管道带压不停输开孔技术及其施工难点分析

管道带压不停输开孔技术及其施工难点分析

刘华东

刘晖

（胜利油田东辛采油厂）

摘要在管线维修中普遍采用的带压不停输开孔技术较为先进，具有安全、环保、经济效益好等特点。本文介绍了管线不停输开孔的施工技术，结合工程实例对施工难点进行了分析，并制定了相应的技术措施。

关键词油气管线维修更换带压开孔技术在油田地面建设施工中，对于新旧管线的连接及管段更换施工，传统的施工方法是将所涉及连接的管线的流程截断，对管线进行泄压、放空吹扫等作业，用火焊、锯、钻等开孔方法实施连接作业。此施工方法虽然技术比较成熟，但是存在较多的安全隐患，且由于停产、放空所造成的经济损失也是十分巨大的。带压不停输管线连接施工技术是在管线不停输的情况下，带压开孔及封堵，实施新管线与生产管线的不动火连接，施工具有无介质泄漏，事故隐患少等特点。１

管线不停输带压开孔连接施工工艺

半之前，管子就可沿断面切开。⑧切割完后，进行新旧管线的连接。焊接时，应在焊口附近的原管线处打好接地线，使其接地电阻不大于４Ω。接头的焊口焊接完毕后，对焊口进行必要的检查，合格后方可进行下一道工序。⑨解除封堵，关闭夹板阀，断开临时旁通，卸下封堵器，恢复原流程，封堵作业结束。⑩将堵塞块下入法对法兰堵塞、四通管件按要求作好防腐处理。３应用实例

２００５年１１月在永二站外输管线更换Φ３７７ｍｍ×７ｍｍ螺纹焊管的施工中开孔两个，管线介质压力为１．２ＭＰａ，无一处渗漏，封堵效果良好，施工安全可靠。２００６年６月在辛一站轻质油罐区外输管线的开孔施工中运用了此项技术，取得了良好的效果。４施工难点及相应的技术措施

在采用不停输带压开孔及封堵连接工艺对管线进行施工时我们对焊接部位进行了分析。①支管焊接；支管与主管（带压）之间为正交三通马鞍连接，但于普通马鞍连接不同，因普通马鞍连接是在主管上先开马鞍口，再连接支管，支管与主管一般为对接。而该正交三通（马鞍）是先安装支管后开马鞍口，支管与主管之间为对接焊口。②补强板焊接：如图１所示，焊道１是补强板与支管焊接，与主管的距离较远，几乎对主管不产生热影响；焊道２、３、４是补强板与补强板之间焊接，只有根焊时才对主管有一定的热影响；但不会产生过度的熔深；焊道５是补强板与主管的焊接，为角焊接，与支管与主管的形式相同。

通过对焊接部位的分析可知，只需对支管与主管的角焊缝、补强板与主管的角焊缝熔深进行确定即可。根据实际调查并查阅相关资料，对于低碳钢（２０＃、Ｑ２３５等）集输管道、长输管道，当压力

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≤６．４ＭＰａ时，焊接熔深控制在管道壁厚的／以内是安全的（不会２

本工艺适用于管线、储罐等油气储运设施在不停输油气储存介

质的条件下，进行支路或配管的连接施工作业，施工过程如下：①在原有管线或罐体准备进行开孔连接的部位，带压焊接法兰短节。在焊接法兰短节前，应根据管壁或罐壁的厚度作焊接工艺评定，既要保证不焊穿，又要保证其焊缝强度。焊接时熔深应达到壁厚的／３～１／２。采用小电流，多层焊接，角焊缝的焊角高度应不低于法兰短节的厚度。②采用渗透探伤或磁粉探伤，对法兰短节进行无损伤探伤，检验合格后方可进行下道工序。③在连接法兰上安装配套的开孔阀门，阀门可采用闸板阀，也可采用球阀。阀门的通径选用应根据开孔机及母管的通径确定。④将开孔机与阀门采用法兰连接，施工时应保证法兰螺栓连接紧固，密封无泄漏。⑤在进行开孔作业时，应根据开孔机的型号确定液压泵的额定输出扭矩，进给速度及钻杆的钻速。进给方式有手动及自动两种形式。根据钻杆的行程确定钻进量。对于小口径薄壁管，采用手动进给方式，比较合理。⑥开孔刀具切透管壁后，收回刀具，同时带出切割下的马鞍块，关闭阀门，拆下开孔机。⑦在阀门上连接支路管线，开孔机开孔作业结束。支路管线采用法兰连接，整个过程不停产，不动火，用时短，安全可靠。２

