油田集输管道安全动火施工技术分析

油田集输管道安全动火施工技术分析

马 燕 王建波 吕思禹

长庆油田分公司第三输油处惠安堡集输作业区，宁夏 751507

摘要：管道中输送的原油具有易燃易爆，易挥发和有毒性等特点。近年来，随着石油的长期开采，油田大多集输管线老化严重，很多已进入报废、维修期。生产装置、流程的改造项目逐年增多，涉及到的集输管线动火施工也随之增多。目前多数施工单位在动火施工中仍延用传统经验做法，由于缺乏科学依据或采用的方法不适合现场特殊条件，给安全生产埋下事故隐患，造成事故的发生，给企业造成巨大经济损失。

关键词：油田；集输管道；安全动火；施工技术

1 导言

在一些集输管线的维修施工中很多都涉及到了动火施工作业，一部分企业对于集输管线动火施工作业还应用传统方法，存在较大的安全隐患，一旦出现问题就会给企业带来巨大的经济损失。

2 油田地面建设集输管道概述

2.1 管道基本构造

油田集输管线的组成主要包括阀门、支架、管件、仪表、管材等多个部分，石油管道和设备之间相连接，才能组成集输管道的循环系统，集输管道通常情况下都处于密封状态，才能实现介质的输送。管道根据材质的不同可以分为金属管道、非金属管道、碳钢管道及不锈钢管道等，其中比较常见的为碳钢管线；管道根据输送介质的不同又可以分为腐蚀性介质、危险品、水汽等；管道根据压力等级不同，可以分为低压管道、中压管道、高压管道、真空管道。

管道管材的选择主要有碳钢管、高合金管、低合金管、有色金属管等，根据施工中实际需求不同，加工材料的形式也存在较大差异。管道系统中管材的质量是十分重要的，管材表面不能出现重皮、折叠、裂纹、夹渣等缺点，避免管道在使用过程中出现腐蚀、磨损等安全隐患。

2.2 管道施工技术

在管道安装之前，需要清理管道内的杂质，保障管道内部清洁，对管道螺纹及阀门的型号进行核对，保障两者之间的相互匹配。管道的沟渠挖掘一定要按照设计图纸施工，管道的焊接时通常使用的为对口焊接，焊接时管道要处于停运状态。管道阀门、法兰的安装也十分重要，法兰与阀门进行安装时一定要保障阀门与法兰之间的匹配，阀门安装时箭头的方向与输送介质的方向保持一致，如果阀门上没有标注流向，工作人员在安装前一定要确定好流向后再安装，确定好阀门的开关状态。法兰进行安装是一定要保障与管道垂直，误差控制在合理的范围之内，油田吊架的安装过程中，对安装的位置不能随意改动，尤其是预埋尺寸，不能随意改变，一定要与施工图纸一致。吊杆在安装时如果管道没有出现温度变形，垂直于吊架。如果在安装比较特殊的采暖管道、加药管线、排污管线时，还要注意根据实际的情况采取相应的安装方法，避免影响管道的正常使用。

3 油田集输管道动火施工技术现状

目前我国经常使用的油田集输管道动火施工技术主要工艺有两种，分别为扫线法及封堵隔离法：扫线法，管道停工后采取水、蒸汽等方式对管道进行扫线及放空，或者采取惰性气体对可燃介质进行置换，管道内可燃介质在点火后低于爆炸极限；封堵隔离法，对需要动火两端的管道阀门进行关闭，使用油泥、干冰、气囊等物料对动火点两侧的管道进行封堵，加装盲板及开孔泄压，对管道内的可燃介质实现隔离，在油田集输管道的扩建、更换、维修过程中挡板-囊式封堵技术应用的十分广泛，有着广阔的发展趋势。

4 油田集输管道安全动火施工技术

4.1 扫线法

常用的扫线主要有：通球扫线、压缩空气扫线、蒸汽扫线、水置换油扫线、惰性气体扫线等五种方法。下面分别介绍上述方法及适用条件。

4.1.1通球扫线

通球扫线的原理就是利用通球工艺流程进行集输管道扫线，需要动火施工的管线在停止运行后，利用清管器及胶球进行扫线，这时候对集输管线内的介质进行点燃低于爆炸极限。在管线长度较长，具有通球工艺流程的管线中通球扫线的方式比较常用，但是安全效果不稳定，扫线后的管线内介质点燃后也可能高于爆炸极限，因此还需要配合其他方法对介质进行置换或者清扫。

