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油氣管道清管作業(yè)安全技術(shù)

文檔作者：羅丹李銀燕關(guān)貴興吳玉國文檔來源： 1．遼寧石油化大學石油天然氣工程學院2．青海油田管道輸油處．青		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月16日
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第43卷第9期
2014年9月
當 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
Vo]．43．No．9
September，201 4
油氣管道清管作業(yè)安全技術(shù)
羅 丹 ，李銀燕 ，關(guān)貴興 ，吳玉國
(1．遼寧石油化 大學石油天然氣工程學院，遼寧撫順113001； 2．青海油田管道輸油處．青海格爾木816000)
摘 要：清管作業(yè)廣泛應用于油氣． 業(yè)當中，尤其是油氣管道的建設(shè)和運行過程中，用以實現(xiàn)清掃、隔離、
檢測、維護等目的，在使用清管器進行清管作業(yè)時須按照一定的操作程序來執(zhí)行，否則將影響清管效果、管道
的輸送甚至引發(fā)事故。結(jié)合油氣管道生產(chǎn)實際進行了事故案例分析，并詳細論述了清管作業(yè)安全操作程序、異
常情況及處理方法、清管作業(yè)的注意事項。
關(guān)鍵詞：清管作業(yè)；安全；程序；異常情況；注意事項
中圖分類號：TE 832 文獻標識碼： A 文章編號： 1671—0460(2014)09—1813—03
Safety Technology of Pigging Operation for Oil and Gas Pipelines
LUO DanL．LIYin-yan ．GUAN Gt|i—xin ．wu Yu-guoL
(1．College of Petroleum Engineering，Liaoning Shihua University,Liaoning Fushun l1 300 1，China；
2．Qinghai Oilfield Company Oil Pipeline Transportation Department，Qinghai Geermu 8 l 6000，China)
Abstract：The pigging operation is widely used in oil and gas industry,especially in realizing cleaning，inspection，
isolation and maintenance functions for oil and gas pipeline construction and operation．The pigging operation should
follow a safe procedure that is suitable to the given pipeline conditions，otherwise the pigging efect and pipeline
transportation will be afected，and even cause accidents．In this Paper,combined with production practice of oil and
gas pipeline，typical accident case analysis was carried out．And safe procedure，abnormalities and disposal methods
and points for attention ofpigging operation were discussed．
Key words：Pigging operation；Safe；Procedure；Abnorm alities；Points for attention
所謂的“清管”是指管輸流體推動活塞狀物體
清潔管道內(nèi)壁?，在油氣工業(yè)中應用廣泛，例如：
含蠟原油管道運行一段時間后，管壁上逐漸增厚的
蠟沉積物使得管道輸送能力下降，動力消耗增加，
為了恢復管道的輸送能力，就需要進行清管；剛敷
設(shè)完的油氣管道內(nèi)常有施工中遺留下來的各種雜物
也需要清管作業(yè)加以清除口 。由于清管器具有管徑
范圍大、里程長、無腐蝕性、清垢均勻徹底且費用
低、可進行不停輸作業(yè)等優(yōu)點，使其成為目前最常
用的清管工具。用于上面提到的清蠟、除雜物的清
管器只是狹義上的清管器，廣義的清管器還包括用
于隔離、檢測、維護目的的清管器。結(jié)構(gòu)也多種多
樣，包括圓球形清管器、柱塞形清管器、橡膠皮碗
