王泰 王絢

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司管道廊坊輸油氣分公司，河北 廊坊 065000）

引言

成品油管道多埋設(shè)于土壤中，且部分管段會(huì)穿越山川河流，維修成本較高。因此，企業(yè)管理者希望管道缺陷處的完整性評(píng)價(jià)結(jié)果能夠盡量貼近實(shí)際，從而減少立即或計(jì)劃維修的缺陷點(diǎn)數(shù)量，降低維修成本。優(yōu)化維修計(jì)劃的途徑之一是在使用國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)缺陷進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)的過(guò)程中，較精準(zhǔn)的選取各類數(shù)據(jù)，如缺陷表征結(jié)果、材料力學(xué)性能、最大允許操作壓力（MAOP）等，這些數(shù)據(jù)對(duì)完整性評(píng)價(jià)的結(jié)論均有一定影響。對(duì)于內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)，缺陷已無(wú)法進(jìn)行更為精確的表征；材料的性能數(shù)據(jù)往往需要從額外的實(shí)驗(yàn)中獲?。幌啾戎?，對(duì)于管道企業(yè)而言，通過(guò)合理選擇各缺陷處的MAOP值來(lái)優(yōu)化維修計(jì)劃是較為可行的方案之一。

一、清管作業(yè)中的風(fēng)險(xiǎn)

(1)清管器卡堵是清管作業(yè)過(guò)程中常見的一種現(xiàn)象，其主要原因多半是因?yàn)槌善酚烷L(zhǎng)輸管道發(fā)生變形，或彎頭的半徑發(fā)生改變，管道內(nèi)的污物過(guò)多，使得清管器在通過(guò)該區(qū)域時(shí)出現(xiàn)阻塞卡堵現(xiàn)象。當(dāng)清管器發(fā)生卡堵會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)堵塞成品油的通過(guò)，從而造成前后壓差逐步增大。如若不能及時(shí)解決卡堵就是使得干管憋壓，最終導(dǎo)致輸氣站內(nèi)設(shè)備憋壓乃至超壓運(yùn)行，存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)而使得成品油輸送系統(tǒng)癱瘓。(2)清管器在清管作業(yè)中的竄氣風(fēng)險(xiǎn)清管器在多次使用后會(huì)出現(xiàn)一定的磨損，清管器與管道在匹配過(guò)程中過(guò)盈量不足，清管器竄氣現(xiàn)象的出現(xiàn)。從而使得成品油泄漏量過(guò)大，清管器前后未能形成較高的壓強(qiáng)來(lái)推動(dòng)清管器在管道內(nèi)的運(yùn)行。造成清管器運(yùn)行時(shí)間超正常范圍，不能準(zhǔn)確的計(jì)算清管器到站時(shí)間，存在作業(yè)失控風(fēng)險(xiǎn)。(3)管道內(nèi)雜質(zhì)過(guò)多堵塞成品油在開采集輸過(guò)程中會(huì)在管道留下部分泥沙雜物，在進(jìn)行清管收球作業(yè)中，清管器在運(yùn)動(dòng)中，隨著運(yùn)行距離不斷增加，清管器前泥沙量及雜物量也隨之增加，當(dāng)泥沙充滿管道時(shí)就會(huì)造成污物堵塞管道從而使得清管器無(wú)法繼續(xù)向前。若長(zhǎng)時(shí)間未能疏通就會(huì)引起憋壓風(fēng)險(xiǎn)。

二、內(nèi)檢測(cè)清管實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)

