1、輸油氣管道不停輸帶壓封堵維搶修技術(shù)簡(jiǎn)介,前言 一、管道維搶修技術(shù)簡(jiǎn)介 二、不停輸帶壓封堵技術(shù) 三、帶壓封堵作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及控制措施 四、西氣東輸帶壓封堵應(yīng)用案例介紹 五、關(guān)于帶壓封堵的幾點(diǎn)思考,前言,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，石油天然氣等能源已成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)引擎的強(qiáng)大動(dòng)力，需求不斷增大，近年來(lái)，我國(guó)輸油氣管網(wǎng)呈現(xiàn)出高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，目前全球輸油氣管道已達(dá) 200多萬(wàn)公里，我國(guó)已建管道已達(dá)4萬(wàn)多公里，在未來(lái)幾年里新建和擬建管道將達(dá)10萬(wàn)多公里。為了加強(qiáng)輸油氣管網(wǎng)的維護(hù)管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，保障輸油氣管網(wǎng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要性越來(lái)越高，對(duì)輸油氣管網(wǎng)的維護(hù)與搶修需求也越來(lái)越大 。近年來(lái)，伴隨著國(guó)家建立和諧社

2、會(huì)思想和對(duì)高危行業(yè)安全問(wèn)題要求的提高，給管線的安全運(yùn)行提出了更高的要求。管道維搶修技術(shù)的誕生正是順應(yīng)了這一發(fā)展趨勢(shì)。在國(guó)外，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，維搶修技術(shù)現(xiàn)已日臻成熟，在國(guó)內(nèi)維搶修技術(shù)的成功運(yùn)用也有20多年的歷史了。,一、管道維搶修技術(shù)簡(jiǎn)介,從保障管道安全運(yùn)行方面來(lái)講，維搶修技術(shù)分為兩個(gè)部分：一是管道的應(yīng)急搶修技術(shù)；二是管道的帶壓維修技術(shù)。這兩方面的技術(shù)對(duì)于保障管線的正常運(yùn)行是缺一不可的。 管道搶修技術(shù)的宗旨是在最短的時(shí)間內(nèi)，把運(yùn)行管線的意外情況或是發(fā)生的損壞及時(shí)控制住，并且盡快恢復(fù)輸油氣生產(chǎn)，把事故帶來(lái)的損失降到最低。管道搶修技術(shù)主要為：管線的堵漏技術(shù)、管線的非焊接連接技術(shù)、管線的無(wú)火焰切管技

3、術(shù)等。例如，利用高壓夾具在線堵漏、采用專用套筒進(jìn)行管線連頭、使用爬管機(jī)進(jìn)行管道的冷切割等，可暫時(shí)或永久地解決管道安全事故。 管道帶壓維修技術(shù)即管道不停輸開孔、封堵技術(shù)。宗旨是：1、在管線遇到較嚴(yán)重破壞，搶修技術(shù)不能完成修復(fù)時(shí)，盡快消除事故、恢復(fù)管線運(yùn)行。2、在一般搶修完成后，利用封堵技術(shù)把搶修后的安全隱患全部消除。3、在不影響管線輸送的條件下，有計(jì)劃的進(jìn)行管線改造。,二、不停輸帶壓封堵技術(shù),管道帶壓封堵技術(shù)是一種安全、經(jīng)濟(jì)、快速高效的在役管道維搶修特種技術(shù)。它能在不間斷管道介質(zhì)輸送的情況下完成對(duì)管道的更換、移位、換閥及增加支線的作業(yè)，也可以在管道發(fā)生泄漏時(shí)對(duì)事故管道進(jìn)行快速、安全地?fù)屝?，恢?fù)管

