燃气管道的不停输开孔接线技术

潘晋峰

0 引言

近年来，随着煤层气的开发利用和“气化山西”政策的实施，我市的燃气用户大量增加，配套的燃气管网建设以及原有管网的改造、更新也越来越频繁。传统的停气降压、置换放散、动火连接施工方法虽然技术成熟，但是越来越受到城市燃气用户用气、人员居住集中、车辆来往频繁等条件的限制，使得市区燃气管网的动火作业施工存在着越来越多的风险和不安全因素。为了确保管网连接施工作业的安全、顺利进行，同时减少停供气作业对用户的影响，提升燃气企业的服务质量，燃气管道的不停输开孔接线技术就成为了城市燃气行业一项重要的安全保障措施和管网连接改造、施工作业的首选。

1 燃气管道的不停输开孔接线原理及特点

燃气管道的不停输开孔接线技术就是指使用专用的开孔设备在不降低燃气管道压力，不停止正常输送燃气，不影响管线正常运行的条件下对目标管道进行开孔，对新旧管道进行碰口连接或对原有管段进行加接旁路改造等施工作业的新工艺，其主要原理是利用开孔机器下部装有轴封填料，使机器在带压工作的情况下不致渗漏，保证开孔设备在完全封闭的空腔内对燃气管道进行切削开孔和封堵，整个施工过程保证管道正常运行，不停输。采用该技术进行作业具有技术含量高，用时短，效率高，安全可靠等优点。

2 不停输开孔接线工艺及设备性能、参数

2.1 不停输开孔接线技术工艺

燃气管道的不停输开孔接线技术通常采用在母管上垂直开孔，在法兰封堵接管上水平连接新管线，开孔过程中利用闸阀进行密闭配合开孔、封堵，同时利用冷却水对刀具进行冷却，不停输开孔接线工艺示意图见图1。

图1 不停输开孔接线工艺示意图

2.2 DZ200型开孔设备的性能和技术参数

燃气管道的不停输开孔接线采用DZ200型电动开孔机，具体性能和技术参数如下:

1)开孔范围:DN50，DN80，DN100，DN150，DN200;

2)工作压力:≤1.0 MPa;

3)工作行程:500 mm;

4)工作温升:≤30℃;

5)工作转速:40 r/min;

6)额定功率:1.5 kW;

7)额定电压:220±5%;

8)冷却方式:清水或肥皂水;

9)手轮给进量:2 mm/r。

3 燃气管道不停输开孔接线应用实例的具体施工步骤和工艺要点分析

2010年5月，在我市燃气管径为DN350的一中压管线上为某开发商新建小区新接DN150燃气中压支线，管道介质压力为0.04 MPa，施工采用DZ200型电动开孔机进行开孔作业，开孔作业历时40 min，整个施工过程安全可靠，无泄漏，作业效果良好。此次燃气管道不停输开孔接线中具体施工步骤分为施工准备、作业管件、设备的安装与焊接、开孔封堵作业、完工处理共4个步骤(见图1)，每个步骤的工艺要点分析如下。

3.1 施工准备

3.1.1 施工人员选择

燃气管道不停输开孔接线，开孔设备的操作很关键，基于对燃气施工作业危险性和安全方面的考虑，对现场操作人员要严格挑选，不仅要熟悉现场情况，能够熟练掌握DZ200型电动开孔机的主要技术参数和操作技能，还要有强烈的责任心，在作业中能够严格按照技术要求和操作规程进行作业。

3.1.2 现场准备

准备现场施工材料、机具，并检查作业机具、设备是否齐全、完好;开挖作业坑和安全通道，施工现场应有足够的作业场地和操作空间，作业坑两端应设有方便上下的安全通道，对易于出现塌方的部位进行重点防护;配备相应的交通工具、通讯设备和必要的安全防护、消防设备。

3.1.3 技术交底

要按照事先批准的施工作业方案进行现场施工组织准备，确定指挥、应急、监护、作业各级人员的职责;施工技术人员要向现场作业人员进行技术交底，使作业人员熟悉施工步骤、技术标准、安全防护要求、作业要点等，保证施工安全顺利进行。

