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1、天然气管道抢修 中国石油大学 华东 何利民 有关标准 1 天然气 GB17820 1999 2 西气东输管道工程线路工程施工及验收规范 Q SYXQ1 2001 3 石油天然气管道安全规范 SY6186 1996 4 危险液体管道的紧急准备和响应 美国石油学会APIRP11225 美国联邦法规49CFR192对危害预防程序和应急计划的要求 6 西气东输管道生产运行管理方案 7 输油气管道不停输机械封堵作业技术规程 SY T6150 1995 8 钢质管道焊接与验收 SY0466 97 1 事故定义 由于输气管道腐蚀 施工质量 自然灾害 设备故障或人为破坏等因素造成管道或设施损坏 影响输气管道的
2、正常运行 表现形式 1 干线表现为管线严重变形 穿孔 悬空 漂管 裂纹 管体断裂等 管线截断阀门故障和干线管道配套设施发生损坏或断裂及清管器卡堵 水合物堵塞等 2 站场表现为管道断裂 穿孔 裂纹 冰堵 阀门 法兰和其他设备故障产生漏气 甚至着火爆炸等 3 自然灾害对管道构成的危害 断电及通信故障引起的次生事故等 2 事故分类 A类事故 主要是由于自然灾害 施工质量或人为破坏引起的管道较大裂纹或管体断裂 导致天然气大量泄漏而需要进行大规模抢修作业的事故 B类事故 主要是由于腐蚀或人为破坏引起的管道穿孔 主要是腐蚀穿孔 或微小裂缝 导致天然气小型泄漏 但可以在线堵漏和补丁焊接处理 不需要更换管段的
3、事故 C类事故 由于自然灾害和设备设施故障而导致的管道变形 悬空 未导致管道裂纹 未有天然气泄漏的事故 是潜在的危险 二 组织指挥与工作程序 西气东输管道公司组织机构图 1 抢修组织体系 2 指挥程序 三个阶段的工作程序 管道事故从开始发现到抢修完毕 主要有三个阶段 事故报警事故初步控制实施抢险作业 抢修作业完成后 还有善后工作程序 不同阶段实施不同的控制程序 涉及不同的职能部门 事故报警工作程序 事故初步控制工作程序 实施抢修作业工作程序 其他工作程序 调控中心决策 善后工作程序 对现场进行清理 移走所有设备和机具 疏通河道 恢复原有生态地貌 根据事故对周边环境和居民的破坏情况 按照相关法律
4、 进行赔偿 地方部门紧急响应程序 消防保障程序 现场抢修全过程的消防工作由操作区安全总监负责总指挥 地方消防单位接到通知后应立即赶往现场提供援助 与站场和维抢修队兼职安全员共同工作 负责部署现场消防工作并确定应采取的消防措施 质量安全环保处根据实际需要 提供必要的技术指导和现场安全监督 三 A类事故抢修方案 1 人员需求和结构 2 设备需求 A类事故抢修车辆 抢修设备和机具 3 抢修步骤及内容 事故报警 事故初步控制 实施抢险作业三个阶段事故报警阶段执行事故报警程序事故初步控制阶段在执行事故初步控制内容基础上 对工作内容作如下补充 实施抢险作业阶段 不停输带压封堵抢修停输静压封堵抢修 方案1
5、不停输带压封堵抢修 步骤一 前置高压堵漏 DN1000输气管线进行机械开孔封堵作业时间测算为 正常情况下不停输带压封堵 包括临时旁通线的建立 为20 30小时 停输静压封堵10 15小时 时间长 泄漏量大宜采用高压堵孔器将天然气泄漏裂纹点进行前置高压堵漏 控制天然气的泄漏 高压堵孔 高压堵孔器由卡具 密封剂及高压枪组成 卡具可根据裂纹的大小制作 将卡具紧固在裂纹处的管体上 然后用高压枪将密封剂注入卡具密封腔中使其固化 这样在一定程度上可延缓裂纹的延伸 前置高压堵漏时间约为2 3小时 步骤二 后置封堵换管 不停输带压封堵抢修的过程为 前期准备工作 临时旁通线的建立 开孔封堵 更换损坏管段和恢复工
6、作 准备工作准备抢修场地 放置抢修设备 修筑通道 挖抢修作业坑清理抢修位置 封堵点 旁通点 平衡短节位置和进排气位置的防腐保温层 临时旁通线的建立 a 安装旁通线上的三明治阀和开孔机 开孔机就位后 用氮气试压检查三通严密性 检查焊接质量 b 用小型开孔机在封堵点之间需要更换的管段上开2个 50mm的孔 安装2个球阀做为引流和平衡阀使用 c 开孔顺序 先开平衡孔 再开旁通孔 再开封堵孔e 拆除旁通线开孔机 f 安装旁通线 在旁通线上安装充气阀 50mm 放气阀 50mm 及压力表各一块 连接氮气供气管进行氮气置换 g 用含氧检测仪测试旁通管线氮气置换效果 如果含氧量不超过2 关闭旁通管线上的放气