清管器、全聚氨酯整體清管器、全聚氨酯組合式清
管器、聚氨酯泡沫清管器、PR型軟質(zhì)空心清管器、
壓力旁通式清管器、組合式渦輪清管器、加強型圓
盤清管器等。但是，無論是何種功能、何種結(jié)構(gòu)的
清管器，在使用其進行清管作業(yè)時都必須按照一定
的操作程序來執(zhí)行，否則將影響清管效果甚至引發(fā)
事故。
1 清管作業(yè)安全操作程序
清管操作須遵循適合于給定管線條件的安全程
序，清管操作壓力和輸量要精心控制。清管期間驅(qū)
動介質(zhì)的流速一般為3～5 ft／s。表1中列出了推薦
的操作壓力范圍和輸量 。
1．1 運行前檢查、準備工作
實施清管作業(yè)前，應根據(jù)清管目的、管道運行
參數(shù)等制定好清管方案，并選擇合適的清管器。清
管方案作為指導清管工作的依據(jù)，包括清管操作步
驟、安全注意事項、事故預測及處理方法。根據(jù)管
道條件估算清管器運行速度、站間通球時問、所需
推球壓差等參數(shù)以幫助分析判斷通球運行是否正
常。按預期目的所選擇的清管器必須保證處于良好
狀態(tài)。對于以前使用過的清管器必須保證其能夠再
次使用而不會停滯于管道中。測量清管器密封面的
外直徑，必須大于管道內(nèi)直徑以保證具有良好的密
封效果。仔細檢查密封面以確保無切口、裂縫、刺
痕及其它能夠影響清管器在管道中正常運行能力的
損壞。刷型清管器的無約束直徑也應該測量以保證
作收稿者簡卑介期：2o14-03—16
： 羅丹(1993一)，女，研究方向： 油氣儲運工程。
通訊作者： 吳玉國(1977一)，男，副教授，博士，研究方向：油氣儲存與運輸。E-mail：wyg041 3@1 26．corn。
18l4 當 代 化 工 2014年9月
在整個運行過程中保持與管壁緊密接觸。當使用帶
芯軸刷型清管器時，須檢查刷子是否腐蝕或破損。
表1 推薦的清管操作壓力范圍和輸量
Table 1 Recommend the pigging operation pressure range
and flOW
做好各種防范措施防止刷子在管道里破損。散
落的刷毛會損壞閥門、儀表及其它管道設(shè)備。帶芯
軸刷型清管器的所有組成部件均需要仔細檢查以確
保其結(jié)實、處于良好狀態(tài)。如是清管球則必須注滿
水，排凈空氣，打壓至規(guī)定過盈量，注水口的嚴密
性應十分可靠。皮碗清管器的皮碗夾板連續(xù)螺栓應
適當擰緊，并采取可靠的防松措施。發(fā)射前應嚴格
檢查信號發(fā)射機與清管器的連續(xù)螺栓和防松件，防
止在運動中松動脫落” 。
1．2 清管器發(fā)放
發(fā)放清管器之前，應確認隔離閥和旁通管線閥
門處于關(guān)閉狀態(tài)。對于液體管道，打開排污閥并打
開排氣閥以便空氣將液流置換。對于氣體管道，打
開排氣閥將發(fā)球簡壓力降為大氣壓。當發(fā)球筒被徹
底排空(無余壓)，保持排氣閥和排污閥打開狀態(tài)，
打開肓板。安裝清管器時，保證清管器和減徑管緊
密接觸，減徑管位于發(fā)球筒的直筒部分和公稱直徑
部分之間。把肓板密封面及其它密封面清理干凈，
如有必要的話做好潤滑工作，之后關(guān)上盲板并固定
牢靠。關(guān)閉排污閥，漸漸打開旁通管線閥門并通過
排氣閥排氣，緩慢填充旁通管路。填充過程結(jié)束后，
關(guān)閉排氣閥使得壓力增加至與隔離閥另一端壓力平
衡。打開隔離閥，清管器準備發(fā)放。減小干線閥門
開度，增大旁通管路以及清管器后面管路的流量。
繼續(xù)關(guān)閉干線閥門直至清管器離開旁通管路進入干
線，可由清管器信號指示判別。清管器離開旁通管
路進入干線之后，完全打開干線閥門，關(guān)閉隔離閥
和旁通管線閥門。清管器發(fā)放結(jié)束 。清管器運行
到距接收站200～1 000 m的區(qū)間時，應向接收站發(fā)
出預報，以便開始必要的接收操作。典型的液體管
道清管器發(fā)送裝置如圖l所示。
圖1 典型的液體管道清管器發(fā)送裝置
Fig．1 Typical liquid pipeline pig sending device
1．3 清管器接收
接收清管器時，一定要注意收球筒已被加壓。
完全打開旁通閥門。完全打開隔離閥且適當關(guān)小干
線閥門。監(jiān)視清管器信號以判別清管器是否到達。
到達后，關(guān)閉隔離閥門和旁通閥門。打開排污閥和
排氣閥。檢查收球筒上的壓力表，確保筒內(nèi)泄壓完
全。打開盲板將清管器從收球筒取出，清洗收球筒。
把肓板密封面及其它密封面清理干凈，如有必要的
話做好潤滑工作，之后關(guān)上盲板并固定牢靠。將收
球筒恢復至原始狀態(tài) 叫。典型的液體管道清管器接
收裝置如圖2所示。
圖2 典型的液體管道清管器接收裝置
Fig．2 Ty pical liquid pipeline pig receiving device