4、道的運(yùn)行。 管道突發(fā)性事故的搶修,過(guò)去傳統(tǒng)的做法必須停輸、清管或放空置換后進(jìn)行或采取一些臨時(shí)性補(bǔ)救措施，給管線的安全運(yùn)行帶來(lái)了極大的隱患，影響正常輸油氣任務(wù)的完成。 我國(guó)的管道不停輸封堵業(yè)務(wù)在借鑒國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)科研攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)工藝的自主創(chuàng)新，封堵設(shè)備日趨完善，封堵能力、規(guī)格、種類不斷提高，業(yè)務(wù)范圍也不斷擴(kuò)大，封堵口徑從25毫米到1020毫米多種管徑，封堵壓力最高達(dá)10兆帕。 不停輸帶壓封堵技術(shù)安全可靠，無(wú)污染，既不影響管線的正常輸送，又能保證安全、高效、環(huán)保地完成新舊管線的連接工作。不停輸帶壓封堵技術(shù)適用的介質(zhì)有石油、天然氣、水、乙烯、煤氣、中質(zhì)油、航油等無(wú)強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)。,目

5、前，國(guó)內(nèi)外多家公司（TDW、FLOWSERVE、FURMANITE等）掌握的帶壓封堵技術(shù)已成功應(yīng)用于世界各地的輸油氣管道上，逐漸發(fā)展成為成熟的管線維搶修手段。國(guó)內(nèi)多個(gè)技術(shù)力量雄厚的廠家已能生產(chǎn)制造各類高壓封堵器、開孔機(jī)等相關(guān)封堵施工設(shè)備。管道局維搶修分公司作為管道系統(tǒng)內(nèi)帶壓封堵保駕單位，已成功將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于西氣東輸、蘭成渝、陜京線等多條在役管道的維搶修作業(yè)中，取得了良好的業(yè)績(jī)。我公司在丹陽(yáng)大橋改線、引壓管改造、長(zhǎng)鋁支線改線、111閥室泄漏治理、定遠(yuǎn)壓氣站連頭、長(zhǎng)寧管道改線、中滄線連頭等維搶修作業(yè)中都曾應(yīng)用帶壓封堵技術(shù)，總體安全成功率較高，經(jīng)濟(jì)性較好。,二、不停輸帶壓封堵技術(shù),二、不停輸帶壓封

6、堵技術(shù),1、不停輸封堵原理 在完全密閉狀態(tài)下，在需改造管段兩側(cè)，利用物理、機(jī)械手段，將改造管段從管線中隔斷，進(jìn)行維護(hù)、修理、更換等改造作業(yè)。物理機(jī)械手段包括桶式、懸掛式、折疊式等多種形式；對(duì)運(yùn)行中的管線改線，有停輸改線和不停輸改線兩種方式；不停輸改線通常采用管線不停輸封堵技術(shù)與設(shè)備，先將改線段兩端分別用旁通管接通，以旁通線輸送介質(zhì)，然后封堵主管線，主管線可進(jìn)行任意改造施工作業(yè)，待新管段與主管線連頭后，解除封堵，切換至新管段正常輸送，最后將旁通拆除。停輸改線一般是將管線停輸，利用封堵方法將改線段與主管線堵斷，清空改線段介質(zhì)，切斷舊管段，以新管段代之。,2、不停輸封堵工藝,不停輸懸掛式封堵施工工藝

7、,3、不停輸封堵竣工圖,4、封堵類型,（1）按管線工作壓力分為高壓封堵、中壓封堵、低壓封堵。 低壓封堵：管線壓力為00.5MPa 中壓封堵：管線壓力為0.52.5MPa 高壓封堵：管線壓力大于2.55.0MPa 超高壓封堵：管線壓力為5.010.0 MPa （2）按工作原理分為:塞式封堵、筒式封堵、囊式封堵、冷凍封堵、管內(nèi)智能封堵等形式。 （3）按管線形式分為：立管封堵、水平管封堵等。,A、塞式封堵（又分懸掛式和折疊封堵）,懸掛式封堵是指在管道上焊接等徑封堵三通，然后開與管道內(nèi)徑相同或相近的孔，再利用封堵器主軸將懸掛式封堵頭送入管道的封堵方法，此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以封堵高壓介質(zhì)，目前國(guó)內(nèi)最高封堵壓

