输油管道清管作业过程中常见故障分析及处理方法研究

黄罡

摘 要：定期对输油管道进行清管作业对于管道的安全运行和效率具有十分重要的意义。然而在清管作业过程中由于受施工工艺、人员素质、技术水平等诸多方面的因素影响，清管作业过程中经常会出现清管器卡堵或停止前进、清管器窜气等故障，这会对清管作业安全和效率造成严重不利影响。因此，清管作业过程中必须要充分掌握这些常见故障的特点及应急处理方法。本文详细阐述了清管作业过程中常见的故障并提出了具有针对性的风险控制措施，以实现和确保输油管道清管作业的顺利进行和安全。

关键词：输油管道；清管作业；故障分析；处理方法

1.管道清管的目的和周期

1.1管道清管的目的

管道内壁和内部的清洁状况在很大程度上影响着输油管道的输送效率和使用寿命。而如凝析油、水、硫分、机械杂质等对管道有害的物质进入管道后引起管道内壁腐蚀，增大管壁粗糙度，大量水和腐蚀产物的聚积还会局部堵塞和缩小管道的流通截面。在施工过程中大气环境也会使无涂层的管道生锈，并难免有一些焊渣、泥土、石块等有害物品遗落在管道内。管线水试压后，单纯利用管线高差开口排水很难排尽。为解决以上问题，进行管道内部和内壁的清扫是十分必要的，因此清管作业一直是输油管道施工和生产管理的重要工艺措施。清管的目的概括起来有以下四方面：

（1）清除管内积液和杂物（粉尘），减少摩阻损失，提高管道的输送效率；（2）避免低洼处积水（因水的来回波动不仅因存在电解液加快电化学腐蚀，而且产生机械冲刷，使管壁减薄，造成腐蚀破裂）；（3）扫除管壁的沉积物、腐蚀产物，使其不存在附加的腐蚀电极，减少垢下腐蚀；（4）进行管道内检测等许多新的用途。

1.2管道清管周期

根据管道的输送介质视管道的输送效率和压差，确定合理的清管周期。

2.清管作业的主要流程

（1）作业前应具备的条件；（2）风险分析；（3）发球作业；（4）收球作业。

3.清管作业中可能出现的故障及处理办法。

3.1清管器卡堵或停止前进

3.1.1清管器被卡

（1）可能原因包括：在行进中遇到污物量多，在正常压力下清管器无法前进；管段严重变型导致清管器无法通过；弯头半径小于清管器通过的最小半径；管段内存在阻碍清管器前进的大障碍物，如一段脱落的三通隔板、大的金属物体等。

清管器前后压差大于0.50MPa时判断为清管器被卡堵。清管器前后压差为清管管段卡堵期总压差减去该管段正常输气压差。

3.1.2解卡方法和步骤

在发生清管器卡堵情况后，应逐步采用“增大推动压差→反推推动→继续正推→反向接收→割管”的解堵措施。以下图1中清管器卡堵在阀室2与阀室3间为例。

解除卡堵步驟为：

①增大推动压差。最大可以将清管器前后压力增加到1.0MPa。通过以下一种或多种方式增大推动压差：提高卡堵点上游压力，降低卡堵点下游压力；放空，通过阀室4放空与阀室3间的管道，降低该管段压力。

②反推推动。在清管器前后压差达到1.0MPa仍不能解堵时，应采用反向推动后继续前进的方式解决。通过反向推动清管器，使其离开卡堵点位置，反向推动时清管器前后最大压差不得超过1.0MPa。通过以下一种或多种方式实现：降低卡堵点上游压力，提高卡堵点下游压力；放空，通过阀室1放空与阀室2间的管道，降低该管段压力。

③继续正推。将清管器反向推动通过阀室2监听点后，停止反向推动，恢复正常推动。

④割管。在以下情况同时发生时，通过割管方式取出清管器：清管器正向推动压差超过1.0MPa仍不解卡；清管器反向推动压差超过1.0MPa仍不解卡。

3.2在正常输气压差下清管器停止前进

3.2.1故障原因分析

在正常管段压差下，清管器停止前进的可能原因为：清管器在运行中磨损大，气流泄漏量大，导致气流推力无法正常推动清管器前进； 清管器在运行中因划伤导致破裂，导致无法正常前进；清管器卡在进站或出站三通处，无法正常前进。

如果在正常管段压差下，清管器运行时间超过理论运行时间的2倍仍未被收到，则可以判断为出现了以上1种或数种情况，需立即报清管领导小组。

3.2.2处理方法

（1）首先采用增大气量的方式推球；

（2）在清管器停止运行超过24小时后，经领导小组批准，宜采用再发一个过盈量较大的清管球的方式，推出前一个清管器；

（3）如通过再发送清管球的方式仍未推动清管器，应采用跟踪方式确定清管器位置，可采用割管方式取出。

3.3清管器窜气

因清管器运行中磨损大，气流泄漏量大，或运行中因划伤导致破裂，或卡在进出站三通处等导致清管器停止前进，此时如果在正常输气差压下，清管器运行时间超过理论运行时间的2倍，判断清管器窜气，针对上述情况，可采取以下措施：

（1）首先采用增大气量推球；

（2）在清管器停止运行超过24小时，如全线不憋压，宜采用在发一个聚氨酯泡沫清管器，推出前一个清管器；

（3）若仍接收不到清管器，分析清管器串气的原因，确定是否继续清管。

4.结束语

本文详细分析了输油管道清管作业过程中常见的清管器卡堵、清管器停止前进、清管器窜气三类常见故障的原因及处理方法，通过上文的论述，通过相应措施的实施解决了各类常见故障基本，确保了输油管道清管作业的顺利进行，可为今后长输管道清管作业提供借鉴和理论参考.

参考文献：

[1]王传福.石油天然气管道在线清管作业风险识别及控制[J].石油和化工设备.2016，19（1）：126-128.

[2]张建华.天然气管道清管作业风险预控[J].化学工程与装备.2017，11（8）：113-115.