关于成品油管道清管作业现场安全管理要求的研究与探索

石美云

清管作业是成品油管道运行中必不可少的过程，对成品油管道进行定期清管，能够清除管道中的杂质，延缓管道内壁腐蚀，检查出管道严重变形的部位，有效降低管道能耗，延长管道使用寿命，降低管道运行风险，对于管线安全性和经济性都有重要意义。

1、成品油管道清管器

成品油管道清管器根据功能分为4类：清扫型清管器、隔离型清管器、检测型清管器和管道维护型清管器[1]。按用途可分为3类：刷式机械清管器、测径机械清管器、磁力机械清管器。根据成品油管道运行现状和管理要求，现阶段周期性清管常采用聚氨酯清管器。这种类型的清管器可以与管壁形成多个密封面，具有刮扫、密封、隔离作用[2]。这类清管器的优点是表面敷有聚氨酯弹性体涂层，变形量可达40%，既有弹性，又不会脱落，其直管段变形通过能力为40%OD，可通过1.5DN弯头，并且因为柔性好对管道的冲击比较小，缺点是每次使用磨损大，不能重复使用。

输油管道在经过一定时间的运行后，必须通过内检测技术来观察管道是否出现了壁厚减薄、褶皱、变形等，以消除输油管道本身的隐患和不足，这时就需要通过发送几何检测器和漏磁检测器进行检测。

2、成品油管道清管周期

清管周期为T天时的运行成本F（t）按下式计算：

F（t）—清管周期为T天时的运行成本，万元/d；

Q—一次清管费用，万元；

t—清管后天数，t=1，2，3，4…T；

T-清管周期，天。

计算函数F（t）的最小值即可求出其经济清管周期[3]。

国家管网集团华南公司西南成品油管道北线于2005年12月建成投产，2015年以前，清管周期较长，直至2014年才完成西南成品油管道北线贵州段的第一轮清管作业，其中，仅黎塘—贵阳段（外管道长度673.98km）单批次清管污油量就有8199t。2016年为清除管道杂质，黎塘-贵阳段连续开展泡沫球、皮碗球、直板球、钢刷球等多轮清管，管道杂质明显减少，沿线过滤器堵塞频次明显降低，单批次清管污油量降至440t，为2014年数据的5.6%。

随着生产运行越来越规范，大家对生产安全、油品质量的要求越来越高，现在清管作业已进入制度化管理，华南公司也对清管周期进行了制度明确，西南成品油管道北线的清管周期为每年至少一次。

对于个别特殊管段，清管周期进行调整也很有必要。比如，国家管网集团华南公司西南管道北线的贵渝支线贵阳—遵义段，受温度、减阻剂成分的影响，遵义站长期饱受过滤器频繁堵塞需要清洗过滤器之苦，经对该段运行压力、过滤器杂质成分进行分析，在完成2022年度常规清管工作后，采用机械清管器连续进行了两个批次的清管，在减阻剂成分、运行工况均不变的条件下，遵义站过滤器堵塞频次由清管前的每月5次好转至低于每月1次，大大减轻了基层站场员工工作量，提高管道运行安全系数。

3、成品油管道清管作业程序

无论是周期性清管作业，还是内检测，在作业时必须遵循适合于给定管线条件的安全程序，高标准、严要求，按照批准的清管方案和程序进行，坚持“程序一步不能少，标准一点不降低”的原则，严格遵守操作规程，否则将影响清管效果，甚至引发事故。

3.1清管前的检查与准备

实施清管作业前，应根据清管的目的和管道运行参数等制定好清管方案，并选择合适的清管器[4]。清管方案作为指导清管工作的依据，应包括清管操作步聚、安全注意事项、事故预测及处理方法[5]。

3.2清管器发送

清管器的发送与接收虽属于常规工艺操作，但除了遵循调控运行管理规定外，同时涉及管线打开及能量隔离和锁定管理之相关内容。当工作人员在现场开展清管器发送操作前，需提前准备的票证有：

（1）清管器发送操作票；

（2）清管器发送操作安全分析表；

（3）管线打开作业许可证；

（4）隔离锁定单。

在相应的人员、工具、票证现场备齐，确认发球筒内无油、无压、对发球球筒出口阀和引流阀上个人锁后，再打开快开盲板，并将清管器装入并推送至变径管处，以确保清管器与发球筒筒壁严密结合、清管器前后可以形成压差。

在关闭快开盲板、排气阀、排污阀，对发球筒进行引压时，需在听到油品“嘶嘶”声时停止开阀，避免管道系统压力波动过大。在引压完毕、发球筒与干线压力平衡后，再进行发球筒的排气工作，切忌边引压边排气。

待具备发球条件时，打开发球筒出筒阀门，逐步关小干线阀门开度，直至清管器发出。清管器是否发出，可以通过发球筒清管指示器动作信号、安排专人在出站位置听球和出站压力曲线进行分析确认。

在清管器发出后，应及时向下游接收站场和外管道跟球人员进行预报。

典型的清管器发送装置如图1所示。

3.3清管器接收

清管器的接收与清管器的发送一样，需遵循调控运行管理规定、管线打开及能量隔离和锁定管理之相关要求。但与之不同的是，一是要在按操作规程提前导通收球流程，二是如果是接收聚氨酯软体清管器，则必须在对收球筒引压排气前在筒内装入符合要求的鼠笼。