8、力為10MPa。 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程第一部分：塞式、筒式封堵（SY/T 6150.1-2003）,折疊式封堵是指在管道上焊接折疊封堵三通，然 后開比管道內(nèi)徑小的孔，再利用封堵器主軸將折疊式 封堵頭送入管道的封堵方法，此方法的優(yōu)點(diǎn)是可以開 小孔實(shí)現(xiàn)大口徑管道的封堵，節(jié)約成本，縮短作業(yè)時(shí) 間。此方法適用于壓力較低，口徑較大的管線的封 堵。目前國(guó)內(nèi)最大封堵口徑可達(dá)到1020mm。,B、筒式封堵,筒式封堵是指在管道上焊接封堵四通，然后將管道開 斷，利用筒式封堵頭將管道封堵的方法，此方法的優(yōu)點(diǎn) 是對(duì)管線內(nèi)壁光潔度要求不高，適用于易燃易爆的氣體 及高溫介質(zhì)的封堵。此種方法在化工行業(yè)中應(yīng)用較多。,

9、C、囊式封堵,囊式封堵是指在管道上焊接法蘭短節(jié)，然后在管道上開送擋板孔和送囊孔，利用送擋板裝置和送囊封堵器分別將擋板和封堵囊送入管道，并向封堵囊內(nèi)充入氮?dú)?，?shí)現(xiàn)封堵的目的。其優(yōu)點(diǎn)是成本較低，其缺點(diǎn)是只能用于管線壓力小的封堵，不能用于不停輸封堵作業(yè)。一般用于油管道的封堵，停輸后實(shí)施，靜壓力一般不超過(guò)1MPa。,1-送取囊裝置；2-夾板閥；3-法蘭短節(jié)總成；4-介質(zhì)；5-密封囊； 6-檔板裝置；7-更換的中間管鍛；8-壓力管道； 9-氮?dú)馄?D、冷凍封堵,冷凍封堵是指通過(guò)外界環(huán)境對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)降溫，使之形成固體而實(shí)現(xiàn)封堵的目的。一般適用于管道停輸和作業(yè)管線空間小的場(chǎng)所，對(duì)于介質(zhì)有一定要求。此種方法在

10、海底管道上應(yīng)用較多，TDW及多家國(guó)外公司都擁有冷凍封堵技術(shù)。,E、管道內(nèi)智能封堵器,5、不停輸開孔封堵作業(yè)總體流程,(1)準(zhǔn)備工作 機(jī)具設(shè)備試驗(yàn)道路平整作業(yè)坑開挖 各種材料、配件準(zhǔn)備及進(jìn)場(chǎng) (2)不停輸開孔作業(yè) 三通焊接 開孔機(jī)安裝及試壓開孔接旁通置換 (3)不停輸封堵作業(yè) 封堵 放空置換 (4)切管拆除與安裝 拆除切除段 吊裝安裝新管線 (5)解除封堵安裝堵塞 拆除設(shè)備安裝塞堵 (6)后續(xù)工程 旁通管拆除 防腐回填 場(chǎng)地恢復(fù),6、不停輸封堵施工過(guò)程（動(dòng)畫） ：標(biāo)準(zhǔn)不停輸開孔、封堵工藝,7、施工步驟及技術(shù)要求1）三通焊接及要求,(1)焊接工藝要求 在役管線焊接封堵三通必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，制定

11、出適合的焊接技術(shù)規(guī)程。 （2）管線允許施焊的壓力計(jì)算 三通焊接前，應(yīng)測(cè)量焊接位置管壁厚度，符合帶壓施焊壓力要求才可焊接。 管線允許帶壓施焊的壓力,式中： p 管道允許帶壓施焊的壓力，MPa； s 管材常溫下的屈服極限，MPa； t 管壁厚度，mm； c 修正值，mm，通常取2.4； D 管道外徑，mm； K 安全系數(shù)，易燃易爆氣體K=2，成品油K=1.8，原油K=1。,（3）三通焊接人員資質(zhì)要求 三通焊接較為特殊，焊接人員應(yīng)取得相應(yīng)的三通焊接工藝焊接資質(zhì)，方可進(jìn)行相應(yīng)的焊接工作。 （4）管線介質(zhì)流速的控制 三通焊接前，還要對(duì)管道內(nèi)介質(zhì)流速進(jìn)行限制，因?yàn)榱鲃?dòng)的介質(zhì)將帶走較多的溫度，若流速過(guò)快，易

