不停气带压封堵技术在长输天然气管道上的应用研究

张 星

中石油塔里木油田公司塔西南勘探开发公司南疆利民油气运行中心

1 引言

结合天然气输送现状能够得知，通过采用管道输送方式，能够实现连续输送目标，若采取传统的天然气管道抢修施工技术，施工工期比较长，而且会浪费较多的天然气与氮气，给居民日常生活带来较多不便。通过运用不停气带压封堵工艺，能够显著减少天然气管道中的安全隐患，满足居民的正常用气需求，具有良好的社会效益与经济效益。为了确保此项工艺得到更好运用，本文深入探讨长输天然气管道中不停气带压封堵工艺的具体运用，内容如下。

2 研究背景

因为长输天然气管道涉及的范围比较广，管道运行环境较为复杂，伴随国民经济的飞速发展，公路项目的建设规模不断扩大，使得天然气管道周围分布大量的铁路与公路，增加管道运行安全隐患，管材特别容易发生腐蚀现象，影响长输天然气管道的正常运行。若采取以往的维修方法，维修人员需要采取停气检修方法进行维修，会影响天然气管道的正常运行。

为了确保长输天然气管道能够安全、稳定的运行，运用不停气带压封堵工艺特别重要，为广大用户提供更多便利，确保天然气能够安全输送。同时，通过运用此项技术，天然气管道导流周围的旁路管线与阀门能够实现重复利用，显著缩短工程的施工工期，减少周围环境污染。

3 不停气带压封堵技术特点

3.1 避免出现清管球卡球现象

对于施工人员而言，在长输天然气管道维修期间，需要开孔施工，切下短管之后，将其和封堵的堵盘有效焊接，增加封堵联箱的长度，封堵完毕后，需要将连体放置到原来位置，确保之前切下的短管能够快速、准确的复位，防止出现清管球卡球现象[1]。

3.2 提升膨胀筒就位的准确性

膨胀筒式封堵方式，主要是利用膨胀筒上部封堵胶皮和管线端口密切接触，从而达到封堵的目标，在封堵环节，施工人员要加强膨胀筒密封面保护力度，但是，在实际操作环节，若出现操作不规范现象，会影响膨胀筒就位的准确性[2]。受到气流压差影响，膨胀筒就位时会和管壁出现摩擦，使得密封的胶皮出现破损，影响封堵效果。因此，在长输天然气管道施工期间，施工人员可采取以下措施提升膨胀筒就位的准确性。

第一，在封堵长输天然气干线管道的过程当中，通过运用气体可压缩性原理，在膨胀筒就位之前，将管道干线阀门关闭，关闭时间在5min~10min 之间，减小气流压差所带来的不利影响，提升膨胀筒就位的精确性。同时，如果动火点周围无阀门控制，施工人员需要提前安装截断阀F4,在封堵的过程当中，需要先进行下游封堵，下游封堵完毕后，可以进行上游封堵。在封堵下游的过程中，气流会产生一定压差，使得膨胀筒的后部和管壁出现较大摩擦，对膨胀筒正面的胶皮起到一定保护效果。在封堵上游管道时，施工人员可以临时将F4 阀门周围的旁通阀管壁，减小气流压差带来的不利影响，并进行有效封堵[3]。第二，在封堵站内管线或者进站、出站管线时，严禁出现气流截断现象，在此条件下，封堵的成功率比较低，故施工人员需要明确封堵顺序，先进行下游管道的封堵，然后进行上游管道封堵，防止封堵过程中胶皮出现破损现象。

3.3 保持压力平衡

任何带压施工，在实际施工之前，均需要进行压力平衡试验，例如，施工人员可以在指定位置安装膨胀筒，待压力稳定后，将膨胀筒拆除，或者安装开孔短管与夹板阀开关，也能够起到一定的压力平衡作用。在实际安装的过程中，施工人员还要注意以下几个问题：第一，通过安装夹板阀，利用夹板阀的平衡孔，确保压力平衡[4]。第二，如果两个封堵器间的管线长度比较大，利用引压阀，对压力进行平衡处理，提高操作的便捷性，缩短施工时间。

3.4 开孔引期泄压动火施工

如果长输天然气管道内部压力过高，为了更好地提升带压封堵效果，施工人员需要检查泄漏量，若泄漏量比较小，可以在动火点和封堵器之间安装引气泄压阀门，该阀门在开启的过程中，不能出现哨声，而且火苗高度不能超出300mm，采用机械切管道，将天然气管道截断之后，设置黄油滑石粉隔离墙，起到一定的封堵隔绝作用，而后开展动火施工。

4 具体运用

4.1 合理选择机械设备

当前时期，长输天然气管道不停输带压封堵器分为两种，分别是膨胀筒带压封堵设备与皮碗式带压封堵设备，这两种类型的封堵器具有一定局限性，若管道内部的压力过高，会影响封堵效果。因此，在长输天然气管道施工期间，为了进一步降低管道内部压力，确保压力平衡后方可进行后续施工，能够显著提升管道施工质量[5]。此外，在具体施工之前，为了避免无缝管道出现变形现象，通过采用皮碗式封堵设备，可以取得良好的封堵效果。但是，施工人员在具体施工操作环节，若仅凭肉眼，是无法观察到管线是否发生变形的，管道内径无法准确判断，故施工人员结合长输天然气管道运行现状，合理选择封堵设备。