提前导通收球流程主要是避免外管道流程数据不准确或突然的工况调整提量等其他原因造成清管器提前到达下游站场，一般会要求下游站场提前4小时将收球流程导通。

独山—都匀段外管道DN450，一般清管采用过盈量5%的聚氨酯软体清管器，都匀站收球筒内径520mm，收球筒鼠笼外径450mm，为降低最终污油量，华南公司采用不降量清管，都匀站日常进站流量为900-1000m3/h，进站压力3.0MPa左右，在2022年一次清管作业时发生软体清管器进筒后卡入鼠笼与收球筒筒壁间隙，造成取球困难，因此，收球鼠笼的直径尺寸也是清管作业过程中需要特别关注的一個要素。（见图2）

3.4清管器的跟踪

清管器跟踪定位是指在清管作业过程中监视清管器的运动或者查找其确切位置。基于机械压力声学磁学等原理，研究人员开发了多种清管器跟踪定位技术。随着技术的发展和对清管工作的不断研究，清管器跟踪定位技术也经历了由“通过指示”到“精确定位”“循迹跟踪”的过程[6]。

对于聚氨酯软体清管器无法安装发射机，典型的清管器跟踪方法为机械法。一般在清管段的重点地段、阀室、大型河流穿越处两端设人工跟踪点，清管器发出后，跟踪人员根据事先设置的跟踪点对清管器进行跟踪。

在采用机械清管器清管或开展内检测工作时，为应对清管器发生卡堵，在人工听球、清管指示器跟球的基础上，同过在清管器上安装发射机，可实现清管器的“精确定位”，即使清管器在管道中運行时发生卡堵，可通过配合接收机对清管器卡堵位置进行准确定位。

2021年，国家管网集团华南公司在开展贵阳—遵义段内检测工作时，发球操作过程正常，但由于检测器自身原因，检测器运行1小时后滞留在GZ002+600处，内检测单位未跟踪到检测器后，没有及时向业主反馈，通过压力回查发现，检测器停滞时贵阳站出站压力瞬间上涨0.54MPa，因为当时调度进行了切泵操作，监控人员忽视了该压力异常。

因此，在提高跟球技术手段的同时，辅助手段也应配套跟上，压力监控人员要在清管期间更加提高压力异常警觉，做好压力实时监控和作业完毕后的压力复查，及时发现清管器运行过程中的卡点，并让区段长进行现场复核，在下次作业时进行重点跟踪，以提高清管器运行安全系数。

4、清管现场应急处置

清管器运行期间，压力监控人员应密切监视清管器运行时上下游输油站压力和进出站流量，若出现上游出站压力异常升高或下游进站压力异常降低、下游进站流量异常降低、清管器未按预计时间通过跟球点，应及时开展压力回查和压力分析并对压力异常地点前后管道环境进行复核，必要时按照应急处置方案进行处置。清管作业过程中有可能出现的异常情况主要有：清管器失密；推力不足；卡阻；清管器丢失。

清管器失密一般压力波动不大，不容易第一时间被压力监控人员发现，但清管器卡阻可能会直接影响成品油的正常输送。

如果软体清管器由于破损而滞留在管线内，远远超出预定时间到达末端，但管道压力没有明显变化，可采取以下措施：

（1）根据流量计算初步判断清管器的位置；

（2）发送新的软体清管器，可密封并且推动已停顿的清管器，将破损的清管器顶出。

如果清管器在管道内发生卡堵，可通过压力分析第一时间判断，卡堵时清管器下游管道压力持续下降，上游管道压力持续上升。对于清管器卡堵，出现憋压现象，应按照如下顺序进行处理：

（1）调度人员、相关站场人员严密监视全线压力变化。

（2）根据流量计算，确定清管器的位置。

（3）在允许压力范围内提高压力，尝试通过停球点。

（4）在允许压力范围内进一步提高压力，尝试击碎泡沫清管器。

（5）若管线压力到达极限，清管器还不能正常运行或被击碎，应立即安排停输并按清管器卡堵处理方案进行处理。

2022年，国家管网集团华南公司在开展内检测时，曾发生一起几何检测器在运行过程中卡滞事件，该检测器在运行6小时后，上游站场出站压力锯齿形波动，出站流量下降为0，出站压力升高至临近水击泄压设定值，调度人员连续多次尝试提高运行压力，检测器均不能继续前行，后经专家组研判，通过阶梯式降低上游站场出站压力，使检测器倒退80m后再重新正推，检测器虽探头损坏无检测数据但最终顺利到达了下游站场，相比断管封堵取球大大节约了生产成本。

5、结束语

通过将清管作业标准化、规范化，近两年华南公司生产管理效率显著提高，清管任务完成率100%。但如何进一步优化清管周期，简化作业程序，研究高强度耐用轻质鼠笼，还需生产管理人员进一步思考和探索。

参考文献

[1]邹航宇：《输油管道清管作业标准化管理与探讨》《石油石化节能》，第11卷第8期，23-25。

[2]王俊颖，毕权：《清管器清管作业分析与研究》《当代化工》，第44卷第11期，2692-2694。

[3]刘伟：《统计法计算输油管线经济清管周期》《中国石油和化工标准与质量》，2012年第6期，274+221。

[4] 张晏博：《油气管道清管技术分析与研究》《中国石油和化工标准与质量》，2018年第9期，145+147。

[5]罗丹，李银燕，关贵兴，吴玉国：《油气管道清管作业安全技术》《当代化工》，第43卷第9期，1813-1815。

[6] 葛华，李开鸿，王垒超等：《清管器跟踪定位技术的现状与展望》《管道技术与设备》，2022年第3期，1-7。

作者单位：国家管网集团华南公司