7、阀及进气阀 停止氮气置换 打开旁通管线上的控制阀门 导通天然气 进行状态检查 对事故管段进行封堵 a 安装三明治阀 调试三通卡环机构 与旁通线三明治阀安装 卡环机构调试同时进行 b 组装封堵器 封堵塞与封堵连箱 并在两处封堵点安装封堵连箱 封堵器和平衡管 打开平衡阀进行试压 检测严密性 c 用封堵器将堵塞送入封堵孔 按封堵规程操作进行封堵 封堵时先封堵上游 后封堵下游 d 进行封堵严密性检查 利用平衡阀连接钢管置安全处 缓慢打开手动球阀 将封堵隔离段的管线压力降到0 5Mpa 关闭阀门 观察30分钟 确认封堵严密后进行后置作业 e 如果上述机械封堵器封堵后管内微渗天然气 可采用囊式封堵器在机械
8、封堵器内侧进行二次严密性封堵 在机械封堵器封堵处和囊式封堵器之间开DN50mm的孔 加阀用钢管引到安全位置作为放空管 确定封堵段距离时要考虑一定的管长 放空 置换作业 a 从上游平衡阀引管缓慢注入氮气 用下游平衡阀用钢管引管置安全位置置换放空 b 用可燃气体报警器检测可燃气体浓度低于爆炸下限的25 为合格 关闭平衡阀 更换损坏管段 a 封堵成功后 液压切管机机械断管并吊弃损坏管段 b 在剩下的损坏管段两端用黄油墙封堵 可燃气体报警器检测合格后 进行新旧管线连头组对焊接 c 对焊接完的管段进行质量检查 置换充压 a 将封堵更换的新管段上游平衡阀连接氮气 下游平衡阀用钢管引管置安全位置打开阀门 从
9、打开的注氮阀门注入氮气进行置换 用含氧检测仪进行检测 含氧量不超过2 关闭阀门 b 新管段上游平衡阀连接封堵器平衡阀 先打开下游平衡阀 再打开上游平衡阀进行压力平衡 检验焊缝及法兰 解除封堵 先关闭下游平衡阀及三明治阀 解除下游封堵器 然后关闭上游平衡阀及三明治阀 解除上游封堵器 关闭三明治阀 拆除封堵器 安装堵塞作业 a 将开孔机拆下筒刀 安装固定切下弧板堵塞 弧板朝下 计算好下堵到位的行程 b 将安装堵塞的开孔机固紧在三明治阀上 开启三明治阀按操作要求将堵塞送入法兰内腔螺孔口部位 使堵塞与螺孔入扣后旋紧 泄放口进一步检查堵塞密封情况 如果正常 拆除封堵设备 拆除三明治阀门 封堵三通加密封垫
10、盖盲板 拆除旁通管线 a 关闭旁通线三明治阀门 b 打开旁通管线排气阀放空阀 用氮气吹扫 用含氧检测仪检测 含氧量 2 合格后 拆除旁通线 c 安装堵孔器 下旁通三通塞柄 拆除三明治阀 盖盲板 d 下堵塞堵住平衡压力孔 拆平衡压力阀 平衡压力孔加盲盖 抢修恢复 a 根据管道设计文件对管道焊口进行防腐处理 b 按照要求进行管沟回填 c 在更换管段处叉上标志杆 d 根据泄漏对沿线造成的影响 逐步恢复农田或其他生态原貌 e 着手赔偿事宜 f 抢修场地做到工完 料尽 场地清 g 将管道的抢修状况和位置变化等基础参数改变的情况记录存档 抢修参考时间 方案2 停输静压封堵抢修 如果天然气管道断裂 天然气泄
11、漏量较大 干线气动球阀根据压力值的下降速率超过设定值时将自动截断或经调控中心远控自动截断后 可实施停输静压封堵抢修 步骤一 前置处理 管道干线截断阀关断 截断气流 线路截断阀自动关断 全线紧急停运 远控关断泄漏点上下游线路截断阀 紧急停运全线 现场先遣人员打开事故管段上下游干线阀室线路截断阀内侧紧急放空阀进行紧急放空 步骤二 后置静压封堵换管 需要在较短时间内恢复天然气输送 按照封堵 建立临时旁通 更换损坏管段 恢复地貌的过程进行抢修 允许停输较长时间 可采用停输静压封堵换管步骤 按照封堵 更换损坏管段 恢复地貌的过程进行抢修 停输静压封堵抢修的过程 前期准备工作天然气放空开孔封堵机械断管组对
12、焊接封堵拆除恢复通气 准备工作 a 确定准确的破裂抢修位置 封堵点 压力平衡短节位置和进排气位置 按要求距离开挖作业坑 包括封堵坑 旁通开孔坑 抢修作业坑 b 清理管线 c 焊接封堵三通两处 在封堵三通内侧焊接平衡短节各一处及根据现成情况确定的进排气孔 d 进行开孔机调试 预制更换管线 e 破裂管段两端干线截断阀室自动截断后专人看护 放空后 关闭放空阀 保证管内正压 f 在管体上焊接封堵三通两处 在封堵三通内侧焊接平衡短节各一处 g 进行开孔机调试 在指定的作业场所预制更换管线 h 进行现场作业的人员必须穿戴劳保防护用品 进行b c条操作的人员必须戴防毒面具或根据需要装备给氧设施 封堵 更换损坏管段 恢复地貌 均参照方案1中的步骤进行 五 B类事故抢修 事故范围 因管道腐蚀 人为破坏等原因引起的管道穿孔或10mm以下的裂缝 导致天然气小型泄漏的事故 顶丝补焊法 制作相应尺寸的同材料补板 高度等于管壁厚 宽度从漏点边缘测算不小于50mm 将补板涂上密封材料 将管卡装到管道漏气部位 补板放在管卡顶丝与泄漏点的管体之间 用顶丝顶紧在砂眼或漏点的管道部位上 拧紧顶丝使其堵住漏气点 将补板焊接在管体上 拆下顶丝完成整个抢修过程 管卡补板法 堵漏夹套法 高压堵漏法
