不停氣開孔技術(shù)在天然氣管線中的應(yīng)用

陳偉超

摘 要：燃氣管道不停氣帶壓開孔作業(yè)在全密封環(huán)境下進行，不僅能正常供氣，而且可使燃氣管道作業(yè)的安全性和可靠性得到提高，因此近年來這項技術(shù)在天然氣管線維護和管理過程中廣泛應(yīng)用。本文主要分析了不停氣帶壓開孔封堵技術(shù)原理、使用范圍、施工工藝，并結(jié)合具體的工程分析了不停氣開孔作業(yè)的控制要點和安全性因素。

關(guān)鍵詞：天然氣管線；不停氣開孔技術(shù)；施工工藝

中圖分類號：TE88 文獻標志碼：A

1 不停氣帶壓封堵技術(shù)原理

不停氣帶壓封堵技術(shù)指在不停止正常的輸送燃氣、降低管道壓力以及管線的正常運行條件下，用專用的開孔設(shè)備對天然氣管線進行開孔，對新舊管道進行碰口接線或者在原來的管道上增加旁路等作業(yè)的新工藝。不停氣帶壓封堵技術(shù)原理就是通過開孔機器在下部裝有軸封填料，讓機器設(shè)備在帶壓作業(yè)時不會出現(xiàn)滲漏，從而保證開孔設(shè)備在一個完全密封的環(huán)境下對燃氣管道進行開孔和封堵，新管線與運行管線不動火連接，作業(yè)過程中不會出現(xiàn)介質(zhì)泄漏，確保整個施工過程中正常運行。

2 適用范圍

不停氣帶壓封堵技術(shù)適用管線、儲罐等油氣運輸設(shè)備在不停輸油氣存儲介質(zhì)條件下，進行支路或者配管的連接施工作業(yè)。

3 施工工藝

不停氣帶壓封堵技術(shù)一般是在管道母線上垂直開孔，新管線與法蘭封堵接管水平連接，開孔過程中用閘閥配合開孔和封堵，然后用冷卻刀具對其進行冷卻。施工工藝流程為：施工準備——確定開孔位置——安裝管道、管件——焊接——安裝設(shè)備閥門、刀具——開孔——封堵——完工處理。

4 應(yīng)用舉例

廈門華潤燃氣有限公司為在廈門轄區(qū)內(nèi)提供穩(wěn)定的雙氣源保障，將西三線氣源在海滄門站高壓出站管與現(xiàn)役高壓管網(wǎng)的中海油LNG氣源進行對接，為不影響正常供氣，在這兩段高壓管道交叉處采用不停氣帶壓開孔連頭的作業(yè)方式進行作業(yè)。本次施工主要包括施工準備、管件安裝與焊接、開孔封堵作業(yè)和施工處理等4個環(huán)節(jié)。

施工處現(xiàn)役DN600高壓管道材質(zhì)為L360鋼管，設(shè)計壓力4.0MPa，埋地深度1.1m（管頂距地表深度），與出站DN700高壓管道垂直交叉。施工的難點在于距離在役DN600管道北側(cè)2m平行敷設(shè)有一條中海油DN400在役天然氣管道，埋地同樣是1.1m，故此次連頭方案為：出站管道從在役管底敷設(shè)，采用彎頭和開孔四通管件底部連接。

4.1 施工準備

施工準備工作包括人員準備、現(xiàn)場準備和技術(shù)準備等內(nèi)容。由于不停氣帶壓封堵技術(shù)對作業(yè)人員的技術(shù)要求比較高，燃氣管線作業(yè)具有一定的危險性，所以現(xiàn)場作業(yè)人員不僅要熟悉電動開孔機的相關(guān)參數(shù)以及操作技能，而且還要熟悉現(xiàn)場環(huán)境，在作業(yè)過程中，嚴格遵守開孔機作業(yè)規(guī)范和作業(yè)要求，確保作業(yè)的安全性?，F(xiàn)場準備主要指在作業(yè)前要準備施工材料、作業(yè)機器設(shè)備是否齊全；開挖的作業(yè)坑和安全通道是否符合作業(yè)標準，對容易出現(xiàn)坍塌的部分要做好相應(yīng)的防護措施；并配備交通工具、通信設(shè)備以及安全設(shè)施和消防設(shè)施。技術(shù)準備工作指施工單位必須按照施工方案做好現(xiàn)場施工組織準備、確定指揮、監(jiān)督、施工作業(yè)人員的職責(zé)。并向施工作業(yè)人員做好技術(shù)交底工作，讓作業(yè)人員了解施工步驟、作業(yè)標準以及安全防護工作，確保施工順利進行。

4.2 設(shè)備安裝和焊接

首先確定開孔位置和作業(yè)點，確保施工周圍的環(huán)境比較開闊，開孔部位盡量避開管道的焊接部位，如果無法避免則要打磨開孔刀具切削部位。其次，確定開孔位置，按照不停氣帶壓封堵作業(yè)示意圖，將新連接的支線管道與法蘭封堵接管，然后清除母管上的防腐層，將DN600/700四通管件貼合在DN600的母管上，并調(diào)整四通管件，讓四通管件與母管軸線垂直，然后焊接到母管上。最后，將重心鉆、套鉆以及刀具安裝在鉆機上，然后將封堵閘閥加密封墊并與法蘭封堵接管連接在一起，檢查閘閥開關(guān)是否正常，將閘板開關(guān)拉到最大開啟位置，檢查閥門內(nèi)部沒有障礙物，確保開孔刀具能夠順利作業(yè)，并對封堵閘閥連接開孔機、連箱，并進行氣壓試驗，以免出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，確?，F(xiàn)場準備妥當以后，才能進行鉆孔作業(yè)。

