關于成品油管道清管作業現場安全管理要求的研究與探索

石美云

清管作業是成品油管道運行中必不可少的過程，對成品油管道進行定期清管，能夠清除管道中的雜質，延緩管道內壁腐蝕，檢查出管道嚴重變形的部位，有效降低管道能耗，延長管道使用壽命，降低管道運行風險，對于管線安全性和經濟性都有重要意義。

1、成品油管道清管器

成品油管道清管器根據功能分為4類：清掃型清管器、隔離型清管器、檢測型清管器和管道維護型清管器[1]。按用途可分為3類：刷式機械清管器、測徑機械清管器、磁力機械清管器。根據成品油管道運行現狀和管理要求，現階段周期性清管常采用聚氨酯清管器。這種類型的清管器可以與管壁形成多個密封面，具有刮掃、密封、隔離作用[2]。這類清管器的優點是表面敷有聚氨酯彈性體涂層，變形量可達40%，既有彈性，又不會脫落，其直管段變形通過能力為40%OD，可通過1.5DN彎頭，并且因為柔性好對管道的沖擊比較小，缺點是每次使用磨損大，不能重復使用。

輸油管道在經過一定時間的運行后，必須通過內檢測技術來觀察管道是否出現了壁厚減薄、褶皺、變形等，以消除輸油管道本身的隱患和不足，這時就需要通過發送幾何檢測器和漏磁檢測器進行檢測。

2、成品油管道清管周期

清管周期為T天時的運行成本F（t）按下式計算：

F（t）—清管周期為T天時的運行成本，萬元/d；

Q—一次清管費用，萬元；

t—清管后天數，t=1，2，3，4…T；

T-清管周期，天。

計算函數F（t）的最小值即可求出其經濟清管周期[3]。

國家管網集團華南公司西南成品油管道北線于2005年12月建成投產，2015年以前，清管周期較長，直至2014年才完成西南成品油管道北線貴州段的第一輪清管作業，其中，僅黎塘—貴陽段（外管道長度673.98km）單批次清管污油量就有8199t。2016年為清除管道雜質，黎塘-貴陽段連續開展泡沫球、皮碗球、直板球、鋼刷球等多輪清管，管道雜質明顯減少，沿線過濾器堵塞頻次明顯降低，單批次清管污油量降至440t，為2014年數據的5.6%。

隨著生產運行越來越規范，大家對生產安全、油品質量的要求越來越高，現在清管作業已進入制度化管理，華南公司也對清管周期進行了制度明確，西南成品油管道北線的清管周期為每年至少一次。

對于個別特殊管段，清管周期進行調整也很有必要。比如，國家管網集團華南公司西南管道北線的貴渝支線貴陽—遵義段，受溫度、減阻劑成分的影響，遵義站長期飽受過濾器頻繁堵塞需要清洗過濾器之苦，經對該段運行壓力、過濾器雜質成分進行分析，在完成2022年度常規清管工作后，采用機械清管器連續進行了兩個批次的清管，在減阻劑成分、運行工況均不變的條件下，遵義站過濾器堵塞頻次由清管前的每月5次好轉至低于每月1次，大大減輕了基層站場員工工作量，提高管道運行安全系數。

3、成品油管道清管作業程序

無論是周期性清管作業，還是內檢測，在作業時必須遵循適合于給定管線條件的安全程序，高標準、嚴要求，按照批準的清管方案和程序進行，堅持“程序一步不能少，標準一點不降低”的原則，嚴格遵守操作規程，否則將影響清管效果，甚至引發事故。

3.1清管前的檢查與準備

實施清管作業前，應根據清管的目的和管道運行參數等制定好清管方案，并選擇合適的清管器[4]。清管方案作為指導清管工作的依據，應包括清管操作步聚、安全注意事項、事故預測及處理方法[5]。

3.2清管器發送

清管器的發送與接收雖屬于常規工藝操作，但除了遵循調控運行管理規定外，同時涉及管線打開及能量隔離和鎖定管理之相關內容。當工作人員在現場開展清管器發送操作前，需提前準備的票證有：

（1）清管器發送操作票；

（2）清管器發送操作安全分析表；

（3）管線打開作業許可證；

（4）隔離鎖定單。

在相應的人員、工具、票證現場備齊，確認發球筒內無油、無壓、對發球球筒出口閥和引流閥上個人鎖后，再打開快開盲板，并將清管器裝入并推送至變徑管處，以確保清管器與發球筒筒壁嚴密結合、清管器前后可以形成壓差。

