《特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、特殊地貌长输管道试压方案特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施的确定及实施作者：李阵营、肖新茂、刘华作者：李阵营、肖新茂、刘华特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件前 言 三三塘塘湖湖油油田田原原油油外外输输管管道道工工程程起起始始于于三三塘塘湖湖油油田田牛牛圈圈湖湖联联合合站站（首首站站），沿沿戈戈壁壁滩滩向向南南分分别别翻翻越越北北天天山山、南南天天山山，向向西西南南通通过过火火石石泉泉戈戈壁壁滩滩，最最后后进进入入哈哈密密四四堡堡泵泵站站（末末站站）。全全线线敷敷设设在在哈哈密密地地区区两两县县一一市市内内，先先后后穿穿越越戈戈壁壁、草草地地、林林区区、葡葡萄萄园园、田田地地、沼沼泽泽湿
2、湿地地和和南南、北天山。北天山。 全全线线海海拔拔落落差差较较大大（最最高高海海拔拔2767m，最最低低海海拔拔688m，高高差差2079m），地地形形复复杂杂，沿沿途途多多为为干干旱旱缺缺水水地地区区，这这就就为为管管线线敷敷设设、清清管管、试试压压、吹吹扫扫工工作作增增加加了了难难度。度。特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件三塘湖油田原油外输管道纵断面示意图三塘湖油田原油外输管道纵断面示意图 附图1 自自然然条条件件对对管管线线试试压压造造成成的的不不利利因素如下：因素如下：1、地地势势高高差差大大，造造成成试试压压段段较较多多，试试压压工工作作量量、试试压压周周期期、安安全全风风险相
3、应增大；险相应增大；2、地地形形复复杂杂，多多为为干干旱旱缺缺水水地地区区，且且地地势势高高差差大大，因因而而试试压压介介质质水水的的提提取取和和运运输输会会增增大大试试压压工工作作量量，增加工程投资。增加工程投资。解决方法：解决方法：1、选选择择合合理理的的试试压压介介质质，从从而而确确定试压方案；定试压方案；2、进进行行理理论论计计算算，在在理理论论允允许许的的范围内合理划分试压段；范围内合理划分试压段；3、明确试压程序。、明确试压程序。0250500750100012501500175020002250250027503000020406080100120140160180196里程（k
4、m）高程（m）特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件目 录 一、试压介质的选择一、试压介质的选择二、合理划分试压段二、合理划分试压段三、试压程序三、试压程序 四、组织试压，验证试压结果四、组织试压，验证试压结果特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件一、试压介质的选择一、试压介质的选择 试试压压方方法法的的选选择择主主要要取取决决于于试试压压介介质质的的确确定定。根根据据三三塘塘湖湖油油田田原原油油外外输输管管道道工工程程敷敷设设区区域域的的实实际际情情况况，在在满满足足规规范范规规定定和和设设计计要要求求，以以及及保保证证安安全全运运行行的的条条件件下下，以以最最小小的的成成本本，取取得得
5、最最大大的的效效益益。油油气气长长输输管管道道工工程程施施工工及及验验收收规规范范GB50369-2006第第14.1.6规规定定“试试压压介介质质的的选选用用应应符符合合下下列列规规定定：输输油油管管道道试试压压介介质质应应采采用用水水,在在人人烟烟稀稀少少、寒寒冷冷、严严重重缺缺水水地地区区，可可酌酌情情采采用用气气体体作作为为试试压压介介质质，但但管管材材必必须须满满足足止止裂裂要要求求，试试压压时必须采取防爆安全措施。时必须采取防爆安全措施。”特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件一、试压介质的选择一、试压介质的选择1、用水作为试压介质、用水作为试压介质（1）方方法法一一，利利用用沿
