海底輸氣管道的無污染化學清洗方法

倪文靜，方玉梅（.海洋石油工程股份有限公司，天津 30046；.天津市龍洲工控設備有限公司，天津 300074）

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海底輸氣管道的無污染化學清洗方法

倪文靜1，方玉梅2
（1.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461；2.天津市龍洲工控設備有限公司，天津 300074）

摘要：渤海油田渤中13-平臺海底輸氣管道在使用過程中管道內壁上附著沉積油垢，在斷開管道改造時會有油污泄露到海水中污染海洋環境。通過借鑒國內外同類管道施工經驗和做法，采用了無毒、無污染的DLimonene、AQ-11和 AQ-12分別作為清洗劑、乳化劑和除油劑來清洗海管。文章介紹了在海底輸氣管道在斷開改造前進行清洗的必要性，并結合實際項目案例來闡述化學藥劑的選型和使用方法，為以后類似項目提供借鑒。

關鍵詞：海底輸氣管道；化學清洗；無污染

海底輸氣管道在服役期間因輸送介質改變、斷點或漏點修復和避讓航道等原因需進行改造，在斷開管道改造前必須對管道內壁進行化學清洗去除油垢，以滿足新介質的輸送工藝要求或避免管道在維修改造過程中有原油泄露到海水中造成環境污染。管道在經過化學清洗后，其內部污水能夠達到“海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值（GB4914-2008）”污水排放標準。本文結合渤中13-1至岐口18-1海底管道跨越航道停輸改造項目12"輸氣管道的化學清洗方法，探討輸氣管道經處理后，廢液能夠直接排海的綠色環保的化學清洗方法。該管道為單層配重管，外徑為273.3 mm，壁厚為14.3 mm，長度為98.2 km。

1　意 義

海底輸氣管道在維修改造過程中，經常需要將管線斷開，如果不對管道內壁進行清洗，難免會有原油泄漏到海水中造成海洋環境污染，這就需要在對管道斷開前進行清洗作業。通過清洗后，解決了原油泄露造成海洋環境污染的問題，但同時也延伸出新的問題，那就是管道清洗后殘留在管道內的化學藥劑在斷開管道時是否會污染海洋環境，這就對清洗管道用的化學藥劑提出了更高的要求，即化學藥劑既能清洗掉管道內壁上的油垢，本身又是綠色環保、不會對海洋環境造成二次污染。

2　 項目背景

圖1　航道跨越示意圖Fig.1 Seaway crossing

黃驊港是河北省沿海的地區性重要港口，為滿足黃驊港發展及船舶安全進出的要求，黃驊港擬對航道進行擴建，其二期工程——25萬t級航道工程已于2011年3月份開工，該航道設計底標高為-21.5 m，有效寬度為264 m，橫跨渤中13-1WHPB平臺至岐口 18-1APP平臺海底天然氣管道，因此需要對該管道與航道的交叉區域進行改造，以增加交叉區域內的管道埋深，保證管線安全，如圖1所示。

渤中13-1至岐口18-1海管輸送介質為凝析天然氣，其輸送量達92.04×103m3/d。平臺停產，為海管改造創造有利條件，但由于海管中存在油氣，海管切割、連接過程中海水倒灌溢流，投產前的清管試壓排水，污水中都會含油，污染海洋環境。為此，在海管切割、連接之前應對海管進行海水置換與化學清洗，清除管內易燃易爆天然氣、凝析油。經過化學清洗和海水沖洗，岐口 18-1平臺廢液取樣含油低于20 mg/L，達到 “海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值（GB 4914-2008）”污水排放標準。本次海管清洗污水排放屬于一次排放范疇，執行一次排放標準，排放污水石油類濃度一次容許值最高濃度為30 mg/L（表1）［1］。

表1　污染物排放標準Table 1　Criteria of pollution discharge

3　 化學藥劑選型

結合以往項目實施經驗，并經過多次油垢取樣化驗分析后，本次海管化學清洗選用D-Limonene清洗劑（含表面活性劑）、AQ-11乳化劑、AQ-1 2除油劑組合清洗藥劑。

D-Limonene（D-檸檬烯）是從柑橘皮中是一種可生物降解的高效清潔劑，對海管內的黑油和凝析油具有極強的溶解效果，加上其綠色無污染的特點，它已經成為國外清洗劑配方中的重要組分。

AQ-11乳化劑的作用是在油清洗劑溶解管道內壁殘油的基礎上，能夠快速乳化殘留的管內油和清洗劑，以便使沖洗管道內壁的后續工藝快速進行。AQ-11乳化劑是一種抗鹽抗海水的高效乳化劑，能夠剝離海管內壁的黑油和清潔劑殘留，極易形成水包油型乳化液，達到盡快乳化的目的，且無毒。