12、引起較多焊接缺陷。當(dāng)介質(zhì)為液體時(shí)，流速不應(yīng)大于5 m/s；當(dāng)介質(zhì)為氣體時(shí)，流速不應(yīng)大于10 m/s。 （5）焊工數(shù)量要求 對(duì)護(hù)板長(zhǎng)度大于或等于750mm的對(duì)開三通（對(duì)開四通）進(jìn)行縱向直焊縫的焊接時(shí)，每道焊縫應(yīng)至少兩名焊工同時(shí)施焊。 在管道外徑大于或等于325mm的管道上進(jìn)行對(duì)開三通（對(duì)開四通）環(huán)向角焊縫的 焊接時(shí)，每道焊縫應(yīng)至少兩名焊工同時(shí)施焊，且兩電弧間應(yīng)相距至少50mm。,（6）焊接順序要求 每道縱向直焊縫兩名焊工焊接時(shí)，應(yīng)按圖1 A所示焊接順序同時(shí)焊接。 每道縱向直焊縫四名焊工焊接時(shí)，應(yīng)按圖1 B所示焊接順序同時(shí)焊接。,圖1 縱向直焊縫焊接順序,對(duì)開三通（對(duì)開四通）的兩道環(huán)向角焊縫不應(yīng)同

13、時(shí)焊接。當(dāng)兩名焊工同時(shí)焊接一道環(huán)向角焊縫時(shí)，應(yīng)按圖2所示焊接順序同時(shí)焊接。,縱向直焊縫的焊接：對(duì)開三通(對(duì)開四通)縱向直焊縫應(yīng)加墊板。 環(huán)向角焊縫的焊接：對(duì)開三通（對(duì)開四通）護(hù)板與管道的環(huán)向角焊縫的焊接宜采用堆焊形式，見(jiàn)圖3。,不對(duì)開三通（對(duì)開四通）護(hù)板厚度小于或等于1.5倍管壁厚度時(shí)，焊角高度和寬度應(yīng)與護(hù)板厚度一致，見(jiàn)圖4。 對(duì)開三通（對(duì)開四通）護(hù)板厚度大于兩倍管壁厚度時(shí)，焊角高度和寬度應(yīng)等于1.5倍管壁厚度，見(jiàn)圖4。,2）管線開孔,管線開孔是在全密閉的條件下進(jìn)行的，這樣可保證作業(yè)的安全。開孔可以在管線任何角度進(jìn)行。,3）管線封堵,封堵可以在管線任何角度進(jìn)行。,立管水平封堵 水平管傾斜封堵

14、倒立封堵,4）機(jī)械斷管 ：機(jī)械斷管設(shè)備有很多種類，如：氣動(dòng)爬（鋸）管機(jī)、液動(dòng)爬（鋸）管機(jī)、手動(dòng)管子割刀、外卡式斷管設(shè)備等,5）新舊管線碰頭 為了確保動(dòng)火安全，我們通常在封堵頭和焊口之間采用隔離囊或黃油墻隔離后再進(jìn)行焊接。,8、長(zhǎng)距離改線封堵施工工藝,長(zhǎng)距離改線封堵施工工藝的現(xiàn)象很多，一般是指管線距離較長(zhǎng)，架設(shè)長(zhǎng)距離旁通線成本太高，在兩碰頭點(diǎn)兩側(cè)分別架設(shè)短距離旁通線，實(shí)現(xiàn)多次封堵而達(dá)到改線的目的。施工工藝如下：,注：1.表示懸掛式封堵器,注：1.表示懸掛式封堵器 2.表示隔離囊,注：1.表示懸掛式封堵器 2.表示隔離囊,注：1.表示懸掛式封堵器 2.表示隔離囊,三、帶壓封堵作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及控制措施,

