天然气长输管道清管技术

清管作业是天然气长输管道投产前或运行中的一项重要工作,可保证管道的正常运行和输气效率。文章从清管器的种类、性能、跟踪和定位方法、清管工艺、清管效果评价指标以及清管过程中常出现的故障和处理方法等方面对清管技术进行了全面的论述,针对目前清管作业中存在的问题,如清管器结构单一、清管效果不太理想、清管器的减振效果差、偏磨严重、跟踪仪器脱落、清管器损坏甚至骨架断裂等进行了较详细的探讨,并提出了改进建议。     

压力波法跟踪泡沫清管器

泡沫清管器通过结蜡原油管道内的蜡层突起时产生压力波,传递至上、下游采压点形成时间差,据此对泡沫清管器在管道内的实际位置进行跟踪.结合非洲乍得原油管道的实际清管过程,将计算模型与实际结果比较,满足要求.采用压力波法跟踪泡沫清管器解决不带跟踪器的泡沫清管器进行跟踪的问题,有助于管线安全清管作业及制定合理的清管输油方案,适用于结蜡较多的具有压力采集系统的原油管道,随着压力采集点的增多,跟踪准确度越高.     

天然气长输管道在线内检测前的清管技术

为了保证内检测过程中的几何检测和漏磁检测能够采集到高质量的检测数据,需在天然气长输管道在线内检测前,进行清管作业,检验管道内部通过能力,降低内检测作业卡堵风险,清除管道内污物,提高内检测作业的精确度,以确保内检测数据的准确、可靠。目前国内外没有相关文献对在线内检测前的清管提出具体要求,通过总结分析各类常规清管器的特点,首次提出内检测前的清管器技术参数要求,对内检测前的清管作业实施程序、各阶段清管合格标准、清管发球、清管器监听与跟踪、收球作业等进行阐述,形成了一套天然气长输管道在线内检测前的清管技术。     

国内外油气管道清管技术现状

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管存在清管效果不理想,未制订专门、统一的标准规范等问题。分别从清管器类型、清管器选型原则、清管质量控制、清管周期、清管器速度控制和预测、清管器跟踪定位、清管器卡阻以及清管作业安全区域等方面,阐述了国内外管道清管技术新进展,特别指出应用凝胶-机械式清管器,研发适用于长距离站间距的高可靠性清管器,基于旁通阀调速机理的清管器实施控制技术等。还介绍了俄罗斯管道清管标准的先进性,包括新建管道清管质量控制措施,在役原油管道基于输送能力下降到一定程度时的紧急清管方法,聘用专业化清管器跟踪定位服务商,以及划定清管作业安全区域等。借鉴国外清管技术的先进性,对于提高我国管道清管技术水平以及制订清管标准规范具有重要意义。     

俄罗斯管道清管技术标准分析

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管的主要问题是清管效果不理想,管道清管未制定专门、统一的标准规范。分别从清管器选型依据、清管质量合格条件、清管周期、原油管道有效直径计算、清管器跟踪定位以及清管作业安全区域等方面。通过分析俄罗斯管道清管技术标准的先进经验和推荐做法,如凝胶(溶剂)—机械隔离式清管器、清管器选型工作程序、基于管道输送能力下降进行紧急清管和管道支线、弯管处设置清管器监听点等,通过借鉴俄罗斯标准,为提高我国管道清管技术水平,提出了建议。     

天然气长输管道清管作业时间测算

长输天然气管道经常进行清管通球作业。清管作业期间,清管器瞬时速度的不断变化会导致预测清管运行时间困难。本文通过现场实践与理论分析,解决清管器运行速度问题,可以准确预测出清管器运行速度。     

深水不保温海底管道蜡沉积预测及清管研究

含蜡原油管道的蜡沉积会导致管道运行参数出现剧烈变化,给管道的安全运行造成严重威胁。为研究深水不保温海底管道的蜡沉积规律并提出相应的清管策略,利用多相流模拟软件(OLGA),对南海某油田深水不保温回接管道的蜡沉积和清管过程进行模拟。研究表明:海底管道输送原油属于轻质低黏、低凝含蜡原油,但由于海底环境温度较低,海底管道未进行保温设计,导致管道的蜡沉积问题严重。针对不保温输油管道,综合考虑管道内最大蜡沉积厚度达到2 mm和清管过程中清除的蜡量不能超过10 m~3作为清管周期制定依据,确定投产初期海底管道的清管周期为5天;常规清蜡清管器无法实现该条海底管道的在线清蜡作业,建议改用旁通清管器进行在线清蜡作业,旁通清管器的旁通率确定为1.5%～2.0%。     

