高压大口径油气管道抢修卡具的研制

以往由于各种类型的管道抢修卡具无引流泄压装置,密封结构不完善,因此管道抢修卡具仅适用于低压小口径管道的泄漏抢修。随着西气东输一线、二线管道工程的建设和投入运行,亟需开发一种适用于高压大口径油气管道泄漏的快速抢修卡具。在简要介绍抢修卡具整体结构、快速引流装置、密封结构设计的基础上,论述管道抢修卡具壳体厚度计算、优化设计及卡具螺栓的选择计算,最后介绍了抢修卡具的安装等内容。测试结果表明,所研制的抢修卡具能够满足准1 016 mm管道在10 MPa介质压力下发生泄漏的快速抢修要求。

国内输油气管道施工装备存在的主要问题

管道施工一线反馈的信息表明:国内长输油气管道施工装备仍存在许多重要问题,制约着管道施工速度和水平。为此,经过现场实地考察和管道施工专业化公司调研,从沼泽地、冻土融化区、高寒地区、山区、沙漠地区管道施工,管道切割等方面总结了国内长输油气管道施工装备存在的主要问题。针对这些问题,紧紧围绕工程技术需求,提出了管道施工技术与装备的研究方向和研究思路。这些问题和研究方向的提出,对提高国内管道施工技术水平,指明研究方向具有指导性作用。

大口径高钢级薄壁油气管道封堵系统的改造与应用

随着高钢级管道应用日益广泛,同等压力的壁厚也变得越来越薄,管道内径增大,原有的管道封堵系统无法实现封堵密封。为了解决该问题,采用结构优化分析和现场应用验证等方法,对原有封堵头和三通等进行适应性改造、试验和工程应用。结果表明:封堵系统的改造能够重复利用原有封堵三通和封堵头,满足薄壁油气管道的开孔封堵作业和工程应用并且降低了工程成本。

油气管道维抢修专用夹板阀的设计及应用

油气管道维抢修专用阀门主要用于石油和天然气管道的开孔和封堵作业,是管道开孔封堵作业中不可或缺的专用阀门。根据油气管道不停输开孔封堵的施工工艺要求,设计了由上、中、下三片阀体构成的三明治阀门,密封部分采用了压片压紧式新型密封结构形式,中阀体开孔以保证封堵过程中筒刀和封堵头的顺利通过。通过理论计算和有限元分析,对该阀门的强度和刚度进行了优化,通过计算校核专用阀门满足强度要求。设计完成的Φ168~1 016 mm等全系列夹板阀成功应用到西气东输等管道维抢修现场,通过实践证明此种结构设计能够满足现场施工要求,成为了管道维抢修开孔封堵作业中的标配设备。

大口径管道封堵三通塞柄优化设计及应用

在油气管道维抢修开孔封堵作业中,Φ914 mm及以上管道开孔机顶轴直径大、伸出高度短,利用原有内旁通结构,从加工工艺上不能满足使用要求,不能顶开密封钢球实现上下连通,需要对原塞柄结构进行优化设计。文中对塞柄上丝堵和钢珠密封结构形式进行了改造设计,并通过端面压盖加密封圈实现双重密封、塞柄接管采用工厂预制焊接,与塞柄连接采用螺栓连接形式,设计了封堵三通塞柄结构,解决了上述难题。该封堵三通塞柄已经在大口径管道抢修工程中应用。

挡条四通在高压油气管道改造中的应用

传统的不停输开孔封堵工艺进行管道改造引出旁通支管时,存在工艺复杂、耗费时间长、管道介质放空造成环境污染等问题。因此,对原开孔封堵引支管施工工艺进行优化,研制开发出一种在役管道快速引支管工艺及装备。将三通法兰与三通管件焊接后再与护板焊接,形成集开孔、引管为一体的挡条四通,然后在挡条四通上引出支管道,实现了高压输油气在役管道引支管作业。该技术已经成功运用到西气东输轮南压气站改造工程、定远站管道改造工程、成都-德阳输气管道等改造工程中,满足了高压油气管道引支管的要求,为管道改造提供了一套更加经济可行的引支管工艺。(图4,参4)

大口径长输油气管道非开挖穿越的适应性

大口径长输油气管道非开挖穿越方式选择的合理性和正确性直接影响整个工程的工期、造价以及成败。从地质条件、穿越长度、管径、管道的保护与维修、施工效率、经济性和局限性等方面对比分析了水平定向钻、顶管、盾构3种常用大口径长输油气管道非开挖穿越方式的局限性和适应性,并给出一般选取原则。若地质条件适合,应首选定向钻穿越,顶管和盾构次之。若地质不适合水平定向钻穿越或受管道最小曲率半径的影响穿越距离较短(800m以内),应选择顶管穿越,穿越距离大于800m时,则采用盾构。