非金屬管道帶壓堵漏技術(shù)分析

陳喜昆

（大慶油田慶南工礦服務(wù)公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

近年來我國(guó)石油進(jìn)入了中后期開采階段，原油生產(chǎn)成本以及難度不斷提高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展又進(jìn)一步加大了對(duì)石油等礦產(chǎn)能源的需求，為了提高石油企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力，保障我國(guó)原油供應(yīng)的穩(wěn)定性，石油企業(yè)就必須提高自身的生產(chǎn)穩(wěn)定性與持續(xù)性，提高石油開采效率，降低石油開采成本。非金屬管線有著較強(qiáng)的抗腐蝕能力，但承壓能力較弱，穿孔現(xiàn)象頻發(fā)。傳統(tǒng)補(bǔ)漏工藝需要停產(chǎn)、停環(huán)泄壓后進(jìn)行補(bǔ)漏施工，大面積的停產(chǎn)嚴(yán)重影響生產(chǎn)持續(xù)性以及生產(chǎn)效率，同時(shí)目前多數(shù)油田仍使用摻水伴熱，一環(huán)多井的集輸工藝，一旦大面積停井以后，復(fù)產(chǎn)十分困難，集輸溫度控制難度高[1]。因此帶壓補(bǔ)漏技術(shù)可以在生產(chǎn)中進(jìn)行穿孔搶修，極大的降低了搶修成本，以及穿孔對(duì)生產(chǎn)持續(xù)性的影響。

1 帶壓堵漏技術(shù)介紹

1.1 堵漏原理

首先根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)管線泄漏段進(jìn)行整體的升溫加熱，并在穿孔位置安裝補(bǔ)漏專用的卡具，讓卡具與管壁之間形成空腔。然后使用注膠噴槍向空腔內(nèi)部注入專用的修補(bǔ)膠。修補(bǔ)膠遇到空氣迅速膨脹凝固，并逐步充滿整個(gè)空腔，當(dāng)注膠凝固后的承壓能力大于管線介質(zhì)的泄漏壓力后，穿孔位置補(bǔ)漏完畢。

1.2 帶壓堵漏施工的操作流程

（1）對(duì)穿孔管線的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，確定穿孔具體位置，對(duì)于埋地管線穿孔應(yīng)使用挖掘機(jī)等設(shè)備挖掘作業(yè)坑，讓管線充分暴露，環(huán)境空間符合作業(yè)需求。對(duì)管線外徑進(jìn)行尺寸測(cè)量，并對(duì)管線表面進(jìn)行清理[2]；

（2）根據(jù)管線具體的穿孔損壞程度以及具體的損壞尺寸，結(jié)合管線的輸送壓力、輸送介質(zhì)類型、輸送溫度等基本參數(shù)確定具體的堵漏方案，當(dāng)管線穿孔以及損壞大小小于管線外徑三分之一時(shí)，可以采用帶壓堵漏技術(shù)，如果穿孔或損壞位置較大，則應(yīng)采用管線整體替換的維修工藝；

（3）基于上述勘察結(jié)果以及補(bǔ)漏的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)專用卡具，根據(jù)管線的運(yùn)行參數(shù)確定使用的封注劑類型；

（4）將定制的密封卡具安裝至缺陷位置上方，使用螺栓對(duì)其進(jìn)行固定，確保在后續(xù)施工過程中卡具位置不會(huì)發(fā)生位移，但也要避免過高的固定強(qiáng)度對(duì)管線本身造成二次傷害。安裝完畢以后選擇相應(yīng)的密封膠進(jìn)行密封。密封制劑在使用前處于固體狀態(tài)下，但其熔點(diǎn)較低，使用前需要使用水浴或其他加熱設(shè)備對(duì)其進(jìn)行加熱，確保其融化后的流動(dòng)性符合使用需求。

1.3 帶壓堵漏的技術(shù)特點(diǎn)

帶壓堵漏技術(shù)與傳統(tǒng)管焊補(bǔ)漏技術(shù)相比最大的優(yōu)勢(shì)就是可以不停止生產(chǎn)的情況下，完成對(duì)管線穿孔損壞位置的修補(bǔ)工作，將穿孔對(duì)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)持續(xù)性的影響降到最低，對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)降低企業(yè)運(yùn)行成本有較高的意義。同時(shí)該補(bǔ)漏工藝不涉及動(dòng)火作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別較低施工風(fēng)險(xiǎn)隱患較少，修補(bǔ)劑的修補(bǔ)方式也對(duì)施工環(huán)境無過高要求[3]。

