董鵬1 戴聯雙2 付春艷3

1.中國石油天然氣與管道分公司；2.中國石油管道公司；3.中國國際工程咨詢公司

 

清管通常分為兩種，一種是為了保持正常生產周期性進行的清管，主要是為了維持設定的生產功能，我們稱之為生產清管；另一種是為了管道能夠進行內檢測，保障內檢測獲得高質量的數據而進行的清管，我們也稱為特殊清管或者內檢測清管。從技術的復雜性、清管次數和清管所要達到的清潔程度來說，后者比前者更加苛刻。一般來說生產清管是周期性的，屬于管道日常維護的一部分[1]，而內檢測清管主要目的是為管道實施內檢測創造良好的條件[2]，在內檢測清管過程中發生清管異常事件的頻率也遠遠高于生產清管。

為了更好地發展清管技術，共享清管實踐中取得的經驗和成果，本文將基于內檢測清管過程處置異常事件的實踐，分析各種異常事件處置的措施，研究當前清管所面臨的技術局限性和運行現場的管理問題，提出解決這些疑難問題的方法。

1 內檢測清管異常事件處置

1.1某原油管道內檢測清管異常事件處置

（1）異常情況描述

某原油管道管徑457mm，輸送長慶原油。該管道A站～B站段在2014年9月19日至10月4日之間完成“漏磁+幾何”檢測，共發送了清管器5次，“漏磁+幾何”檢測器1次（發球記錄見表1）。其中該段第5個清管器推出的雜質為10公斤，經成分分析判定90%以上為軟蠟；“漏磁+幾何”檢測器推出的雜質約為6公斤，主要成分也為軟蠟。

表1 A站～B站段收發球記錄

序號	輸量 （m3/h）	出站溫度（℃）	進站溫度（℃）	發球時間	收球時間	清管器類型	雜質量（kg）	雜質類型
1	453.2	39.1	33.1	2014年9月19日17：05	2014年9月20日 18：12	2支撐板3皮碗測徑	140	土、軟蠟混合物（主要軟蠟）
2	481.2	39.8	33	2014年9月22日14:38	2014年9月23日 15:26	2支撐板4密封鋼刷、磁性	180	土、軟臘混合物（主要軟蠟）
3	569.2	39	34	2014年9月26日13:14	2014年9月27日 10:30	同上	3	磁性吸附物和軟臘
4	464.5	41.7	34.6	2014年9月29日11:24	2014年9月30日 13:44	同上	5	磁性吸附物和軟臘
5	463.2	42	34	2014年10月1日11:42	2014年10月2日 14:03	2支撐板4密封	10	軟蠟
6	463	42	34.3	2014年10月3日 13:28	2014年10月4日16:16	漏磁+幾何	6	軟蠟

2014年12月16日啟動了A站～B站段的中心線（IMU）檢測，并于12月17日在B站接收了該段2014年內檢測以來的第6個清管器（運行相關參數見表2），從收球筒推出420公斤雜質，過濾器清出300公斤雜質，雜質的主要成分為黃泥（見圖1）。此次清出的雜質塞滿了整個收球筒和過濾器，且在清管器進入收球筒前，因清管器前端堆積過多雜質導致進站壓力上升0.05MPa。

表2  A站～B站第6次清管運行相關參數

 

（2）異常原因分析及建議措施

從A站～B站段前5次的清管和“漏磁+幾何”檢測推出的雜質情況來看，可以判定該段第6個清管器推出的含黃泥量很大的雜質是2014年10月4日以后沉積或者輸送的油品中攜帶的黃泥。

通過對油樣分析和采油廠的初步調查發現，12月初開始該條管道輸送的原油主要為采油廠儲罐的罐底油，罐底油沉積了大量黃泥雜質，而A站～B站段第6次清管推出的雜質正是罐底中沉積的黃泥進入管道導致的。

通過此次事件，對該條管道的生產運營提出如下建議：

一是通過該段時間原油的輸送，管道中可能沉積了大量的黃泥，建議盡快開展生產清管工作，避免日積月累，增加清管風險。同時生產清管過程中發送的第一個清管器應適當增大泄流孔的設置，提高進站溫度至30℃以上，清管器過盈量不宜超過3%。

二是建議全面排查12月10日以后來油的油源情況，加大各站的采樣頻率，分析油品成分，進一步明確雜質超標的原因，以便更加有效地做到源頭控制。

三是增加首站來油的原油儲罐清洗頻率，采油經過儲罐沉淀以后再進入管道外輸。同時，應改善首站的過濾功能，避免大量雜質進入管道。

2.2 某成品油管道內檢測清管異常事件處置

（1）異常情況描述

某成品油管道管徑660mm，C站～D站段從2014年5月8日開始發送第一個泡沫清管器，先后在D站連續成功接收三個輪次的清管器，前三個輪次中包括了測徑清管器，測徑板運行后無變形，皮碗、直板等組件磨損量均正常。在發送第四輪次清管器時發生了異常事件。

