帶壓開孔,帶壓封堵,開孔機

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淺談輸油管道帶壓開孔技術及其應用

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淺談輸油管道帶壓開孔技術及其應用

發布日期:2018-12-12 作者:來源網絡 點擊:

淺談輸油管道帶壓開孔技術及其應用

摘 要

帶壓不停輸開孔裝置設備是在不停產情況下進行開孔接點,開孔機在開孔過程中是在完全封閉的空腔內進行的,刀具切削過程與空氣隔絕,無著火、爆炸的可能性。由于封閉開孔、無泄漏,有毒有害介質不能排放到大氣中,因此對環境無污染。如日照港油品碼頭有限公司需在原有輸油管道上進行對接新管線,由于公司生產不停工,輸油管線無法回空,特請中石化第四建設公司,結合該實例從油品公司要求、圖紙會審、設計交底、方案編制、方案交底、現場焊接監控、安全隔離、開孔器檢查、風險控制、實施開孔等一系列步驟的成功實施為原油管線不停輸實施了帶壓開孔并對接好新管線接口。本文重點介紹原油管道帶壓開孔技術的原理、操作方法、步驟、技術要點以及風險防范和控制和在油品輸運企業中的實際應用。

關鍵詞:原油管道,帶壓開孔,技術,應用

Abstract

Take pressure constantly lose opening devices is not suspend production situation of open hole contact, tapping machine in the opening process are in a totally enclosed within the cavity, tool cutting process and air isolation, without the possibility of fire, explosion. Due to the closed open hole, no leakage, poisonous and harmful medium can't emissions to the atmosphere and, therefore, is free from pollution to the environment. Oil terminal in Rizhao Port Co., Ltd. required in the original oil pipeline docking new pipelines, production downtime due to company, the pipeline is unable to return empty special fourth in the petrochemical, construction company, in conjunction with the examples from the oil companies requirements, design disclosure, project establishment, project disclosure, site welding monitoring, safety isolation, open hole opener inspection, risk control, and the implementation of open hole and a series of steps for the Successful implementation of the hot crude oil pipeline to the implementation of the new pipeline hot tapping and docking good interface. This article focuses on the principles, methods of operation, steps, technical points, as well as risk prevention and control of crude oil pipeline hot tapping technology and practical application in oil transport enterprises.

Key words:  Crude oil pipeline, with pressure opening, technology, Application

1 緒論

近年來,隨著我國經濟的飛速發展,油品輸運行業也快速發展,隨著油品輸運企業的建設和發展,在項目建設和公司規模擴建過程中,遇到了好多需要管道開孔、新老管線對接及管線意外泄露的情況,管道帶壓開孔及封堵技術也應運而生。這是一種安全、經濟、快速高效的技術。它能在不間斷管道介質輸送的情況下完成對管道的更換、移位、換閥及增加支線的作業,也可以在管道發生泄漏時對事故管道進行快速、安全地搶修,恢復管道的運行。

1.1 研究目的和意義

前幾年石化裝置大量的建設和開工,隨之帶來的問題是裝置過運行周期后需檢修、改造或消缺等措施來維持裝置后一個周期的運行,一牽涉到檢修、改造等往往裝置需要停車,一停車就會損失很大的效益。帶壓開孔技術是采用機械切削方式在承壓管道上加工出圓形孔的一種作業技術。本技術在不需要停車的情況下利用開孔機對帶壓設備、管道進行開孔,既不影響裝置的正常運行,又能保證安全、高效、環保的完成管線碰頭或預留接口的目的。帶壓開孔技術是一種先進的管道、設備改造、搶修技術,它解決了裝置連續生產的難題,能帶來巨大的經濟效益和社會效益。

1.2 研究的方法和思路

對管道帶壓開孔的一系列步驟進行剖析,并結合實際操作過程,對風險的控制方法進行分析。總結出實際操作的準備過程、實施過程與風險控制之間的協調關系,找到徹底解決風險問題的方法和思路。并在此基礎上提出一種基于信息、資源交互共享的、系統化的、動態的、覆蓋全程的帶壓開空風險管理模型,并對該模型進行詳細的描述。在案例實踐中通過建立相應的風險管理機制,來實現項目風險管理模型的應用。


2帶壓開孔相關概述

2.1帶壓開孔定義

帶壓開孔就是在密閉狀態下,以機械切削方式在運行管道上加工出圓形孔的一種技術。既不影響管線的正常投運,又能保證安全、高效、環保的完成新舊管子的碰頭工作。

2.2  適用范圍

石油化工裝置中易燃易爆、有毒有害等流動液體介質(操作壓力≤3.0MPa   操作溫度  5℃~250℃   旁路直徑  ≤DN750  被開孔設備、管道壁厚≥5mm)的設備、管道帶壓開孔。從下面參數表中分析可得出符合帶壓開孔的總體適用范圍。

表2.1 該原油取樣器項目帶壓開孔技術參數表

母管直徑(mm)

§406

管線材質

20#

管線壁厚(mm)

