廢棄油氣管道棄置技術探討

1、廢棄油氣管道棄置技術探討摘要：為了深入探討廢棄油氣管道棄置技術，通過對國內(nèi)外廢棄油氣管道棄置 技術的調(diào)研，了解國內(nèi)外棄置技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。結(jié)合實際工程案例，針對廢 棄管道清洗和注漿封閉等棄置技術進行探討，總結(jié)出一定經(jīng)驗，為將來在此領域 進一步的研究奠定了基礎。關鍵詞：廢棄油氣管道；棄置；管道清洗；注漿封閉油氣管道的廢棄是管道全生命周期管理的重要環(huán)節(jié)，管道服役年限達到上限 或者繼續(xù)輸送油氣的效益遠低于輸送成本且管道沒有其他用途，或者管道自身條 件老化嚴重、安全運行風險大，廢棄是不可避免的選擇。目前，國內(nèi)許多管道老 齡化嚴重，面臨著很大安全隱患，而且隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，管道途經(jīng)環(huán)境 發(fā)生巨大

2、變化，一些管道途經(jīng)區(qū)域變成了工業(yè)區(qū)和生活區(qū)，一旦發(fā)生事故，造成 的社會影響和經(jīng)濟損失巨大。因此，開展廢棄油氣管道棄置技術研究勢在必行。1國內(nèi)外棄置技術現(xiàn)狀基于對國外廢棄管道處置標準及現(xiàn)有技術的分析，從土地使用規(guī)劃和安全風 險評價兩方面考慮，廢棄管道處置方式主要有拆除和就地處置兩種。直接拆除可 以將隱患處理完全，但使用范圍受限，管道地上有障礙物時，無法拆除。就地處 置主要是填充法，有注水、注氮、填充固體材料等填充方法，其中填充固體材料 方法可以解決管道塌陷及廢液、廢氣污染問題，將成為廢棄管道就地處置領域的 發(fā)展趨勢。我國20世紀建設的油氣管道已進入40年以上的老齡階段，接近使用壽命的 上限，出現(xiàn)

3、嚴重的腐蝕、變形等問題，管道進入事故多發(fā)期；由于油源調(diào)整，部 分管道處于停用或閑置狀態(tài)；城市規(guī)模不斷擴大，建筑物占壓或離管道太近，存 在較大安全隱患。特別是“11.22 黃島管道爆炸事故發(fā)生后，國務院加大對管道安 全隱患整治力度。我國廢棄管道處置技術儲備薄弱，工程案例較少，研究尚處于 起步階段，在管道拆除處置方面未形成系統(tǒng)的技術體系、行業(yè)標準；在管道清洗、 就地處置注漿固化方面的研究和實踐更少。在我國現(xiàn)行法律法規(guī)中僅中華人民共和國石油天然氣管道保護法中提出 “管道停止運行、封存、報廢的，管道企業(yè)應當采取必要的安全防護措施，并報縣 級以上地方人民政府主管管道保護工作的部門備案，但是對于廢棄管道處

4、置方式 選擇、過程控制、環(huán)境管理及后續(xù)監(jiān)督等方面均沒有要求。國內(nèi)廢棄管道現(xiàn)有的處置技術處于探索階段，清洗方面，采用物理清洗法、 化學清洗法以及兩者結(jié)合法，但未形成通用性的清洗工藝。拆除方面，雖有部分 工程案例，但沒有統(tǒng)一的工藝要求。就地處置方面，一是采用注水或注氮的方法 進行封存，但注水后的管道穿孔嚴重，管道內(nèi)封存水滲入地下，污染土壤及地下 水；二是填充混凝土，受流動性和初凝時間限制，一次施工距離較短；三是灌注 水泥砂漿，雖然大大增加了灌注距離，但是管道充盈率大幅下降，一次成型不足 60%。2棄置技術探討2.1管道清洗技術（1）管道清洗技術研究內(nèi)容一般包括以下方面廢棄管道殘留物成分、物化性質(zhì)、

5、危害性分析；清洗方案分析及選擇，包括清洗原理研究、氮氣置換、蒸汽吹掃、化學藥 劑清洗等清洗方法組合研究；清洗配套裝備與施工工藝研究，包括裝備選型、管道流體計算、配套工裝 設計、施工流程設計等；清洗殘留物處理方法研究和排放指標研究等；廢棄管道清洗質(zhì)量標準的研究。（2）技術工藝以某工業(yè)區(qū)占壓管段改線工程為例，結(jié)合管道技術參數(shù)和現(xiàn)場實際情況，確 定本工程大致技術工藝為氮氣吹掃收油、機械切割分段、蒸汽吹掃并回收殘留物、 污油回收處理等，如果清洗效果達不到質(zhì)量指標，再加化學清洗方法。一般來說， 化學清洗與蒸汽清洗相結(jié)合，能有效清除管內(nèi)壁的頑固油垢和無機物垢層。氮氣吹掃收油工藝由于該廢棄段管道已持續(xù)運行多

