长输天然气管道泄漏抢修方案的制定

李洪言（中国石油大学胜利学院 油气工程学院，山东东营257000）

长输天然气管道泄漏抢修方案的制定

李洪言（中国石油大学胜利学院 油气工程学院，山东东营257000）

随着天然气管道建设的增加，天然气管道泄漏事故时有发生，在天然气管道发生事故时应立即采取应急处理方法，本文根据管道发生各类泄漏事故时的情况，分析了在抢修作业时需要的重要机具设备及抢修技术。提出了分析管道可能存在的事故，制定相应的应急抢修方案的必要性，本文以川气东送管道在齐岳山山脉陡坡地段发生天然气大量泄漏事故为例，比较系统的介绍了一般应急抢修事故的流程，具有一定的通用性，对于制定其它管道事故方案也有借鉴和参考意义。

天然气管道；泄漏事故；抢修方案

随着我国经济建设对能源需求的日益增长，带动我国天然气行业的发展，也推动了我国长输天然气管道的建设。针对长输天然气管道一旦发生天然气泄漏等事故，后果就非常严重，不仅给企业带来重大经济损失［1］，对沿线公共安全及社会稳定都产生重大影响。因此，应针对管道在不同地区的事故类型，建立健全应急抢修技术方案，在天然气管道突发事件发生时，保证天然气管道应急抢修工作及时、可靠的完成。

1　输气管道泄漏事故危害及分类

长输天然气管道在运行过程中，多种因素会对它产生影响，例如外部干扰、施工缺陷、材料缺陷、内外腐蚀及自然灾害等，使得管线发生腐蚀、穿孔或破裂，引发天然气泄漏事故。［2］

首先对管道泄漏事故进行分类［3］。事故具体情况如下：A类事故是由于自然灾害、第三方破坏或施工质量造成管道较大裂纹或管体发生断裂，使大量天然气泄漏，必须采取大规模抢修作业的事故。运行中主要表现为：管道上游站场出口处、下游站场进口处压力都降低。此类事故破坏性大，影响恶劣，必须由专门人员进行抢修，要动用大型封堵设备、抢修机具及救援、勘测设备。如：挖掘机、推土机、拖车、专业消防车、吊车、电焊机等。

B类事故主要是人为破坏或腐蚀造成管道穿孔或微小裂纹，致使少量天然气泄漏，可使用带压堵漏、焊接补丁的方法。运行中主要表现为：上游站场和下游站场的出、入口压力变化都不大。事故抢险也必须有专业的人员及专人负责现场指挥。事故处理也需要相应的专业设备及机具，如：小型挖掘机、吊车、专业工程抢险车辆、小孔堵漏工具等。

C类事故主要由于自然灾害、设备故障原因，而致使天然气管道发生弯曲、变形，未使管道产生裂纹，没有天然气泄漏，设备仍正常运行的事故。此类事故对管道的安全运行存在潜在危险，如果处理不及时，就会致使A类或B类事故。由于事故引起原因不同，可能会造成不同规模的破坏，所以事故发生后也要立即处理，要求站场人员要有基本应对措施及抢修机具。如可燃气体检测仪、漏电探测仪、防火服、正压式空气呼吸器及各种防爆工具等。

2　长输天然气泄漏应急抢修技术

针对输气管道发生大量泄漏的A类事故采用换管抢修方法，目前我国已实现在管道不停输情况下，通过管道带压封堵技术更换管道；发生微量泄漏或裂纹的B类事故可采用机械夹具修复法、管卡修复法、加强补板法、戴管帽法、顶针堵漏法、密封剂堵漏法等带压堵漏技术，而对未发生泄漏的C类事故需要补强修复时可采用复合材料修复法，有Clock Spring复合修复法和碳纤维复合材料修复技术等。

3　天然气管道应急抢修方案的制定

针对每条长输天然气管道分析沿线可能发生的事故，制定相应的抢修方案是十分必要的。以川气东送管道在地处齐岳山山脉陡坡地段为例，齐岳山大陡坡的局部高差可达600m，整个山体的坡度都比较陡，并且地形起伏也较大，平均坡度达21°，自然坡度最大的地方接近65°［4］。

3.1抢险流程

陡坡天然气管道发生大量泄漏事故时，需要采取停输放空的方式进行抢险作业。考虑到山区陡坡地段设备、机具进场困难等问题。抢险施工流程如图1所示。

图1　抢险流程图

3.2抢险前准备

抢险施工前准备工作是保障抢险作业能够顺利完成的重要环节。山区陡坡地段采取停输换管抢修方案的准备工作包括事故发生时的应急响应，人员、抢险设备及机具的配备以及施工便道的修筑工作。

