海底输气管道的无污染化学清洗方法

倪文静，方玉梅（.海洋石油工程股份有限公司，天津 30046；.天津市龙洲工控设备有限公司，天津 300074）



海底输气管道的无污染化学清洗方法

倪文静1，方玉梅2
（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.天津市龙洲工控设备有限公司，天津 300074）

摘要：渤海油田渤中13-平台海底输气管道在使用过程中管道内壁上附着沉积油垢，在断开管道改造时会有油污泄露到海水中污染海洋环境。通过借鉴国内外同类管道施工经验和做法，采用了无毒、无污染的DLimonene、AQ-11和 AQ-12分别作为清洗剂、乳化剂和除油剂来清洗海管。文章介绍了在海底输气管道在断开改造前进行清洗的必要性，并结合实际项目案例来阐述化学药剂的选型和使用方法，为以后类似项目提供借鉴。

关键词：海底输气管道；化学清洗；无污染

海底输气管道在服役期间因输送介质改变、断点或漏点修复和避让航道等原因需进行改造，在断开管道改造前必须对管道内壁进行化学清洗去除油垢，以满足新介质的输送工艺要求或避免管道在维修改造过程中有原油泄露到海水中造成环境污染。管道在经过化学清洗后，其内部污水能够达到“海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值（GB4914-2008）”污水排放标准。本文结合渤中13-1至岐口18-1海底管道跨越航道停输改造项目12"输气管道的化学清洗方法，探讨输气管道经处理后，废液能够直接排海的绿色环保的化学清洗方法。该管道为单层配重管，外径为273.3 mm，壁厚为14.3 mm，长度为98.2 km。

1　意 义

海底输气管道在维修改造过程中，经常需要将管线断开，如果不对管道内壁进行清洗，难免会有原油泄漏到海水中造成海洋环境污染，这就需要在对管道断开前进行清洗作业。通过清洗后，解决了原油泄露造成海洋环境污染的问题，但同时也延伸出新的问题，那就是管道清洗后残留在管道内的化学药剂在断开管道时是否会污染海洋环境，这就对清洗管道用的化学药剂提出了更高的要求，即化学药剂既能清洗掉管道内壁上的油垢，本身又是绿色环保、不会对海洋环境造成二次污染。

2　 项目背景

图1　航道跨越示意图Fig.1 Seaway crossing

黄骅港是河北省沿海的地区性重要港口，为满足黄骅港发展及船舶安全进出的要求，黄骅港拟对航道进行扩建，其二期工程——25万t级航道工程已于2011年3月份开工，该航道设计底标高为-21.5 m，有效宽度为264 m，横跨渤中13-1WHPB平台至岐口 18-1APP平台海底天然气管道，因此需要对该管道与航道的交叉区域进行改造，以增加交叉区域内的管道埋深，保证管线安全，如图1所示。

渤中13-1至岐口18-1海管输送介质为凝析天然气，其输送量达92.04×103m3/d。平台停产，为海管改造创造有利条件，但由于海管中存在油气，海管切割、连接过程中海水倒灌溢流，投产前的清管试压排水，污水中都会含油，污染海洋环境。为此，在海管切割、连接之前应对海管进行海水置换与化学清洗，清除管内易燃易爆天然气、凝析油。经过化学清洗和海水冲洗，岐口 18-1平台废液取样含油低于20 mg/L，达到 “海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值（GB 4914-2008）”污水排放标准。本次海管清洗污水排放属于一次排放范畴，执行一次排放标准，排放污水石油类浓度一次容许值最高浓度为30 mg/L（表1）［1］。

表1　污染物排放标准Table 1　Criteria of pollution discharge

3　 化学药剂选型

结合以往项目实施经验，并经过多次油垢取样化验分析后，本次海管化学清洗选用D-Limonene清洗剂（含表面活性剂）、AQ-11乳化剂、AQ-1 2除油剂组合清洗药剂。

D-Limonene（D-柠檬烯）是从柑橘皮中是一种可生物降解的高效清洁剂，对海管内的黑油和凝析油具有极强的溶解效果，加上其绿色无污染的特点，它已经成为国外清洗剂配方中的重要组分。

AQ-11乳化剂的作用是在油清洗剂溶解管道内壁残油的基础上，能够快速乳化残留的管内油和清洗剂，以便使冲洗管道内壁的后续工艺快速进行。AQ-11乳化剂是一种抗盐抗海水的高效乳化剂，能够剥离海管内壁的黑油和清洁剂残留，极易形成水包油型乳化液，达到尽快乳化的目的，且无毒。

