天然气输气场站清管收球作业分析

蓝浩杰+杨瑞娜+王竟宇

摘要：本文从天然气长输管道清管检测作业中的收球场站角度出发，对清管器的类型及应用进行介绍，对清管收球作业涉及的工艺及可能引发的风险进行分析总结，并提出相应解决措施，以期为日后场站的清管收球作业及其他类似管道的清管检测作业提供借鉴。

Abstract： This paper introduces the type and application of pipe cleaner from the receiving ball station in the pipeline cleaning inspection of long-distance natural gas pipeline， analyzes and summarizes the processes involved and the risks that may be caused， and puts forward corresponding solutions， with a view to provide reference for the similar pipeline cleaning and ball receiving operations in future field stations.

关键词：清管检测；收球作业；工艺流程；风险分析及预防

Key words： pipeline cleaning inspection；ball receiving operation；process flow；risk analysis and prevention

中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）01-0097-02

1 清管检测的目的

定期清管能够使企业随时掌握管道的运行状况。清管检测的作用可以归纳为以下几点[1]：

①清理输气管道内的液态水，以防在气温极低的情况下水结冰堵塞管道，以确保用户的供气质量充足。②管道内存留的污泥、砂子等杂质必须清理干净，以降低天然气的摩阻损失，确保管道高效率地完成输送作业。③管线内壁腐蚀后残留的铁锈、硫化铁粉末以及管线施工后留下的焊渣、泡沫清管器碎片等，检查时一经发现，必须及时清理干净，防止废渣干扰除尘分离器和过滤设备正常作业。④检查管道内部的通过能力以及管道内外部金属有无变形或缺失情况，构建管道参数数据统计系统，全面确保管道满足使用要求。⑤清理天然气中含有的污液、杂质或粉尘，避免杂物冲刷或腐蚀管线内壁导致设备无法正常使用。

2 清管作业中清管器的选型

2.1 泡沫清管器

由聚氨酯模制成的泡沫清管器主要通过挤压泡沫接触管壁实现刮扫除液体和密封，其管道通过能力强，变形大，在不清楚管道内部状况的情况下可以使用泡沫清管器试探管道的通过能力[2]。

2.2 心轴清管器

心轴清管器的中间有一个心轴，心轴上可以安装各种辅助部件来完成各类需求。通常心轴清管器两端安有2-6个橡胶皮碗或直板，采用耐磨的氯丁橡胶或者聚氨酯材料，中间安有刮刀或钢刷用来除去管壁的结蜡或污垢。按结构可以分为：蝶形皮碗清管器、锥形皮碗清管器、盘式清管器、刮刀清管器、钢刷清管器、万向节清管器。

检查管道通过能力，或需要强力清除管内的硫化物或污液时就必须使用心轴清管器，根据不同的清管要求，可以选择不同构造的清管器，比如皮碗的、直板的、带钢（尼龙）刷或者磁性的等等。对于一般的管道，采用皮碗或者直板清管器均可，对于内部管壁有较多污垢或者铁锈的管道，釆用带刮刀或者钢丝刷式清管器是合适的，对于有内涂层的管道则应选择尼龙刷式的清管器，以避免造成内涂层的破坏。若是管道内部存在铁诱或者其他施工杂物如焊条等，而管道又要求必须清除此类杂物，那就应当选择带磁性的清管器。

2.3 智能清管器

这类清管器属于运行管道检测工具，其具备比清扫管道更加重要的功能，比如检测管道防腐层、管壁腐蚀、埋深位置，可以在不影响管线正常使用的情况下提供管道的内部情况。

3 清管收球作业工艺

3.1 准备工作

①掌握管道设计参数，摸清管道走向，收集管道近期运行参数及之前的清管资料。②制定科学、合理、安全可行的清管、检测作业方案，完成清管作业操作细则，做好人员安排，包括收发球人员、监听人员及通讯、后勤人员，按要求进行岗前安全培训；③編制清管、检测期间的运行方案，备好工器具。调整管线运行方式，使其与上下游供气、用气单位进行协调，对沿线各清管站及管线上各种设施进行彻底检查，确保清管操作期间各类设备运行正常[3]。

3.2 收球场站排污工艺布置

安阳站排污罐容量小，约8.2m3，最高允许工作压力为0.3MPa，不能满足清管作业时的排污要求，为了安全、及时排放、收集和处理作业过程中清出的大量水和污物，选择开挖临时排污坑。临时排污坑按照约20m3的容量开挖，为长方体型。排污池开挖完毕后，采用了防雨布铺设坑底与四周，做好排污坑内的防水，防止污液渗入周围土壤，造成污染。

3.3 收球工艺流程

收球作业必须由经过培训的专业队伍进行，在收球作业过程中，应严格按照作业细则进行，在流程切换的各个环节，既要按规定谨慎操作，又要随时与调控指挥中心及现场监护人员保持沟通，以保证清管收球作业的安全、成功。以安阳站为例，对清管收球作业流程进行介绍如下，具体收球流程示意图见图1。

①打开BV101、GLV113待收球筒两端压力平衡后打开ROV101；②关闭ESDV102，将流程改为清管收球流程；③等待清管器将要进入收球筒时，提前打开排污阀BV128、VGLV101，听到气流声关闭阀门；④当清管器进入收球筒内，打开ESDV102，关闭BV101、GLV113、ROV101；⑤打开放空阀FBBV101、GLV101对收球筒进行放空；⑥放空完毕后关闭放空阀，注入氮气，一段时间之后，进行放空；⑦待压力为零后关闭放空阀FBBV101、GLV101；⑧打开快开盲板，取出清管器，对收球筒及盲板进行清洁保养并关闭盲板，完毕后恢复正常流程。endprint

