带压封堵技术在管道施工中的应用

带压封堵技术在管道施工中的应用

马少军

国家管网集团北方管道有限责任公司长庆输油气分公司，银川 750001

摘要：带压封堵技术是指在管道运输介质处于带压状态下,采用各种封堵设备实现管道封堵的技术。该技术在管道施工过程中具有非常重要的应用价值。本文首先概述了带压封堵技术的发展概况、主要设备和工艺流程,然后重点分析了带压封堵技术在管道检修养护、改造和安装中的具体应用情况。研究表明,带压封堵技术可以有效缩短管道停运时间,避免二次污染,提高施工效率和质量。但该技术也存在装备更新不足、操作人员缺乏经验等问题。为推广和应用带压封堵技术,文章最后提出了加强技术研发、严格操作规程、增强培训等对策建议。

关键词：带压封堵技术；管道施工；检修养护；问题对策

1引言

带压封堵技术的发展历史可以追溯到20世纪70年代，当时主要采用机械塞封堵和充水封堵两种技术方法。机械塞封堵是利用机械力驱动塞头进入管道内实现封堵，而充水封堵则是通过在管道低点充水形成水头差压实现封堵。这两种早期技术虽可实现封堵目的，但操作复杂，封堵不牢固，应用局限性较大。

随着材料科学和流体动力学理论的发展，各种新型带压封堵装置开始出现并应用于工程实践中，如充气软袋封堵装置[1]、气动塞封装置、快速堵漏器等。这些装置克服了早期技术的不足，实现了快速、可靠的封堵效果。其中，气动装置利用高压空气实现封堵的充气法，操作简便安全，获得了广泛应用。针对不同管道形状和口径，也开发了各种特殊结构的带压封堵装置，进一步拓展了该技术的应用范围。

在封堵工艺方面，目前常用的带压封堵技术主要有机械挤压法、水力挤压法和充气法三种[1]。各种工艺手段在具体应用中各有优劣。随着数字化、自动化水平的提高，封堵工艺流程实现了规范化、智能化，有效提升了封堵作业的质量和效率。

带压封堵技术的应用大大缩短了管道的停运检修时间，降低了施工作业风险，提升了作业质量和效率，但设备更新和人员培训等问题仍需持续关注。总体而言，带压封堵技术改变了传统管道施工维修方式，对于实现管道运输的可靠性和安全性发挥了重要作用。

2 带压封堵技术的应用

带压封堵技术在管道施工过程中的应用，主要体现在管道的检修养护、改造和新建安装等方面。

2.1 管道检修养护

管道长期使用时需要定期或不定期地进行检修养护，以保证管道的正常运行。采用带压封堵技术，可以有效缩短管道的停运时间。

（1）城市燃气管道

城市燃气管道在长期使用过程中，由于腐蚀、机械应力和操作误差等原因，会出现局部缺陷区段，如裂纹、穿孔、洼陷等。如果不及时处理，将威胁供气系统的安全运行。采用传统的停气检修方式，需要切断气源，大面积停气，影响范围扩大，对用户的影响也较大。

带压封堵技术可以避免大面积停气，仅在局部缺陷区段进行封堵，然后利用热切割技术将缺陷段切除，安装补偿接头完成修复，实现快速修复。相比整体停气修复，该技术使燃气管道的修复作业时间缩短了50%以上，大大减少了对用户的影响。

在具体施工过程中，首先需要对缺陷位置进行定位，然后选择合适的带压封堵工艺方案，常用的有机械压力法、气动法等。气动法采用充气装置膨胀气囊实现封堵，操作简便，适用面广。完成封堵后，再利用热熔切割、机械切割等方法将局部缺陷段切除，安装预制的补偿接头或管段即可[2]。

随着城市化进程加快，燃气管道越来越密集复杂，对带压封堵技术装备也提出了更高要求。采用模块化设计理念开发的轻便化设备，可广泛适应各类施工现场。此外，信息化管控手段的引入也将提升带压封堵作业的精细化程度与效率。

（2）城市供排水管网

城市供排水管网在长期运行过程中，可能因管道老化、腐蚀以及外力破坏等原因出现漏损。如果采用传统停水封堵维修方式，会造成大范围断水，影响面积大。而采用带压封堵技术可以实现管网局部封堵，仅对故障管段停水并进行就地维修。

具体而言，在发现管道漏损后，可以先通过声光检测等方式确认漏点位置。然后根据管道形态选择合适的带压封堵装置，典型的有气囊式、橡胶球式等，将漏点上下游封堵隔离。故障管段被封堵后，漏点附近的水利用水泵抽除，即可开始维修作业。维修方式包括打补丁、更换管段等。

