山地长输管道的清管扫线与试压

吴锦江

中国石化江苏油建工程有限公司，江苏扬州225261

山地长输管道的清管扫线与试压

吴锦江

中国石化江苏油建工程有限公司，江苏扬州225261

山地长输管道的特点是弯头多、高差大，管道清管试压情况复杂，施工过程常出现堵球、气阻、管道摆动等问题，编制好施工方案，控制好清管扫线、注水、试压的关键步骤是工程顺利完工的保障。在简要介绍了山地长输管道清管扫线、试压工作主要工序的基础上，较为详细地论述了扫线、试压方案的编制，给出了管道分段长度的计算方法、施工设备的技术要求、试压的组织管理方式；阐述了清管扫线、试压时管道上水、试压过程的控制要点，提供了管道上水时控制管道背压、球前漏水量的方法；指出了管道排水、初步干燥阶段的施工关键点及注意事项。

山地长输管道；清管扫线；试压

清管扫线、试压工作是山地管道施工的重要节点。由于施工工期紧以及山地长输管道清管扫线、试压工作自身的特殊性，为避免施工事故的发生，必须做好山地管道清管扫线、试压的各项工作。

山地长输管道清管扫线、试压的主要工序见图1。在这些工序中，清管扫线、注水、管道强度试压步骤是关键，由于这些步骤最容易产生堵球、气阻、管道摆动等现象，因此控制好这些工序是工作重点。

1 山地管道扫线、试压方案与设备要求

首先根据山区施工现场的地貌、管径、上水条件等编制管道清管扫线、试压方案。由于山地大管径管道的特点是弯头多，高差大，这就要求在试压前，针对这一特点做好山地管道清管扫线、试压方案的制订工作[1-2]。

山地扫线试压设备基本要求：清管器必须不漏气，上水要尽可能快，以减少水推球时球前的漏水量。应尽量由低点向高点上水，最好具备100 m3/h的上水能力，设备扬程应足以推动清管器上升到管段最高点。

图1 山地管道的清管扫线、试压工序

（1）空气压缩机。每台压力等级为2.5 MPa，最大排气量为30 m3/min，能以足够的速度推动清管器，并可克服由高差产生的静水压头。

（2）清管器。用于清管、注水、排水的清管器应配备有电子跟踪装置，管道弯管和弯头的曲率半径应符合设计要求，清管器的直径过盈量应达到管内径的5%～8%。具体类型如下：清管器可采用直板皮碗混合、刚性轴、双向型的；钢丝刷清管器可采用刚性轴、双向型的；注水清管器可采用刚性轴、配备4片双向聚酯盘型的；排水清管器可采用与注水清管器相同的类型。

（3）山地试压及注水设备。应采用多级离心泵，在2.5 MPa扬程时泵的排量为100 m3/h，以防试压段内夹杂空气。注水泵应形成足够的排压，以达到规定的注水速率。高压泵或泵车可采用车载泥浆泵，排量0.002 m3/冲程，可将管道压力提升到最高试验压力15 MPa以上。压力泵应能维持稳定的加压速度，出水管道应安装止回阀（安装位置尽量靠近试压管道），出水管应配备螺线式冲程计数器或小量程的流量计，以便测量管道试压水的增量或者从管中抽出的水量。潜水泵可采用100QG80-50/4型号，目的是为车载泥浆泵供水。注水管可采用无缝钢管，最小规格D 89 mm×6.0 mm，以焊接方式连接，并连接隔断阀和止回阀，额定承受压力为最大试验压力。流量计可采用智能涡轮流量计，带有LWY（DN 80 mm、PN16 MPa）型号的计量仪表，带远传数字输出，可准确地计量流量，显示m3/s和累计量，准确度在0.5%以上。仪表应附带当前校验证书。水过滤器可采用自制过滤器，1.0 MPa时过滤能力为0.35 m3/s，过滤器的网眼为40目/cm2和60目/cm2，以便需要时能清除附着的污物。

（4）仪表。压力表可采用弹簧管型，表盘直径为150 mm，量程为0～25 MPa，最小刻度显示0.05 MPa，精度不低于1.5，有当前校验证书，使用望远镜观测压力表。压力天平用于记录首端强度试压及严密性试压，精度0.4级，最小刻度0.01 MPa。照明应满足为空气压缩机、泵及空压机到试压棚的管道区提供照明的要求。

（5）辅助设备。包括容量16 m3的储水箱、CAT320挖掘机、16 t汽车吊、平板拖车、油槽卡车、100 kV发电机等。

2 山地管道清管扫线工作的要点

山地管道首次扫线必须用直板强力清管器进行清管。这样可把施工中可能遗留的杂物清扫出来，也避免因杂物使清管器漏气而造成堵球情况发生。当管内锈蚀严重时，可加装钢丝刷。皮碗清管器在后端气压作用下密封较好，可以较好地被驱动。

检测点的布置。由于清管器在管道转角、穿跨越处易出现卡球、堵球现象，因此检测点原则上应设置通过指示仪，也可根据需要每5 km设置一个检测点，沿线设2～3台通过仪，随时观测球的运行状况。清管器选用带定位装置的电子清管器，球运行时应观察压力表，做好压力记录，并备用1～2台低频信号跟踪仪以便找球时使用。如遇到球受阻情况，可逐步提高压力，但最大不得超过2.5 MPa。

通常清管器运行压力为0.05～0.3 MPa（过弯头、穿越段或遇到爬坡时或管中有水等障碍物时压力有可能增大），如果运行压力超过一般空压机允许的最高压力0.8 MPa时，且此时还不能解阻，即认为清管器遇卡。此时应采取以下措施：

