海底管道清管技术研究

【摘要】 本文按照清管器进行清管作业目的不同对清管器进行介绍。并介绍了清管的目的，清管器的选择及清管流程及注意事项，为海底管道的清管作业提供支持。

【关键词】 海底管道 清管

海底管道的运行过程中，为了提高管道的输送效率，减小内壁的腐蚀以及分离出不同的油品，常常需要进行清管作业。目前在国内外采用的清理设备主要是清管器。

1 清管器分类

根据清管的目的不同可以将其分为：导向清管器；清洁清管器；隔离清管器。根据清管器的结构形式不同，可以分为：机械清管器；软质清管器；清管球。

1.1 导向清管器

导向清管器的主要目的是管道从起点到终点管径的圆度，使用导向性清管器也可以清除一些垫土块、焊条等建管时残留在管道内部的杂物。

1.2 清洁清管器

清洁清管器的目的主要是为了清除管道内的外来物质、沉积物和由腐蚀而产生的锈垢。清洁清管器的种类很多，如刮刀清理、硬毛刷清理、刮削清理机、水压清理、聚合物清蜡塞、凝胶清管和旁通清管器等，具体采用那一种则要考虑诸多因素，例如管径、管道长度及清理目的等。

1.3 隔离清管器

该清管器属于密闭性清管器，既可达到清管要求，又能起到隔离介质的作用，常见的有清管球、双向清管器和锥面形皮碗清管器等。

管道运营商对海底管线的运行压力应进行跟踪监测，监测的结果对了解管道泄漏和堵塞的运行情况非常重要。如果发现管道压降超过设定的压降，就应该对管道进行清管作业。

2 清管的目的

2.1 提高管道的输送效率

管道的输送效率下降会导致输量的下降。对于输油管道，原油中的固体杂质和蜡在一定条件下可能聚集在管壁上。对于气体管道和多相流管道，管道中有可能有水化物出现，这些都会降低管道的效率，增加压能的损耗。通过清管作业，可以提高管道的效率，据统计，通过清管，输气管道的效率可提高1%，输油管道的效率可提高3%。

2.2 减少对管道的腐蚀

根据NACE RP-01-75标准介绍，通过清管可提高管道防腐效果，它可与防腐剂和脱水剂等方法一起使用，减少对管道内壁的腐蚀。

2.3 分隔不同的油品

对于混输管道，为了减少油品的混合，可以用清管器对不同油品进行隔离，以达到经济有效地实现混输。

2.4 新建管道的清理

对于新建的管道，在投产之前，必须进行清管作业，以清理管道内的焊渣、杂质和其他异物，同时确定管道的变形度。

3 清管器的选择

清管器的结构型式较多，应根据不同的操作目的，选择不同类型的清管器。

（1）倘若用于清除管道内的外来物质和沉积物或结垢物，则应选用清洁作用的清管刷。

（2）若用于分隔管道内输送流体和清除管道内无用液体或腐蚀产物，则应选用隔离/驱替作用的清管器。

（3）若用于驱送含硫石油和含硫天然气、液化石油气，以及其它已炼制成的碳氧化合物产品，则应选用带有刮管环或锥形皮碗的清管器。

气体管道发射室的内径通常比管道大1-2in，发球室的长度至少是清管球长度的1.5倍。发射室装有可以快速打开的挡板，一条旁通管路（其尺寸是管道尺寸的1/4-1/3）接入在靠近挡板一端，以确保驱动清管器的介质作用于清管器信号探头挡板的后面。一条放空管线（其尺寸是管道尺寸的1/6），清管器信号探头装在发射装置的下游，以确认清管器进入管道。

清管器接收装置与发射装置几乎一样，不同的是接收室较长一些，一般是清管器长度的2.5倍，同时清管器的探头装在接收室上。

液体管道清管器发射和接收装置与气体管道不同之处是，装有低位排放管线（尺寸一般是50mm），其发射和接收步骤与气体管道一样。

4 清管作业流程

4.1 清管器发球流程

检查阀门和压力表，打开快开盲板推入清管器顶紧，关闭盲板。打开进油、气阀门，平衡发球阀门两端的压力。打开发球阀门后关闭主阀，发射清管器。打开主阀门，关闭进油、气阀门和发球阀门，对发球筒进行排污，放空为下次通球作准备。

4.2 清管器收球流程

检查收球筒阀门及压力表的完好率，在清管器到达前1小时按顺序打开收球阀门、出油、气阀，将主阀门部分或全部关闭。清管器进入收球筒后，打开主阀门，关闭收球阀门及出油、气阀。收球筒排污、放空，打开盲板取出清管器。关闭盲板为下一次通球作准备。

4.3 收发球注意事项

发球时，打开盲板前要泄压，操作人员要站在侧方；输气管线要注意黑粉自燃。必须确认清管器发出，必要时打开盲板进行检查，确认清管器运行状态。

收球时，打开盲板前要泄压，操作人员要站在侧方，防止被打到；开盲板时必须打开球筒的平衡阀；关盲板时，关闭排污阀，打开放空阀；如果需要放空引球时，放空口必须点火；清管器进入球筒时，要控制压差，以防球速过快，对收球装置构成冲击；专人负责监听清管器是否到达球筒；放空时，要注意防止污水污染环境。

5 结语

海底管道在运行一段时间后，由于结蜡，积液以及结垢和黑粉等因素，必然造成管道输送效率的降低等隐患，威胁管道安全运行，必须定期清管，以保证海洋油气生命线的完整性。

参考文献

[1] 彭辉.天然气管道清管作业工作法[M].石油工业出版社，2009