6、沿途途条条件件，就就地地取取水水。三三塘塘湖湖油油田田原原油油外外输输管管道道沿沿途途均均为为严严重重缺缺水水地地区区，除除南南天天山山内内C016至至南南山山口口段段可可利利用用山山区区地地表表溶溶化化雪雪水水外外，其其它它地地区区均均无无可可用用之之水水，同同时时地地方方部部门门不不允允许许就就地地大大量量取取水水。不不利利因因素素一一，要要有有高高扬扬程程、大大排排量量的的注注水水设设备备，以以克克服服山山区区管管线线绝绝对对高高程程造造成成的的水水头头损损耗耗，并并且且要要有有大大功功率率的的动动力力设设备备；不不利利因因素素二二，试试压压工工期期长，不能按规定时间完成试压工作。长，不
7、能按规定时间完成试压工作。（2）方方法法二二，用用车车拉拉水水。按按设设计计理理论论长长度度196km计计算算，平平均均每每公公里里需需用用水水52t，加加上上15%的的损损耗耗和和35%的的降降效效拉拉运运，实实际际每每公公里里需需用用水水约约78t。由由于于沿沿途途无无大大型型车车道道，山山坡坡陡陡峭峭，存存在在安安全全风风险险和和水水源源供供给给困困难难，造造成成试试压压成成本本加加倍倍增增加加，经经估估算算，平平均均每每公公里里运运水水、购购水水的的费费用用将将超超过过试试压压总总费用。费用。（3）采用水压试验的有利因素：）采用水压试验的有利因素： A、受外界因素影响小；、受外界因素影
8、响小； B、试压过程安全。、试压过程安全。特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件2、用气体作为试压介质、用气体作为试压介质（1）不不利利因因素素一一，因因对对控控压压机机要要求求条条件件高高，数数量量多多，长长时时间间下下试试压压设设备备不不能能保保证证。设设计计要要求求该该管管道道平平均均强强度度压压力力为为10.625 MPa，在在标标准准条条件件下下每每公公里里管管道道用用气气量量约约为为5600m3。如如用用井井下下作作业业使使用用的的T-815/S-10/250型型空空气气压压缩缩机机（排排气气量量为为10m3/min），每每公公里里管管道道试试压压需需连连续续运运行行至至少少9小
9、小时时，如如此此计计算算全全部部管管道道试试压压完完成成需需该该型型号号空空压压机机连连续续运运行行至至少少1764小小时时（74天天），加加上上损损耗耗、设设备备维维修修等等因因素素，完完成成全全部部管管道道试试压压工工作作十十分分艰艰巨。巨。（2）不不利利因因素素二二，不不安安全全。高高压压管管道道采采用用气气压压试试验验，最最根根本本的的问问题题是是安安全全防防护护工工作作。按按规规范范规规定定“试试压压区区域域内内严严禁禁有有非非试试压压人人员员，试试压压巡巡检检人人员员亦亦应应与与管管线线保保持持6m以以上上距距离离，距距试试压压设设备备和和试试压压管管线线50m内内为为试试压压区区
10、域域”。由由于于管管线线沿沿途途多多为为牧牧场场，在在试试压压期期间间对对每每一一段段试试压压区区域域进进行行封封闭闭是不现实的，并且地方政府也不允许长时间、大区域进行管制。是不现实的，并且地方政府也不允许长时间、大区域进行管制。（3）采用气压试验的有利因素：）采用气压试验的有利因素： A、试压过程简单，试压和吹扫可同时进行；、试压过程简单，试压和吹扫可同时进行； B、管道不需清扫。、管道不需清扫。一、试压介质的选择一、试压介质的选择特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件3、两种试压介质的比较、两种试压介质的比较（1）设设备备问问题题。如如能能解解决决高高扬扬程程（400m）注注水水设设备备
11、和和大大功功率率动动力力设设备备（300KW）充充分分利利用用南南天天山山内内水水源源，可可满满足足管管线线试试压压用用水水，同同时时可可有有效效降降低低工工程程成成本本和和运运水水带带来来的的不不安安全全风风险险，该该设设备备为为非非特特种种设设备备。用用气气体体作作为为试压介质，高排量、高压力的空压机属特种设备，在短期内很难解决。试压介质，高排量、高压力的空压机属特种设备，在短期内很难解决。（2）安全问题。水压试验安全风险相对较小，气压试验安全风险较大。）安全问题。水压试验安全风险相对较小，气压试验安全风险较大。（3）工工期期问问题题。管管线线内内注注水水集集中中在在一一处处进进行行，而而
