大落差山区长输管道水压试验施工方法的优化

一、试压分段、上水接力点确定整体施工方案

1. 根据管道材质及壁厚计算确定管道压力数据。

中缅管道天然气管径规格Φ1016mm, 材质X80钢, 试压时按照二级地区壁厚15.3mm计算, 设计压力为10.0MPa。强度试验压力具体参数值根据段落划分高差计算, 试压段内最低点的管道环向应力不超过0.95倍的管材屈服强度, 最高点处管道压力不低于设计强度试验压力。

桩号QBC029-QBD045总长度35.08Km, 共享唯一一处水源地, 水源地位于桩号QBD000 (北盘江) , 此点位于全段最低点, 需要往两侧分别单独接力上水, 考虑到水泵扬程为608米, 流量为100m3/h, QBC029-QBD000段整体高差985.86m, QBD000-QBD045段整体高差872.70m, QBC029-QBD000段高差较大及水泵扬程和上水量成反比的因素, 选取QBC029-QBD000段QBC050、QBC062两个接力点以保证上水量、选取靠QBD000-QBD045段中间位置设置QBD023一个接力上水点 (即QBC050、QBC062、QBD023三点为上水接力点) , 划分为12试压段

二、试压准备

1. 预制试压头

试压头由椭圆封头、短节、阀门及接管等组成。

椭圆封头材质应与主管线材质相当, 厚度满足试验压力要求, 短节规格与试压段管线相同。

试压头使用前应单独进行强度试验, 强度试验压力为线路设计压力的1.5倍, 稳压4小时, 无泄漏、无爆裂为合格。

2. 试压注水泵的选择

根据实际高程及水源地情况, 注水泵采取5台扬程608米, 流量为100m3/h注水泵同时向两侧注水以保证工作效率, 根据分段高程配合蓄水池逐级接力上水。

3. 逐级接力注水

根据管道焊接测量成果, 以保证水泵进水量平衡和分段高差为前提综合考虑, 本工程水源地 (QBD000北盘江) 配置2台扬程608米, 流量为100m3/h高压注水泵, 分别往两侧注水, QBC029-QBD000段QBC050、QBC062桩分别设置接力上水点, 各配备1台扬程608米, 流量为100m3/h高压注水泵继续往QBC029桩接力注水, QBD000-QBD045段QBD023桩设置接力上水点, 配备1台扬程608米, 流量为100m3/h高压注水泵继续往QBD045桩方向接力注水, 其他试压段首尾相接处连接过桥管线过水用, 这样就能同时保证水源充足和试压注水要求。

三、相关试压施工的注意事项及措施

1. 试压段注水及清管器的预留位置

考虑到整体高差较大, 静水压力相对较高, 所有过桥管线必须使用足够壁厚的无缝钢管连接, 注水泵注水点及每段接力点靠试压头进水阀门较近的位置必须设置止回阀, 防止发生管线内静压对上水施工产生的影响。

注水时, 保证注水清管器的密封性, 单段水注满后要利用水的压力将注水清管器完全推入末端试压头内方能往下一段通过过桥管线继续注水。鉴于本例试压分段都相对较短, 上水和排水只装置一枚双向直板清管器就能满足施工需求, 上水时当作注水清管器, 利用水泵压力将清管器推动至末端试压头内, 排水时反向将注水清管器推回, 这样能防止接力点及两相邻试压段过桥点因清管器堵塞出水阀门造成水源不足及试压段因不能及时将水排出导致憋压。

2. 试验管段升压控制

连接升压设备和各种试压仪表后, 用试压泵对管道进行升压, 按照试压程序和步骤, 将压力升压至强度试验压力。强度试验合格后, 开始泄压至严密性试压。试压前压力表、压力温度自动记录仪、流量计和压力天平应经过校验合格, 并在有效期内。压力表的量程为0-25MPa、精度0.4级, 最小刻度为每格0.2MPa, 压力表在试压管道的首末端各安装一块, 并在首端安装压力、温度自动记录仪和压力天平一套, 压力读数以压力天平为准。

3. 管道泄压

压力试验顺利完成后, 以一定速率降压, 整个过程特别要谨慎。慢慢拧开排放阀, 以每分钟不超过0.1Mpa的速度连续降压到40%试验压力后, 继续以每分钟不超过0.2Mpa的速度连续降压, 降压到管线内静水压力时结束。正常情况下, 任何管件不得连接到泄压管路上。如果有管件或排水管线连接, 应将它们锚固以防移动。

4. 管道扫水

本例根据排水点较多, 采取就近排放的原则, 排水点开挖长50m×宽30m×深2m操作坑作为沉降池, 沉降合格后方能排放至排水点, 排水点一般位于试压段的低点, 要在排水端建立足够的背压控制清管器排水运行速度, 一般根据清管器的运行位置始终保持排水点到清管器运行前方最高点位置的静水压力通过排水阀门来控制末端排水量, 避免产生收球端气阻、水击现象。

5. 深度除水

管线扫水结束后, 切割试压头, 安装收发球筒, 通泡沫清管器进行扫水验收, 清管器在发射前和接受后进行称重, 连续两个新泡沫清管器增加的重量应小于 (1.5DN/1000) kg, 即1.5Kg为合格。扫水合格后及时封堵, 防止其他污物进入管线。

结束语

上水时的集水池必须采取措施, 防止沙土通过集水池进入管线内, 如条件允许尽可能采用砖砌筑水泥砂浆抹面做好防水处理, 以充分保证水源清洁度而且能减少水源浪费, 总之, 在大落差山区水压试验施工时, 考虑到山区地形水源稀缺, 尽可能采取整体上水、分段试压的原则, 综合考虑试压段落的划分及利用有限资源达到同样的目的, 这样既提高了施工效率也提高了经济效益, 同时整个施工过程最值得注意的是管线内的静水压力在试压、排水时不能忽略, 必须对管道最低点的压力进行核实, 排水做好足够的背压, 确保管道试压安全。

摘要：随着我国长输油气管道的高速发展, 长输油气管道口径也在不断增大, 对于大口径、大落差长输油气管道水压试验的施工技术和施工难度也在日益增加, 长输管道水压试验是工程投产前最重要的一道质量保证工序, 以中缅油气管道的第三合同项典型地段为例, 重点分析长输管道在纵向大落差下与一般高差条件下的静水水压力试验的区别及所要解决的技术问题, 为试压段较短而且大落差条件下长输管道水压试验及吹扫提供技术支持。

关键词：长输管道,水压试验,大落差管道