管道动火开孔黄泥墙封堵工艺参数及施工流程探讨

（6） 施工完成后存在安全隐患。 目前所有的大口径开孔机都只能实现垂直向下 开孔，因此该工艺中使用的焊接球阀只能安装在待开 孔管线的垂直上方，导致本应承担球阀重量的支承座 不能直接支承在球阀上，而是支承在球阀下方的管线 上，球阀本身的重量，则完全由马鞍口短节的焊缝承 担，见图 3，大口径的焊接球阀自重均在 10t 左右，这 么大的重量，长期压在马鞍口焊缝上，在马鞍口局部 形成了极大的应力。 管道在输送介质时，原油在输送 时的温度在几十度，介质流动和热胀冷缩都会导致管 道产生振动，承担巨大应力的马鞍口焊缝在长期振动 中极易疲劳断裂，形成安全事故，见图 4。
（2） 油抽完后，用钢锯将连头部位锯断 ，然 后 用 预制好的黄泥放进连头部位管内捣实。
①作者简介：工程师，2003-07 毕业于石油大学（华东）土木专业
（3） 经测试可燃气体合格后，俢磨坡 口 ，再 用 黄 泥封堵预制好的短节，焊接前再次测试可燃气体合格 后，将预制好的短节进行组焊，从而实现对改造管道 的封堵，连头。
4.2 业主及设计部门原定工艺简介
原定工艺为带压开孔， 即在管线不停输的情况
乌鲁木齐来油进罐 吐哈来油进罐 库鄯来油进罐
罐到给油泵
新建管线
பைடு நூலகம்连头点
连头点
连头点 连头点
消
新建管线
防
通
道
图 2 施工连头部位示意图
下。 （1） 在开孔部位骑马鞍口焊接带法兰的旁通短
节； （2） 将焊上法兰的球阀安装在短节上，关闭球
（2） DN700 以上的大口径管道上，需要改扩建动 火连头时应停输， 可直接采用黄泥墙封堵工艺作业， 不宜采用带压开孔， 通过数次黄泥墙封堵工艺施工， 发现黄泥墙封堵施工技术具有良好的安全性， 经济 性，普遍性，可操作性和适用性。 不仅适用大口径管道 连头，而且只要停输所有管径的改扩建都适应，成本 低，投入少，避免了作业风险，是一种很好的使用广泛 的管道维修改扩建施工工艺；
Φ711×7.1mm 管线上每道口需 60~70min。 Φ914×10mm，打 底 需 18min，半 自 动 填 充 盖 面 需 40min，合计一道口连准备时间为 70~80min。 3.2.2 试验参数 经多次试验，我们采用了表 1 中的黄泥墙厚度参 数，并得出黄泥墙封堵后，管道内介质充满后浸塌黄 泥墙的时间。
责任编辑：李未蓝 收 稿 日 期 ：2010-03-30
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这是钢丝绳拉力试验所需的破断拉力。 为了有一
定余量，所以抽油机钢丝绳破断拉力试验时的载荷按
439.56×1.1=483.51kN 确定。
（1） 开挖作业抗。 按要求两端分别开挖作业坑及 放坡作业坑， 其尺寸为 2m×4m×(管底标高+0.4m)，并 按规定放坡围护。
确定开孔位置，用经纬仪测准开孔中心，管道水 平偏差不大于 5mm，椭圆度不大于 2mm；
（2） 开 始 黄 泥 墙 封 堵 作 业 ，工 艺 流 程 见 本 文 2.1 条，具体参数见本文 3.1 条，示意图见本文图 1。
（2） 经济，实用，永久。 带压开孔 D900 一个孔，仅 开孔加球阀材料费约需 200×104 元施工费用，二次施 工费用 40×104 元，合计 240 多万元。
而黄 泥 墙 封 堵 成 本 非 常 低 ， 加 施 工 费 用 仅 20× 104~30×104 元。 具有良好的经济性和使用性，永久性；
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工作准备时间，则该黄泥墙的厚度就是合适的。 本文以最常见的向下焊打底或氩弧焊打底，半自
动填充，盖面计算一些常用管线的焊接时间，每道焊 缝预计准备时间为 10~15min。
如 Φ508×6.4mm 管 线 ， 每 道 口 焊 口 合 需 要 30~ 35min，准备时间为 10~15min，总计 50min，下同。
新 疆 管石道动油火油开田科孔高黄压泥技注墙汽封锅堵炉工在艺役参检数验及2与0施01研08工年究流第程42探期讨（第 1208 卷）
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管道动火开孔黄泥墙封堵工艺参数及施工流程探讨
李志飞① 黄涛
新疆石油工程建设有限责任公司， 834000 新疆克拉玛依
摘 要 对传统的黄泥墙封堵工艺进行了参数探讨及工艺改进。 从安全性、经济性、可靠性方面论述了黄泥墙封堵在各种管径动
使用时按比例配备后拌合均匀， 用手捏微干为 宜。 或者压成 20×10×3 四角块也可，放入管道内用木 棒捣实，现场安全条件具备后动火连头。
3.2 黄泥墙在管道内尺寸要求
黄泥墙封堵情况如图 1。
三通
黄泥墙
图 1 黄泥墙封堵情况
3.2.1 黄泥墙厚度计算 焊接时必须严格按设计规范组对焊接，这样根据
焊接方法和管壁厚度， 就可以预先估计焊接时间，只 要黄泥墙被管线内残油浸塌的时间长于焊接时间及
4.2 液压缸的选用
液压缸为：G 型车辆液压缸 GGL1Φ160/Φ90。
液压缸额定工作压力 25MPa；
液压缸推力
F1=
π 4
D2P ×106
得出计算结果推力
F1＝502.65kN；
拉力
F2=
π 4
（D2-d2
）P×106
得出计算结果推力
F2＝
343.61 kN.
