山区高落差管道带压封堵施工工艺

邢玉敏

中石化胜利油建工程有限公司管道工程技术服务公司，山东滨州256622

山区高落差管道带压封堵施工工艺

邢玉敏

中石化胜利油建工程有限公司管道工程技术服务公司，山东滨州256622

长输油气管道输送和运营维护过程中，经常会遇到需要更改走向或者管道出现问题需要更换等情况，此时就需要进行带压封堵作业。结合西南成品油北盘江跨越段油管道改线工程，对山区高落差管道带压封堵施工工艺进行分析，针对处于线路的最低点的跨越段管道内静压远远超出常规施工压力，以及停输时间有限的难点，采用“阶梯式”降压的方法，即设置四个封堵点，先进行两个外侧封堵点的单封单堵，后进行中间两个封堵点的双封双堵，将高静压施工变为常规压力施工，最终改线工程顺利完成，为类似工程提供借鉴。

山区；高落差；油气管道；带压封堵

管道带压封堵是一种安全、经济、快速高效的在役管道特种封堵技术，带压封堵的封堵介质可分为成品油和天然气两种，其中成品油带压封堵作业相对较多。封堵方式分为停输和不停输两种，由于不停输封堵的费用较高、施工风险较大，因此在带压封堵作业中常采用停输封堵工艺。本文结合西南成品油北盘江跨越管道改线工程，阐述了山区高落差管道带压封堵施工工艺。

1　工程概况

西南成品油北盘江跨越管道位于贵州省关岭布依族苗族自治县境内，山体多起伏绵延，管道走向大体呈U型，原线路跨越桥海拔高度585.68 m。下游马马崖一级水电站建成后，水库正常蓄水位海拔将远远超过585 m，成品油管道将被淹没，因此需要对北盘江跨越段进行改线施工，新线路桁架桥如图1所示。两处改线封堵点位于北盘江两岸，处于U型线路的最低点，与高点的海拔高差近千米。该工程管道的设计压力10 MPa，材质X60，一般线路段管道规格D 406.4 mm×10.3 mm，特殊地段为D 406.4 mm× 12.7 mm，皆为直缝埋弧焊钢管（LSAW），改线路由水平长度约1 182 m。

图1　新线路桁架桥

2　重点及难点分析

北盘江成品油管道改线部分位于西南成品油管道安顺-晴隆段，其跨越段（SY1854～SY1855）距离北岸最近阀室（安顺SY1521）约12.4 km，落差952.71 m；距离南岸最近阀室（晴隆SY2612）约28.8 km，落差729.63 m，阀室与跨越段相关管道信息见表1。

表1　阀室与跨越段管道信息

当管道停输后，关闭两侧阀室放空，按公式P= ρgh（相对密度取值0.85）计算跨越段管道管内理论静压为6.08～7.94 MPa。当时，国内带压封堵施工较普遍的最大压力是6 MPa，我公司已完成的带压封堵项目封堵压力均在4 MPa左右，因而本工程管道内静压有可能远远超出常规施工压力，如何进行封堵施工且保证施工安全是本工程的最大施工难点。若出现意外，封堵不严密造成油品泄漏流入北盘江，将会造成极为严重的环境污染。

由于本工程封堵施工具有高压力特性，因此施工工期要长于常规施工工期，但本管道作为供油主干管道，停输时间有限，如何合理部署施工、调配施工资源、制订切实可行的施工方案也是本工程的难点。

3　总体施工方案

面对这种大跨度、高落差、高压力的成品油管道封堵改线工程，经过认真研究分析和相关理论计算，最终确定了采用“阶梯式”降压的施工方法进行带压封堵作业，即：先进行两侧单封单堵，后进行中间双封双堵。在本工程中分4个封堵作业点，从安顺至晴隆方向（上游至下游）依次将4个封堵点定义为第一、第二、第三和第四封堵点。4个封堵点的位置和信息如图2所示。

