油气管道清管技术的分析与研究

2022-09-10

前言

在油气工业中, 清管是指管道运输流体推动活塞状物体用以来清洁管道内壁, 该项作业被广泛应用于油气管道建设中和运行过程中, 这样一来就可以很好地保证了油气管道的正常运行和输送效率。在清管作业中清管器是必不可少的工具, 它具有的优点主要包括里程长、管径范围大、不停输作业、无腐蚀性和清垢均匀彻底且费用低等, 这些优点从而使其成为了清管作业中最常用的工具。

一、清管器的类型和定位方法

清管器是一种在管腔内, 借助于油、气流推动或者自身动力来做运动, 实现对管壁清洁和管道监测的工具。目前, 清管器的结构和功能已经很多样化了, 使用的目的集中在清洁管壁和对管道的检测上, 在清管作业时清管器必须按照规范的操作程序来实施, 这样才能达到清管效果。

1. 清管器的类型

清管器按照功能一般分为以管道清污为目的的普通清管器和以管道内检测为目的的智能清管器两类, 不同功能的清管器可以继续细分开来, 前者包括机械式、整体式、泡沫式等, 后者是对管道的几何形状、金属损失和裂纹进行检测的一种器具, 主要通过一些无损检测原理如超声、漏磁和涡流等来实现的, 细分为超声智能、漏磁智能和涡流智能清管器。

(1) 机械式清管器

机械式清管器组成部分主要有一个金属主体和隔离密封装置。隔离密封装置主要的作用是用来隔离不同的流体, 驱使清管器在管道运动的, 同时也可以达到清理管道的目的, 该装置可以按照需求对其进行更换并反复使用。刮刀或者钢刷也可以装备到机械式清管器上, 从而达到更好的清理残渣的效果。

(2) 整体式清管器

整体式清管器在材料的选择上可以是多种多样的, 通常用的是聚氨酯材料, 其设计也可以根据不同的需求而改变。体式清管器主要目的是起到密封隔离作用, 与机械式清管器相似的地方在于其也可以装备刷子达到更佳的清理效果, 其对于湿气管道中的水和凝析油液体具有极高的清除率, 同时还可以控制原油管道中的蜡的积累。

(3) 泡沫式清管器

泡沫式清管器多采用聚氨酯泡沫制造, 主要由泡沫胚体和聚氨酯橡胶外涂层组成, 泡沫胚体的密度和强度以及橡胶涂层的厚度可以根据需要而改变。泡沫式清管器具有良好的扩展性、质量轻、高压缩率和柔性等优点, 但是其清除管壁残渣能力和耐磨性能较差。

2. 清管器的定位

清管器在管道中运行时, 时常会发生卡阻在管道中现象, 其产生的原因有很多, 一旦这种情况的发生, 就需要对清管器进行定位, 排除出现的问题, 目前对清管器的定位常用的方法包括超声波法、电磁法、放射性同位素法和噪音法等。

(1) 超声波法

超声波法应用的原理是在清管器上安装超声波发射器装置, 通过接收发射器向外发射超声波脉冲信号计算出清管器的位置, 实现对清管器的追踪和定位。超声波信号的传输时需要介质的, 其在经过不同类型物质界面时会发生严重衰减, 受这一影响, 超声波法一般不用于气体管道、埋地管道和多层管道中。

(2) 电磁法

电磁法原理是在清管器上安装线圈, 这些线圈在通电的情况下会产生磁场, 通过磁场探测器可以检测到感应电压, 据此来确定清管器的位置。

(3) 放射性同位素法

放射性同位素法是将放射性同位素源安装在清管器上, 通过使用革式计数器来监测辐射源的位置从而也就知道了清管器的位置所在。在放射源的选择上, 考虑到放射源一旦发生容器脱落所带来的后果, 一般使用半衰期较短的同位素, 其衰减速度快, 即使发生脱落也不会带来很严重的后果。

(4) 噪音法

清管器密封盘在管道中作业时, 在经过管道接头和焊缝处会因为接触撞击发出与管道正常输送条件下的不同噪音, 通过检测这种噪音发源出就可以断定清管器的位置所在, 由于声音的传播受到管道周围的材料以及密度的影响消声会很严重, 为了提高声音的可检测性, 可以将一些附属声音发生装置安装在清管器上, 从而提高声音强度, 便于更好的检测清管器的位置。

二、清管作业注意事项

在使用机械清管器之前需要对管道的变形情况进行详细的调查, 防止受管道变形的影响而将清管器卡住在管道内。在清管过程中一般不要进行流程及设备的切换或者是管线的停输, 还需要实时追踪相关运行参数, 分析清管器的运行情况, 保持其运行的稳定性, 一旦出现异常情况时需要及时采取相应的措施来解决问题。对于一些具有分支的管线, 在清管时需要给予特定的关注, 在清管器通过分支点前后的一段时间里需要对支线进行暂时停输处理, 在清管器通过后方可恢复支线的运作。

结束语

清管作业是保证油气管道正常运行与输送效率的重要操作程序, 伴随着油气管道技术的发展清管技术也日趋成熟, 不同结构和功能的清管器不断出现, 在使用清管器的过程中需要严格按照操作程序来执行和约束, 从而达到一定的清管效果, 有效保证管道的有效输送和避免事故的产生, 清管作业是一项要求精细的工作, 因此在实施的过程中需要预防一些情况的发生, 一旦出现问题需要及时解决。

摘要：清管作业广泛应用于油气工业当中, 是保证油气管道正常运行与输送效率的重要组成操作程序, 该运行程序常发生于油气管道建设投产前和运行过程中。清管作业主要工作内容是对管道实现清扫、检测、隔离和维护等目的, 在清管作业中清管器是必不可少的工具, 它的使用有着一定的操作程序来执行和约束, 只有这样才不会影响到最终的清管效果, 保证管道的有效输送和避免事故的产生。本文探讨油气管道清管技术主要将分析内容集中在清管器类型和定位以及相关注意事项上。

关键词：油气管道,清管技术,清管器