（1）应急响应

当大量泄漏事故发生时，关闭事故管段上、下游阀门，将管内剩余天然气直接放空，测量压力下降至微正压（0.05MPa）时，关闭放空阀门。此时，抢险人员立刻赶到现场，穿戴好安全保护措施后，检测天然气浓度，确定安全范围，采取相应防火警戒及隔离措施。根据抢险需要，准备好抢险人员、设备和机具的配备。

（2）修筑施工便道

齐岳山山脉山区是坡度较大的土方段，采用沿管道中心线分段修“之”字形道路的方式上山，使用山地挖掘机配合推土机开一条3.5m宽的作业带，并夯实后，把各种抢险物资材料和机具使用挖掘机牵引小型山地爬犁或自制小车运送。在事故抢险处修筑作业平台，不小于16m×16m，用来堆放开挖土石及停放设备和机具等。

3.3抢险施工措施

（1）施工条件确定

上、下游阀室放空操作完成后，检测事故现场天然气浓度是否在20%LEL以下，否则，采取轴流风机强制通风，使现场可燃气体浓度达到抢险作业要求。

（2）开挖作业坑

根据地形的特点，在山区陡坡地段挖掘机不易进入，开挖作业坑以风镐加人工开凿的方式为主，开挖长度视现场换管长度而定，坑内设置逃生通道，坑壁使用安全防护网，并在操作坑底部铺垫胶皮，防止刮伤施工人员。

（3）管道断管、吊管

首先要对动火碰头点处管道外防腐层全周向进行剥离，要完全暴露出管道的金属部分，并对割口位置进行划线定位，要使用防爆工具。采用切割机对管道进行切割，导链起吊，使用千斤顶和滑轮组配合将切割下的管段吊离作业坑。在管口切透后，要使用轴流风机不断的进行吹扫作业区，防止天然气聚集导致人员窒息。

（4）管口封堵

在原管线保留的管口内安装全聚氨酯泡沫隔离球加滑石粉黄油挡墙进行封堵。其封堵示意图如图2所示。

图2　封堵示意图

（5）换管抢险作业

首先对管道进行修口作业，满足焊接工艺要求，接着用外对口器对管道对口、组对作业，最后对现场可燃气体浓度检测，合格后进行焊接工作。焊接完成后，对动火焊接处进行焊道检测，对不合格焊道要及时进行返修或重新切割管段、动火焊接工作。［5］

（6）恢复输气

在对管道焊道检测合格后，先对事故管段进行平压操作，当两座阀室输气平稳后，恢复阀室供电及阀自动关断功能，并在下游回收隔离球。

（7）管道防腐、回填、地貌恢复

使用100%X射线和超声波检测对管道焊道检测，合格后，进行防腐补口补伤作业，先对焊道除锈使等级达到St3.0级，然后使用热收缩带进行防腐补口处理，用电火花检漏仪进行检漏，如有漏点，应进行重新操作。防腐层检测合格后，进行作业坑回填工作。抢险作业完成后，将现场设备和施工机具撤离，恢复地貌。

3.4抢险施工时间安排

根据施工经验和结合实际情况，换管抢修施工时间安排如表1所示。

表1　抢险施工时间安排

4　结语

以长输天然气管道陡坡地带大量泄漏事故为例，制定抢修方案，比较系统的介绍了一般应急抢修事故的流程，包括抢修前准备、抢修施工措施、事故后处理等工作，具有一定的通用性，对于制定其它管道事故方案也有借鉴和参考意义。另外，维抢修人员、设备、机具和应急抢险物资的配备要齐全，为保证管道安全运行，制定详细的抢修预案及配备人员和设备情况，设备配备应尽可能采用先进的、适用的技术和工具，提高抢修水平和效率。

［1］唐岩，蔡文超，赵伟涛，等.石油管道安全运行管理［J］.中国新技术新产品，2010，（16）：115.

［2］徐亚博，钱新明，刘振翼.天然气输送管道泄漏事故危害定量分析［J］.中国安全科学学报，2008，18（1）：146～149.

［3］王春放.天然气长输管道泄漏抢修与纵向价值链分析［J］.化工管理，2015，10（1）：116～117.

［4］鲍云萍，徐斌，赵义敏等.大口径长输天然气管道在陡坡地段施工方法浅析［J］.中国化工贸易.2011，03（10）：18.

［5］王祝生.鲁宁线中间站进出站阀门更换中不停输高压封堵技术［D］.中国石油大学（华东）：石油与天然气工程，2006.