管线不停输带压开孔封堵连头施工工艺

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本工艺主要用于管线不停输的条件下，对管线进行检修或更换作业，特别是长输管线的维修及管段的更换，施工工艺如下：①在将要维修或更换的管线两端，带压焊接法兰堵塞和两个四通管件，其焊接要求与前面介绍的相同。四通管件的间距为４ｍｍ～６ｍｍ，以便于生产管线与新管线的焊接施工。②在法兰堵塞上安装特种夹板阀，采用螺栓紧固联接方式。③将开孔机安装在特种夹板阀上进行开孔作业，上下管壁均应切透。④两处开孔作业结束后，关闭夹板阀，卸下开孔机，安装封堵器。在封堵器连箱的旁路接口处，连接临时旁路管线。旁路管线可采用高压软管，也可采用高压无缝钢管。⑤对管线两端实施封堵作业，介质走临时旁通管线，不停输。⑥对旧管线进行卸压后，采用手动开孔机在旧管线上接一个带短节的闸阀，泄压完毕，在短节出口出试火，确定管线内无介质时，方可对管线进行切割。⑦不动火切割。作业时可视管径大小选用不同类型的切管机。绞接式切管机可用于切割管径为３２ｍｍ～３５６ｍｍ的钢管、不锈钢管、球墨铸管，其切割所需空间极小，管周围只需１００ｍｍ的小空间，手柄只需在９０°～１１０°范围摇动，四个切轮以及导向机构能有效的保证切口完美，而环切结构以及手柄的压力作用，使切割更加迅速；旋转式切管机可用于切割较大管径（Φ１５９～Φ９１５ｍｍ）的钢管，管周围只需要１００ｍｍ的空间，便可切割直径为４００ｍｍ的管道，当管径大于４０ｍｍ时，所需空间也只有２００ｍｍ，切割时摇把只需要在４５～６０的范围内摇动，手动切管机通过长摇把，可以得到较大的切割力，在切割倒轮进入到管子的一

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发生穿孔）。而焊接熔深要不小于壁厚的１／３才能保证角焊缝的结构

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强度。所以焊缝熔深控制在管壁厚的／２～／３。

针对长输管道、集输管道的特点，其材质一般为低碳钢（２０＃、Ｑ２３５等），工作压力低于１０ＭＰａ。并结合施工实际情况，焊接方法应选用手工电弧焊。焊接材料选用Ｅ４３０３焊条。

管线切割时应力的控制及封堵器位置的选择：切割中应防止因管线的应力发生旁通撕裂。在输气管线改造施工中，由于在冬季，室外温度低，高压软管在室外易发生冷脆裂。考虑到安全施工，在施工时我们采用Φ２７３ｍｍ×７ｍｍ的无缝钢管作为旁通管线，代替高压软管，管线切割前，为防止因管线断开产生的应力将旁通管线的焊接口撕裂，导致油气泄漏，我们对旁通管线进行了加强处理，即焊接加强筋。实际切割中，当管线断开时，原管线口错位５ｍｍ。通过加强处理，避免了旁路撕裂的现象。

在封堵前，要求生产单位在条件允许的情况下，对原有管线降压减温。在施工中，原管内压力由１．２ＭＰａ降至０．６ＭＰａ，既不影响输油（气），也可保证施工的可靠性及安全性。

参考文献

［１］王志安编著．石油动火安全工程．石油大学出版社，１９９９［２］金属焊接原理及工艺．北京机械工业出版社，１９８８［３］油气管线安装工．石油工业出版社，１９９６

（收稿日期：２００６・１２・０１）