12、且且各各试试压压段段在在未未上上水水的的情情况况下下不不能能同同时时进进行行，试试压压时时间间延延长长；采采用用气气体体作作为为试试压压介介质质，尽尽管管可可将将试试压压与吹扫同时进行，但增压慢，试压时间相对较长。与吹扫同时进行，但增压慢，试压时间相对较长。（4）试试压压成成本本问问题题。水水压压试试验验如如能能解解决决设设备备问问题题，将将按按设设计计概概算算满满足足试试压压所所需需费费用用；而而用用气气体体作作为为试试压压介介质质，由由于于特特种种设设备备（空空压压机机）运运行行时时间间长长，费用较高，试压成本将超出设计概算。费用较高，试压成本将超出设计概算。（5）环境问题。水压试验对环境
13、影响相对较小，气压试验对环境影响较大。）环境问题。水压试验对环境影响相对较小，气压试验对环境影响较大。（6）规规范范标标准准的的执执行行问问题题。规规范范要要求求“输输油油管管道道试试压压介介质质应应采采用用水水”，因因此此选用水作为试压介质，相对于气体作为试压介质更符合规范要求。选用水作为试压介质，相对于气体作为试压介质更符合规范要求。一、试压介质的选择一、试压介质的选择特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件4、确定试压介质、确定试压介质 经经过过上上述述分分析析，三三塘塘湖湖油油田田原原油油外外输输管管道道工工程程管管线线试试压压应应优优先先选选用用水水作作为为试试压压介介质质。但但必必
14、须须解解决决注注水水设设备备和和水水源源问问题题。经经过过施施工工单单位位的的多多方方联联系系解解决决了了满满足足管管线线试试压压注注水水设设备备，而而且且根根据据沿沿线线水水源源特特点点，采采取取集集中中上上水水方方式式，充充分分利利用用特特殊殊的的地地理理条条件件，统统一一从从C020处处上上水水。C020往往南南采采用用自自流流式式直直接接上上水水，C020往往北北用用注注入入泵泵注注水水，结合地势高差试压后的水自流充满下一试压段。结合地势高差试压后的水自流充满下一试压段。一、试压介质的选择一、试压介质的选择特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件 油油气气长长输输管管道道工工程程施施工
15、工及及验验收收规规范范GB50369-2006第第14.3.1规规定定“水水压压试试验验应应符符合合现现行行国国家家标标准准液液体体石石油油管管道道压压力力试试验验GB/T16805的的有有关关规规定定”，同同时时对对管管线线分分段段规规定定“分分段段水水压压试试验验的的管管段段长长度度不不宜宜超超过过35km，试试压压管管段段的的高高差差不不宜宜超超过过30m；当当管管段段超超过过30m时时，应应根根据据该该段段纵纵断断面面图图，计计算算管管道道低低点点的的静静水水压压力力，核核算算管管道道低低点点试试压压时时所所承承受受的的环环向向应应力力，其其值值一一般般不不应应大大于于管管材材最最低低
16、屈屈服服强强度度的的0.9倍倍，对对特特殊殊地地段段经经设设计计允允许许，其其值值最最大大不不得得大大于于0.95倍倍”。为为了了分分段段合合理理，首首先先对对管管道道各各标标段段进进行行最最低低屈屈服服强强度度计计算算，根根据据管管道道自自然然地地势势和和高高差差进进行行试试压压段段预预划划分分，并并计计算算各各试试压压段段高高点点、低低点点充充水水情情况况下下所所承承受受的的环环向向应应力力，使各试压段满足规范规定和设计要求。使各试压段满足规范规定和设计要求。二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件1、强度验证、强度验证（1）管材最低屈服强度极限）管材最
