低压石油管道吹扫方法之改进

宋文龙

【摘要】作为输送油、气、水的石油管线，在施工安装完成之后，必须做好管线内杂物的清扫工作。在市区内的低压管网、站场和管线距离短、管径不同的管线试压吹扫中，一般采用气体增压爆破法，但这种办法也存在弊端。如管线进气口一端气流速度小，内部杂物就不能被清除，而且随着管线的加长，就越不能被彻底清除干净，因此对气体增压爆破法进行了改进，严格控制了低压石油管线、站场吹扫技术的质量。

【关键词】低压石油管线 吹扫 气体增压爆破法 改进

作为输送油、气、水的石油管线在施工安装完成之后，管线内部经常会留有石子、钢渣等杂质，因此必须将管线内的杂物清扫干净。目前清管球法和气体增压爆破法是清扫初安装完成石油管线内杂物最常用的两种基本方法。距离较长、管径一致的管线一般使用清管球法。在市区内的低压管网、站场和管线距离较短、管径不同的管线试压中，一般采用气体增压爆破法。

1 气体增压爆破法的弊端

气体增压爆破法是指在管线安装完成后，为了将管道内的钢渣、石子、药皮等杂物清除干净，将被吹扫的管线一端用爆破片封闭，另一端用空压机向管线内通入压缩空气。当管线内空气压力超过爆破片的最大压力时，爆破片突然爆破，压缩空气迅速膨胀，瞬间以极高的速度流出，同时在强大振动和高速气流的作用下，管线内的杂物也一同被排出。为了达到理想的吹扫效果，施工规范中要求管线内气流平均速度不宜小于20m/s。但是施工现场很难找到与之相配的较大气源，若采用大流量空压机，其成本高、造成很大程度的浪费，利用增压的办法可以满足流速的要求，又由于管线内的气流速度不同，同一时刻管线内各个部位的压力差也不同，管线内各截面气流速度与截面至管端的长度成正比。也就是说，管线进气口一端气流速度最小，如石子、钢碴等体积小比重大的内部杂物，就不能很干净的被清除掉，而且随着管线的加长，就越不能被彻底清除干净。由此可见，压力越高进气口端吹扫效果越好，可是施工规范中规定管线的吹扫压力不能超过设计压力，所以无限制增压这种办法不可取，最多也只能增至设计的工作压力。这就使得管线进气口端达不到理想的吹扫效果，气体增压爆破法的弊端由此产生。

2 改进方法

如何解决气体增压爆破法的弊端呢？如何才能将管线进气口端内的杂物清扫干净呢？想象一下，如果进气口非常干净或者先把进气口端清理干净，那么使用气体增压爆破法清理管线时不就不会存在以上提到的弊端了吗？基于这种想法对气体增压爆破法进行了改进，并将其用到了大连-沈阳天然气管线的实际工程项目中。具体如下：

2.1 原理

在管线的一端安装进气口，当管线焊接到一定长度A，开始对第一段管线进行吹扫，第一段管线的具体长度根据设计工作压力和管径确定。当第一段管线经过多遍清扫，确保干净后保持进气口不动，将出气口卸下，继续对管线进行焊接，当焊接到总长度B时，也就是增加到原长度A的二到三倍（B=2A或3A）后，重新将出气口安装完成，对管线进行第二次清扫，由于初始端的管线已清扫干净，所以本次清扫应选择合适的压力，一般情况下清扫二至三遍就可以将管线彻底清扫干净，然后不动进气口，再次将出气口卸下，继续对管线进行焊接，当焊接总长度C达到上次吹扫总长度B的二至三倍（C=2B或3B）时，再次将出气口安装完成，对管线进行第三次吹扫。如此这般反复操作，如果管线长度不超过10公里，又选择了有合适排气量和排气压力的增压设备，就可以把工程一直施工完成。

2.2 实际应用

大连-沈阳天然气管线工程抚顺支线管径为Φ273，压力0.4Mpa，其中还包括抚顺末站、C2#、C3#、C4#/、C5# 4座阀室等。FB009-18～FC005段线路主要位于苏家屯区佟沟镇，长度约6.8km。由于本段管线一直在G304东侧伴行，沿线多毗邻商业网点、民宅和别墅区等，主要有位于佟沟乡的饭店、超市、信用社；位于胜利村北的比利华别墅区、信盟别墅区、锦绣山庄别墅区及位于梧桐镇的凤凰花园别墅区。在G304西侧，有位于刘后地村西的制砖厂、张沟北的花溪山庄别墅区、苏沟的辽宁大学本山学院实习（本山传媒）基地和沈阳大学工程学院、姚沟村东的沈阳绿岛森林公园，且在佟沟镇G304西侧的商业网点距离G304更近。由于此段管线不是很长，其中又有低压管网和站场，项目部采用了气体增压爆破法进行吹扫。项目部选用了排气量为21.2m3/min的空压机。当管线施工达到0.4公里后，项目部对其进行了第一段管线的吹扫，经多遍清扫确定干净后卸下出气口，继续焊接管线，当焊接长度达到1.0公里后，继续对管线进行清扫，然后保证进气口不动，将出气口卸下，继续焊接管线。当焊接长度达到2.8公里后，继续对管线清扫，然后不动进气口，再次卸下出气口，继续焊接管线，直到长度6.8km的FB009-18～FC005段线路全部焊接完成，进行最后一次彻底的清扫，终于完成了此段管线的全部吹扫工作。

实践证明，利用改进后的方法清理管线，不但管线被清扫的特别干净，而且还不会局限于施工规范中规定的每段管线吹扫长度不宜超过3公里的规定。虽然管线加长后，单次增压的时间相对较长，但由于成倍的减少了吹扫次数，与分段清扫相比，不但没有增加工作量，反而减少了部分工作量，同时也大大提高了管线清扫的干净程度，保证了管线吹扫的质量，为下一步工序做好了充分的准备工作。

3 注意事项

（1）第一段管线施工前，必须将每根管线清扫干净，尽可能减少管线内进气口端的杂物。

（2）施工时将地势较高的一端做为工程起点，防止因各种不可抗拒因素引起的管线内进水后产生的回流现象，一旦回流，就很难再次吹扫干净。

（3）主管线中如果有支线出现，当施工到设计位置时，可安装三通后一起施工，并同主管线一起进行吹扫。

4 优点

（1）气体流速高，携带力强，同时利用爆破的震动使管内污垢和管线死角处的杂物因震动，被急速膨胀的气流带出，大大提高了吹扫质量。

（2）吹扫效率高。

（3）可以增加管道的吹扫长度，不必要控制在3公里之内。

4.4 节约成本。

5 结论

气体增压爆破法改进后，由于只安装了一次进气口，当管线加长时，需要吹扫的管线长度在成倍的增加。虽然管线增加长度后，单次增加压力的时间相对较长，但是却减少了吹扫次数，与分段清扫相比，不但没有增加工作量，反而减少了部分工作量，同时也大大提高了管线清扫的干净程度，严格控制了低压石油管线、站场吹扫的质量。