AQ-12除油劑的作用是保證洗油、乳化的基礎上徹底清洗管道內的殘油，以保證置換水中含油濃度達到海洋污水排放的要求。AQ-12清洗劑也是一種水溶性除油劑，抗海水能力強，除油效果好，且無毒［2，3］。

4　 施工工藝

目標海管投產已近5年，投產后海管一直未做機械清管，海管輸送介質是天然氣和凝析油，考慮到海管腐蝕結垢等因素，海管內壁肯定沉積油垢等雜質，正常輸送狀態下海管還有凝析油滯留。油垢和凝析油的存在增加了海管清洗的難度，海管化學清洗既要清除油垢同時還要清除較輕的凝析油組份。因此機械除垢與化學清洗聯合作用，才可能達到海管斷開后的溢流污水排放含油低于20 mg/L的標準要求。

表2　海管停產前清管作業Table 2　Pigging before shutdown

4.1海管停產前通球

在平臺停產清洗之前，對此條輸氣管道進行通球、測徑，檢測海管通球能力，以證明海管具備發送接收直板球的能力。當確認海管具備發送接收直板球的能力后，才能進行海管停產清洗前的準備工作。如表2所示的清管列車實現海管積垢和沉積物的清除，清管列車的發送應單個發送接收［4］。

4.2置換與化學清洗工藝

置換與化學清洗作業的清管列車由5個清管器組成，形成1個溶劑車廂、1個乳化劑車廂、1個海水乳化車廂和1個除油清洗車廂，該洗清管列車設計見表3和圖2。清管列車采用經過50目過濾器處理的海水推動，清管器運行速度控制在 0.5～1.0 m/s。當5號清管器到達岐口18-1平臺收球筒，岐口18-1取樣達到含油低于20 mg/L，置換與化學清洗作業結束，渤中13-1平臺停止供水，渤中13-1及岐口18-1平臺端封閉海管［5］。

清洗廢液不大于1 500 m3，廢液在岐口18-1平臺處用污水回收船接收。

4.3清洗污水含油量取樣檢測

置換清洗列車自渤中13-1平臺向岐口18-1平臺發送，取樣在岐口 18-1平臺收球裝置處進行，取樣點設在管道的側面或上方。

當化學清洗列車第5號清管器到達收球裝置，進行海水取樣，檢測海水含油濃度。在取樣之前，取樣的海水要從取樣孔泄流大約1 min，以保證取出試樣的準確性。

現場化驗使用的是 InfraCal CVH型含油分析儀，提取溶劑為四氯乙烯溶液。

取樣間隔周期30 min。取樣容器充滿2/3即可，所有的試樣都貼上標簽，標明試樣號。海水含油濃度連續3次取樣檢驗不大于20 mg/L，海管化學清洗合格。

表3　化學清洗列車數據表Table 3　Data of chemical cleaning train

圖2　化學清洗列車Fig.2 Chemica cleaning train

表4　現場取樣檢測數據Table 4　Sample data

5　 結 語

隨著國家對海洋環境保護的愈加重視，作為海洋石油能源采掘業的建造者，更加有責任、有義務保護海洋環境。本案例中使用的綠色環保無污染化學清洗藥劑，為以后類似項目提供了很好的借鑒。

參考文獻：

［1］全國海洋標準化技術委員會.GB 4914-2008《海洋石油勘探開發污染物排放濃度限值》［S］.

［2］柳玉暉，高建村，王培，等.中性清洗技術在煉油設備清洗中的應用［J］.新疆石油天然氣，2008，4（3）：91-93.

［3］徐如良，黃永港.油罐清洗技術綜述［J］.石油化工環境保護，2003，26（4）：54-58.

［4］任建新.物理清洗［M］.北京∶化學工業出版社 2009-01：20-22.

［5］張劍波.清洗技術基礎教程［M］.北京∶中國環境科學出版2004，ISBN 7-80163-884-0.

Non-pollution Chemical Cleaning Method of Subsea Gas Pipe

NI Wen-jing1，FANG Yu-mei2
（1.Offshore Oil Engineering Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；
2.Tianjin Longzhou Industrial Equipment Co.，Ltd.，Tianjin 300074，China）

Abstract：The inner wall of submarine gas pipelines in service was adhered with some sedimentary oil dirties，which would leak into the sea during modifying of the pipelines.According to the experiences of similar pipeline construction，biodegradable chemical solvents were used for cleaning the pipelines.The importance of cleaning the pipeline before modification was introduced，and types and using methods of the chemical solvents in detailed project were discussed.

Key words：Subsea gas line；Chemical cleaning；Non- pollution

中圖分類號：TE 832

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）01-0143-03

收稿日期：2015-07-09

作者簡介：倪文靜（1978-），男，天津市人，工程師，2000年畢業于大慶石油學院化工設備與機械專業，研究方向：主要從事海洋石油平臺海底管道專業的設計、施工等。E-mail：niwj@mail.cooec.com.cn。