4.2 科学确定开孔位置

第一，施工人员需要在直管段位置选择开孔点，尽可能地避开焊缝，若无法完全避免，需要对开孔刀切削部位进行适度的打磨，同时，开孔刀中线钻严禁落在焊缝的上部。第二，尽可能避开腐蚀现象较为严重的部位进行管道厚度测量，在开孔部位，施工人员需要准确测量出管道的圆度，一般来讲，管道圆度误差不宜超过管道外径的百分之一。如果采用手工电焊弧实施焊接，施工人员还要结合天然气管道的材质，包括三通材质，科学选取焊接材料，选用评定合格的焊接技术，确保焊缝质量符合规定要求。第三，合理安装夹板阀。在安装夹板阀时，施工人员需要做好开孔机的安装工作，并进行准确测压，所测得的压力和管道内部压力相同。做好上述工作后，进行开孔施工，通过在开孔设备密封腔的内部注入适量氮气，可以有效降低氧气含量，通常来讲，氧气含量不宜高于2%。科学确定管道开孔位置，开孔部位保持平衡，合理安装压力表与球阀，保证夹板阀与平衡管保持稳定连接状态，确保阀板上部与下部的压力平衡[96]。

4.3 旁通管道施工

在旁通管道施工期间，施工人员要科学确定旁通管径，在具体工作中，需要结合下游用气量，合理确定出旁通管径。同时，管道壁厚与材质，主要由管道输送压力来决定，施工人员需要结合相关规定要求，提前做好试压工作，将排污阀安装在低点位置，然后安装压力表，并对旁通管道进行固定，注入适量的氮气之后，方可进行正式的运行。

4.4 封堵头施工

结合封堵器安装与拆除特点可以得知，其安装与拆除要保持竖直状态，在封堵施工期间，长输天然气管道内部的气体流量速度不宜超过5m/s，在安装下封堵头时，需要提前安装好下游封堵头，下游封堵头安装完毕后，方可进行下游封堵头的安装[7]。在封堵的过程当中，封堵头需要紧紧围绕封堵器主轴，施工人员还要认真观察鞍形板是否出现变形，皮碗挤压度要结合管壁结垢程度与腐蚀度准确判定。封堵头施工结束后，施工人员还要做好验证工作，将放空阀缓慢打开，确保阀门内部的气体全部排出，同时，缓慢下降封堵段管道的压力，待管道压力下降到0.5MPa之后，观察30min,检查封堵是否严密，然后开展后续工作。

4.5 管道内部氮气的置换

针对全新的长输天然气管道，施工人员需要置换氮气，在管道上游平衡阀处，灌入适量的氮气，然后将下游平衡阀彻底放空，确保管道内部气体得到有效置换，同时，施工人员还要进行严格检测，若检测结果显示管道内部的含氧量小于2%，需要暂停氮气的灌入。长输天然气管道内部氮气置换完毕后，施工人员需要将上游的平衡管有效连接，并打开上游平衡阀，让天然气能够缓慢地进入到新管道内部，天然气流速不宜超过5m/s，在此过程中，若检测天然气的含量超过90%，则表示合格[8]。

4.6 封堵的解除与旁通管线拆除

对于施工人员而言，将封堵平衡管有效连接，保持各个平衡阀处于开启状态，确保管道内部压力平衡。在封堵头两端位置，要保证压力平衡，然后才能够将封堵头拆除。在拆除旁通管线的过程当中，施工人员需要将夹板阀和平衡阀全部关闭，并将封堵器拆除。同时，在拆除封堵器之前，施工人员要将主管道和周围的旁通管道阀门关闭，并将旁通管道内部的介质全部放空，介质放空完毕后，可以将旁通管道拆除[9]。

4.7 防腐施工

施工人员需要二次安装开孔机，并对其下部进行密封处理，在实际安装之前，要调整顶杆的长度，检查顶杆方向是否合理，确保鞍形管与管道方向一致。封堵施工完毕后，将开孔机的主轴放置到原位。同时，之前切好的鞍形板需要进行彻底清理，清理完毕后，将其塞回到管道内部。上述施工完毕后，针对三通与阀门、管道，均需要进行防腐，如果是异型的三通，在防腐过程中，可采用黏结力比较强、抗阴极效果较好的弹体防腐膏。

4.8 注意事项

第一，在安装封堵器时，施工人员需要准确测量出管道厚度，在焊接三通的过程中，要加强监测，避免管线出现漏气现象。第二，在管线切割的过程当中，要保持速度平稳，并采取氮气保护措施，防止发生火灾。第三，长输天然气管道中的三通焊接完毕后，施工人员需要在规定的时间内开展水压试验，水压试验达标后，方可切割管线，防止发生天然气泄漏现象。第四，在三通口法兰上部，通过安装特制的平板闸阀，能够显著提升管道密封性能。同时，合理安装封堵器，能够减小外力对管道封堵效果产生的不利影响，因为该封堵属于刚性封堵，故能够显著提升管道封堵效果[10]。

5 结语

综上所述，通过对不停气带压封堵工艺在长输天然气管道施工中的具体运用进行合理分析，例如合理选择机械设备、科学确定开孔位置、明确旁通管道施工要点、旁通管道施工要点、管道内部氮气的置换、封堵的解除与旁通管线拆除、防腐施工等，可以确保长输天然气管道安全运行。