2 帶壓堵漏技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

帶壓堵漏技術(shù)最早出現(xiàn)于19世紀(jì)初期階段，是由英國(guó)費(fèi)曼奈特公司率先提出的帶壓修補(bǔ)技術(shù)的工藝?yán)砟睿彩浅醪降募夹g(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)思路。但該設(shè)計(jì)思想在設(shè)計(jì)之初沒有得到足夠的重視，也對(duì)該方法的意義缺少正確的認(rèn)知。70年代以后，帶壓堵漏的技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及技術(shù)特點(diǎn)逐步被業(yè)內(nèi)認(rèn)可，帶壓堵漏技術(shù)飛速發(fā)展，我國(guó)也正是在該時(shí)期將帶壓堵漏技術(shù)引入，經(jīng)過數(shù)十年的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)在帶壓堵漏技術(shù)方面取得了許多研究成果。其中密封劑的研究成就最高，從初期只能封堵少量低壓、低溫介質(zhì)到現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)300種以上介質(zhì)的封堵，封堵的最大承溫能力達(dá)到900℃，承壓能力達(dá)到了60MPa，注射封堵制劑的夾具也實(shí)現(xiàn)高度自由的定制化形式，加大的降低了該技術(shù)的使用條件。

我國(guó)在70年代石油化工企業(yè)還采用補(bǔ)焊、包焊、打卡子、打木樁等方式進(jìn)行穿孔處理，70年代我國(guó)引入帶壓堵漏技術(shù)以后，與80年代正式根據(jù)我國(guó)石油化工企業(yè)實(shí)際需求進(jìn)行工藝優(yōu)化研究。1986年我國(guó)石油化工總公司工藝技術(shù)研發(fā)部門順利研發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的帶壓堵漏技術(shù)，并在我國(guó)石油化工企業(yè)迅速的推廣應(yīng)用。國(guó)內(nèi)密封劑的研究與國(guó)外相比存在一定差距，承壓承溫能力都比國(guó)外產(chǎn)品弱，需要不斷開發(fā)新材料組分的密封劑，解決更加復(fù)雜的泄漏情況。目前，全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)與各相關(guān)單位合作，已經(jīng)完成了 GB/T 26467-2011《承壓設(shè)備帶壓密封技術(shù)規(guī)范》、GB/T 26468-2011《承壓設(shè)備帶壓密封夾具設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB/T 26556-2011《承壓設(shè)備帶壓密封劑技術(shù)條件》的起草工作，2011年12月1日這3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布實(shí)施。我國(guó)的帶壓堵漏技術(shù)正逐漸向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化發(fā)展[4]。

3 帶壓堵漏的關(guān)鍵技術(shù)

帶壓堵漏的工藝所需要使用的工具主要有定制夾具、各類密封劑、注劑工具三部分組成，其中密封劑和定制夾具是該項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)以及核心技術(shù)。

3.1 密封劑

密封劑是帶壓堵漏技術(shù)中的直接封堵技術(shù)，密封劑一般由高分子熱固化材料制成，是直接接觸管線穿孔位置的物料之一，因此密封劑需要具備足夠的承壓能力、耐腐蝕能力、擺高溫能力以及足夠物理應(yīng)力抗性才可以滿足使用需求。具體如下：

首先密封劑應(yīng)不會(huì)溶解與管線輸送介質(zhì)，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，封堵密封后，在管線的運(yùn)行環(huán)境溫度下，密封制劑應(yīng)具備較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性，不揮發(fā)、不分解確保封堵效果；其次，密封劑應(yīng)將收縮量控制在預(yù)定范圍內(nèi)，避免因收縮量過大導(dǎo)致封堵失效，密封劑也應(yīng)具備良好的可塑性，確保可以在施工環(huán)境下迅速的充滿整個(gè)注射空間；最后，密封材料與施工人員存在直接接觸，應(yīng)確保材料的無毒、無腐蝕性。

3.2 夾具

夾具是帶壓堵漏技術(shù)的主要工具設(shè)備。使用夾具在管線漏失穿孔位置形成密封腔，用于灌注密封劑。帶壓堵漏工藝中一半以上的工作量是用于對(duì)夾具的設(shè)計(jì)與制造，封堵成功率也多由夾具的設(shè)計(jì)安裝質(zhì)量決定。夾具需要包容密封空腔內(nèi)的密封劑，在封堵過程中要防止密封劑泄漏并承受足夠的壓力。

4 結(jié)語

本分分析研究了帶壓堵漏技術(shù)的工藝原理、技術(shù)需求以及施工方法，詳細(xì)論述了該工藝技術(shù)的施工要點(diǎn)以及主要優(yōu)勢(shì)，從密封劑、夾具兩個(gè)角度提出了技術(shù)發(fā)展的需求和方向，但研究寬度不足，仍基于現(xiàn)有工藝原理對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行展望，仍需要進(jìn)一步的研究和完善。