17、低屈服强度极限 本工程线路所用钢材为本工程线路所用钢材为L390，因此最低屈服强度值为，因此最低屈服强度值为390MPa。（2）不同管径、壁厚所承受的最大内压力）不同管径、壁厚所承受的最大内压力 根据输油管道工程设计规范根据输油管道工程设计规范GB50253-2003中第中第5.4.1节输油管节输油管道直管段钢管壁厚计算公式可推导出环向应力计算公式：道直管段钢管壁厚计算公式可推导出环向应力计算公式： =PD/2 式中：式中：管材壁厚（管材壁厚（mm） P设计内压力（设计内压力（MPa） D钢管直径（钢管直径（mm） 钢管环向应力（钢管环向应力（MPa） 设计要求管道环向承受的应力强度值不大于设
18、计要求管道环向承受的应力强度值不大于L390管材的最低屈服管材的最低屈服强度强度390MPa的的90%，即不大于，即不大于351MPa。根据因此在试压过程中，不。根据因此在试压过程中，不同管径、壁厚所能承受的最大内压力不得大于以上压力值。同管径、壁厚所能承受的最大内压力不得大于以上压力值。 2736.4：P=2/D=26.4351273=16.46MPa 2737.1：P=2/D=27.1351273=18.26MPa 2195.2：P=2/D=25.2351219=16.67MPa二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（3）静水压力计算公式：）静水压力计
19、算公式：P= 其中：其中：P静水压力（静水压力（Pa） 液体密度（液体密度（kg/m3） 重力加速度（重力加速度（N/kg） 高度差值（高度差值（m）特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（4）最低点在试压过程中实际承受的应力）最低点在试压过程中实际承受的应力 各各站站场场、阀阀室室间间管管段段在在试试压压过过程程中中所所承承受受的的环环向向应应力力为为管管线线充充水水后后的的静静水水压压力力因因绝绝对对高高差差产产生生的的环环向向应应力力（静静）和和设设计计规规定定试试压压必必须须达达到到强强度度压压力力产产生生的的环环向向应应力力值值（强强）之之和和。根根据据油油气气长长输输管管道道工工
20、程程施施工工及及验验收收规规范范GB50369-2006的的要要求求，强强度度试试验验压压力力值为不小于设计压力的值为不小于设计压力的1.25倍。倍。 二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件A、试压过程中，当管段达到强度压力时，管道高点和最低点所承受的、试压过程中，当管段达到强度压力时，管道高点和最低点所承受的 压力值：压力值：P高高=P试试 P低低=P试试+P静静B、最低点所承受的环向应力为：、最低点所承受的环向应力为： =（P试试+P静）静）D/2 二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（5）按理论应力值，确定不）
21、按理论应力值，确定不同管径、壁厚管段可承受同管径、壁厚管段可承受的最大高差范围的最大高差范围A、根据不同管径、壁厚确定、根据不同管径、壁厚确定各站间管线高、低点承受各站间管线高、低点承受的压力值的压力值 B、根据各站间不同管材规格、根据各站间不同管材规格压力值确定管线实际高差压力值确定管线实际高差 由以下公式：由以下公式： P低低=P高高+P静静 P= 可得允许的最大试压高差：可得允许的最大试压高差： h=（P低低-P高）高）/ 二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件2、试压分段、试压分段（1）试压分段的依据：）试压分段的依据： A、应力计算公式：、应力计
