大口径高落差长输管道的水压试验与吹扫(精)

1、大口径高落差长输管道的水压试验与吹扫聂振东1田波2(1.胜利油田油气集输总厂；2.胜利石油管理局胜中社区摘要:近年来我国已进入长输管道高速建设时期，管道建设所经过的地形地貌日复杂,口径也不断增大，对于大口径、高落差段的长输管道，试压和吹扫作为工 程竣工投产前的最后一道质量保障工序，其技术要求和施工难度也日益增加。关键词:长输管道；水压试验；吹扫西气东输管道工程全长3900km ,主要施工难点概括为 三山一塬,五越一网，地形地貌变化频繁，工程建设难度较大。其中的9A标段,行政区域位于甘肃省山丹县 境内,线路长度90km,包含了典型的地形地貌特征。管线所经地段高差变化较大 线路最低点位于管线起点的

2、BI001桩,高程1583 13m;最高点位于终点附近,高程 2595 7m。全程最大高差1012 57m,是典型的大口径、高落差管道。1施工方案的制订进行水压试验前，管道管沟必须回填完成，管道通球、测径合格，试压合格后方 可进行管道吹扫。施工程序如下：清管测径准备工作配置上水系统注水排气管线 强度试验管道严密性试验排水吹扫。(1试压参数的确定。西气东输管道工程 9A标段管径规格1016mm ,材质X70,管材壁厚分为21、17 5和14 6m m三种，设计压力10 0MPa。其中壁厚21、17 5mm的管线为穿越和阀室特殊用材(共529m ,单独试压，总体试压时按照一类地区14 6m m计算

3、。根据设计要求，管线采用水压实验。强度实验压力具体参数值应根 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(13 16MPa ,最高点处管道压力不低于设计强度试验压力(11MPa。试压时，将按 规定计算的最小试验压力增加2%,以弥补因气温变化而造成的压力变化。(2试压水源的选择。按照就近原则，选择了流水口水库和祁家店水库作为试压 水源。/#压力要求,可计算出壁厚14 6mm的管线水压试验高差最大为216m。管道分 段必须满足上述条件，同时考虑利用线路高差重复使用试压用水，以减少水资源的浪 费。分段点还应尽可能接近水库干渠，方便上水。经过调查及计算，最终将全线

4、分为 六段,将上水点设在一、二段分段点和四、五段分段点。2试压准备(1试压头制作、安装。根据试压分段,制作试压头8个,采用1016 26 2/21/17 5 管材制作，试压头长度10m ,预先安装用于收发多个清管器的注水口和压力、温度 测试仪器、仪表接口(见图1。试压头完成各种部件的安装后，彻底检查所有的垫片、0形环、管 件、阀门和组件，确保无漏、无损，然后对试压头进行1h的水压试验，压力达到最大 试验压力的1 25倍。检查无渗漏即为合格。图1试压头配管示意图(2压力泵装置配置。压力泵装置由 2台高压泵、200kW电源和贮水池组成。 贮水池的容量根据每个试压段落升压所需水量确定。(3提水装置配

5、置。根据设计资料和竣工测量成果 ,第五、六分段(BI050-BJ001 最大高差361m ,第二分段高差179 1m,在四、五段连接处设一提水泵组,进行三、 四、五、六段的上水，在一、二段连接处设一提水泵组，对一、二段上水。试压连接 流程配管规格经强度计算选用，上水管与离心泵相匹配并在试压前与试压头一起进 行试压检验合格。3技术难题及相应措施31注水排气39油气田地面工程第28卷第3期(2009 3第一个注水清管器前面的管道内注入 250m 3的冲洗水。水注入后，将流量计复 位到零,而后将水转向，注入到第一个注水清管器的后面。第一个注水清管器被注入的水推出发射筒。在第一和第二个注水清管器之间注