6、年，管道狀況較差，管道內(nèi)部存在大量油泥 及障礙物，掃線時出現(xiàn)卡球的風險較高。另一方面，管壁腐蝕嚴重，無法承受較 高的壓力，出現(xiàn)卡球時無法通過強硬增加推球壓力的方法進行解卡。為避免發(fā)生 卡球問題，本次掃線采用兩個柔性聚氨酯泡沫清管器進行掃線操作。本工程廢棄管道全線實施整體氮氣掃油，氮氣源采用液氮，液氮車、汽化器、 水套爐配套使用，能夠保持較高氮氣壓力。采用柔性防靜電輸油管端串聯(lián)收球筒 與油罐車進行油品回收作業(yè)。掃線流程：（1）確認各項準備工作完畢；（2）開始向發(fā)球筒注入氮氣；（3）在氮氣壓力的推動下，掃線清管器推動原油注入油罐車內(nèi)；（4）沿線各跟 蹤點匯報掃線清管器行進過程；（5）清管器進入收球

7、筒，掃線結(jié)束。蒸汽清洗工藝完成氮氣吹掃后，管道內(nèi)主要存油已經(jīng)回收完畢，剩余的少量油品及管道內(nèi) 壁油垢采用蒸汽加熱和多功能PIG清管器相配合的方法進行清洗，排出的污油 及污水利用密閉回收裝置收集后裝入油罐車回收利用，排出的氣體經(jīng)油氣冷卻、 吸附處理合格后排放。蒸汽清洗時，通球速度控制在1-2m/s，清洗最終以管內(nèi)達到無油、垢及其它 雜物，管壁呈現(xiàn)金屬本色為準。為進一步驗證管道內(nèi)各處清洗效果，選用白色泡 沫球，用空壓機作氣源再次進行管道通球，接收到的泡沫球體無固、液物為合格， 檢測管內(nèi)氣體無可燃氣體為合格。如仍不滿足，重復清洗直至滿足清洗要求。污油回收處理管道內(nèi)殘油及油垢經(jīng)蒸汽吹掃后進入污油密閉回

8、收裝置，按固體、液體、氣 體實現(xiàn)三級分離。其中：固體油泥直接裝袋回收；油水混合物抽入油罐車回收； 油氣混合物經(jīng)冷凝裝置冷卻變成油水混合物用油罐車回收，余留氣體直接排放。2.2管道注漿封閉技術（1）管道注漿封閉技術研究內(nèi)容一般包括以下方面漿液材料研制及試驗，包括原材料選型、配合比設計、模擬注漿試驗等；填充工藝研究，包括填充球技術、填充工藝等；注漿封閉裝備研究，包括漿液材料生產(chǎn)裝備和填充裝備的計算、選型、改 進等。填充固化后質(zhì)量標準的研究。（2）技術工藝廢棄管線內(nèi)的注漿封存材料既要具有一定的流動性、可泵性，又要具有抗壓 性，滿足一定的壓力，同時，還要具有材料來源廣，價格便宜，節(jié)約工程成本的 特點。綜合考慮各方因素，選用水泥為主要膠結(jié)材料，按照一定比例進行室內(nèi)試 驗，通過試驗結(jié)果確定泵送漿材的配比。實驗效果：管道灌漿后充盈率達到95% 以上?，F(xiàn)場施工時，采用一臺高壓泵車，數(shù)輛泥漿攪拌車（泥漿攪拌車的數(shù)量根據(jù) 泵送功率及商混廠家與施工現(xiàn)場距離確定），泥漿泵車與灌漿孔采用高壓膠管連 接，泥漿泵車與攪拌車采用大口徑膠管連接.設備在使用前要進行維護保養(yǎng)，降低 故障率。3結(jié)論油氣管道的棄置作為管道生命周期的最后一個環(huán)節(jié)，在安全和環(huán)保要求日益 嚴格的情況下，是管道公司急需面對和解決的問題。國外對管道棄置經(jīng)驗較為豐 富，而國內(nèi)則是剛剛起步。未來，國內(nèi)在此領域的發(fā)展方向和目標是，一是制定 棄置