劉福建 陶 金 姜 旭 李雪坡 武思雨 馬偉平

〔1.新疆石油工程建設(shè)有限責(zé)任公司 新疆克拉瑪依 834000；2.中油國際管道公司中烏天然氣管道項目 北京

100007；3.中國石油天然氣銷售安徽公司 安徽合肥 230000；4.中國石油管道局工程有限公司人事部 河北 廊坊065000；5.中國石油天然氣股份有限公司管道分公司集體資產(chǎn)管理中心 河北廊坊 065000；6.中國石油管道科技研究中心 河北廊坊 065000〕

十三五期間，我國建設(shè)運營了中俄原油管道一線、二線工程，中俄東線天然氣管道也進入全面施工階段。這不僅對我國能源戰(zhàn)略安全具有重要意義[1]，對缺少高寒凍土區(qū)管道運行管理經(jīng)驗和管道專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的我國相關(guān)行業(yè)都非常重要。本文針對我國該方面的情況，重點介紹了管道投產(chǎn)的俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)，包括清管、試壓、投產(chǎn)交接和試運行監(jiān)控等，對于保障中俄管道安全運行具有現(xiàn)實意義，也有助于我國管道工程投產(chǎn)技術(shù)的規(guī)范化和程序化。

1 俄羅斯管道投產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)與管道行業(yè)相關(guān)的有OCT、BCH、ПБ和СНиП等石油天然氣部級標(biāo)準(zhǔn)，以及 PД、BH、OP、CO等管道公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本文重點選取了基本代表了目前俄羅斯長輸管道的技術(shù)水平的管道投產(chǎn)方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 俄羅斯管道投產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

2 管道清管

清管是管道投產(chǎn)中的一項重要工作，對于保證管道安全、降低管道能耗具有重要意義。我國新建管道工程清管的主要問題是大落差管道清管質(zhì)量差，清管器運行振動大；清管器偏磨嚴(yán)重等。管道清管尚未形成專門、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY／T 5922—2012《天然氣管道運行規(guī)范》等側(cè)重于制定清管方案、組織機構(gòu)、安全措施和應(yīng)急預(yù)案等，清管技術(shù)要求較簡略，不能完全指導(dǎo)清管作業(yè)[3]。

2.1 清管器類型

我國新建管道應(yīng)用清管球、聚氨酯泡沫清管器、機械清管器、測徑清管器、漏磁檢測清管器等，新型清管器例如自動泄壓清管器、管道通徑檢測器和自調(diào)速清管器等也有應(yīng)用。俄羅斯有應(yīng)用凝膠體清管器的案例，適用于管道沉積物清除、排空以及順序輸送兩種油品隔離、管道投產(chǎn)時油（氣）水隔離等，具有良好密封性和彈性變形特性。

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn) РД153－39.4p－118—2002規(guī)定，為提高清管質(zhì)量，減少油－水混合懸浮液體積，推薦使用凝膠（溶劑）－機械隔離式清管器，溶劑是汽油和二乙烯乙醇的混合液，配套使用刮板式機械清管器，給出凝膠塞長度與清管管段長度和管內(nèi)徑關(guān)系的計算公式，以及凝膠制作工藝（化學(xué)成分、固化時間）和注入管道方法。建議我國進一步研究凝膠（溶劑）－機械隔離式清管器對于國內(nèi)油氣管道的適用性。

2.2 清管站間距

隨著管道向大口徑、高壓力方向的發(fā)展，需要耐高壓、耐磨、穩(wěn)定運行、自解堵、適合不同管徑、功能多樣化的清管器，特別是適應(yīng)長距離站間距的清管要求，對清管器的皮碗強度和發(fā)射機質(zhì)量等要求更高[4]。針對清管站間距，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)無規(guī)定。實際操作中清管間距通常是按照站間距離確定。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn) РД－16.01－74.20.00－КТН－058－1—2005規(guī)定干線輸油管道的清管站距離不超過280 km。

2.3 清管質(zhì)量合格的條件

我國新建管道清管的主要問題是大落差管道清管質(zhì)量差，管道低點易形成積液。針對清管質(zhì)量控制，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)比較簡略，例如 GB 50251—2015《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定管道試壓前清管應(yīng)不少于兩次；GB 50369—2014《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》規(guī)定管道清管以開口端不再排出雜物為合格。以不排出雜物作為管道清管質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，使清管質(zhì)量難以保證。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)在新建管道清管質(zhì)量控制方面具有相似做法，俄羅斯標(biāo)準(zhǔn) ОР－16.01－60.30.00－КТН—2004規(guī)定管道分段清管，管段長度不應(yīng)超過40 km；清管器到達收球筒無損壞，且推出的混合液中不含泥沙等雜質(zhì)，認為清管質(zhì)量合格。

