鄭方園

摘要：隨著石油石化工業(yè)的不斷發(fā)展，管道已成為傳輸油氣的主要方式之一，加強(qiáng)油氣管道施工工程控制與工藝優(yōu)選，是確保油氣安全抵達(dá)目的地的重要保障，山區(qū)長(zhǎng)輸管道的試壓一直是困擾施工的一個(gè)難題，主要體現(xiàn)在：高差大，按照標(biāo)準(zhǔn)劃分段落在實(shí)際施工中很難操作；段落的劃分要充分考慮進(jìn)場(chǎng)道路和水源；管線路由起伏大，上水和排水困難；根據(jù)高差和進(jìn)場(chǎng)道路進(jìn)行試壓段落的劃分，依據(jù)管線在運(yùn)行過程中壓力不同（各點(diǎn)的運(yùn)行壓力由設(shè)計(jì)提供），以管線0.9σs作為最大強(qiáng)度壓力，在上水時(shí)背壓、進(jìn)行雙減壓操作，排除管內(nèi)的空氣，減少管內(nèi)空氣的含量，排水時(shí)采用一端割孔一端吹掃的方式，減少氣阻的形成，有效地解決了山區(qū)管線試壓時(shí)分段和排水困難的問題，既滿足要求又簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，降低施工難度，縮短施工周期。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；長(zhǎng)輸管道；分段和排水；施工周期；施工要點(diǎn)

1 前言

山區(qū)長(zhǎng)輸管道的試壓一直是困擾施工的一個(gè)難題，主要體現(xiàn)在：高差大，按照標(biāo)準(zhǔn)劃分段落在實(shí)際施工中很難操作；段落的劃分要充分考慮進(jìn)場(chǎng)道路和水源；管線路由起伏大，上水和排水困難；根據(jù)高差和進(jìn)場(chǎng)道路進(jìn)行試壓段落的劃分，依據(jù)管線在運(yùn)行過程中壓力不同（各點(diǎn)的運(yùn)行壓力由設(shè)計(jì)提供），以管線0.9σs作為最大強(qiáng)度壓力，在上水時(shí)背壓、進(jìn)行雙減壓操作，排除管內(nèi)的空氣，減少管內(nèi)空氣的含量，排水時(shí)采用一端割孔一端吹掃的方式，減少氣阻的形成，有效地解決了山區(qū)管線試壓時(shí)分段和排水困難的問題，既滿足要求又簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，降低施工難度，縮短施工周期。

2 施工特點(diǎn)

利用各點(diǎn)的運(yùn)行壓力作為試壓壓力，以減少試壓分段。在上水球前進(jìn)行背壓，可以避免管線內(nèi)進(jìn)入大量空氣，影響管線升壓效果。排水時(shí)減少管線內(nèi)的氣阻，有利于管線內(nèi)的水迅速的排出，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。

3.工作原理

油管道在運(yùn)行過程中受摩擦阻力和重力的影響，各點(diǎn)的壓力是不同的。在摩擦阻力的作用下，距離泵出口的距離越遠(yuǎn)壓力衰減的越大。在重力的影響下，與泵出口的高差相差越大，所增加或減少的靜水壓力越大。以各點(diǎn)的運(yùn)行壓力作為嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力，管道的0.9倍屈服強(qiáng)度作為最低點(diǎn)的強(qiáng)度試驗(yàn)壓力，進(jìn)行試壓分段的劃分。

4.施工程序及要點(diǎn)

4.1試壓段落劃分

4.1.1根據(jù)設(shè)計(jì)提供的壓力進(jìn)行劃分。

4.1.2試壓時(shí)，將按規(guī)定計(jì)算的最小試驗(yàn)壓力增加2%，以彌補(bǔ)因氣溫變化而造成的壓力變化。

4.1.3校核每個(gè)試壓管段的最低點(diǎn)、最高點(diǎn)、起點(diǎn)和終點(diǎn)的實(shí)際標(biāo)高。

4.1.4在試壓管段每種壁厚管的最低標(biāo)高點(diǎn)的實(shí)際試驗(yàn)壓力必須保持低于達(dá)到90%最低屈服強(qiáng)度時(shí)的壓力。

4.1.5在試壓管段每種壁厚管線的最高標(biāo)高點(diǎn)的實(shí)際試驗(yàn)壓力必須保持高于運(yùn)行壓力。

4.1.6管道最大高差計(jì)算：

根據(jù)流體力學(xué)，流體在管內(nèi)運(yùn)行時(shí)，在摩擦阻力的作用下，運(yùn)行的距離越長(zhǎng)，損失的壓力越多，同時(shí)液體在重力的作用下，高點(diǎn)的壓力在重力的作用下，壓力也會(huì)降低，高度每增加10m，壓力下降0.1Mpa。本段中最大高差為432m，考慮重力和摩擦阻力的影響，管道試壓最大允許高差為553m（432m+121m）。

4.1.7根據(jù)計(jì)算的高差進(jìn)行段落劃分，水壓試驗(yàn)分段長(zhǎng)度≤35km。

4.1.8以陽泉一段為例，進(jìn)行試壓段落劃分，根據(jù)各高程點(diǎn)繪制試壓曲線圖。

試壓段落劃分

4.2施工程序

準(zhǔn)備工作→安裝試壓裝置→配置上水系統(tǒng)→注水排氣→管道強(qiáng)度試驗(yàn)→管道嚴(yán)密性試驗(yàn)→排水吹掃→管線連頭。

