清管器清管技术在海底管线预调试中的应用

专题报告清洗世界C l昀I l i ng W or l d第29卷第2期2013年2月文章编号：1671—8909(2013)02—0007—06清管器清管技术在海底管线预调试中的应用郭冀江(中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司，天津300452)摘要：以sZ36—1海底管线预调试项目为实例，介绍清管技术在海底管线中的应用情况和遇到的各种技术难点。

关键词：海底管线；清管器；清管技术中图分类号：T E973文献标识码：BA ppU cat i on f or pi g酉ng t ec hnol ogy of PI G i n subse a pi peU ne pre-co删鲻ioIIingG U o J刁硫g(C N O O C E ner g)r T echnol og)，＆Ser vi ces—O i l f i el d C onst m c t i on E ngi nee ri ng C o．，Lt d．，Ti anj i n300452，C hi na)A bs t r ac t：The p玎oj ect of subsea pi pel i ne pr e—com m i ss i oni ng i n SZ36—1oi l fi el d as em bodi m ent t heappl i cat i o n of pi ggi ng t ec hnol ogy i n s ubs e a pi pel i ne and V ar i et yof t echni ca l di f h cul t i es w eI℃de。

sc ri bed．K ey、—，0r ds：subs ea pi pel i ne；PI G；pi ggi ng t echnol og)r清管器清管技术也称清管器管道清洗。

该技术以输送介质为动力，推动清管器在管道中行进，实现管道首端到尾端的全程清洗，以达到清理管线内部杂质的目的。

该技术的应用一般不受管道长度限制。

新铺设的海底管线需要在投产前对其进行清管作业，但是由于清管器管道清洗在海底作业的特殊性，在海上平台使用较少。

清管技术输送介质根据现场情况和管线用于何种物科的运输而定。

应用于陆地新管线的清管技术，首选空气压缩气体。

因为很多管线经过的地方都是山地或者比较荒凉的地方，而且陆地管线比较长，用水量非常巨大，现场无法就地取材，因此空气压缩气体是最好的选择。

而用于海底管线的清管技术则不同，海洋石油作业因地理位置的特殊性，海底管线的输送介质选择海水非常经济实惠，并且使用海水进行清管比较安全稳定，有利于保证清管器前进速度，可大大提高清管的成功率。

而且，海底管线大多走的是原油、生成水，使用海水作为清管器输送介质对海底管线以后的投用并无影响。

收稿日期：2012—07—30作者简介：郭冀江(1982一)，男，天津人，本科，工程师，主要从事海上平台设施清洗面工作。

清洗世界第2期1清管器清管技术应用现状清管器清管技术在陆地已经非常成熟。

应用于各种陆地的管线当中，陆地新铺设的管线是顺利进行完清管后，才进行掩埋，因此遇到问题可以及时解决。

但是，清管器清管技术应用于海底管线时，从对海底管线的无法预测性和遇到问题如何解决等方面的把握看，清管的风险性非常之高。

海底管线可分成两大类：收集系统管线和输送系统管线。

收集系统管线是指油气生产区域的管线。

这些管线把生产的产品，如：油、气收集到处理厂进行加工处理；将原油送到炼油厂进一步加工成汽油、煤油等；而天然气则被处理成纯净的干气，并通过管路设施输送到最终用户。

与输送系统相比，收集系统管线的内部环境更难处理。

收集管线内的液体通常包括水和固体物质，如沙子、石蜡、沥青等。

这些沉积物粘附在管壁上。

如果不将这些沉积物清除，沉积物与管壁之间就易发生腐蚀。

这些沉积物还可能同管道内的水蒸气}昆合到一起。

这些液体和产出液一起很容易在管线的低处混合。

如果这些液体留在管道里，液体中滋生微生物诱发的腐蚀现象(M I C)就会发生，而天然气输送管线通常输送的是纯净的干气或炼制后的产品，少有这种现象发生。

2清管的目的和重要性清理管道的主要原因是为了进行在线检查、防腐和提高流动效率。

由于清洁原由的不同，清洁标准、清洁目的、清洁级别和清洁方式也会随之变化。

对清理管道所做的恰当的解释应该为：不是单纯地为了增加流量，而是为了减少操作成本，降低生产成本，提高收益。

因此，清管技术对于管道使用方来说，绝对是重要的和必要的。

如果管道未经清洁，并且没有得到良好养护的话，其结果就是造成经济上的更大损失。

反之，管道越清洁，流经系统的气、液量就越大。

通过清除管道内的积存物，增大了管道的直径。

这种方法还可以使管道内表面变得平滑，从而减少阻力或减小磨擦系数。

降低磨擦系数就意味着增加流量。

管线清洁技术的重要性主要体现在：(1)增加流量；(2)提高生产效率；(3)减少内部腐蚀；(4)安全生产；(5)降低维护费用；(6)延长管道使用寿命；(7)获得精确的管道腐蚀检查结果。

据行业发布会资料介绍，一家大型输气管道公司曾花80万美元清洁了一段直径为30i n(76．2c m)的管道；清洁后，其流动效率从58％提高到96％。

在接下来的7个月时间里，这家公司节约了120万美元的压缩机燃料费。

还有个实例，有项工程总成本为64万美元，在清管器发送筒和接收筒上的花费为10万美元，在管道清洁的具体操作方面用了54万美元，总重量达15．6364kg的残渣分12次被清走，管道效率从7l％提高到80％。