6、入250m 3水后,再向第二个注水清管器后持续注入试压水，发射第二个注水清管器，之后 持续注水推动注水清管器和冲洗水，直至试压管段注水完成。(2管线水压试验的压力能否稳定，关键是注水时能否将管内空气排净。低点注 水时,通过控制试压段接收端的外排空气量，即可实现接受端压力表读数不低于最大 落差时的静水压力；高点注水时，还应在接受端通过空气压缩机给管内空气增压，然 后再通过控制试压段接收端的外排空气量，来保持清管器的行走速度。(3要将管道内的压力提高到注水泵的最大承受压力，以减少高压注水时的工作 量。如果可能，在试压首末端选择高点进行排气。3 2升压控制(1强度试验。缓慢地增加试验压力，达到试验压

7、力的30%。检查所有的管件和 连接段,观察是否有漏水情况。继续增大压力至试验压力的60%,检查漏水情况和系统的完整性；然后根据试压计划继续增压力。按每分钟不大于75kPa的均匀速率 增加试验压力，达到试压段最高点的最小试验压力的 102%。维持这样的压力直到 地面上管子和管件都检漏完毕。如果从试验开始压力损失就超过试验管段规定最低 试验压力的2%,试验段将加水返回到原来的试验压力。在 4h稳压后期，必须至少 要有1h的压力稳定期，否则要延长试压期。如果强度试验在规定的最低测试压力下保持了 4h,没有发生裂管、明显的压降或者由于温度损失要增加水量，则强度试验 就可验收通过。(2严密性试验。强度试

8、压完成后，将试压管段最高标高点的压力降到 10 5M Pa (为最低，进行严密性压力试验。从接收端试压头泄压，有利于注水清管器完全进入 到试压头内。排水管要有足够的强度，并按照批准的方法排水。严密性试验压力稳 定后，关闭通向压力管线的阀门并切断与压力泵的连接，开始24h的严密性试验。在 整个严密性试验过程中，每15min记录一次压力和实际时间，每1h记录一次管壁和地层温度。要检查外部管道和管件有无漏泄情况，如果可能,将漏泄水收集到容器内，或者计算它的数量。如果试验管道发现看得见的漏泄，要停止试验，修补漏泄,重新 按程序密性试验维持24h,如果没有出现最大为1%(105kPa的压力降,则严密性试

9、验 合格,予以验收。达到满意的严密性试验结果后，试验段准备排水，拆卸所有的现场 接头和仪表。33管道卸压试压经过检查员验收通过后，要尽快按照一定的速率减压，防止引起颤动；减压 的整个过程中要特别小心，要缓慢地开关泄压阀，防止水击荷载损伤组装管道，阀门定不要完全打开降压；在试压管段的高点位置,压力不要降低到300kPa以下，防 止从高点排水。34管道排水排水管道采用DN150钢管,每隔25m用预埋砼墩(1 5m 1m 1m加弧形钢板固定, 并在排水端固定排水管以免排水时摆动；通过空气压缩机，向管内注入空气，将第二 个注水清管器驱回发射头，将水从试压段内排出。在出发点接收到第二个注水清管 器之后，

10、将第一个注水清管器推回出发点，尽量将管内剩余积水排掉。3 5扫线排水完成后撤去试压头，在试压段两头安装收发球筒，准备扫线。要保证扫线速 度和质量,清管器要达到在300kPa的压力下每小时推进4km的速率要求,则要求空 压机总压缩量超过150m 3/min。储气段压力根据两端管段的长度计算确定，一般不 高于0 6M Pa。增加皮碗清管器，直至清管器到达接收头时，清管器前没有活水。用皮碗清管器排水后，再用泡沫清管器（每隔1h放射一次，直到泡沫清管器在接收时 干燥、不出现变色（因灰尘造成。同时应在清管器发射前和接收后称测其重量，泡 沫清管器增加的重量应小于1 5kg。当接收到3个泡沫清管器，干燥且没有发生颜 色变化，即为扫线合格。4结语水源至蓄水池间连通渠应尽量保持洁净，蓄水前应将冲洗浊水外排，蓄水池应