2.4 清管器跟蹤

關(guān)于清管器跟蹤，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是非強制性要求，例如SY／T 5536—2016《原油管道運行規(guī)范》規(guī)定首次清管或不定期清管時應(yīng)對清管器進行跟蹤。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)是強制性要求，如標(biāo)準(zhǔn)РД153－39.4－056—2000規(guī)定清管器應(yīng)安裝本質(zhì)安全防爆型低頻傳送器，在地面通過定位儀接收清管器傳感器發(fā)出的信號，監(jiān)測清管器是否順利通過管段，以及確定卡阻位置。

2.5 清管器監(jiān)聽

目前我國天然氣管道的清管實時過程模擬技術(shù)還不完善，主要依靠定點監(jiān)聽和經(jīng)驗判斷。清管器監(jiān)聽位置設(shè)置在線路閥室、穿跨越處、隧道，以及出站和進站1km左右。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)ОР－16.01－60.30.00－КТН—2004規(guī)定管道企業(yè)聘請專業(yè)的清管器跟蹤承包商負責(zé)指定管段的清管器監(jiān)測，接收清管器跟蹤裝置傳感器信號的檢測點的間距不超過1km，接收清管器發(fā)送信號的檢測點設(shè)置包括管道干線截斷閥，管道線路與支線管道的交叉點與水平方向夾角45°的干線管道彎管處。

3 管道試壓

3.1 試壓管段的劃分

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)未嚴(yán)格限定試壓管段長度，具有靈活性，可根據(jù)實際情況調(diào)整試驗管段長度，例如РД153－39.4p－118—2002規(guī)定大落差地區(qū)根據(jù)最大和最小試驗壓力確定試壓管段長度。

3.2 試壓介質(zhì)

俄羅斯管道試壓的介質(zhì)呈多樣化且傾向于液體試壓，例如ВСН011—1988規(guī)定使用空氣／天然氣和水進行聯(lián)合試壓，即當(dāng)管道注入空氣或天然氣升至試驗壓力，再向管道內(nèi)注入液體；СНиП III－42—1980和РД153－39.4－044—1999規(guī)定原油管道和成品油管道應(yīng)進行液體試壓。

3.3 試壓強度

我國管道試壓強度一般不超過0.95倍管道標(biāo)準(zhǔn)屈服強度。俄羅斯管道已普遍進行高強度水壓試驗，管道試壓強度最低滿足0.95倍管材標(biāo)準(zhǔn)屈服強度，高壓力液體試壓強度可達1.1倍管材標(biāo)準(zhǔn)屈服強度[5]。

3.4 管道試壓泄漏檢測

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定管道試壓泄漏檢測要求，俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)提出利用目測、涂漆的曳光劑、液體或氣體泄漏聲音、添加增味劑、分析土壤上方空氣試樣、計算試壓管段壓降等多種方法確定試壓過程中發(fā)生泄漏的位置，具有實用性。例如 ВСН 011—1988氣體試壓中可添加增味劑，以確定管道泄漏位置，建議每1 000 m3天然氣中添加50～80 g乙硫醇。

3.5 零度以下管道試壓

我國缺少氣溫零度以下管道試驗標(biāo)準(zhǔn)要求和工程實踐，例如GB 50369—2014《油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范》僅規(guī)定試驗環(huán)境溫度低于5℃應(yīng)采取防凍措施。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了零度以下管道試壓技術(shù)要求，包括低溫條件壓縮機性能參數(shù)、管道設(shè)施保溫設(shè)計、管道散熱過程分析、添加甲醇等制備低溫冷凍液體，具有借鑒意義。例如ВСН011—1988規(guī)定編制管道試驗熱力參數(shù)計算書，針對無保溫層的地下管道和地上保溫管道，當(dāng)土壤和大氣溫度低于零度時，必須通過注入熱水預(yù)熱管道和周圍土壤，直至管道末端水溫達到設(shè)計溫度，保證設(shè)計計算時間內(nèi)不會結(jié)冰才能進行試驗。

3.6 管道投產(chǎn)延遲時重新試壓

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定管道投產(chǎn)延遲時是否進行重新試壓，管道腐蝕、管材缺陷等因素可能導(dǎo)致管道重新投產(chǎn)時發(fā)生泄漏風(fēng)險。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定新建管道投產(chǎn)延遲條件下（10天、6個月、1年和3年）應(yīng)重新試壓。例如 РД－16.01－60.30.00－КТН－103－1—2005規(guī)定管道試壓和管內(nèi)充滿原油后停止10天以上，應(yīng)進行壓力0.5 MPa、持續(xù)時間6 h的密封性檢查，檢查結(jié)果不合格應(yīng)重新進行液壓試驗。