1．4 異常情況處理
凝點是與熱油管道安全停輸時間關(guān)系最為密
第43卷第9期 歲丹， 等： 油氣管道淆管作業(yè)安全技術(shù) l8l5
依據(jù)油品凝點來確定的。對于同樣的停輸開始時刻 度，判斷清管器的大致方位，在其下游尋找特殊點，
溫度，凝點越低，安全停輸時間越長。為考察其對 采用仔細傾聽的辦法判斷清管器是否通過。若清管
安全停輸時間的具體影響情況，計算了不同凝點下 器通過，繼續(xù)尋找下一特殊點，直到清管器最終進
的管道安全停輸時間。 入收球筒。倘若管道壓力未發(fā)生變化，而且在特殊
清管器在管道內(nèi)運行期間，首發(fā)站均應密切監(jiān) 點位置也未聽到清管器通過的聲音，則可判斷清管
視干線的壓力和流量，若出現(xiàn)壓差增大、輸入量變 器已經(jīng)發(fā)生卡阻，按前述清管器卡阻情況進行處理
小、清管器未按預計時間通過或到達管道某一站場 13-51。
等現(xiàn)象，應及時分析其原因并采取有效措施。有可 2 清管作業(yè)注意事項 ’
能出現(xiàn)的異常情況主要有： (1)首次使用機械清管器時
， 應確認管道的
(1)清管器失密。清管器破裂、漏水、被大 變形情況
， 以防管道變形較大時卡住清管器。
塊物體墊起、清管器皮碗損壞等情況，在管徑較大 (2)在清管作業(yè)期間應盡量保持運行參數(shù)穩(wěn)
或較小的i通處更容易導致清管器失密。 定
， 及時分析清管器的運行情況，以便出現(xiàn)異常情
(2)推力不足。清管器推動大段液體通過上 況時及時采取措施
。
坡段時，須積蓄一定的壓力差以克服液柱高度的阻 (3)清管過程中不宜進行流程及設(shè)備的切換
力。 和管線停輸
(3)卡阻。管道變形， 通檔條斷落，管內(nèi) (4)對于有分支的管線
， 在清管時宜在預計
物體堵塞等情況。對于定期進行清管作業(yè)的管線很 清管器通過分支點前后的一段時間里安排支線暫時
少發(fā)生清管器卡阻的情況，但是對于被忽略的管道 停輸
， 在確認清管器通過后，再恢復支線輸油(氣)。
或者之前從未進行清管作業(yè)的管道，可能發(fā)生清管 (5)對于首次清管
、不定期清管或清管器破
器卡阻。 損需要發(fā)送機械清管器推出破損的清管器時
， 機械
(4)清管器丟失。泡沫清管器破碎或清管器 清管器應安裝跟蹤設(shè)備
， 進行沿線跟蹤。
跟蹤信號丟失。 (6)操作人員不準站在盲板面前及肓板的懸
清管器失密和推力不足一般不會帶來很大的 臂架周圍
， 以防止高壓液(氣)流沖 或盲板飛出
壓力變化。推力不足和卡阻可能完全阻斷管道而影 傷人
。
。 銎這 簍謄 3結(jié)束語 收站的壓力
、 流雖、清管器可能停滯地點和線路地 ～ 一
形、管道狀況等綜合分析、判斷。 清管是一項要求精細的工作，為保證達到預定
為了應對上述異常情況，通常可首先采用增大 的清管目的以及安全運行，清管前應根據(jù)清管目的、
壓差的辦法，也就是在可能的范圍內(nèi)提高上游壓力 管道運行參數(shù)等制定好清管方案，并選擇合適的清
和降低下游壓力，總體原則是符合管道和設(shè)備的強 管器，做好檢查、準備lT作以及處理異常情況的應
度要求，且盡量不影響管道的輸送。必要時可采取 急措施，實施清管作業(yè)過程中嚴格遵守作業(yè)規(guī)程，
短時間關(guān)閉下游干線閥，從接收站放空降壓的措施。 密切監(jiān)視管道運行參數(shù)。
只是由于這種方法會損失大量管內(nèi)介質(zhì)，而不被輕 參考文獻：
易使用。清管器失密時，如果增大壓差只能使上、 [1]劉剛，陳雷，張國忠等·管道清管器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀fJ1油氣儲運，201 1，
1n ，n 、． ‘ ‘ ‘ 1
下游壓力同時升降，則最好發(fā)送第二個清管器。若 [2] -輸uJ油J‘管道設(shè)計與管理lM】
． 青島：中困石油大學}_I{版社，
發(fā)生清管器卡阻，出站壓力升高，應及時判斷卡阻 2006．
位置，采用提高出站壓力頂擠或短時間反輸進行反 g ~
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推再正推的方法推動清管器。倘若清管器還不能運Publishi ng．2013．
行，則應采取在清管器前開孔放流或不停輸封堵的 要 c ? 。腳。 。
方法取出清管器。發(fā)生清管器丟失狀況時，對于泡 1398lsht 1．
沫清管器，長時間未收到目．壓力未發(fā)生變化，可再 [5]王魏，陳長軍I曲洪阿l】．長距離輸氣管道的清綹I：藝及常見問題分析
次發(fā)送泡沫清管器。對于其他清管器，運行壓力無 [6] 國20石
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