22、算公式：=PD/2 B、本本工工程程线线路路所所用用钢钢材材为为L390，因因此此最最低低屈屈服服强强度度值值为为390 MPa，90%的最低屈服强度值为的最低屈服强度值为351MPa。 C、为为了了保保证证试试压压的的安安全全性性,避避免免由由于于温温差差变变化化使使试试压压段段的的压压力力增增高高，造造成成低低点点的的环环向向应应力力超超过过90%的的管管材材屈屈服服极极限限，在在所所划划分分的的各各段段中中，最最大大试试验验压压力力下下的的应应力力核核算算值值全全部部以以小小于于90%的的管管材材屈屈服服极极限限值值来来控控制制,即即351MPa。 D、管管道道在在设设计计强强度度试试验
23、验压压力力和和90%的的屈屈服服强强度度下下允允许许的的最最大大压压力力和和高差计算结果。高差计算结果。 E、试试压压段段划划分分不不仅仅须须符符合合设设计计、规规范范要要求求，还还应应满满足足现现场场实实际际情情况况，使使试试压压点点、排排空空点点符符合合长长输输管管道道安安全全规规程程，减减少少对对环环境境的的污污染染和和影影响响，便于试压设备作业和防护。便于试压设备作业和防护。二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（2）试压分段）试压分段 A、初步分为以下、初步分为以下14段段 牛圈湖首站牛圈湖首站-1泵站分为泵站分为2个试压段；个试压段； 1泵站泵
24、站-2热泵站分为热泵站分为2个试压段；个试压段； 2热泵站热泵站-1RTU监测点为监测点为1个试压段；个试压段； 1RTU监测点监测点-3热泵站分为热泵站分为2个试压段；个试压段； 3热泵站热泵站-2RTU监测点分为监测点分为2个试压段；个试压段； 2RTU监测点监测点-4#减压站分为减压站分为3个试压段；个试压段； 4减压站减压站-哈密末站分为哈密末站分为2个试压段；个试压段； B、确定各试压段长度、高度及各点压力、确定各试压段长度、高度及各点压力 根根据据试试压压分分段段原原则则、全全线线高高程程纵纵断断面面示示意意图图、附附表表6、现现场场水水源源和和施施工工完完成成情情况况，以以及及设
25、设计计总总说说明明要要求求，对对试试压压分分段段细细化化完完善善，最最终终确定以下确定以下16个试压段，均满足规范规定和设计要求。个试压段，均满足规范规定和设计要求。二、合理划分试压段二、合理划分试压段特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件1、试压准备、试压准备（1）水源准备）水源准备 根据沿线水源特点，采取集中上水方式，充分利用特殊的地理条根据沿线水源特点，采取集中上水方式，充分利用特殊的地理条件，统一从件，统一从C020+48m处上水。处上水。C020往南采用自流式直接上水，往南采用自流式直接上水，C020往北至往北至B002-940m处，由吐哈油
26、建用注入泵一次性注满，处，由吐哈油建用注入泵一次性注满，B002-940m往北试压用水由往北试压用水由1#RTU至至B002-940m段试压后的水自流段试压后的水自流充满。充满。（2）设备材料准备）设备材料准备 配备充足的试压设备和材料，主包括通球、扫线、试压设备，通配备充足的试压设备和材料，主包括通球、扫线、试压设备，通讯设备，后勤保障设备，交通运输设备等。提前作好阀门、试压封头、讯设备，后勤保障设备，交通运输设备等。提前作好阀门、试压封头、管件的预试压工作，试压头与试压段主管道最后连接的环型焊道应进管件的预试压工作，试压头与试压段主管道最后连接的环型焊道应进行行X射线检测。完成试压所用的各
27、种仪表的校验，才能保证试压按计射线检测。完成试压所用的各种仪表的校验，才能保证试压按计划开展。划开展。三、试压程序三、试压程序特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件（3）人员准备）人员准备 明明确确试试压压单单位位，组组建建试试压压领领导导小小组组和和试试压压机机组组（包包括括应应急急抢抢修修人人员员），在三塘湖管道项目组的统一部署下实施试压工作。在三塘湖管道项目组的统一部署下实施试压工作。（4）技术准备）技术准备 编编制制详详细细的的试试压压方方案案，明明确确人人员员、设设备备、工工期期进进度度、安安全全措措施施、应应急急预案和职责。预案和职责。（5）现场准备）现场准备 做做好好每每个个试