4.3 開孔、封孔作業(yè)

首先做好刀具的降溫工作，搖動鉆機扳手，將鉆頭中心鉆與接觸母管頂部位置，進行調(diào)試，讓鉆頭空鉆2min～3min，確認鉆頭工況正常以后，才能正式開啟鉆機。手動進刀的速度比較緩慢，如果進刀過程中出現(xiàn)卡刀的情況，可以先退刀再進刀，不能強行搖動。小管徑開孔時，如果馬鞍塊切斷，則不能再進行進刀，以免鉆通對面管壁，造成管道泄漏。管壁切透以后，在反方向轉(zhuǎn)動扳手，將刀具退到到鉆機標記位置，關(guān)掉電源和閘閥開關(guān)。然后卸載鉆機、取下刀具以及馬鞍型切塊，鉆孔機安裝在封堵閘閥上并與連箱連接，閘板開到最大的最值，并搖動手輪將堵頭送到法蘭內(nèi)部螺栓孔底部，手輪搖動的速度比較緩慢，堵頭入扣以后再旋轉(zhuǎn)擰緊開關(guān)。堵頭擰緊以后，反方向轉(zhuǎn)動扳手，將鉆桿和鉆機提升到現(xiàn)場標記的位置，然后釋放閘板閥和連箱內(nèi)的介質(zhì)，通過介質(zhì)排放量確定堵頭封堵情況。如果封堵比較正常，那么可以正常拆卸鉆機并卸掉閘板閥，再一次檢查封堵情況，再一次確認閘板閥沒有泄露情況以后，用閥蓋加墊蓋并緊固或者將連接處焊接。

4.4 收尾工作

不停氣帶壓封堵作業(yè)結(jié)束以后，要及時地清理鉆孔機上面的污漬，并做好鉆孔的維護和保養(yǎng)工作，延長鉆孔機的使用時間。首先拆卸鉆機機、退刀導(dǎo)桿，檢查鉆孔機的連接位置是否有移動情況，清理閘閥、刀具上的物質(zhì)，查看刀具是否有磨損、減速機和齒輪箱潤滑油是否充足等，各個部件是否齊全，確定無誤以后，將鉆孔機裝箱入庫。其次，對燃氣管道、管件、接口進行防腐處理，以免受到水、酸堿等污染物質(zhì)的腐蝕。然后回填管溝、作業(yè)坑，恢復(fù)作業(yè)區(qū)域的地貌，并做好燃氣標志，提醒注意保護。施工結(jié)束以后，還要將這些施工作業(yè)圖以及技術(shù)資料整理存檔為后期燃氣管道的保養(yǎng)和維修提供參考依據(jù)。

5 施工安全性分析

第一，鉆機開孔過程中，機器設(shè)備、法蘭、閥門等連接面可能造成介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，天然氣如果泄漏遇到明火很容易爆炸。所以鉆機作業(yè)前，必須檢查開孔器的密封性，確保密封墊沒有損傷、鉆桿連接完好。在確認天然氣管線的溫度范圍內(nèi)，用靜壓力測試焊接連接件和開孔機器，將開孔機和閥門安裝并焊接在開孔短節(jié)上試壓，試壓30min以后，沒有泄漏現(xiàn)象，才能進行作業(yè)。第二，由于帶壓開孔時，開孔機筒刀切削管線時會產(chǎn)生大量的鐵屑，這些鐵屑如果落入到管道內(nèi)，會被天然氣帶走，影響到下一個工藝設(shè)備、儀表的精度。因此，必須處理好鐵屑問題。在開孔位置安裝過濾器上游管線，在垂直向上方向開孔，可以將鐵銹落入到筒刀中，作業(yè)的時候筒刀可以將鐵屑帶出來，避免對施工工藝的影響。第三，消除設(shè)備自身影響。由于開孔作業(yè)時，開孔機安裝在天然氣管線上，開孔機本身具有一定的重量，給管道以及支撐結(jié)構(gòu)造成一定的影響，所以在選擇開孔機的時候，盡量選擇軸向尺寸和鉆孔工具。

結(jié)語

不停氣帶壓封堵技術(shù)改變了傳統(tǒng)停止輸運、降壓、排放介質(zhì)等作業(yè)方式，避免了施工影響用戶的正常用氣，降低了作業(yè)的成本，具有極大的經(jīng)濟性。但是不停氣帶壓封堵技術(shù)的開孔、焊接具有一定的風(fēng)險。因此，施工單位在作業(yè)的時候，一定要制定嚴密的施工計劃，施工人員按照施工技術(shù)規(guī)范進行，確保不停氣帶壓封堵作業(yè)的安全性和可靠性。

參考文獻

[1] 崔鋼，劉向東.高壓管線帶壓開孔改線技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（29）：4267-4268.