之后的8个月，节约压缩机燃料费达3．77万美元。

管线清洁技术的重要性由此可见…。

3清管器的分类和使用输送管线不像收集系统管线那样经常清理。

虽然清理管线有很多方法，但清管器清管法是最常用的一种。

如今已有各种各样的清管器。

根据每个公司的操作理念和所要完成的工作，清管器可分为清理型清管器和封堵型清管器两类…。

3．1清理型清管器清理用清管器具有刮除管壁杂质、碎屑的能力。

线刷或聚氯酯刮片都属于这种清管器。

清理用清管器由几部分构成，包括擦刮管道内壁以便除掉粘附在管道内壁上的固体物质所用的刷子或刮刀。

如果要向管道内加防腐剂，那么重要的是让防腐剂接触到管壁才能生效。

通常是把防腐剂批量地加在两个清管器之间，以便使之能完全接触到管壁。

清理型清管器的刷子有几种不同的刷毛。

除非特别指定，否则制造商通常所提供的均为坚硬、密集第29卷郭冀江．清管器清管技术在海底管线预调试中的应用的金属丝毛刷。

如果管壁上有石蜡，石蜡就会糊住刷子，使其不能有效地运行。

在此情况下，建议用聚氨酯刮刀代替刷子。

这种刮刀对刮除石蜡组分十分有效。

如果认为管道里有大量的铁屑，在清管器上装块磁铁是个好主意。

它会拾取管道内所有的铁屑。

如果估计管线内有大量的碎屑(沙子、石蜡)，也可以在清管器前端加个喷嘴。

喷嘴喷出的液体流经清管器，并在清管器前形成旋涡，以悬浮状态携带碎屑。

这样，清管器就不会卡住。

3．2封堵型清管器封堵用清管器可以是涂层或非涂层的泡沫清管器、球状固体铸造聚氯酯清管器或钢芯棒无刷清管器。

钢芯棒清管器有几个刮管环，可以把环前管道内任何液体或碎屑档住并推出管道。

封堵型清管器通常用于湿气系统中除液。

一些管线内聚积了大量的杂物，需要每日清管。

在这种情况下，就可能考虑使用自动清管方法。

自动清管通常使用球。

自动投球器有5～10个球，能自动按需投放。

圆盘清管器是目前常用的一种清管器。

在钢芯棒清管器设计中，6盘式清管器可同时用于封堵和刮除。

它有8个堵塞盘片(每端三个)和两个引导盘片(每端1个)。

引导盘片的直径和管道内径大致相同，并且比封堵盘片略小。

引导盘片支持清管器，同时还能限制对管壁的刮除。

它可以加上刷子清管。

盘片使清管器能双向运行。

如果清管器在管道内被卡住，反向施压可以把清管器退出。

在固体铸造聚氨酯清管器中，这种圆盘式清管器有5～6个圆盘，并且后面带有密封皮碗。

清管器的筒芯是空的，可充气加压，使清管器膨胀来堵住清管器与管壁间的空隙。

在Sz36—1海底管线预调试项目中，采用的是封堵型清管器，有8个直板的聚氨酯清管器，如图l 所示。

4清管器清管技术要求(1)出球处要划定危险区，并安排专职人员负责图l八直板聚氨酯清管器照片警戒，禁止闲杂人员进入。

(2)通球时，发球装置处应设专职人员观察压力变化，并做好排量、压力、通球时间记录；在收球处需专人观察水色变化以及水质情况。

(3)出球处要安排好排水设施，能通畅地排掉管子里的水。

(4)清管时，工作压力应控制在合理的范围值内。

如清管器遇阻，可提高其工作压力，但最大压力不得大于设计压力。

发球端要选在管线高的一边，收球端要选在能接受排水的一边。

(5)清管器使用前，对磨损较大的皮碗进行检查，内容包括皮碗外型尺寸变化、划伤程度等。

(6)清管过程中，尾端不再排出杂物时可视为清管合格，可停止清管。

清管合格后，应按业主或监理的规定作好记录。

业主和监理签字后方能确认合格…。

5清管器清管技术在项目中的应用5．1项目背景Sz36一l／LD5—2油田坐落在渤海辽东海湾南部，在绥中县东部50km、LD4—2w H P平台东北部8km、LD l0—1W H P平台20km、Jz25—1S油气田西南部37．3km，平均水深(30—32)m。

油田计划安装3个源头平台、1个中央平台、铺设6条海底管线和2条海底电缆，具体参如表1所示，图2为此项目6条海底管线分布情况示意。

图内实线所示管线指有l O清洗世界第2期清扫、试压和除水功能；虚线所示管线指有清扫、试压、除水和干燥功能。

图2新建海底管线表1新建海底管线技术参数5．2清管器清管技术在项目中应用的技术要点1)在本项目中，首先根据海管的技术参数和现场的情况，现在配套的设备。

设备是使用符合清管技术要求是首要控制的环节，注水泵或者是空压机的选计算，并综合自己公司的现有设备情况和现场复杂工况，选择最适合的清管设备。

表2列出了清管理论数据。

项目中使用了3台40m3／h的潜水泵，给流量100m3／h注水泵进行供水，由注水泵提供清管的动型，主要根据管道的尺寸和清管要求的速度进行理论力，管道为LD5—2w H P B至s z36—1cE PK(M B K)。

表2清管过程数据2)发射清管器需要有发球装置。

发球装置安装在海底管线的首端位置，必须便于装球，便于安装，便于安装各种管线和压力表，安装的位置必须便于施工人员观察。

3)清管器由专门的技术人员进行安装，必须安装正，而且得用工具把清管器第一个，最好包括第二个聚氨酯直板装进符合尺寸的海管内。

要是第一个直板未装进到海管内，注水的时候，清管器就会漏水，憋不住压力，清管器不能前进。

4)注水泵启动后，清管工作正式开始，压力的控制是至关重要的，可直接影响清管的速度和清管的成败。