4.2.1試壓準(zhǔn)備

4.2.2試壓頭制作、安裝

4.2.3上水系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇地勢(shì)較平坦處作為試壓設(shè)備停放場(chǎng)地，并按要求設(shè)蓄水池。

注水泵組和壓力泵組均采用整體撬裝，撬裝塊底座用工字鋼和鋼板制作，以便于遷移和拉運(yùn)。

提水裝置由打壩形成的儲(chǔ)水緩沖池、過濾器和多級(jí)離心泵組構(gòu)成。

試壓連接流程配管規(guī)格經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算選用，并在試壓前與試壓頭一起進(jìn)行試壓檢驗(yàn)合格；

4.2.4管道注水和排氣

用網(wǎng)格過濾網(wǎng)制作過濾箱，將泵的吸入口放在過濾箱內(nèi)，在上水泵的進(jìn)口管道串聯(lián)過濾器，過濾器設(shè)置濾網(wǎng)以保證水質(zhì)。

作好試驗(yàn)管段的注水壓力記錄；注水時(shí)記錄環(huán)境和水的溫度。

注水泵通過閥門與試壓頭相連，同時(shí)閥門的安放位置要適合清管器的長(zhǎng)度。在第一個(gè)注水清管器前面的管道內(nèi)注入300m長(zhǎng)或50m3的沖洗水。水注入后，將流量計(jì)復(fù)位到0，而后將水轉(zhuǎn)向，注入到第一個(gè)注水清管器的后面。第一個(gè)注水清管器將被注入的水推出發(fā)射筒。在第一個(gè)注水清管器的后面，注入 300m或50m3，并緊跟第二個(gè)注水清管器注入試壓水，以類似方式發(fā)射第二個(gè)注水清管器，以防形成氣穴。之后流量計(jì)應(yīng)再次調(diào)零。注水清管器發(fā)射的準(zhǔn)確時(shí)間要記錄在案。持續(xù)注水推動(dòng)注水清管器和沖洗水，直至試壓管段注水完成。

4.2.5管線強(qiáng)度試壓

注水排氣完成后，關(guān)閉與試驗(yàn)段相連的除測(cè)量記錄儀器之外所有附屬設(shè)施閥門。

緩慢地增加試驗(yàn)壓力，達(dá)到試壓段最高點(diǎn)的最低試驗(yàn)壓力的30%、60%。檢查所有的管件和連接段，看是否有漏水情況。

按每分鐘不大于75 kPa的均勻速率增加試驗(yàn)壓力，達(dá)到試壓段的最高點(diǎn)的最小試驗(yàn)壓力的100%。維持這樣的壓力直到地面上管子和管件都檢漏完畢，試壓檢查員確定壓力和溫度穩(wěn)定。在低標(biāo)高點(diǎn)，壓力范圍（開始）為最低試驗(yàn)壓力加2%，而最高不能超過規(guī)定的 90% 最低屈服強(qiáng)度。

壓力穩(wěn)定后，試壓管段在開始強(qiáng)度測(cè)試前，要達(dá)到試驗(yàn)壓力。在穩(wěn)壓試驗(yàn)的前30分鐘，每5分鐘記錄一次壓力表的讀數(shù)。下個(gè)30分鐘，每10分鐘記錄一次壓力表讀數(shù)。以后每15分鐘記錄一次。

從試壓開始，壓力損失超過試壓管段規(guī)定最低試驗(yàn)壓力的2%時(shí)，試壓段將加水返回到原來的試驗(yàn)壓力。在4個(gè)小時(shí)穩(wěn)壓后期，要有1個(gè)小時(shí)的壓力穩(wěn)定期，否則要延長(zhǎng)試壓期，直到出現(xiàn)1小時(shí)穩(wěn)定期為止。

強(qiáng)度試驗(yàn)在規(guī)定的最低測(cè)試壓力下保持了4個(gè)小時(shí)，沒有發(fā)生裂管、明顯的壓降或者由于溫度損失要增加水量，則強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)收通過。

4.2.6管線嚴(yán)密性試壓

降壓，將試壓管段最高標(biāo)高點(diǎn)的壓力降到嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力。

從接收端試壓頭泄壓，有利于注水清管器完全進(jìn)入到試壓頭內(nèi)。排水管要有足夠的強(qiáng)度和按照批準(zhǔn)的方法排水。

嚴(yán)密性試驗(yàn)壓力穩(wěn)定后，開始24小時(shí)的嚴(yán)密性試驗(yàn)。在整個(gè)嚴(yán)密性試驗(yàn)過程中，壓力表繼續(xù)工作。

關(guān)閉通向壓力管線的閥門和切斷與壓力泵的連接。每30分鐘記錄一次壓力、管壁和地表溫度。

檢查外部管道和管件有無漏泄情況，可將漏泄水收集到容器內(nèi)，計(jì)算它的數(shù)量。如果試驗(yàn)管道發(fā)現(xiàn)看得見的漏泄，要停止試驗(yàn)，修補(bǔ)漏泄，重新按程序開始24小時(shí)嚴(yán)密性試驗(yàn)。

在規(guī)定的最低壓力下，嚴(yán)密性試驗(yàn)維持24小時(shí)，壓降不大于1%試驗(yàn)壓力值且不大于0.1MPa，則嚴(yán)密性試驗(yàn)合格，予以驗(yàn)收。

（作者單位：中石化勝利油建工程有限公司）