小管徑天然氣管道封堵動火作業新技術初探

張恂 趙燕 李錚

摘要：基于小管徑天然氣管道在封堵處理過程中，對管道內無法置換的凝析油進行處理，對實現小管徑天然氣管道的封堵控制效果提升方面有積極作用。因此，以固水乳化劑、小管徑冷凍封堵工藝、設備為基礎，并與置換動火技術相結合，實現小管徑天然氣管道封堵水平提升，可進一步縮短小管徑天然氣管道置換動火作業周期，進一步降低作業成本，而且，小管徑天然氣管道封堵的可靠性、安全性等均有保障。

關鍵詞：小管徑;天然氣管道;封堵動火作業

引言：

天然氣管道運行中，其內部含有大量的甲烷，化合物具有無色、無味、易燃、易爆等特性。為保證小管徑天然氣管道動火作業的安全性，則需要利用封堵動火作業技術，完善技術操作標準，保證小管徑天然氣管道封堵的安全性以及可靠性。封堵動火技術是以減少油氣泄露為目的，并對管道內的油氣流進行截斷，對改線、管道交錯控制水平提升方面有積極作用[1]。結合封堵動火作業技術的特征，對封堵劑性能、封堵工藝的操作步驟以及技術參數控制等方面進行優化，從而實現小管徑天然氣管道封堵安全性與可靠性的綜合提升。

1小管徑天然氣管道封堵動火新技術分析

在管道封堵作業的過程中，針對管道傾斜、水流動性等問題進行分析，并通過冷凍封堵的方式進行處理，但是，冷凍封堵的難度比較大，而且，其承壓、耐壓、解壓等性能對封堵質量都會產生直接的影響[2]。因此，從封堵性質的角度進行分析，以固水乳化劑對小管徑天然氣管道進行封堵，在冷凍后，其具有比較高的強度以及密封性，在解凍后，可快速溶于水，并保證小管徑天然氣管道的正常、安全使用。小管徑天然氣管道封堵中，所選材料包含滑石粉、乳膠粉等，其承壓在2.5MPa以上，耐壓時間在3h以上，加熱處理后，極容易破碎，而且，殘渣可以通過分離器進行分離處理，對小管徑天然氣管道的正常運行并不會產生影響。從固水乳化劑解凍的角度進行分析，可以對固水乳化劑的規格進行劃分，可應用于D114mm×12mm、D89mm×10mm等天然氣管道的封堵作業中，并選取800mL、500mL的固水乳化劑，在不同的溫度下進行解凍，其解凍時間的差異，對小管徑天然氣管道封堵安全并不會產生直接的影響[3]。

2小管徑天然氣管道封堵工藝分析

有吹掃冷流體封堵以及包裹低溫介質封堵工藝在實際應用中，其存在一定的差異性。一方面，吹掃冷流體封堵工藝是通過冷流體吹管道外壁，實現固水乳化劑的冷凍封堵。在實際操作的過程中，對小管徑天然氣管道焊接熱影響區長度、推塞、推桿、手柄等進行分析，并通過固水乳化劑以及可溶性支紙板，對小管徑天然氣管道進行封堵。利用保溫夾套對小管徑天然氣管道進行包裹，并填充固水乳化劑，在保溫夾套與數日管道之間預留換熱間隙。將冷氣導入到小管徑天然氣管道中，并提高其冷凍效率，打開冷流體瓶氣閥，導入適量的冷流體，對冷流體出口的流量進行調節與控制，保證冷卻溫度不低于小管徑天然氣管道的適用溫度。

固水乳化劑變成固體的狀態下，可以將導氣管從焊接切口的位置移出，并對可燃氣的濃度進行檢測。在檢測合格后，對其進行安全隔離以及動火焊接等相關作業。在動火焊接完畢后，保溫夾套與小管徑天然氣管道之間可以通入熱介質，并將固水乳化劑從小管徑天然氣管道中分離出去。另一方面，包裹低溫介質封堵工藝在實際應用中，與冷凍封堵工藝的差別是，保溫夾套與小管徑天然氣管道之間不是通入冷流體，而是包裹低溫介質干冰來實現冷凍處理。在添加干冰后，保證冷卻溫度不低于管材本身的適用溫度，將包裹在小管徑天然氣管道內填充固水乳化劑的外壁位置，保證保溫夾套的綜合控制效果。

3小管徑天然氣管道焊接熱影響區的確定

小管徑天然氣管道封堵動火作業中，可以利用氬弧焊、電焊等進行操作，焊接的瞬間溫度可以達到2000℃以上，在焊接熱循環的作用下，熱影響區的組織分布具有不均勻的特性，而且，融合區與過熱區會出現晶粒粗化的情況。因此，結合小管徑天然氣管道的適用溫度，對冷凍封堵工藝的冷卻溫度、管道適用溫度進行綜合控制，從而滿足小管徑天然氣管道封堵動火作業的實際操作需求。

4小管徑天然氣管道封堵動火作業新技術的應用分析

在對封堵動火作業新技術的實際應用進行分析中，則需要從固水乳化劑、保溫夾套、冷流體等角度進行綜合控制。對小管徑天然氣管道焊接熱影響區域進行計算，熱影響區的長度為200mm，并利用吹掃冷流體封堵工藝進行試驗處理。在冷凍過程中，記錄液態CO2瓶的壓力、減壓閥的出口壓力、冷凍夾套內的溫度以及封堵壓力。在進行試驗統計與分析中，其試驗記錄如下：

在對上述試驗數據進行擬合處理的過程中，則可以在固水乳化劑冷凍處理后，對減壓閥的壓力進行調整，從而實現小管徑天然氣管道的封堵動火作業水平提升。在進行冷凍處理的過程中，則可以通過封堵壓力控制，實現小管徑天然氣管道的封堵動火作業水平提升。為完成全面封堵控制的作業目標，對焊接熱影響區、保溫處理過程等方面進行綜合控制，從而滿足小管徑天然氣管道的封堵控制需求。在冷凍狀態下，可實現2.5MPa的封堵壓力控制，而且，可在動火焊接的基礎上，實現小管徑天然氣管道的正常運行與控制。

結論：

基于封堵動火作業新技術在小管徑天然氣管道中的應用，對實現油氣流的完全隔離以及降低動火作業的安全隱患等方面有積極作用。結合小管徑天然氣管道的封堵要求，在實際作業與操作的過程中，則需要對管道內無法置換的凝析油進行處理，并對封堵動火作業新技術的參數進行控制，實現小管徑天然氣管道的封堵安全性提升。

參考文獻：

[1]張峰，張秀麗，張州，楊姣.管道動火作業用黃油墻配比及封堵技術參數研究[J].石油化工建設，2019，41（S2）：22-24.

[2]關利章.天然氣管道動火連頭施工難點分析[J].化工管理，2019（21）：158-159.

[3]梁泉水，吳蓬偉，李順志.帶壓封堵技術在管輸天然氣中的運用探析[J].石化技術，2019，26（02）：331-332.