液 压 缸 推 力 502.65kN 大 于 工 作 载 荷 483.516
压力。
5 应用情况
2004 年 12 月制造完成至今，每年生产上千根抽 油机钢丝绳，每批抽检部分钢丝绳，使用效果显著，产
表1
管径 D 黄泥墙厚度参数 L（见图 1）
Φ508
1.5D
Φ610
1.5D
Φ711
1.8D
Φ914
2.0F
Φ500 以下
1D
浸 塌 时 间 （h）
≥1.5 ≥1.5 ≥2.0 ≥2.5 ≥1.5
2010 年第 2 期（第 20 卷）
由前面的计算过程可知，表 1 采用的黄泥墙厚度 是完全安全的。
4 实际应用
3 参数探讨
3.1 黄泥拌合比例
黄泥拌合比例要求高，不能过干，也不能太硬，经 多 次 实 验 后 得 出 一 般 比 例 为 ： 一 袋 滑 石 粉 （25kg）∶ 10kg 黄油即可。 也就是滑石粉与黄油比例为 2.5∶1 如 果采用过筛后的细黄土和水替代滑石粉和黄油，则细 黄土和水比例为 7∶1,不能用沙子泥土及其他灰尘。
（3） 总施工周期短。 不需要制作管支承座，不需 要开挖浇筑支承座的水泥基础，也不需要平整出吊车 停靠的场地，节约了总施工周期。
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2010 年第 2 期（第 20 卷）
4.6 对于大口径管道改扩建需动火连头施工 的建议。
（1） 小于等于 300 以下的油气长输管道可采用 不停输带压开孔；
（3） 在 DN700 ≥DNα≥DN300 主干线管道上及 其它管道上需要改扩建连头，可根据不同的几种封堵 设备及不停输封堵工艺原理采用不停输封堵工艺作 业，以达到提高工效，降低劳动强度，保证安全施工。
5 结束语
目前，我国在长输管道改造中需要在主干线以及 支线管道上，常用的有囊式封堵，在封堵 DN700 以上 大管径时密封性差，安全性小，危险性大、承压低等原 因，应用受到限制；盘式不停输封堵器受管道椭圆度， 管道内壁焊接缺陷、 封堵盘位置极难控制等因素影 响，常造成封堵不严，往往是边抽油，边短管、连头，施 工安全隐患极大；膨胀筒式不停输封堵有其极大的优 越性、 但也不能很好地解决 D700 以上大口径管道连 头的要求。 黄泥墙封堵施工技术具有良好的安全性， 经济性，普遍性，可操作性和适用性。 不仅适用大口径 管道连头， 而且只要停输所有管径的改扩建都适应， 成本低，投入少，避免了作业风险，是一种很好的使用 广泛的管道维修改扩建施工工艺。
火连头时存在的问题、该工艺相对于其他工艺的优越性及处理的措施。
主题词 长输管道 黄泥墙封堵 封堵参数
1 前言
随着国内石油工业的发展和石油储备量的不断 增加、长输管道建设呈现出大口径的趋势、管道的安 全和环保问题越来越受到各级领导及有关部门的关 注。 需要新建、改建、扩建的长输管道及罐区进出口管 道上进行动火开孔作业和封堵作业也越来越多，而合 理的封堵工艺可以确保施工过程的安全并提升施工 的工效。
4.3 带压开孔工艺的优缺点
优点：停输时间短。
管道动火油开田孔高黄压泥注墙汽封锅堵炉工在艺役参检数验及与施研工究流程探讨
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缺点： （1） 施工费用高。 大口径焊接球阀价格昂贵，现 场需要使用吊车，连材料费、安装费、材料加工费、场 地平整费用、水泥基础的浇筑费用共需 450×104 元左 右； （2） 设备浪费严重。 该工艺所用的球阀在开孔完 成后即完成使命，成为管线上的多余物，不仅造成维 护费用，还对管线的运行产生安全隐患；
kN，所 以 所 选 液 压 油 缸 是 能 够 满 足 设 计 要 求 。
4.3 油泵的选用
选用 CY14-1B 型斜盘式轴向柱塞泵 ：5MCY14-
1B。 油泵额定工作压力 32MPa，油泵排量 5mL/r，油泵
额定转数 1 500r/min ，油泵驱动功率 6kW。 油缸行进
速度 9.33cm/min。 油泵可以满足油缸 25MPa 的工作
（3） 施工周期长。 虽然开孔本身耗费的时间不 长，但球阀及短节的法兰需要加工，起吊及开孔设备 的调动，现场人员的配置安排，场地的平整，水泥基础 基坑挖掘，水泥基础的浇筑及凝固都需要时间；
（4） 场地有限制。 承重 10t 的水泥基础需要开挖 相应大小的基坑，起吊作业需要相应大小的场地；
（5） 使用场所有限制。 目前高压管线已经不允许 使用马鞍口短节联通， 必须使用等径三通进行联通。 带压开孔工艺仅能使用于中低压管线上；