渐进式清管策略在海上油气田海底管道完整性管理中的应用

为避免内、外部状态不明确的海底管道在清管作业中出现清管器卡堵等异常情况,提出采取渐进式的清管方法。清管作业时先使用通过性强、清管能力弱的清管器,再使用通过性弱、清管能力强的清管器,逐步有控制地清除管道内部积垢和杂质,直至满足管道完整性检测的要求。通过海上油气田投产多年的两条海底管道的清管作业现场试验表明:采用渐进式清管方法既避免了管线内部积垢和杂质沉积较多而发生的卡球现象,又能较彻底地清除管道内部的杂质;同时,结合渐进式通球实施过程中的技术细节,总结出渐进式清管实施过程中清管器更换时机、次序调整、杂质截留、清管时间计算等注意事项,为后续其他海底管道或陆地油气管道清管作业提供了一定的借鉴和参考。     

国内外油气管道清管技术的现状和发展趋势

结合目前国内油气管道清管技术中存在的清管效果不理想,缺乏统一的标准规范等问题,介绍了国内外清管器的类型、选型依据、清管质量的控制、清管周期、清管器速度的控制与预测、清管器的跟踪定位、清管作业安全区域的确定等相关技术及国外的先进经验,对提高国内清管技术水平有重要意义。     

光纤监测技术在天然气管道清管跟踪中的应用

天然气管道是天然气输送的最主要方式,清管作业是油天然气管道投产前和运行过程中必不可少的一环,是维护天然气管道安全运行的重要手段~([1-2])。其中内检测器清管作业更是可以准确检测管道变形缺陷、腐蚀缺陷、本体特征等情况,提供完整性评价和管道维护维修依据,有力保障管道本质安全。分布式光纤传感技术可以对清管器在管道中的运行情况进行实时准确的跟踪,从而从根本上解决清管器在管道中难以定位的难题,为清管器在管道中的安全运行提供有力保障~([3])。     

跟踪和定位清管器的磁脉冲技术

清管器一直作为清理输气管内杂质的有效工具之一，但清管器作业时，最令人头痛的就是清管器卡在埋地管道的某处，使操作人员无法弄出，而延误天然气管道的输送时间，造成巨大的经济损失。最近美国研制出一种跟踪和定位清管器的磁脉冲技术。这种磁脉冲技术是，利用磁脉冲发射系统发射内装发射机的清管器、而且还能跟踪和定位这个管内行走的清管器，同时也可以记录清管器经过管内的图像、准确时间和日期，并顺利地完成清管器的作业。文中详细地介绍了磁脉冲的几个设备和应用技术，目的是使相关人员借鉴国外先进的清管技术，以便促进我国清管技术的发展。     

清管器在线监测预警装置研制与应用

清管作业依赖可靠的指示装置,用以准确指示清管器的发出、到达及中间运行位置。自主研发的清管器在线监测预警装置属于磁感应式指示器,与其他磁感应式指示器相比,此设备基于铁磁材料磁滞回线特性,从优化磁信号源布置出发,慎重选择磁感应器型号,结合"辨磁"原理,实现管道剩磁自动抑制,屏蔽了杂散波的影响,突显磁信号源引发的管壁磁场变化,再经过清管判断条件优化,彻底避免了此设备发生漏报、误报现象的可能性。该装置解决了清管器运行速度的限制,可较精确计算清管器到达接收站的时间,为接收站现场操作人员提供充足的准备时间。为了便于维护人员掌握设备工作状态,设备定期自检,向终端发送"健康"或故障信息。此设备成功应用在新疆油田油气储运公司克—乌D529管道,运行稳定,提供信息及时准确,达到在线监测预警效果。     

天然气长输管道在线清管排污工艺优化

清管作业是天然气长输管道运行过程中的一项重要工作,它可以保证管道的输气效率和运行安全。但是目前大多数天然气长输管道收球场站排污罐设计压力、容量较小,排污作业无法实现高压力、大流量的在线排污模式。通过新建排污池、增设旋风分离器等措施优化现有排污工艺方式,解决了场站无法高压力、大流量在线排污的弊端,并成功地应用在了榆济管道的清管作业中,彻底清除了管道内的积水及冰水化合物,提高了管道的运输效率,并从根本上解决了管道冬季冰堵问题。     

