)目中也使用帶壓開孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程管線的對接。

2 工程概況

因JZ9-3油田廢熱回收裝置吊裝項(xiàng)目中新增廢熱裝置和熱油膨脹罐，其工藝系統(tǒng)管線的連接依照傳統(tǒng)施工工藝，需要將平臺熱油系統(tǒng)停運(yùn)泄放，繼而會造成平臺部分生產(chǎn)系統(tǒng)停產(chǎn)。經(jīng)過項(xiàng)目組與設(shè)計(jì)單位及生產(chǎn)方討論研究決定對工藝接口采用不停輸帶壓開孔技術(shù)，完成整個新增流程的對接。

3 開孔工藝

所謂帶壓開孔是指在密閉狀態(tài)下，以機(jī)械切削方式在運(yùn)行管道上加工出圓形孔的一種作業(yè)技術(shù)。當(dāng)在役管線需要加裝支管時，可采用管道帶壓開孔技術(shù)完成，既不影響管線的正常輸送，又能安全高效完成新舊管線的連接工作。

3.1 工藝特點(diǎn)

在線不停輸施工、適用管徑范圍廣、施工受場地制約小、不動火切割、無介質(zhì)泄露、安全風(fēng)險小。

3.2 開孔作業(yè)條件

適用介質(zhì)：油、天然氣、水等無強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)

管道介質(zhì)溫度：-20℃—200℃

管道運(yùn)行壓力：0—6.4MPa

3.3 開孔原理

（1）不停輸帶壓開孔是利用法蘭短節(jié)、閥門安裝在待開孔管線，使用開孔工具進(jìn)行手動或自動開孔作業(yè)的技術(shù)；

（2）帶壓開孔機(jī)工作性質(zhì)類似鏜床，主軸伸出并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，但其工作條件要比鏜床惡劣，因此須專業(yè)人員進(jìn)行操作；

3.4 帶壓開孔步驟

護(hù)管加工—安裝至待開孔管線—安裝隔離閥—安裝開孔機(jī)—開啟隔離閥—啟動開孔機(jī)、開孔操作—退出刀具—關(guān)閉隔離閥、拆除開孔機(jī)

4 帶壓開孔施工流程

4.1 施工前準(zhǔn)備

（1）確認(rèn)待開孔管線介質(zhì)、尺寸、材質(zhì)、壓力、溫度、流速等參數(shù)；例如，本次為熱油管線，10”/A106/設(shè)計(jì)壓力0.75MPa/溫度120℃/流速2.8m/s。

（2）使用測厚儀檢測開孔點(diǎn)壁厚，確定腐蝕情況；要求進(jìn)行多點(diǎn)測厚，測厚范圍為開孔徑外延100mm；

4.2 支管套管焊接

（1）依據(jù)待開孔管線和支管尺寸制作法蘭短節(jié)、護(hù)套管；短節(jié)長度需根據(jù)開孔機(jī)鉆桿伸出長度確定，盡量選取最小長度，以縮短鉆桿長度。法蘭優(yōu)選帶徑對焊法蘭，如因預(yù)制件長度過長無法滿足開孔機(jī)進(jìn)程要求，可選擇平焊或插焊法蘭；

（2）在法蘭短節(jié)上焊接1/2"管座，安裝壓力表、放空閥；

（3）在待開孔管線開孔位置帶壓焊接預(yù)制完成的護(hù)套管。焊接作業(yè)應(yīng)根據(jù)之前測量的管壁厚出具的焊接工藝。

（4）安裝在管道上的法蘭短節(jié)，其管件的軸線應(yīng)與管道的軸線相交，該管件必須與管道垂直，即法蘭短節(jié)端面與管頂?shù)钠叫卸仍试S誤差不超過1.5mm；

（5）法蘭短節(jié)的材質(zhì)應(yīng)與待開孔管線材質(zhì)相符，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)與管道的設(shè)計(jì)壓力等級相等

4.3開孔作業(yè)點(diǎn)的選取

（1）開孔作業(yè)點(diǎn)應(yīng)選擇在直管段上。開孔部位應(yīng)盡量避開原管道焊道，無法避開時，對切削部位的焊道應(yīng)適量打磨。開孔刀中心鉆不應(yīng)落在焊縫上。開孔封堵部位的管道圓度誤差不得超過管外徑1%；