9.5

介質流向

朝上

管線設計壓力(Mpa)

0.7

開孔方向

朝左

管線運行壓力(Mpa)

0.5

閥門壓力等級(設計)(Mpa)

5.0

介質

原油

閥門總高度mm

270

設計溫度

80

開孔短節高度mm

250

運行溫度

60

閥門法蘭螺栓孔中心距mm

168.5

開孔點空間位置

地面

閥門法蘭螺孔數

8

現場吊裝方式

/

閥門法蘭螺孔直徑mm

22

是否停輸

閥門內徑mm

70

開孔數量

6

焊接與安裝閥門責任人

乙方(開孔單位)

甲方負責內容

落實現場隔離及作業票等級、作業票申報審批等、消防車、救護車到位現場

備注(未盡事項)

/


2.3  帶壓開孔特點

工藝先進   可帶壓作業及裝置不停輸作業   機械密閉切割  無污染   創效高   


3 帶壓開孔原理及工藝流程    

3.1原理


利用開孔機對設備、管道進行帶壓開孔首先在設備、管道帶壓焊接一個帶法蘭閥門的短管,再把開孔機與法蘭閥門連接,并打開閥門,然后把開孔機刀具通過閥門接觸到需要開孔設備和管道,然后在該短管、閥門、鉆機連箱刀具放置空間里面按被開孔管道的設計壓力做好試壓及氣密工作,試壓合格后轉動刀具在設備、管道上開孔,開孔成功后退出刀具和開孔留下的鐵塊,退出到閥門以外的鉆機連箱的空間中,然后關閉閥門,鉆機連箱泄壓并拆去開孔機,帶壓開孔成功。從開孔過程中可以看出,帶壓開孔主要利用短管、閥門、鉆機連箱刀具放置空間來實現在線開孔的,其中的關鍵點為焊接短管時的焊接過程,屬于帶壓在線焊接,根據焊接原理,焊接過程是一個融化冶金過程,焊接中會形成一個局部的熔池,熔池溫度很高,且會使周圍金屬溫度升高,降低金屬的抗拉強度。因此根據在焊接以前先要測量后被開孔管道的壁厚,如壁厚小于5mm,則焊接短管時會發生焊穿現象,帶壓開孔無法實施。如壁厚達到了焊接短管的要求則為防止意外,在帶壓開孔焊接過程中,我們選擇容易控制手工鎢極氬弧焊,且焊接過程中采用小電流、快速焊、手把傾斜等方法降低線能量,從而降低溫度和熔池深度。另外選擇待開孔管道介質需要流動且為液體,因為這樣可以更好的把焊接產生的溫度和介質進行熱傳導,從而降低熱量集中的危險。通過我們多次實踐經驗,在氬弧焊焊接過程中,熔池深度(深入需開孔管道、設備側)在2mm左右,內壁溫度一般不超過100℃,由于開孔過程在操作條件下,離設計條件有一定距離。故焊接過程是安全可靠的。

QQ圖片20181211162927.png

圖3.1 帶壓開孔原理圖


3.2 工藝流程

QQ截圖20181211163034.png

圖3.2 開孔工藝流程示意圖


4  帶壓開孔技術應用

4.1 帶壓開孔實施具體步驟

4.1.1施工作業準備:

首先聯系甲方對作業人員做好入場三級教育,其次方案編制者做好作業人員的安全、技術交底工作并簽字確認。根據甲方對帶壓開孔作業定為特級動火,需特級火票,則按特級火票要求則聯系甲方做好消防車到位,消防通道檢查。根據現場情況做好JHA分析工作,觀察周圍作業環境,確定施工作業位置。作業現場設逃生通道。

4.1.2  開孔作業點選擇:

剝離被開孔管道保溫層,核對圖紙,開孔點選擇必須符合圖紙要求,不能隨意確定位置。開孔點不能選擇在焊縫上,如實際位置在焊縫上則與設計和甲方商量更換位置。利用測厚儀對被開孔管道的開孔點進行壁厚測量并記錄數據。通過測厚儀檢測施焊處的實際壁厚,滿足施焊要求。

4.1.3  短管焊接前準備工作:

(1)  管件焊接前首先確認焊接短管和閥門規格尺寸是否符合設計要求,應該檢查表面質量和質量證明文件。

(2)  檢查開孔機狀態,確保符合使用條件。

(3)  檢查閥門試壓記錄,確保閥門的密封性和強度性符合設計要求。

(4)  檢查閥門尺寸,確保有足夠的內徑讓開孔刀順利通過。

(5)  檢查管件總長度,確保開孔行程不超過開孔機的最大行程,這個根據開孔機而定。

(6)  根據現場情況,對接管位置進行放樣,短管需要垂直與管道或設備,如果是球面形狀,接管中性線需要與球面球心重合。

4.1.4  開孔短管焊接:

(1)  管道壓力要求:管道允許帶壓施焊的壓力如下公式:

QQ截圖20181211163154.png

 式中:

P---設備、管道允許帶壓施焊的壓力,單位Mpa;

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