光纤预警系统在清管器轨迹监测中的应用

由于管道清理过程中出现的清管器故障直接影响管道的安全运行,必须及时定位事故点并采取应急措施,因此清管器的实时定位及轨迹监测需求在日益提高。介绍了光纤预警系统的工作原理,通过检测清管器在管道内工作时产生的振动信号,即可实现清管器的定位、跟踪与实时轨迹监测功能。某成品油管道清管器轨迹监测结果表明:系统的清管器轨迹监测定位性能良好,具有较好的应用价值。     

水平管路清管过程流动参数变化规律模拟研究

混输管路清管技术的研究对混输管道的运行管理具有非常重要的意义。在分析清管器清管物理模型的基础上 ,建立清管器的特征参数计算模型、动态数学模型和数值计算方法 ,并进行数值模拟 ,计算出测压点压力随时间变化的数据 ,并把它们与试验数据进行比较 ,得到清管过程中压力的变化规律。通过数学模拟 ,可以计算清管过程中管道的压力分布状况 ,利用压力分布状况就可跟踪清管球在管道内的运行情况     

基于有限元法的大落差管段清管冲击分析

“川气东送”管道全长约2 200 km,沿线地形地貌复杂,多处形成大落差起伏,最大坡度达60°,给管道清管作业带来一定的困难和风险。为此,针对大落差管段建立了清管动力学有限元模型,在给定清管器进入管道时的初始运行速度、管道内压等作业参数的条件下,采用ABAQUS有限元分析软件分析了橡胶清管球在大落差管段清管时的运行规律以及清管器通过时管道的振动情况,研究了清管器冲击时的管道应力变化与清管器速度及管道内压的变化关系,评估了大落差管段清管时的安全性。结果表明：①橡胶清管器清管作业时,管道内部的输送压力对大落差管段的冲击载荷影响明显,管道最大应力会随着管道内压的增大而增大;②清管器的速度对冲击应力的影响不大,基本呈增长趋势,变化范围在7 MPa之内;③清管器通过时管道发生明显振动,通过后管道恢复原状;④为保证清管器顺利通过大落差管段,增大了清管器两端压差,此时清管器速度表现为增长趋势。     

水平管路清管过程流动参数变化规律模拟研究

混输管路清管技术的研究对混输管道的运行管理具有非常重要的意义.在分析清管器清管物理模型的基础上,建立清管器的特征参数计算模型、动态数学模型和数值计算方法,并进行数模拟,计算出测压点压力随时间变化的数据,并把它们与试验数据进行比较,得到清管过程中压力的变化规律.通过数学模拟,可以计算清管过程中管道的压力分布状况,利用压力分布状况就可跟踪清管球在管道内的运行情况.     

在线清管法防腐

在线清管是管道防腐及保持管道输送效率的主要手段。与输送管线相比 ,油气收集管线的内部环境更复杂。文中介绍了两种清管器 :清理型清管器和封堵型清管器 ,并就这两种清管器在实际中的应用进行了分析     

清管过程中隧道内输气管道应力分析

清管是保证管道能够长期在设计输量下安全运行的基本措施之一,清管过程大致分为试压后清管和正常工况下清管两部分。我国大部分天然气管道分布在丘陵、山地等地形起伏较大的地区,清管模型大多没有考虑地形起伏或高差对清管模型的影响。受力模型与管内的清管器运动有直接关联,只有建立合适的清管器运动瞬态模型,并与清管过程中输气管道受力模型相结合,才能较为准确地模拟出实际的应力状况并定量给出清管对管道的影响,以期指导清管作业。     

钢制管道清管经验及清管器卡堵的应急处理

清管器在运行过程中会因为诸多不可预见因素而卡堵在管线内。介绍了清管器的运行规律,综合分析了钢制管道清管作业过程中清管器可能卡堵的原因,总结了相应的解卡办法,以新疆某油田清管作业过程中清管器卡堵事件为例介绍了清管器的解卡。结合多年的现场经验对清管作业提出了几点可供借鉴的启示,供现场技术人员参考。