HDPE内衬修复管道技术在吐哈油田的应用
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吐哈油田神泉干气外输系统优化工程管线需要穿越兰新铁路,向铁路局相关部门申请后,未获许可。
该项目其他主体工程前期已完成,穿越段成为工程瓶颈。
为尽快完成项目建设,使项目尽早投运发挥效益,在目前新建管线穿越高铁段施工不能进行的情况下,急需寻找可行的替代措施。
在改穿越段原建有一条等径油气集输管线,运行17年,因管线腐蚀严重停用。
在铁路建设过程中,对穿越该段管线及相邻的管线进行了管涵保护。
为解决目前项目建设瓶颈问题,决定在吐哈油田首次采用内穿插高密度聚乙烯(HDPE)管修复技术对该段管线穿越段进行修复,经过清洗、内衬管修复处理后,恢复管线运行功能,服务于生产,同时解决了管线穿越难题和腐蚀问题。
1 内衬管修复工艺1.1 工艺原理
采用非开挖的内修复技术,将HDPE管,经专用U 型压缩设备缩径,截面被压变成双层U形(图1),从而使内衬管截面缩小约40%,在牵引力的作用下拉入原输油管道中。
HDPE管到位后,借助于其自身记忆特性或压力和温度的作用使HDPE衬管管径回弹恢复(图2),外壁过盈贴附于待修复金属管内壁,形成牢固的管中管结构,具备了非金属HDPE 管良好防腐性能及金属管的力学性能,输送介质在HDPE管中流动,而不与钢管接触,从而有效提高管道的整体性,达到内防腐蚀的目的,修复后管道寿命可大幅延长。
图1 截面压缩的U型内衬管 图2 安装变形管后形成的组合管道
1.2 修复工艺流程
在工程施工前,相关技术人员现场勘察,确定待修复管道埋地、运行压力、管线腐蚀及周围环境等,详细调研后,确定合适的开挖地点和断管位置,开挖标准操作坑。
1)旧管线断管和清洗。
利用管道探测仪器对旧管线进行地面测控定位,然后根据设计的长度开挖、切割旧管道,在管段两端焊接金属法兰。
根据现场条件,开挖断开长度确定为380m。
管线断开后,采用牵引式物理清管技术对管道内壁进行清洗、清障,彻底清除管道内的杂物、管壁上的结垢、锈层及其他附着物,起到通径的作用。
不能有突出硬垢、焊瘤、木楔等尖锐硬物存在。
该穿越段地势南低北高,清洗和穿
穿插均由南面牵引。
2)内穿插HDPE管的焊接 在现场采用单根热熔焊接方式,将HDPE管逐一连接,HDPE管段应比旧管段略长。
焊接完成后,将热熔焊接时所产生的焊瘤切除,打磨光滑焊接表面,以保证内穿插顺利和贴附紧密。
HDPE管段接好后,先对其进行密闭性检查,确保衬管的焊接质量。
3)HDPE管压缩及穿插 在HDPE衬管的首端固定好牵引头,接好牵引缆绳。
同步启动缩径机和牵引绞车,按照方案设计的速度均匀牵引HDPE衬管通过缩径机缩径后进入主管道,从另一端牵引出设计的长度。
在牵引过程中,要密切监控内衬管段的应力大小,防止超过其拉伸屈服强度。
4)翻边法兰压制 穿插结束后,采用高温压制成型装置在管段两端压制HDPE翻边法兰。
法兰制作应在HDPE管未加压、加温回弹贴合之前实施,以便其复原过程中所产生的轴向拉伸力可使翻边法兰与金属法兰更加紧密地贴合在一起。
HDPE内衬管穿插完毕后,整体管线应具备4.0MPa的承压能力,保证管线运行后法兰接口不渗不漏。
完成后将翻边法兰配合钢法兰将修复管段与主管连接起来。
修复完成后对该工程整条管线进行整体试压,试压合格后回填,投产运行。
2 效益评价
内穿插HDPE 管修复技术采用非开挖修复方式,有效地克服了传统开挖更换管道方式的缺陷,避免了对环境的破坏,有力地保护了环境和公用设施,同时改造成本仅为新建管线的30%左右,在要求地面系统快速建成配套的工程中,可大幅缩短施工周期、实现提前投产、节约投资成本。
同时其良好的化学稳定性,防止腐蚀或损坏,也不会滋生细菌、微生物或结垢生锈。
可广泛应用于DN100以上通径的天然气管道、输油管道、注水管道等油田集输管道。
参考文献
[1] 解海林,徐效华等.穿插衬装高密度聚乙烯管在线修复旧管道技术[J].腐蚀与防护,2002,23:174-175.
[2] 张晨利,薛雄锐等.非开挖穿插高密度聚乙烯管在线管道修复技术[J].施工与焊接,2002,5:21-23.
作者简介
孙坤,助理工程师,1988年生,2012年毕业于西安石油大学油气储运工程专业,现主要从事油气田地面工程建设施工管理。
HDPE内衬修复管道技术在吐哈油田的应用
孙坤
吐哈油田吐鲁番采油厂 新疆 鄯善 838202
摘要:采用非开挖内穿插高密度聚乙烯管修复管道技术,利用金属管的力学性能与非金属管的耐腐蚀性能相结合,由翻边法兰与金属法兰配合进行连接,管道整体性和密封性良好,有效地提高了管线的防腐蚀性能,同时解决管线穿越和腐蚀等影响生产难题。
关键词:高密度聚乙烯修复 内穿插修复 腐蚀防护 管线穿越。