4.1.2压缩空气扫线

油田集输管线暂停后，我们使用压缩空气设备从管道的一端向另一端注入压缩空气，实现管道内可燃介质的排出，这时候管道内气体介质低于爆炸极限。压缩空气扫线主要原理就是利用原先自带的扫线头或者阀门两端带有的短接扫线头实现扫线，压缩空气扫线主要应用在含原油量及含蜡量较低的集输管线中，发挥的效果比较理想。

4.1.3蒸汽扫线

蒸汽扫线的原理就是将阀门短接焊接在需要更换集输管线的两端，然后进行密闭开孔，管线中的蒸汽从开孔处排出，收集到事先挖好的收油池内。蒸汽扫线的优势就是清扫十分干净，动火施工更加安全，在进出站输油管道改造、集输站场工艺管网改造中蒸汽扫线应用的比较广泛，发挥的效果比较理想。缺点就是可能会加速管道的腐蚀速度，破坏管道内壁的防腐层，管道受热膨胀后可能造成管道架不稳，对周边环境可能存在较大的污染。

4.1.4水置换油扫线

水置换油扫线的操作方法与蒸气扫线相同。这种扫线方法的优点是：不需要大型设备，操作简单，水的来源较为方便且价廉。缺点是：由于水与油存在着密度差，油的密度比水轻，总是浮在水的上部，所以在清扫时往往清扫不干净，尤其是粘度大的油品，效果更差。

4.1.5惰性气体扫线

惰性气体扫线操作方便，较其它方法安全，是一种较为理想的气体。它不但能吹扫油气，而且还能使易燃易爆气体与火源隔离。在电气焊动火时，常将其作为掩护气体，使其与易燃易爆气体隔绝。它适用于短距离管段的扫线，长距离管线因成本太高，不宜采用。

4.2 封堵隔离法

4.2.1阀门隔离

阀门隔离法的原理就是距离动火施工作业点比较近的阀门进行关闭，实现输送介质来源的切断，为了安全考虑，通常还要在阀门与管道之间安装盲垫进行隔离，该种方法主要是对介质的来源进行切断，但是在站外集输管道实施动火作业时不能应用，需要与其他封堵方法配合使用。

4.2.2物料封堵隔离

物料封堵隔离的主要原理就是在动火作业施工两侧使用物体或者拌合物对可燃气体起到封隔的作用，该方法的优势在于不需要先进行扫线作用，缺点就是动火施工管线的两端需要有截断阀门，物料封堵隔离法主要适用于阀门与动火作业点距离比较远的时候，能够有效的降低油气泄露量，实现油气节流，将带油气动火作业转变为无油气动火作业，但是该种方法在管道与输送介质容器之间没有切断阀门时不能使用。

4.2.3挡板-囊式封堵法

主要的封堵原理就是在管道需要动火施工的两侧分别开一个封堵孔，将密封脂涂抹在球囊外侧，然后将水或者惰性气体充入到管道中，胶球在水或者惰性气体的压力作用下不断膨胀与管壁充分接触，实现对可燃气体封堵的目的。动火施工作业点与球囊需要相距一定的距离，避免球囊在动火作业时被损坏，我国目前市场上的球囊种类比较多，需要根据实际情况进行选择。目前国内一般使用的封堵器为管道局研制的球囊封堵器，管道局研究院研制的球囊封堵器采用单球加挡板式封堵。在新建管线与在用管线连头处或需要维修的管段两侧带压开孔，向管内送入能展开成圆形平面的挡板和能够充胀起来的胶囊，囊的外表与管内壁紧密接触切断油流，囊的后端抵在挡板圆平面上，挡板承受由胶囊传递过来的管道的轴向推力，从而达到封堵管道的目的。

5 结束语

总之，油田集输管线安全动火施工技术的安全因素是其中的关键，集输管线动火施工技术的选择一定要根据施工现场的实际情况及管线的类型，最佳的施工技术才能保障动火施工的更加安全、可靠，同时还能有效的降低施工成本，为油田企业创造更大的经济效益及社会效益。

参考文献：

[1]林金贤.管道动火作业的隔离和扫线[J].油气储运,2018(4).

[2]SY/T6150.1-2019钢制管道封堵技术规程第1部分:塞式､筒式封堵[S].

[3]SY/T6150.2-2019钢制管道封堵技术规程第2部分:挡板—囊式封堵[S].

[4]SYJ4051-91油气田集输工艺管道动火安全技术规程[S].