油田储罐新旧溢流管道安全连头技术的应用

王召军，王淑敏，舒均满，白鹏，李阳

（大庆油田工程建设有限公司安装公司， 黑龙江 大庆 163416）

在油田储罐使用过程中，容易发生储罐内含油污水或原油超过最高控制液位的现象，通常采用溢流管道将多余的含油污水或原油自动排入污油回收池。溢流管道连接溢流干线至污油回收池，整个流程无阀门控制。当新建溢流管线与已建溢流干线连头时，不能采用气割；由于溢流管道内可燃气体不能进行氮气置换，若采用管道在线带压开孔安全风险高。传统做法是采用无齿锯切割、黄油拌黄土封堵，该方法存在切割效率低、施工时间受限、黄泥墙易被残油浸塌、安全风险大等难题[1,2]。

1 施工工艺流程

施工准备→水切割已建管线→封堵气囊安装→焊接法兰片→取出气囊→法兰三通短接安装→加盲板→法兰三通短接与新建管线连接→连头管道防腐

2 操作方法

2.1 施工准备

施工前做好施工技术安全交底，对施工参与人员进行岗位安全教育。施工所用机具、设备、材料、安全器材均已按要求到达现场，设备运行良好，能够保证正常施工。现场踏勘及清理场地，查清施工场地障碍，保证车辆通道畅通，施工区域进行围挡隔离。连头点管沟开挖完成，连头管线已确定。

2.2 水切割已建管线

在已建管线上安装水切割机导轨，切割速度不小于150mm/min。水切割机切割属于冷切割，不动火，能保证溢流管切割作业安全，切割可多方向进行，切口质量成型好、平滑，不会产生粗糙有毛刺的边缘。

根据水切割机规格型号和操作说明，检查水切割机运行情况，加入燃油，正确连接安装水切割机，接好进出水口，注意检查各接口处严密性。

考虑到法兰三通短接的尺寸、重量，以及根据 GB 50235-2010《工业金属管道工程施工规范》，管道焊缝距离支管或管接头的开孔边缘应不小于50mm，且不应小于孔径[3]。由于已建溢流管干线外径尺寸较大，水切割管线长度为新建管道外径的3倍。

图1 已建管道水切割

2.3 封堵气囊安装

管道封堵气囊具有操作简便、气密性好、弹变性强、抗老化、价格低、质量好等特点。安装前，将管口距离气囊安装位置的污油清理干净，检查管道内壁是否平整滑腻，清除凸起的毛刺、石子等尖锐物。

首先检查气囊的密封性，用打气泵向气囊充气，气压不得超过0.15MPa，将气囊置于盛满水的水桶中并按住，检查气囊是否漏气。

打开管道口，将气囊从管道切割口慢慢向1m放置，然后向管道封堵气囊中充气，充至压力为0.25MPa时停止。

气囊安装完成后，应对管口区域或动火点可燃气体浓度进行检测，使用便携式可燃气体报警仪进行分析时，被测的可燃气体或可燃液体蒸气浓度应低于其与空气混合爆炸下限的10%（LEL），合格后方可进行下一步作业。气体检测时间距动火时间不应超过30min。

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图2 封堵气囊实物图

2.4 焊接法兰片

在切割的管口焊接法兰，法兰采用板式平焊法兰，焊接方式采用承插焊，焊接前，在距离焊口500mm处放置湿毛巾，防止焊接热量烫坏气囊，注意螺栓孔的角度和垂直方向，保证与法兰三通短接成对准确连接。管道与法兰焊接尺寸如图3所示[4]：

图3 法兰与管道连接的焊接接头

2.5 取出气囊

已建管道切割管口法兰焊接完成后，取出气囊。搬运气囊过程中，不可以拖拉气囊，避免损伤气囊外壁，影响下次使用，避免接触机油、汽油等对橡胶有腐蚀的有机溶剂。

2.6 法兰三通短接安装

测量两法兰端面的距离，计算出三通主管的长度。根据已建溢流管干线与新建溢流管的高差，确定三通支管的长度。采用计算机辅助设计（CAD）软件建立三通三维模型，对模型进行放样展开，生成相贯线，设置等分点，获得了放样尺寸，制作成标准的焊制三通样板，对三通进行下料预制。

图4 焊制三通样板绘制

法兰三通短接预制完成后，采用吊车或倒链吊起，与已建管道法兰连接，法兰垫片采用耐腐蚀的聚四氟乙烯垫片。

2.7 加设盲板

已建管线法兰与法兰三通短接对接后，加设0.5mm的盲板，隔离已建溢流干线的油气介质。加设盲板后，使用便携式可燃气体报警仪进行检测，检测合格后方可进行作业。

2.8 法兰三通短接与新建管线连接

在法兰三通短接上调整弯头与新建管道的角度一致，固定焊接弯头，与新建管线进行连头。当弯头角度与新建管线角度不一致时，增加管道短接，采用管道连头“斜口”组焊法连头，管道切口端面倾斜偏差不应大于管道外径的1%，且不得大于3mm；管道对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当管道外径大于100mm时，允许偏差为2mm。

管道连头完成后，拆除盲板，采用加力杠紧固法兰之间的螺栓，防止溢流管内介质泄漏。

图5 溢流管道连头

2.9 连头管道防腐

管道连头部位埋在地下，法兰、螺栓和焊缝直接与土壤中的水分、空气等接触，很容易发生腐蚀。连头管道的防腐对溢流管道的使用寿命至关重要。

法兰、螺栓刷涂防腐蚀涂层，外缠沥青麻布或聚乙烯膜。焊缝刷涂环氧煤沥青防腐漆、外缠聚乙烯粘胶带。

3 结论

本文利用水切割的高效无火切割、气囊封堵的严密性，共计完成了多处溢流管线连头，最大程度地提高溢流管线碰头的安全系数，是储罐溢流管线碰头工程的有效施工方法。本施工方法具有工序简单、工程量小、安全可靠、用途广泛等特点，可应用于类似无阀门控制的、内含可燃性气体的管道连头，无法直接用明火切割的管线碰头工程，获得了很好的经济效益和社会效益，具有广阔的推广前景。

◆参考文献

[1] 李志飞，黄涛. 管道动火开孔黄泥墙封堵工艺参数及施工流程探讨[J].新疆石油科技，2010，(2)：63-66.

[2] 南亚群. 浅谈新旧管线连头施工技术[J].军民两用技术与产品，2017，(12)：214.

[3] GB 50235-2010，工业金属管道工程施工规范[S].

[4] HG/T 20592～20635-2009，钢制管法兰、垫片和紧固件[S].