4 管道投產(chǎn)試運行

4.1 管道投產(chǎn)條件

關(guān)于管道投產(chǎn)的必備條件，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)比較籠統(tǒng)，缺少技術(shù)性要求。例如國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) SY／T 5536—2016《原油管道運行規(guī)范》規(guī)定了管道投產(chǎn)前進行有關(guān)物資的準(zhǔn)備，如供水供電、置換氣源等；管道企業(yè)編制的《試運投產(chǎn)前條件確認檢查表》要求確認管道基本狀況。存在投運的自動化儀表系統(tǒng)未經(jīng)檢定、未配置陰極保護系統(tǒng)、伴行路敷設(shè)不到位等問題管道即投產(chǎn)試運的情形[6]。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)РД153－39.4－056—2000規(guī)定應(yīng)滿足以下條件時管道才進行投產(chǎn)，具有借鑒意義。包括：①管道線路風(fēng)險評價和高后果區(qū)識別經(jīng)過評審；②按照水壓試驗的最大強度試驗壓力確定最大允許操作壓力（MAOP）；③管道干線和站場工藝設(shè)施焊縫無損檢測合格；④管道人員經(jīng)過運行操作、維護和應(yīng)急預(yù)案培訓(xùn)；⑤陰極保護系統(tǒng)投入運行；⑥制定管道第三方破壞防控措施。

4.2 重要設(shè)備試驗

國內(nèi)管道做法是依編制的《試運投產(chǎn)前條件確認檢查表》，在投產(chǎn)前根據(jù)檢查表所列項，針對管道干線、臨時設(shè)施、自動化儀表系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等進行專項驗收。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)РД 153－39.4－056—2000規(guī)定管道投產(chǎn)前，管道系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備和控制設(shè)備應(yīng)進行功能性試驗，如：清管器與收發(fā)球筒之間的內(nèi)部聯(lián)鎖（鎖定功能）、管線緊急停輸和壓力流量控制（ESD系統(tǒng)）；在管道置換氣體前進行閥門現(xiàn)場試驗，以保證正常運行狀態(tài)，具有借鑒意義。

4.3 管道投產(chǎn)延遲管理

我國管道建設(shè)實行建管分離體制，管道建成后如投產(chǎn)延后，管道將處于閑置狀態(tài)，存在安全隱患。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定閑置管道管理要求。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)РД153－39.4－056—2000規(guī)定管道投產(chǎn)延遲分為兩種情形：管道試壓后未清除油氣，管道中應(yīng)注入防腐劑，或采用緩蝕性試壓介質(zhì)；管道試壓后清除油氣，管道應(yīng)用惰性氣體干燥，防止管道內(nèi)腐蝕。此外管道投產(chǎn)延遲期間，陰極保護系統(tǒng)和雜散電流檢測周期不超過60天，管道電位每年檢測一次。如管道發(fā)生嚴(yán)重腐蝕問題，應(yīng)考慮重新試壓。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于管道投產(chǎn)延遲時的管理要求，對于保障新建管道安全運行具有重要意義。

4.4 管道投產(chǎn)試運行評價

對管道投產(chǎn)試運行過程的評價，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)為非強制性要求。國內(nèi)管道交接節(jié)點是從油品到達管道末站開始至管道平穩(wěn)運行72 h視為管道投產(chǎn)試運行結(jié)束[7]。俄羅斯標(biāo)準(zhǔn) РД153－39.4－056—2000規(guī)定管道投產(chǎn)試運行結(jié)束后，在由建設(shè)方向管道運營商完成管理權(quán)限交接之前，應(yīng)編制管道試運過程評價報告，作為管道運行管理的技術(shù)文件。該做法對于管道投產(chǎn)后正常運行管理提供了極大的便利，其主要內(nèi)容有包括：①管道施工期間遺留問題清單和完成整改的時間節(jié)點；②設(shè)計文件變更與竣工實際記錄的對比分析；③管道運行操作人員培訓(xùn)情況；④環(huán)境管理計劃；⑤SCADA和PLC等軟件使用權(quán)限交接；⑥管道施工維修機具庫存、備品備件文件。

5 結(jié)語

俄羅斯新建管道投產(chǎn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和推薦做法，包含著先進經(jīng)驗、成熟做法和先進的管理理念，均可供我們制定或修定國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時借鑒參考。

（1）重視新建管道清管質(zhì)量，使用了適用于長距離管道的凝膠（溶劑）－機械隔離式清管器，聘請專業(yè)的清管器跟蹤服務(wù)商，在管道線路閥室、穿跨越處、隧道以及支線交叉點等位置進行定位監(jiān)測。

（2）俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)重視適用于高寒凍土區(qū)的管道試驗技術(shù)，普遍進行0.95～1.1倍管材標(biāo)準(zhǔn)屈服強度的高強度水壓試驗，解決零度以下試壓技術(shù)的瓶頸問題，建立管道投產(chǎn)延遲條件下重復(fù)試壓的準(zhǔn)則。

（3）管道投產(chǎn)條件嚴(yán)格細致，例如識別線路風(fēng)險、確定MAOP、焊縫無損檢測合格、人員培訓(xùn)、陰極保護系統(tǒng)投運和預(yù)防第三方破壞。

（4）管道投產(chǎn)前重視關(guān)鍵設(shè)備試驗，例如ESD系統(tǒng)，管道投產(chǎn)后編制評價報告，為管道運行管理奠定基礎(chǔ)。

（5）規(guī)定了管道投產(chǎn)延遲時運行管理要求，包括介質(zhì)清除、管道防腐、陰極保護系統(tǒng)檢測等，保障管道重新投產(chǎn)的安全性。

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