3.4 清管器进站前工艺

根据清管器上一段运行速度，推算清管器到达收球站时间，需要提前约1小时关闭过滤分离器进口阀门。此目的是为了防止管道内的污物进入站内分输系统，对站内的设备和仪表造成损害。否则，清管器携带的粉尘等杂质大量进入站内，极易堵塞过滤分离器及调压设备，同时会污染超声波流量计探头及计量仪表，造成计量不准。

選择提前多长时间关闭过滤分离器进口阀门，也需要综合考虑既能有效避免污物进入站内，又能满足下游用户用气需求，可以综合清管经验决定。在这个时间段，站内分输流程所需供气量可以依靠提前对下游用户充压、充管存进行缓解，待清管器到站取出后，再恢复供气。

3.5 清管器进站工艺

清管器进站会听到声音：进站弯头处可以听到杂质和清管器在管内滑动的声音。

判断清管器是否进入收球筒可以通过以下方法：①在收球筒阀门前端设置有通球指示仪的情况下，可以根据指示仪方向的变化判断清管器是否进入收球筒；②可通过清管器跟踪定位仪对安装有发射机的清管器进行跟踪定位，判断清管器是否已经进入收球筒；③可通过声音判断，当清管器通过阀门时，可以听到摩擦声，或者撞击球筒盲板的声音，也能判断清管器已经进入收球筒[4]。确定清管器进入收球筒，并排污完毕后，对收球筒内天然气进行放空。

4 清管收球作业风险预防

4.1 硫化物自燃风险

清管作业过程中的硫化物防自燃一般选用湿式收球法。作业过程中通过阻断硫化亚铁与空气接触、降低温度和硫化亚铁的浓度等方法严防硫化亚铁或类似硫化物自燃。在采用湿式收球法清管的过程中，将收球筒盲板打开后，及时用有一定压力的清水彻底冲洗收球筒，一来为筒内降温，二来是用清水稀释筒内的硫化物，降低硫化物的浓度，防止其在筒内自燃，同时用清水带出筒内其它的杂物，顺利取出清管器。

4.2 开关收球筒盲板风险

在清管作业过程中，操作球筒盲板时，盲板可能会挤伤作业人员的手指，并且还可能出现自燃、天然气爆炸、人员中毒等风险。因此作业时必须注意以下细节，严防事故发生。

①指派专业技术人员按照技术规程打开盲板，严谨不具有操作资质的人员私自操作。②检查收球筒的进出口，确保进出口的阀门全部关死，且阀门电动执行机构处于停止状态后再将盲板打开。③打开球筒时先将球筒放空，确保筒内压力指数为零后将盲板安全销打开，第二次确认球筒压力指数为零后再使用专业仪器检测筒内的燃气体浓度。④将盲板打开后打开收球筒放空阀，使灭火器保持弧状置于筒附近，并在筒周围布置消防管线，作业人员按作业要求站在盲板左侧，其它人员与盲板作业现场保持安全距离。⑤准备盲板密封圈，一旦密封圈损坏及时进行更换。

4.3 收发球筒阀门泄露的风险

①清管前，对场站收球筒的阀门进行内、外漏检查，对阀门进行注脂保养，对排污嘴、注脂嘴等部件进行验漏检查，并对阀门法兰等连接部位验漏并进行紧固。②提前准备电动阀门手操器、注脂枪和密封脂等工器具，作业时一旦发现阀门内漏，应该第一时间查看阀门的限位，先确保限位正确，再将不同密封等级的密封脂注入阀门内。内漏比较严重的情况无法通过注脂补救，就必须在阀门全关后将其排污嘴打开，阻止天然气进入筒内。此外，应该提前准备氮气瓶，天然气泄漏后先用氮气置换球筒内的天然气，确保现场安全后再进入下一步操作。

4.4 人身伤害风险

清管收球作业现场如果不能做好有效的管理，非常容易发生人身伤害事故，因此现场作业人员必须按照作业要求站在盲板左侧，严禁现场人员站在临时排污装置或临时排污管道周围，排污池周围设置安全警示标识；正确使用和搬运工器具；收发球及排污操作时做好一切消防准备。

5 结论

清管器类型的选择要根据管道的具体情况及清管检测目的的不同进行，清管收球作业需要制定科学、合理、安全可行的作业方案，做好人员培训、设备设施检查，对清管收球作业中可能发生的风险提前进行分析，提出相应的处置措施，保证清管收球作业安全顺利完成。

参考文献：

[1]赵小川，南发学，刘振方，等.西气东输干线清管作业实践与建议[J].天然气与石油，2008，26（6）：1-6.

[2]张连翠.石油与天然气管道清管器及其应用[J].胜利油田职工大学学报，2009，23（3）.

[3]朱喜平.天然气长输管道清管技术[J].石油工程建设，2005，31（3）：12-16.

[4]马振杰.清管与检测技术在川气东送管道中的研究与应用[D].西南石油大学，2013.

[5]白港生.长输天然气管道内黑色粉末清管工艺[J].化工设备与管道，2010，47（6）：67-68.

[6]王慧欣.硫化亚铁自燃特性的研究[D].中国海洋大学，2006.endprint