龔茂銀

江漢石油管理局油建公司 湖北潛江 433123

以水為通球介質(zhì)的思考

龔茂銀

江漢石油管理局油建公司 湖北潛江 433123

管道通常以空氣為介質(zhì)進(jìn)行清管通球，在特殊情況下，也可采用水為介質(zhì)清管。本文通過天然氣處φ219管道通球失敗的分析，闡明了以水為通球介質(zhì)應(yīng)注意的問題。

管道 通球

1 工程概述

2003年8～9月，金容廠承擔(dān)了天然氣處27井至建平1井5.3kmφ219管道施工，該工程為典型的山區(qū)施工，自然條件差，氣候濕潤多雨，27井海拔高度比建平1井高170m。

在清管通球的前期準(zhǔn)備階段，我們擬定了兩套通球方案。其一是采用氣體通球，因通球空壓機(jī)遠(yuǎn)在達(dá)州項(xiàng)目部，所以準(zhǔn)備采用注氮設(shè)備利用氮?dú)馔ㄇ?。?dāng)時(shí)整套注氮設(shè)備滯留在天然氣處，通過了解，注氮設(shè)備實(shí)在過于龐大，包括發(fā)電機(jī)、柴油罐共五大件，費(fèi)用還是其次，5大卡車配25t吊車運(yùn)輸超過100km，再加上井場道路險(xiǎn)要，抵達(dá)現(xiàn)場十分困難。在不得已的情況下，只有放棄氣體通球方案。

第二套方案是采用水為介質(zhì)通球，通球完畢即可進(jìn)行水壓試驗(yàn)。采用水通球的最大優(yōu)點(diǎn)是球作為隔離器能夠解決山區(qū)管道試壓排空的問題。我們沒有把水通球作為首選方案的原因是山區(qū)水源困難。從常理來講，水高進(jìn)低出，不需要克服高差產(chǎn)生的壓力，但如果從高點(diǎn)（27井）進(jìn)水，就必須配備2臺水罐車從6km外的水庫取水，不僅路況差，時(shí)間長，而且費(fèi)用較高；采用低進(jìn)高出，可以將一條小溪的水儲存起來，采用壓裂車直接向管道輸送，并可考慮通球試壓一次完成。

2 通球

將管道于壓裂車出水管連通，開始注水時(shí)，從壓力表接口進(jìn)行放空，起始情況的通球壓力為0.2～0.3MPa，壓裂車排量為0.6m3/min，經(jīng)過計(jì)算，大約5～6h管道內(nèi)水將充滿。

約6h后，發(fā)現(xiàn)27井收球筒出水，但卻沒有看到球。出水量十分均勻，在出水的1.5h時(shí)間里，流量既沒有增大，也沒有減小，估計(jì)約0.6m3/min，水流狀態(tài)為自然流。在這種情況下，發(fā)球筒裝設(shè)的壓力表指針始終在2.2MPa左右不變。通過后來的巡線觀察，發(fā)現(xiàn)距收球筒約500m處有一段約6m長的管道曾抖動的非常厲害，水平位移達(dá)40mm，且靠近上游段（坡度向上）能夠聽到流水聲。

由于業(yè)主必須第二天通氣運(yùn)營，所以管道在直接進(jìn)行壓力試驗(yàn)后，在安全措施到位的情況下，采用天然氣將球反向頂出，經(jīng)觀察，球完好無損。

3 通球分析

在施工中管道內(nèi)有較大障礙物的可能性是較小的。因首次從事山區(qū)管道施工，不管是清管教育，還是巡回檢查，每個(gè)機(jī)組都是認(rèn)真負(fù)責(zé)的。也沒有出現(xiàn)山石塌方造成將管子砸扁的情況，組對焊接質(zhì)量也是按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的，小于等于3°的折口很少，根據(jù)現(xiàn)場質(zhì)量檢驗(yàn)的信息，總體施工質(zhì)量是不錯(cuò)的。再者，圓形橡皮球沒有損壞，也能說明管道中無有較大障礙物。球未通過產(chǎn)生的原因很可能是壓裂車的排水量較小所致。

4 氣體通球與水通球的比較

因氣體膨脹性大，空氣機(jī)體積排量遠(yuǎn)大于壓裂車的0.6m3/min，而且不需克服高差產(chǎn)生的壓力，所以在正常情況下，采用氣體通球，球在管道中是飛速移動，這種“飛速運(yùn)動”會使管道中的焊渣、石子等清掃物“飛起來”，不致產(chǎn)生清掃物堵積造成“爬山”現(xiàn)象，只要管道內(nèi)無大的障礙物，且管道按標(biāo)準(zhǔn)施工，通球很容易并很快取得成功，象這樣5.3km的管道氣體通球應(yīng)不超過20min。

水為介質(zhì)的通球因膨脹性小，壓裂車排量有限，需克服高差壓力，使球的運(yùn)動速度很低，彎頭橢圓度，“爬山現(xiàn)象”等都可能造成球在壓力狀態(tài)下不密封而導(dǎo)致通球失敗。

在此次通球中，還在一個(gè)很主要的因素就是因節(jié)約成本，我們僅使用一個(gè)球體橡皮球通球，為保證管道在壓力狀態(tài)下球的密封性，采用2個(gè)甚至3個(gè)球更合適。

5 結(jié)語

就通球工序而言，氣體通球比水通球更為合適，但通過上述分析：在按標(biāo)準(zhǔn)施工的條件下（不按規(guī)范施工或意外情況，采用氣體通球也不會成功），采用水通球也是切實(shí)可行的。以水為介質(zhì)通球排凈了管內(nèi)空氣，使試壓時(shí)壓力穩(wěn)定可靠；通球試壓一次完成，節(jié)省臺班費(fèi)用和通球試壓的時(shí)間，降低了成本，尤其是山區(qū)10～15km的管道，在水源有保障的情況下更宜采用水為介質(zhì)通球。

在條件許可的情況下，長輸管道分段通球試壓也可采用水為介質(zhì)，使通球試壓一體化。

本工程通球清管失敗的原因是采用一個(gè)球清管、壓裂車排量較小及不能及時(shí)進(jìn)行信息交換所致，而與通球介質(zhì)無關(guān)。

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