4　施工工艺

4.1施工总体流程

北盘江成品油管道改线工程施工时，先进行第一封堵点（5.25 MPa）和第四封堵点（4.5 MPa）封堵施工，用于切断第二、第三封堵点与两侧海拔最高点的静压传递，使第二、第三封堵点停输静压降至2.57 MPa和3.8 MPa，此时再进行第二、第三封堵点管件焊接、开孔、封堵及新旧管道连头施工。施工总体流程如图3所示。

图2　封堵点平面位置布置示意

图3　施工总体流程

4.2施工工序

采用“阶梯降压”的方式，将管道内的油品静压降低到常规压力后即可按照水平管道带压封堵施工工序进行施工，严格遵守《钢质管道带压封堵技术规范》[1]和《钢制管道封堵技术规程第一部分：塞式、筒式封堵》[2]的要求。施工前，做好各项准备工作。

本工程因有4个封堵点作业，因此作业坑开挖不同于常规带压封堵施工。而管件焊接、管道开孔、管道封堵、不动火切割、新旧管道连头、解除封堵、塞堵施工、管件防腐、地貌恢复都和常规带压封堵施工类似，本文不再详细介绍。

本工程开挖4个作业坑，第一、第四封堵点作业坑为单封单堵作业坑，且不需要动火连头，作业坑平面和俯视示意见图4～5。作业坑长5m，宽4m，管道以下深0.5m。作业坑内设有逃生通道，通道宽度1.2m，坡度50°，呈阶梯状（每步高300mm，宽1.2m）。

第二、第三封堵点作业坑为双封双堵作业坑，每个作业坑分为2个封堵区和1个动火区，如图6所示，中间用沙袋堆砌隔离墙进行防火隔离，隔离墙高1.5 m，宽度1 m，作业坑长15 m，宽4 m，管道以下深0.5 m。作业坑每个区均设有逃生通道，通道布置与第一、第四封堵点的作业坑相同。

图4　第一、第四封堵点作业坑平面示意

图5　第一、第四封堵点作业坑俯视示意

图6　第二、第三封堵点作业坑示意

5　结束语

经过四天四夜的紧张施工，北盘江成品油管道改线工程顺利完成。其带压封堵施工主要是采用“阶梯式”降压的方法，将管道内油品静压降低到常规压力范围内，再按常规带压封堵（小于6 MPa）施工工艺进行施工，最终降低了施工风险。同时，合理调配资源，最大限度减少了停输时间。该工程的完工标志着国内最大压力级别的成品油管道带压封堵顺利完成，而且使得贵州省能源系统整体框架更加完善。为今后的山区高落差管道带压封堵施工提供了施工依据和参考。

[1]GB/T28055-2011，钢质管道带压封堵技术规范[S].

[2]SY/T6150.1-2011，钢质管道封堵技术规程第1部分塞式、筒式封堵[S].

Construction Process ofPipeline Hot Tapping and Plugging in L arge-fall Mountainous Area

XING Yumin
Pipeline Engineering Technology Service Co.，Sinopec Petroleum Engineering&Construction ShengliCorporation，Binzhou 256622，China

In the process of oil/gas transportation，operation and maintenance of long-distance pipeline，it is often encountered that the pipeline needs relocating or replacing.In these cases，the work of hot tapping and plugging is required.Combined with the Beipan River pipeline crossing section relocation project，the construction process of pipeline hot tapping and plugging in large-fall mountainous area is analyzed in this paper.The pipeline crossing section is located in the lowest position of the pipeline，its internalpressure is far beyond the conventionalpipeline construction pressure，and another problem is the limited shutdown time.So the method of“reducing pressure step by step”is adopted，which sets up four plugging points，i.e.firstly，hot tapping and plugging at two outsides points in the section，then at two inside points.Thus，the pipeline relocation construction under high pressure is turned into under conventionalpressure and is successfully realized.

mountainous area；large-fall；oiland gas pipelines；hot tapping and plugging with pressure

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.05.016

邢玉敏（1977-），女，山东菏泽人，高级工程师，2000年毕业于青岛大学化学工程系高分子材料与工程专业，现从事技术质量管理工作。Email：104547708@qq.com

2015-12-01；

2016-04-09