從C站發送的第四個清管器為兩支撐六直板清管器，于6月23日11:40發出，排量820方/小時，壓力4.4MPa，溫度15℃；7月17日08:55進鄭州站，清管器推出雜質173公斤（主要為粗砂），過濾器累計清理4次共清除160公斤雜質。具體的時間行進表見下圖2。

發生清管器間斷性停滯為第四球，從6月27日06:20第一次清管器發生停滯后至7月16日正常運行前，第四個清管器運行了3次，共行走了約22.6km。其中，兩次停留時間較長的位置分別位于40#閥室三通前（這次位置的判斷主要根據清管器跟蹤器和在該位置聽到截流的聲音）和41#閥室前1.3km處（這次位置的判斷主要根據該段管道泄漏監測系統及清管器跟蹤情況，清管器停留于40#閥室下游22.66㎞，距離41#閥室上游1.3㎞附近），這兩個位置都位于相對較低的位置，且兩個區域附近都有斜井。

圖2 第四個2支撐6直板清管器運行時間節點圖

（2）停滯原因分析

清管器停滯的主要原因包括兩個方面：一是管道內沉積的油砂太多，站間距過長（308km）。導致清管器在運行過程中前端堆積的雜質過多，從而加劇了清管器的磨損，密封性能下降，清管器泄流后失去足夠的驅動力，加上輸量頻繁變化等因素的共同作用，致使清管器間歇性停滯。二是C站～D站段管道途經地區地勢起伏較大，且存在大量的斜井，清管器在通過斜井的時候需要較大的驅動力，加上斜井有可能成為沉積油砂的主要區域，使得清管器容易在斜井或爬坡的位置發生停滯。

（3）建議措施

為了優化以后的內檢測前清管和內檢測作業，降低清管和檢測的運行風險，對清管過程中涉及的各方提出如下建議措施：

對于清管承包商的建議：①增加皮碗和直板的耐磨性；②采用改進型雙節清管器。

對清管承包商和運營公司的建議：③加強清管器運行期間雙向溝通。

對油氣調控中心和運營公司的建議：④清管期間避免停輸；⑤油品進入儲罐沉淀后再從管道外輸。

對于運營公司的建議：⑥縮短收發球站間距。

2 總結與展望

在內檢測清管異常事件處置中，一般都采用憋壓、反輸、救援清管器推動、斷管取球等方法來處置。同時，在清管過程中也蘊含著大量的對生產狀態分析有價值的信息，如原油管道根據推出的硬蠟或凝析油情況可以推測輸送介質的析蠟點和評估歷史熱輸送工藝的效果，氣體管道可以根據推出的雜質預測輸送介質的品質等。因此，有必要對管道內檢測清管的信息進行管理，形成清管信息的大數據，以類比同類型管道清管可能存在的風險狀態，這也是管道清管將來發展大數據的必然趨勢[3]。

同時，上述內檢測清管過程中發生的異常事件都未影響正常的輸油氣生產，其中有個共同的原因就是，所有的清管器都基于管道基本信息評估基礎上設置了數量不等、尺寸不一的泄流孔。泄流孔的設置歸功于沈陽龍昌管道檢測中心傳承了中國石油管道公司大量的清管實踐，吸取了中銀線2009年發生的“3.11”蠟堵事故經驗，后期改進了清管器的設計，在清管器中根據管徑、輸送介質、管道走向等多種因素設置了不同尺寸的泄流孔，從而大大降低了類似蠟堵事故發生率。所以說每一次清管異常事件都蘊含著大量的信息[4]，包括促進技術的發展和管理的變革等，同時也為規避大量類似未遂事故或者將事故徹底消滅在萌芽狀態積累了經驗[5]。

參考文獻：

[1]Q/SY GD 1003-2014 《油氣管道清管作業手冊》.

[2]Q/SY GD 1068-2014 《管道內檢測手冊》.

[3]馮慶善. 基于大數據條件下的管道風險評估方法思考[J]. 油氣儲運,2014,33（5）：457-461.

[4]馮慶善. “樹生”事故致因理論模型[J]. 油氣儲運，2014，33（2）：115-120，128.

[5]馮慶善，戴聯雙. 油氣管道事故啟示錄[M].北京：中國建材工業出版社，2016年1月.

作者：董鵬，中國石油天然氣股份公司天然氣與管道分公司高級工程師，有多年從事管道管理的經驗。

《管道保護》2016年第6期（總第31期）