成品油管道内检测清管技术

王泰 王绚

（中国石油天然气股份有限公司管道廊坊输油气分公司，河北 廊坊 065000）

引言

成品油管道多埋设于土壤中，且部分管段会穿越山川河流，维修成本较高。因此，企业管理者希望管道缺陷处的完整性评价结果能够尽量贴近实际，从而减少立即或计划维修的缺陷点数量，降低维修成本。优化维修计划的途径之一是在使用国内外标准对缺陷进行完整性评价的过程中，较精准的选取各类数据，如缺陷表征结果、材料力学性能、最大允许操作压力（MAOP）等，这些数据对完整性评价的结论均有一定影响。对于内检测数据，缺陷已无法进行更为精确的表征；材料的性能数据往往需要从额外的实验中获取；相比之下，对于管道企业而言，通过合理选择各缺陷处的MAOP值来优化维修计划是较为可行的方案之一。

一、清管作业中的风险

(1)清管器卡堵是清管作业过程中常见的一种现象，其主要原因多半是因为成品油长输管道发生变形，或弯头的半径发生改变，管道内的污物过多，使得清管器在通过该区域时出现阻塞卡堵现象。当清管器发生卡堵会在一定时间内堵塞成品油的通过，从而造成前后压差逐步增大。如若不能及时解决卡堵就是使得干管憋压，最终导致输气站内设备憋压乃至超压运行，存在爆炸的风险而使得成品油输送系统瘫痪。(2)清管器在清管作业中的窜气风险清管器在多次使用后会出现一定的磨损，清管器与管道在匹配过程中过盈量不足，清管器窜气现象的出现。从而使得成品油泄漏量过大，清管器前后未能形成较高的压强来推动清管器在管道内的运行。造成清管器运行时间超正常范围，不能准确的计算清管器到站时间，存在作业失控风险。(3)管道内杂质过多堵塞成品油在开采集输过程中会在管道留下部分泥沙杂物，在进行清管收球作业中，清管器在运动中，随着运行距离不断增加，清管器前泥沙量及杂物量也随之增加，当泥沙充满管道时就会造成污物堵塞管道从而使得清管器无法继续向前。若长时间未能疏通就会引起憋压风险。

二、内检测清管实施关键技术

（一）清管速度的选择

清管速度会对清管器的测径板、杂质及污油量产生一定影响。1）测径板清管实施阶段，泡沫测径清管和机械测径清管侧重于初步测量管道的几何变形情况，其次是清除管道杂质。而管道的敷设环境决定了管道存在众多弯头，测径板与弯头管壁撞击可能会造成铝质测径板非正常变形，而管壁撞击又分为弯头外侧管壁撞击和弯头内侧管壁撞击。测径板与弯头外侧管壁撞击主要受清管速度的影响，清管器过弯头的离心力F与清管器的质量m和清管速度V成正比，与管道弯头曲率半径R成反比，可知，清管速度越大过弯头时的离心力越大，当离心力超过清管器前支撑接触面的屈服极限时，前支撑接触面发生变形，测径板就会与弯头外侧内壁相撞。清管器前支撑接触面不屈服时的离心力临界值可以通过计算得到，进而得到清管器测径板不与弯头外壁撞击产生变形的临界清管速度。由于泡沫测径清管器支撑接触面材料的屈服值远小于机械测径清管器支撑接触面材料的屈服值，可知，清管流程中泡沫测径清管时的速度应小于机械测径清管时的速度。测径板与弯头内侧管壁撞击的可能性主要受清管器与弯头几何特性的影响，可以通过清管器测径板与弯头内弧侧管壁接触的临界条件计算出清管器与弯头的几何特性数据，进而选择合适的测径板参数，避免其与弯头内侧管壁撞击。2）杂质清管的主要目的是清除管道内的杂质，由清管器原理可知，清管主要依靠皮碗的刮削带动杂质运动，而清管速度的选择会影响杂质的运动，从而进一步影响清管效果。对于成品油管道，清管器的运行速度为：式中：Q为管输排量，m3/h；S为管道内截面积，m2。由式（1）可知，管道内截面一定时，管输排量越大，清管器的运行速度越大。在成品油管道中，清管器依靠前后压差驱动，清管时杂质在管道中的主要受力为自身重力、液相的曳拽力及管道壁面的滑动摩擦力。

（二）合理规避对下游设备的影响

在清管收球作业时应当针对液量合理调整进出气压力，控制清管器运行速度，排液过程中，遵循多次缓慢排液，使得排液量处于可控范围内。从而促使成品油在进入预分离后能够进行有效的气液分离，不会将大量液体带入下游设备之中。保证下游设备安全运行。

（三）预防及控制管道内杂质

过多的杂质堵塞造成清管作业运行困难，为防止杂质量过大导致清管器堵塞。应当建立健全清管作业周期档案。阶段性对集气管网进行清管收球作业，控制管道内杂质滞留量。

结语

（1）内检测清管实施关键技术中详细分析了清管速度对测径板、清管杂质的清出、清管污油的影响，便于在不同的清管实施阶段选择合适的速度，达到最优效果。（2）提出了清管实施各阶段合格标准的判断原则，有利于掌握各阶段的清管时长。（3）介绍了清管收发球的流程，便于安全、高效地进行收发球，有利于清管流程的正确实施。（4）详细介绍了清管跟踪和定位方法，可以及时掌握清管器在管道内的运行情况，便于清管器卡堵时对卡堵位置进行准确、快速地定位。