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潘兴国++鲍文文++陈修伟
[摘 要]本文介绍了天然气管道清管工艺流程、清管器選择、清管工艺计算以及清管作业程序和风险控制。本文从清管器的种类、性能、天然气管道清管方法、清管工艺、清管过程中可能出现的风险和处理方法等方面对清管技术进行了论述.
[关键词]天然气管道；清管器；清管工艺；风险
中图分类号：T452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0029-01
1.天然气管道清管工艺概述
天然气管道在施工的过程中，由于通球扫线不彻底难免会积存有泥土、焊渣、砂石、管内壁锈蚀等污物和杂物；管线水试压后，由于排水和干燥质量问题，也会在管道内部存有积水；管道投产后，由于气质等原因也会形成凝析液和腐蚀产物。
2.清管器的选择
2.1 清管器的类型
清管器总体分为两种类型：普通型清管器和智能型清管器
2.1.1 普通型清管器
在管道中运行仅起清扫、隔离等机械性的功能，非智能清管器主要有：清管球、皮碗清管器、清管刷、凝胶状物清管、泡沫清管器。
2.1.2 智能型清管器
带有检测和记忆功能的现代管道清管工具，由机械检测、信息转换与储存、动力等三部分组成，在清扫管道时，同时采用红外线检测管道内部情况，供分析用，项目有：直径和几何形状、曲率监测、管道剖面、温度和压力记录、弯曲测量、金属腐蚀测定、照相检测、裂缝测量、沉积物测量、泄露测量、产品取样、绘图，智能清管器的长度为非智能清管器的4-5倍，要求管道不能有小曲率半径弯头，而阻碍清管器通过。
2.2 清管器选择原则
2.2.1 根据管道实际状况，结合清管器的特性，清管器的选择应本着循序渐进、安全稳健的原则选择泡沫清管器、清管球、皮碗清管器或结合使用。一般情况下，在输送干气的管道应优先考虑清除管内粉尘效果较好的皮碗清管器；输送湿气的管线，宜选择清管球和高密度泡沫清管器。
2.2.2根据 SY/T 5922-2003 中 8.7.5.3 规定，一般情况下，清管器过盈量的选择应符合以下规定：
——清管球注满水过盈量为 3%～10%；
——直板清管器、皮碗清管器的过盈量应为 1%～4%。
3.清管方案制定内容
3.1 清管周期
根据《天然气管道运行规范》（SY/T5922-2003）和《石油天然气管道安全规程》（SY/T6186-2007）的规定，清管检测作业周期应按照以下原则确定：
（1）新建管道应在一年内进行新建管道应在一年内进行一般性检测，在三年内进行全面性检测。
（2）正常运行的管道，应根据管道输送介质的性质，视管道的输送效率和压差确定合理的清管周期，管道输送效率小于 0.95 时宜开始实施清管作业。
3.2 清管方案
清管方案应包括以下内容：
（1）说明清管作业组织机构。
（2）说明掌握管道规格，管道长度，管道使用年限，管道安全工作压力，管道相对高程差，管道穿越和跨越情况，管道弯头、斜口，管道变形，管道中间阀室，管道支线、三通，管道地貌特殊状况等。
（3）说明收发球筒、阀门、仪表、放空、排污及周围环境状况。
（4）说明管道历次清管历史，如管道输气流量、管道输送压差、输送效率等。首次清管应进行管道状况调查，对于不符合清管要求的设施进行整改。
（5）清管前和清管过程应进行水力计算，预测和掌握清管器的位置。
（6）应估算清管器所需总运行时间，并根据清管器运行速度、推球的平均压力、管径估算所需的推球输气流量。制订球速控制方案，将其控制在允许范围内。清管器运行速度一般宜控制在3.5m/s～5m/s。
（7）给出器材、物料清单。包括压缩机、清管器、收发球工具、可燃气体检测仪、防爆防毒面具以及通讯工具、车辆和跟踪仪器。
（8）给出需配备的安全设施，准备好防护用品、消防设施、警戒用具以及安全宣传用品。
（9）积液量计算（对气体管线）。当出液量过大，段塞流捕集器不能提供足够的缓存空间时，为保护下游处理设备，必须关断正常生产流程，走事故流程，事故流程必须保证最大装液容积空间。
（10）明确事故预案。做好卡球、爆管、防毒以及人员疏散预案等。当出现卡球事故时，要保证卡球位置的上下游都有一定的缓冲能力。
（11）确定清管方向。运行中的管线一般采取正向清管，对于新建的管线可以采取反向清管，反向清管时，在终端要储备足够的推动介质。
4.清管风险提示
4.1 清管器运行过程监控
（1）当清管器发出后，开始各项工艺计算，结合监听点的汇报，对清管器运行速度、时间进行修正，并及时发现和处理各类问题。
（2）清管过程中，应随时掌握推球压差的变化情况，特别是在最大推球压差建立时，应将清管器后的压力控制在最高允许工作压力以下；若增加清管器后压力有困难，可采取降低收球站压力的方式建立或维持最大推球压差。
（3）清管器到达分输站前 2 h，停止分输；待清管器通过后 0.5 h 恢复分输。
（4）为避免出现清管器到达压气站造成压缩机组停运、且压气站进出站存在较大压差、造成清管器停球的现象，在站间区域清管期间，下游收球站压缩机组不应启机。
4.2 故障处理
4.2.1 清管器运行期间故障处理
4.2.1.1 清管器漏气
（1）故障现象
主要现象是清管球运行停止，管线内气量发生波动后变为稳定，与正常输气基本相同，输气压力由上下波动变为平缓，但收发球站压差稍大于正常输气。
（2）发生这种情况的原因有以下几种：
——清管球被异物垫起，气流从缝隙中通过，不足以形成足够的推球压差；
——管线变形，清管球过盈量较小，不能完全密封；
——清管球质量较差，堵头脱落，使注入的清水漏出；
——清管球通过管线三通时，部分三通没有安装档条或档条安装不合格，使清管球位置向支线方向发生偏移形成密封不严。
（3）故障处理步骤如下：
根据运行、跟踪情况确定清管球位置，了解管线情况；
增大清管球前后压差，可通过增大发球站压力、降低收球站压力的方式来实现，也可结合使用；
若仍无法解决，可考虑再发送一个过盈量稍大的清管球。对于经常发生清管球失密的管线，宜采取泡沫清管器或可双向运行的皮碗清管器。
4.2.1.2 清管器卡在收球筒大小头处
（1）故障现象
清管器卡在收球筒大小头处，清管器前端已进入大头，但后端仍处于小头内。
（2）清管器卡在收球筒大小头处有以下两种可能：
——清管器前端有大量水合物或杂质，使清管器无法通过大小头；
——清管器存在较大的泄漏量。
（3）处理措施如下：
若清管器前端存在水合物，且清管器后端与进站三通处带压，将水合物处理完毕；
导通收球流程，实施收球操作。若无水合物，观察清管器密封是否严密。清管器密封严密，通过导通收球流程收球；
若清管器密封不严且倒流程收球无效的情况下，可根据现场情况采取人工或外力取球。
4.3 风险控制（表1）
参考文献
[1] 朱喜平.天然气长输管道清管技术[J].石油工程建设，2005年6月.endprint