3.2 开孔作业管件、设备的安装与焊接

3.2.1 开孔位置、作业点的选取

开孔位置、作业点应选择在管线的直管段上，且周围空间开阔无障碍，开孔部位应尽量避开管道焊缝，无法避开时，对开孔刀具切削部位的焊缝应进行适量打磨。

3.2.2 管件、管道的安装与焊接

在确定开孔的管道位置后，清除母管上的防腐层，将DN150法兰封堵接管紧密贴合在母管表面，调整法兰端面，使法兰中心线与母管轴线垂直，然后焊接在DN350母管线上。在开孔前，将需要连接的新建管线按开孔示意图所示连接到DN150法兰封堵接管的合适位置上。

3.2.3 刀具、封堵阀门、设备的安装

先将中心钻、套钻刀具安装在钻孔机上，然后将封堵闸阀加密封垫与法兰封堵接管的法兰联结紧固，检查闸阀的开关是否灵活，保证闸板能够完全退出闸阀内孔，把闸板全部打开呈最大开启状态，确认阀门内腔无障碍物，开孔刀具可以顺利通过，即可在封堵闸阀上连接开孔机、连箱，并进行气压试验，确保各连接处、焊缝无渗漏，检测合格，即可开始钻孔作业。

3.3 开孔、封堵作业

3.3.1 钻机开孔作业

在注水口注入清水，做好刀具的降温保护，摇动扳手，将钻头走完空行程使中心钻至接触母管顶部位置，空转2 min～3 min，确认运转正常后，正式开动钻机钻孔，旋动进刀手轮实行进刀。手动进刀时应缓慢进行，当卡刀时，可先稍退刀后再进刀，不可强行摇动;当在小管径上开孔时，在马鞍块被切断后，不得再继续进刀，以防中心钻将对面管壁钻通。待管壁切透后，反方向转动扳手，将刀具退刀至钻机指定标记位置，关闭电源，关闭闸阀。

3.3.2 封堵作业

卸下钻孔机，取下刀具和带出的马鞍型切块，将安装封堵头旋入钻杆的内螺孔拧好，将钻孔机安装在封堵闸阀和连箱上紧固，闸板打开至最大位置，摇动手轮将堵头送到法兰内腔螺孔部位，轻缓旋动，使堵头入扣后再旋转拧紧。堵头旋紧后，反方向转动扳手，提升钻杆至钻机指定标记位置，泄放闸板阀和连箱间的介质，并从介质的泄放量进一步判断堵头的封堵情况。经检查，封堵正常即可拆卸钻机并卸下闸板阀，再次检查封堵密封情况，确认无泄漏后可用阀盖加垫盖住并固紧或将堵头与法兰的结合处焊死。

3.4 完工处理

1)钻孔作业完成，应对作业使用的钻孔机进行清理和维护保养，拆卸进、退刀导杆，检查各连接位置是否变动、移位;清理闸阀、刀具，查看刀具是否磨损;检查减速机、齿轮箱有无润滑油，设备配件是否齐全，如无异常，即可装箱入库，以备下次使用;

2)对所有施工管段部分、管件、接口进行重新防腐处理;

3)回填施工管沟、工作坑，恢复地形地貌，并作好燃气标识;

4)绘制管线不停输开孔完工示意图，并随竣工资料一起作存档处理。

4 结语

燃气管道不停输开孔接线技术自2005年引入我公司，至今已成功应用了上百次。此项技术改变了传统的停输、降压、放散、动用明火的作业方式，降低了作业劳动强度，减少了对用户用气的影响，提高了作业的安全性、降低了作业的风险，在作业过程中不停输、不放空，节约了能源和成本，减少了对环境的污染，产生了良好的社会效益和经济效益，值得在燃气行业推广使用。

［1］ 周卫军，郭 瑞，张 勇，等.不停输带压开孔封堵技术［J］.管道技术与设备，2009(6):35-38.