（1）根据运行速度计算清管器的大概位置，用电子接收仪探测装有电子发射仪的清管器的具体位置，而后卸压管道首末端进行断管分析并进行障碍清除。障碍排除后焊接断管，焊缝要进行射线探伤、超声波探伤，合格后继续清管。

（2）若出现压力长时间稳定不动，且末端出气很均匀的情况，根据经验可以判断清管器出现了串气，此时应考虑加大进气量或从首端发射封堵器或再发一个过盈量较大的清管器进行清管。

3 山地管道试压要点

3.1 管道上水

选择上水点应尽量考虑由低点向高点上水，这可降低气阻风险。向试压管道内注水前，应对取水点水质进行化验，以确认试压用水清洁，pH值为中性或弱碱性，且对管道没有有害影响，最后将水质分析化验报告提交监理分部。

上水时背压的控制。当山地上水遇到下坡管段时，管段的水位低于进水高度，此时会产生虹吸现象，进口端呈负压，当下坡段为陡崖管段时，水的动能势能会急剧增加，严重时会导致管道变形。因此，当计算预计清管器即将到达陡崖段时，要提前关闭排气端阀门，以提高球前空气压力，降低清管器行走速度，同时加快上水速度，保证进口端不产生负压。当计算预计上水量已过陡崖段时，要立即打开排气阀门，保证排气，不出现气阻问题。

球前漏水量控制。球前漏水过多是产生气阻的重要原因。为减少球前漏水量首先要选择密封性好的新球。管道试压段起伏较多时，要加快球速，缩短试压管道长度。球前漏水量一定要小于弯管的存水量，不使球前形成气室。试压时，必须球到开始试压，管道中必须无空气。在观察收球筒时，当看到前端排水阀不出水了，说明球已到收球筒了；如果没到，必须将球前水和空气排干净直至球到为止。

3.2 试压过程

（1）为使管道应力平缓变化，升压到0～5 MPa间，每升1 MPa需稳压15 min；升压到5～10 MPa间的1/3、2/3时，应分别停止升压，并拍照保存记录；然后稳压15 min，待管道内的压力平衡后，检查系统有无异常情况，若无则继续升至试验压力。

（2）升压至规定的测试压力后关闭所有阀门，强度试验稳压4 h，若没有发生裂管、明显的压降，或压降不大于1%试验压力值且不大于0.1 MPa时，则强度试验合格。

（3）强度试验合格后，打开放空阀门，将压力缓慢降至严密性试验压力值，进行严密性试压。严密性试验维持24 h，如果没有出现最大为1%且不大于0.1 MPa的压力降，则严密性试验合格，予以验收通过。

（4）试压结束以后，打开排水阀泄压，泄压时应严密观察压力下降情况，排水应缓慢进行，12.5～5 MPa间的降压速度为0.5 MPa/h，每降1 MPa停压15 min，5 MPa至常压间的降压速度为1 MPa/h，期间压降处于1/3、2/3时，停压15 min。泄压至常压后，开启压风机推动扫水球扫除管道内的水。

4 排水和初步干燥要点

试压结束后，开始排水。排水尽量由高点向低点排水，用高压压风车来进行球推水作业。由于山地管道残留有大量试压水，所以清管推球压力会较高，升压过程时间会很长，压力一般会高于2 MPa，但必须小于发球筒所能承受的最大压力，要求收、发球筒上的法兰及法兰盖可承受大于2.5 MPa以上的压力。

排水步骤：首先用直板清管器将水推出，推水时要注意排水速度，以保证不发生气阻。排完水后，要反复发送皮碗型清管器，对试压段管道进行排水，直到管道不再排除游离水时为止。

然后通泡沫清管球，进一步清除管道内残水。可一次发送三个球，以加快干燥速度。清管和初步干燥接近结束时，相关负责人应对清出物和扫出水进行现场确认，当连续两个泡沫清管器（通泡沫清管器前应进行称重）含水量不大于1.5 kg时即为合格。

5 结束语

山地长输管道清管扫线、试压工作是一项技术要求严，施工难度大的工作。工作程序必须严格执行试压方案，各施工单位要严格试压质量管理，以降低山地试压事故的发生，缩短试压施工周期，提高试压一次成功率，为实现山地长输管道优质工程打下坚实的基础。

[1]GB 50369-2006，油气长输管道工程施工及验收规范[S].

[2]GB 150-2011，钢制压力容器[S].

Pigging and Pressure Test ofL ong Distance Pipeline in Mountainous Area

WU Jinjiang
Sinopec Jiangsu Petroleum Construction Engineering Co.，Ltd.，Yangzhou 225261，China

The features of long distance pipeline in mountainous area are of many bents，big elevation difference，complex situation of pigging and pressure test，construction troubles such as pig blockage，gas blockage and pipeline swing.This paper discusses the compilation of pigging and pressure test scheme in detail，presents the computation method of sectional pipeline lengths，technical requirements of construction equipment，organization and management modes for pressure test.It describes key controlpoints during pigging，water filling into pipeline and pressure test，gives the method of controlling pipeline back pressure and water leakage volume，points out the key construction matters for attention in pipeline drainage and primary drying phases.

long distance pipeline in mountainous area；pipeline pigging；pressure test

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.06.017

吴锦江（1963-），男，上海人，工程师，2006年毕业于中国石油大学，现从事长输管道施工工作。

2015-06-24