（一）清管速度的選擇

清管速度會(huì)對(duì)清管器的測(cè)徑板、雜質(zhì)及污油量產(chǎn)生一定影響。1）測(cè)徑板清管實(shí)施階段，泡沫測(cè)徑清管和機(jī)械測(cè)徑清管側(cè)重于初步測(cè)量管道的幾何變形情況，其次是清除管道雜質(zhì)。而管道的敷設(shè)環(huán)境決定了管道存在眾多彎頭，測(cè)徑板與彎頭管壁撞擊可能會(huì)造成鋁質(zhì)測(cè)徑板非正常變形，而管壁撞擊又分為彎頭外側(cè)管壁撞擊和彎頭內(nèi)側(cè)管壁撞擊。測(cè)徑板與彎頭外側(cè)管壁撞擊主要受清管速度的影響，清管器過(guò)彎頭的離心力F與清管器的質(zhì)量m和清管速度V成正比，與管道彎頭曲率半徑R成反比，可知，清管速度越大過(guò)彎頭時(shí)的離心力越大，當(dāng)離心力超過(guò)清管器前支撐接觸面的屈服極限時(shí)，前支撐接觸面發(fā)生變形，測(cè)徑板就會(huì)與彎頭外側(cè)內(nèi)壁相撞。清管器前支撐接觸面不屈服時(shí)的離心力臨界值可以通過(guò)計(jì)算得到，進(jìn)而得到清管器測(cè)徑板不與彎頭外壁撞擊產(chǎn)生變形的臨界清管速度。由于泡沫測(cè)徑清管器支撐接觸面材料的屈服值遠(yuǎn)小于機(jī)械測(cè)徑清管器支撐接觸面材料的屈服值，可知，清管流程中泡沫測(cè)徑清管時(shí)的速度應(yīng)小于機(jī)械測(cè)徑清管時(shí)的速度。測(cè)徑板與彎頭內(nèi)側(cè)管壁撞擊的可能性主要受清管器與彎頭幾何特性的影響，可以通過(guò)清管器測(cè)徑板與彎頭內(nèi)弧側(cè)管壁接觸的臨界條件計(jì)算出清管器與彎頭的幾何特性數(shù)據(jù)，進(jìn)而選擇合適的測(cè)徑板參數(shù)，避免其與彎頭內(nèi)側(cè)管壁撞擊。2）雜質(zhì)清管的主要目的是清除管道內(nèi)的雜質(zhì)，由清管器原理可知，清管主要依靠皮碗的刮削帶動(dòng)雜質(zhì)運(yùn)動(dòng)，而清管速度的選擇會(huì)影響雜質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)一步影響清管效果。對(duì)于成品油管道，清管器的運(yùn)行速度為：式中：Q為管輸排量，m3/h；S為管道內(nèi)截面積，m2。由式（1）可知，管道內(nèi)截面一定時(shí)，管輸排量越大，清管器的運(yùn)行速度越大。在成品油管道中，清管器依靠前后壓差驅(qū)動(dòng)，清管時(shí)雜質(zhì)在管道中的主要受力為自身重力、液相的曳拽力及管道壁面的滑動(dòng)摩擦力。

（二）合理規(guī)避對(duì)下游設(shè)備的影響

在清管收球作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)針對(duì)液量合理調(diào)整進(jìn)出氣壓力，控制清管器運(yùn)行速度，排液過(guò)程中，遵循多次緩慢排液，使得排液量處于可控范圍內(nèi)。從而促使成品油在進(jìn)入預(yù)分離后能夠進(jìn)行有效的氣液分離，不會(huì)將大量液體帶入下游設(shè)備之中。保證下游設(shè)備安全運(yùn)行。

（三）預(yù)防及控制管道內(nèi)雜質(zhì)

過(guò)多的雜質(zhì)堵塞造成清管作業(yè)運(yùn)行困難，為防止雜質(zhì)量過(guò)大導(dǎo)致清管器堵塞。應(yīng)當(dāng)建立健全清管作業(yè)周期檔案。階段性對(duì)集氣管網(wǎng)進(jìn)行清管收球作業(yè)，控制管道內(nèi)雜質(zhì)滯留量。

結(jié)語(yǔ)

（1）內(nèi)檢測(cè)清管實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)中詳細(xì)分析了清管速度對(duì)測(cè)徑板、清管雜質(zhì)的清出、清管污油的影響，便于在不同的清管實(shí)施階段選擇合適的速度，達(dá)到最優(yōu)效果。（2）提出了清管實(shí)施各階段合格標(biāo)準(zhǔn)的判斷原則，有利于掌握各階段的清管時(shí)長(zhǎng)。（3）介紹了清管收發(fā)球的流程，便于安全、高效地進(jìn)行收發(fā)球，有利于清管流程的正確實(shí)施。（4）詳細(xì)介紹了清管跟蹤和定位方法，可以及時(shí)掌握清管器在管道內(nèi)的運(yùn)行情況，便于清管器卡堵時(shí)對(duì)卡堵位置進(jìn)行準(zhǔn)確、快速地定位。