（2）開孔管件焊接時，管道內(nèi)液體流速不應(yīng)大于5m/s，氣體流速不應(yīng)大于10m/s；

4.4 開孔機(jī)安裝

（1）法蘭短節(jié)上安裝配套尺寸規(guī)格的閘閥或者球閥；開孔閥門處在全開的位置，以保證開孔機(jī)切到可以抵達(dá)開孔管線。安裝好放空閥、壓力表和排油彎管。關(guān)閉放空閥，在管道開孔前，閥門應(yīng)處于全開狀態(tài)；

（2）開孔機(jī)安裝前對其進(jìn)行檢查，檢查開孔機(jī)的絲桿及傳動機(jī)構(gòu)是否靈活，開孔機(jī)上的放空閥應(yīng)關(guān)閉；選定與開孔直徑相應(yīng)的開孔接合器、刀具及刀具結(jié)合器同開孔鉆機(jī)連接并檢查筒刀、中心鉆及U形環(huán)是否完好，順時針轉(zhuǎn)動手輪，將筒刀提到最高位置；

（3）將開孔機(jī)吊裝到閥門并緊固螺栓，安裝完成后對開孔機(jī)、閥門、短節(jié)進(jìn)行整體試壓保證密封無泄漏，試驗(yàn)壓力為待開孔管線系統(tǒng)的操作壓力；

（4）針對本次作業(yè)為熱油系統(tǒng)，溫度較高，為避免橡膠密封失效，接合器要選擇帶有硬密封面的法蘭。

（5）管線短節(jié)試壓完成后，采用惰性氣體進(jìn)行惰化；

4.5 開孔

（1）進(jìn)行開孔作業(yè)時，根據(jù)開孔機(jī)的型號確定液壓泵的額定輸出扭矩，進(jìn)給速度及鉆桿的鉆速。進(jìn)給速度有手動和自動兩種，根據(jù)鉆桿的行程確定鉆進(jìn)量。對于8寸和10寸開孔，管徑較大、管壁較厚采用自動進(jìn)給開孔機(jī)進(jìn)行開孔作業(yè)。對于3寸小口徑薄壁管，采用手動進(jìn)給方式比較合理；

（2）開孔操作時從中心鉆開始切削管壁，到孔開通為止，時間以40min左右為宜。孔開通后，將絲桿轉(zhuǎn)到最低位置，反復(fù)轉(zhuǎn)動幾次，以保證鞍形切板完全被切下；

（3）開孔刀具切透管壁后，收回刀具，同時將切割下的馬鞍塊帶出閥體，關(guān)閉閥門，拆下開孔機(jī)；

（4）在閥門上安裝支路管線，開孔作業(yè)結(jié)束。

5 施工難點(diǎn)及解決方法

（1）預(yù)制的支管套管與待開孔管線焊接為角焊縫，為保證連接強(qiáng)度需在開孔位置增加加強(qiáng)板；

（2）所有焊接焊道應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行外觀、無損檢測檢驗(yàn)；

（2）開孔管線壁厚檢測。很多平臺流程管線長期使用，管內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，開孔管線實(shí)際壁厚遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原厚度，需根據(jù)檢測的壁厚指定對應(yīng)的焊接工藝，防止焊接過程中出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象；

（3）充分考慮開孔設(shè)備對管線的影響，小口徑薄壁管線開孔時需利用輔助工裝固定開孔機(jī)，避免管線受力彎曲，發(fā)生意外；

（4）需考慮開孔切削碎屑對工藝系統(tǒng)的影響?，F(xiàn)今開孔設(shè)備設(shè)置的鐵屑回收器經(jīng)過SZ36-1平臺項(xiàng)目驗(yàn)證，實(shí)際效果并不樂觀。因此對于管內(nèi)清潔要求較高的系統(tǒng)，例如存在緊密儀表設(shè)備的系統(tǒng)需謹(jǐn)慎使用。

參考文獻(xiàn)：

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