28、试压压段段的的平平面面布布置置，对对于于设设备备摆摆放放、试试压压管管路路布布置置、积积水水坑坑等等均均要要达达到到HSE要要求求，每每个个试试压压现现场场都都要要设设置置安安全全警警示示牌牌，在在试试压压区区域域采采用警示带或警示旗设置警示围栏。同时做好污水排放处理，保护环境。用警示带或警示旗设置警示围栏。同时做好污水排放处理，保护环境。 2、管道试压、管道试压 依依据据油油气气长长输输管管道道工工程程施施工工及及验验收收规规范范GB50369-2006和和输输油油输输气气管管道道线线路路工工程程施施工工技技术术规规范范Q/CNPC59-2001规规定定“油油、气气长长输输管管道道在在下下沟
29、沟回回填填后后应应清清管管和和试试压压，清清管管、试试压压应应分分段段进进行行”。三三塘塘湖湖管管道道在在确确定定各各试试压压段段后后，在在试试压压前前进进行行清清管管、测测径径，全全部部合合格格后后，依依次次对对各各标标段段进进行行水水压压试试验验，试试验验完完成成后后进进行行积积水水清清扫扫，积积水水全全部部清清扫扫干干净净，达达到到安安全全试压的目的。试压的目的。三、试压程序三、试压程序特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件 按按照照油油气气长长输输管管道道工工程程施施工工及及验验收收规规范范GB50369-2006和和设设计计文文件件关关于于管管线线清清管管、测测径径、试试压压的的规
30、规定定，结结合合试试压压总总体体方方案案，积积极极协协调调、统统筹筹安安排排，采采用用集集中中上上水水、注注入入泵泵和和自自流流方方式式同同时时进进水水的的方方法法，在在吐吐哈哈油油田田各各部部门门的的大大力力协协助助下下，互互相相协协作作，规规范范运运行行，使使该该管管道道在在计计划划时时间间内内完完成成试试压压。通通过过验验证证比比较较，试试压压结结果果（见见附附表表9）符符合合规规范范规规定定和和设设计计要要求求，实实现了安全、平稳试压，对环境未造成任何负面影响。现了安全、平稳试压，对环境未造成任何负面影响。四、组织试压，验证试压结果四、组织试压，验证试压结果特殊地貌长输管道试压方案的确
31、定及实施课件特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件 针对三塘湖油田原油外输管道复杂的地形和特殊的地理环针对三塘湖油田原油外输管道复杂的地形和特殊的地理环境，以及地势高差大的特点，结合设计要求和标准规范规定，境，以及地势高差大的特点，结合设计要求和标准规范规定，通过理论计算合理划分试压段，通过集中上水方式解决了在沿通过理论计算合理划分试压段，通过集中上水方式解决了在沿途水资源匮乏、地势高差大的情况下运输水的难题，大大缩短途水资源匮乏、地势高差大的情况下运输水的难题，大大缩短了试压周期、节约了试压成本，实现了安全生产的目的。了试压周期、节约了试压成本，实现了安全生产的目的。 三塘湖油田原油外输管
32、道在我国油气田长输管道建设史中三塘湖油田原油外输管道在我国油气田长输管道建设史中只是较小的一条管线，无论其规模、难易程度和工程的复杂性，只是较小的一条管线，无论其规模、难易程度和工程的复杂性，均不能与我国已建和在建的管道工程相比。但该管道在均不能与我国已建和在建的管道工程相比。但该管道在50km范围内，连续跨越两座海拔范围内，连续跨越两座海拔2760m以上的高山，其绝对敷设高以上的高山，其绝对敷设高差达差达2079m，是其它管道所没有的。它首次克服了由于绝对高，是其它管道所没有的。它首次克服了由于绝对高差使管道内静水压力产生的环向应力值高达差使管道内静水压力产生的环向应力值高达45%以上。在满足以上。在满足标准规范规定和设计要求的情况下安全试压成功，为今后长输标准规范规定和设计要求的情况下安全试压成功，为今后长输管道建设提供了可以借鉴的经验。管道建设提供了可以借鉴的经验。特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件敬请各位评委批敬请各位评委批评指导，谢谢！评指导，谢谢！特殊地貌长输管道试压方案的确定及实施课件