AQ-12除油剂的作用是保证洗油、乳化的基础上彻底清洗管道内的残油，以保证置换水中含油浓度达到海洋污水排放的要求。AQ-12清洗剂也是一种水溶性除油剂，抗海水能力强，除油效果好，且无毒［2，3］。

4　 施工工艺

目标海管投产已近5年，投产后海管一直未做机械清管，海管输送介质是天然气和凝析油，考虑到海管腐蚀结垢等因素，海管内壁肯定沉积油垢等杂质，正常输送状态下海管还有凝析油滞留。油垢和凝析油的存在增加了海管清洗的难度，海管化学清洗既要清除油垢同时还要清除较轻的凝析油组份。因此机械除垢与化学清洗联合作用，才可能达到海管断开后的溢流污水排放含油低于20 mg/L的标准要求。

表2　海管停产前清管作业Table 2　Pigging before shutdown

4.1海管停产前通球

在平台停产清洗之前，对此条输气管道进行通球、测径，检测海管通球能力，以证明海管具备发送接收直板球的能力。当确认海管具备发送接收直板球的能力后，才能进行海管停产清洗前的准备工作。如表2所示的清管列车实现海管积垢和沉积物的清除，清管列车的发送应单个发送接收［4］。

4.2置换与化学清洗工艺

置换与化学清洗作业的清管列车由5个清管器组成，形成1个溶剂车厢、1个乳化剂车厢、1个海水乳化车厢和1个除油清洗车厢，该洗清管列车设计见表3和图2。清管列车采用经过50目过滤器处理的海水推动，清管器运行速度控制在 0.5～1.0 m/s。当5号清管器到达岐口18-1平台收球筒，岐口18-1取样达到含油低于20 mg/L，置换与化学清洗作业结束，渤中13-1平台停止供水，渤中13-1及岐口18-1平台端封闭海管［5］。

清洗废液不大于1 500 m3，废液在岐口18-1平台处用污水回收船接收。

4.3清洗污水含油量取样检测

置换清洗列车自渤中13-1平台向岐口18-1平台发送，取样在岐口 18-1平台收球装置处进行，取样点设在管道的侧面或上方。

当化学清洗列车第5号清管器到达收球装置，进行海水取样，检测海水含油浓度。在取样之前，取样的海水要从取样孔泄流大约1 min，以保证取出试样的准确性。

现场化验使用的是 InfraCal CVH型含油分析仪，提取溶剂为四氯乙烯溶液。

取样间隔周期30 min。取样容器充满2/3即可，所有的试样都贴上标签，标明试样号。海水含油浓度连续3次取样检验不大于20 mg/L，海管化学清洗合格。

表3　化学清洗列车数据表Table 3　Data of chemical cleaning train

图2　化学清洗列车Fig.2 Chemica cleaning train

表4　现场取样检测数据Table 4　Sample data

5　 结 语

随着国家对海洋环境保护的愈加重视，作为海洋石油能源采掘业的建造者，更加有责任、有义务保护海洋环境。本案例中使用的绿色环保无污染化学清洗药剂，为以后类似项目提供了很好的借鉴。

参考文献：

［1］全国海洋标准化技术委员会.GB 4914-2008《海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》［S］.

［2］柳玉晖，高建村，王培，等.中性清洗技术在炼油设备清洗中的应用［J］.新疆石油天然气，2008，4（3）：91-93.

［3］徐如良，黄永港.油罐清洗技术综述［J］.石油化工环境保护，2003，26（4）：54-58.

［4］任建新.物理清洗［M］.北京∶化学工业出版社 2009-01：20-22.

［5］张剑波.清洗技术基础教程［M］.北京∶中国环境科学出版2004，ISBN 7-80163-884-0.

Non-pollution Chemical Cleaning Method of Subsea Gas Pipe

NI Wen-jing1，FANG Yu-mei2
（1.Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；
2.Tianjin Longzhou Industrial Equipment Co.，Ltd.，Tianjin 300074，China）

Abstract：The inner wall of submarine gas pipelines in service was adhered with some sedimentary oil dirties，which would leak into the sea during modifying of the pipelines.According to the experiences of similar pipeline construction，biodegradable chemical solvents were used for cleaning the pipelines.The importance of cleaning the pipeline before modification was introduced，and types and using methods of the chemical solvents in detailed project were discussed.

Key words：Subsea gas line；Chemical cleaning；Non- pollution

中图分类号：TE 832

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）01-0143-03

收稿日期：2015-07-09

作者简介：倪文静（1978-），男，天津市人，工程师，2000年毕业于大庆石油学院化工设备与机械专业，研究方向：主要从事海洋石油平台海底管道专业的设计、施工等。E-mail：niwj@mail.cooec.com.cn。