相比整管网停水封堵维修，带压封堵技术使断水范围缩小了80%以上，大幅减少了对居民的影响。该技术还可以减少二次污染风险，利于保障供水安全。目前研发的模块化、轻便化带压封堵装置，进一步拓宽了该技术的应用范围。

（3）油气管道

长距离油气管道由于管身自身质量问题以及外部环境的腐蚀作用，输送过程中可能出现局部缺陷，如腐蚀穿孔、裂纹等。如果采用完全停输的方式进行维修，会造成大面积供应中断，影响严重。

采用带压封堵技术可以仅封闭故障点附近区域,然后进行局部维修。具体步骤是：利用塞球、气囊等封堵装置在故障区上下游进行封堵；检查确认封堵质量良好后，在故障处进行热切割，切除问题区段；最后安装预制补偿接头或管段，完成维修[3]。

2.2 管道改造

（1）调节改造

随着城市燃气供需情况的变化，管网中的调压站、测量站等需要进行改造或设备更换，以适应流量调节的新需求。但这类设备多布置在干线管道上，如果采用停气改造，会造成大面积暂停服务。

采用带压封堵技术，可以只停止局部管段气源，而主要管网保持正常供气。在封堵上下游后，利用热切割技术拆除原设备，然后安装新的设备，完成改造。采用模块化设计理念，通过标准化接口实现旧新设备的快速切换，大幅缩短了改造时间。

例如，在压力调节站的调节设备更换中，这种带压快速改造技术将停气时间从原来的5-8小时缩短到1-2小时，减少了对用户的影响。相关技术和装备的提高，也使该技术能够适应更多复杂场景的设备改造需求。

（2）口径改造

针对管道系统负荷持续增长的情况，可采用带压热切割技术对管道进行扩口改造，大幅缩短改造时间和用户影响时间。通常的工艺流程是：

a)在预定改造点两端进行局部封堵；

b)检查确保封堵质量后，利用等离子弧热切割技术对管道进行环向切口；

c)切口处安装口径更大的衔接套管，进行焊接接头；

d)完工后拆除临时封堵装置，完成改造。

2.3 管道安装

在管道系统的新建工程或扩展项目中，需要对管道进行切割与封堵操作，以实现不同管段的连接。传统的停运封堵方式将中断供气或供水。采用带压封堵技术，可以在保证管道正常运输的条件下进行切割与封堵作业。具体工艺流程通常为：

a)在预定的切割点上下游选择合适位置，利用气囊或球塞等封堵装置进行临时封堵；

b)检查封堵质量后，在切割点进行割管作业，切断管段；

c)将预制的连接管段或接口通过举升装置移至切口位置，进行对接连接；

d)完成管段安装后，拆除临时封堵装置，恢复流体输送。

这种带压切割封堵连接方式，避免了长时间的系统停输，大幅缩短了施工时间。但也需要精确的封堵与定位技术以保证操作精度。

综上所述，带压封堵技术在各类管道施工过程中发挥着重要作用，应用该技术可以有效缩短管道停运时间，减少对用户的影响，提高施工质量和效率，保障管道系统的安全可靠运行。但设备性能和操作可靠性仍需不断提升，以适应管道施工的复杂环境和高要求。

3 结论

本研究通过理论分析系统阐述了带压封堵技术在管道施工中的应用情况及意义。主要研究结论如下：

（1）带压封堵技术的应用，有效缩短了各类管道系统在检修养护、改造和新建过程中的停运时间，减少了对服务和用户的影响，提高了施工效率。

（2）在具体的应用场景中，带压封堵技术显示出独特的技术优势和经济效益，如大幅降低城市燃气管道检修停气时间，减少供水管网改造对居民的影响等。

（3）但带压封堵设备和操作仍需提高精度和可靠性，并持续优化自动化水平，以适应管道施工过程的复杂环境与高质量需求。

（4）加强带压封堵技术和装备的研发应用，实现与信息化、智能化手段的深度融合，将推动管道施工方式的进一步革新。

（5）带压封堵技术的广泛应用，将为管道系统的安全、经济、高效运行提供有力保障，促进资源节约和环境保护，具有重要的社会价值。

综上所述，带压封堵技术在管道施工中具有广阔的应用前景和发展潜力。需要从技术、装备、管理等方面不断优化这项技术，以充分发挥其在管道施工现代化进程中的关键作用。

参考文献

[1]梁泉水,吴蓬伟,李顺志.带压封堵技术在管输天然气中的运用探析[J].石化技术,2019,26(02):331-332.

[2]崔强.天然气管道不停输带压封堵工艺技术研究[J].石化技术,2017,24(02):296+292.

[3]王宝德.输油气管道带压封堵技术在维修抢修中的应用[J].化学工程与装备,2023(02):78-79.DOI:10.19566/j.cnki.cn35-1285/tq.2023.02.026.