15、1、人身傷害風(fēng)險(xiǎn)及控制措施 a、施工人員高空作業(yè)墜落平臺(tái)牢固、圍欄、階梯、安全帶 b、作業(yè)工具高空墜落擺放整齊、查隱患、安全帽 c、設(shè)備吊裝墜落設(shè)備完好、規(guī)范作業(yè)、科學(xué)指揮、控制人員、安全防護(hù) d、作業(yè)坑坍塌放大邊坡、支護(hù)、排水、檢查 e、氧氣、乙炔爆炸檢查、擺放間距、避免日曬碰撞、規(guī)范作業(yè) 2、作業(yè)事故及控制措施 a、焊接短節(jié)和三通時(shí)，焊穿管壁焊工資質(zhì)、測(cè)厚、焊評(píng)、疏散、降壓、強(qiáng)制通風(fēng)、上夾具或堵漏（塞堵、頂絲）,三、帶壓封堵作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及控制措施,b、開孔時(shí)發(fā)生卡刀保持同軸度、控制轉(zhuǎn)速、及時(shí)退刀、應(yīng)急處置 c、弧板掉落改進(jìn)中心鉆、改進(jìn)防漲圈、改進(jìn)操作方法、帶壓打撈（糾偏、磁力） d、夾板閥泄

16、漏嚴(yán)密性試驗(yàn)、更換備用閥、更換墊片、強(qiáng)制吹掃、放空置換 e、塞堵泄漏加兩道密封圈、收塞堵拆開孔機(jī)、更換密封圈后重下 f、下塞堵時(shí)開孔機(jī)損壞上下壓力平衡、保證運(yùn)行工況穩(wěn)定 g、其它不可控事故停止作業(yè)、降壓放空、置換搶修,四、西氣東輸帶壓封堵應(yīng)用案例介紹,案例1：丹陽(yáng)大橋改線工程,2004年10月12月，由于滬寧高速拓寬改造丹陽(yáng)大橋，需將公路附近管線不停輸封堵改線 1016主管線4MPa下帶壓封堵接323旁通1440m 封堵時(shí)少量泄漏,案例2：引壓管改造工程 西氣東輸管線投產(chǎn)后，發(fā)現(xiàn)干線閥門的引壓管、 TEG管閥門存在泄露隱患，為消除這一重大安全隱患，與管道局維搶修公司合作研制了小口徑封堵器，并設(shè)

17、計(jì)了專用三通焊接和粘接工藝。最高引壓管口徑為34mm，壁厚為3mm6mm，最高壓力為10MPa，歷時(shí)2年多，共完成707個(gè)點(diǎn)的改造。,四、西氣東輸帶壓封堵應(yīng)用案例介紹,案例3：長(zhǎng)鋁支線改線工程 由于擬建的鄭（州）西（安）客運(yùn)專線鐵路與長(zhǎng)鋁支線索河水庫(kù)穿越段交叉重合，為確保管道和鐵路的安全，采用不停輸封堵施工方案將此段線路進(jìn)行改線。 219管線2MPa下帶壓封堵，由于改線段較長(zhǎng)(2.7Km)，采用雙側(cè)雙封施工方法。,四、西氣東輸帶壓封堵應(yīng)用案例介紹,案例4：111閥室泄漏治理工程 2007年1月上旬，為解決111閥室1201閥門連接法蘭泄漏的安全隱患，在356管線7.8MPa壓力下實(shí)施立式封堵，

18、更換法蘭墊片。,四、西氣東輸帶壓封堵應(yīng)用案例介紹,案例5：定遠(yuǎn)壓氣站帶壓開孔連頭及弧板打撈工程 2008年10月下旬，定遠(yuǎn)壓氣站壓縮機(jī)管線帶壓開孔連頭施工，首次成功實(shí)施了6MPa下主管線開890孔，由于開孔機(jī)設(shè)備故障，導(dǎo)致進(jìn)站側(cè)弧板掉落，2009年1月中旬，再次進(jìn)行弧板打撈施工，采用超聲探測(cè)與錄像探測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)弧板進(jìn)行定位，使用研制的專用磁力打撈器，在6MPa壓力下將約200Kg重的弧板順利打撈出來(lái)，消除了安全生產(chǎn)一大隱患。,五、關(guān)于帶壓封堵的幾點(diǎn)思考,不停輸帶壓封堵施工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外油氣管道的維搶修作業(yè)施工，管道局維搶修分公司在我公司也多次成功實(shí)施，在封堵管徑、壓力和開孔方式等諸多方面均有突破，解決了生產(chǎn)實(shí)際中許多難題，但也出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，在大口徑油氣管線的帶壓開孔和帶壓封堵技術(shù)在實(shí)際