在關閉快開盲板、排氣閥、排污閥，對發球筒進行引壓時，需在聽到油品“嘶嘶”聲時停止開閥，避免管道系統壓力波動過大。在引壓完畢、發球筒與干線壓力平衡后，再進行發球筒的排氣工作，切忌邊引壓邊排氣。

待具備發球條件時，打開發球筒出筒閥門，逐步關小干線閥門開度，直至清管器發出。清管器是否發出，可以通過發球筒清管指示器動作信號、安排專人在出站位置聽球和出站壓力曲線進行分析確認。

在清管器發出后，應及時向下游接收站場和外管道跟球人員進行預報。

典型的清管器發送裝置如圖1所示。

3.3清管器接收

清管器的接收與清管器的發送一樣，需遵循調控運行管理規定、管線打開及能量隔離和鎖定管理之相關要求。但與之不同的是，一是要在按操作規程提前導通收球流程，二是如果是接收聚氨酯軟體清管器，則必須在對收球筒引壓排氣前在筒內裝入符合要求的鼠籠。

提前導通收球流程主要是避免外管道流程數據不準確或突然的工況調整提量等其他原因造成清管器提前到達下游站場，一般會要求下游站場提前4小時將收球流程導通。

獨山—都勻段外管道DN450，一般清管采用過盈量5%的聚氨酯軟體清管器，都勻站收球筒內徑520mm，收球筒鼠籠外徑450mm，為降低最終污油量，華南公司采用不降量清管，都勻站日常進站流量為900-1000m3/h，進站壓力3.0MPa左右，在2022年一次清管作業時發生軟體清管器進筒后卡入鼠籠與收球筒筒壁間隙，造成取球困難，因此，收球鼠籠的直徑尺寸也是清管作業過程中需要特別關注的一個要素。（見圖2）

3.4清管器的跟蹤

清管器跟蹤定位是指在清管作業過程中監視清管器的運動或者查找其確切位置。基于機械壓力聲學磁學等原理，研究人員開發了多種清管器跟蹤定位技術。隨著技術的發展和對清管工作的不斷研究，清管器跟蹤定位技術也經歷了由“通過指示”到“精確定位”“循跡跟蹤”的過程[6]。

對于聚氨酯軟體清管器無法安裝發射機，典型的清管器跟蹤方法為機械法。一般在清管段的重點地段、閥室、大型河流穿越處兩端設人工跟蹤點，清管器發出后，跟蹤人員根據事先設置的跟蹤點對清管器進行跟蹤。

在采用機械清管器清管或開展內檢測工作時，為應對清管器發生卡堵，在人工聽球、清管指示器跟球的基礎上，同過在清管器上安裝發射機，可實現清管器的“精確定位”，即使清管器在管道中運行時發生卡堵，可通過配合接收機對清管器卡堵位置進行準確定位。

2021年，國家管網集團華南公司在開展貴陽—遵義段內檢測工作時，發球操作過程正常，但由于檢測器自身原因，檢測器運行1小時后滯留在GZ002+600處，內檢測單位未跟蹤到檢測器后，沒有及時向業主反饋，通過壓力回查發現，檢測器停滯時貴陽站出站壓力瞬間上漲0.54MPa，因為當時調度進行了切泵操作，監控人員忽視了該壓力異常。

因此，在提高跟球技術手段的同時，輔助手段也應配套跟上，壓力監控人員要在清管期間更加提高壓力異常警覺，做好壓力實時監控和作業完畢后的壓力復查，及時發現清管器運行過程中的卡點，并讓區段長進行現場復核，在下次作業時進行重點跟蹤，以提高清管器運行安全系數。

4、清管現場應急處置

清管器運行期間，壓力監控人員應密切監視清管器運行時上下游輸油站壓力和進出站流量，若出現上游出站壓力異常升高或下游進站壓力異常降低、下游進站流量異常降低、清管器未按預計時間通過跟球點，應及時開展壓力回查和壓力分析并對壓力異常地點前后管道環境進行復核，必要時按照應急處置方案進行處置。清管作業過程中有可能出現的異常情況主要有：清管器失密；推力不足；卡阻；清管器丟失。

清管器失密一般壓力波動不大，不容易第一時間被壓力監控人員發現，但清管器卡阻可能會直接影響成品油的正常輸送。

如果軟體清管器由于破損而滯留在管線內，遠遠超出預定時間到達末端，但管道壓力沒有明顯變化，可采取以下措施：

（1）根據流量計算初步判斷清管器的位置；

（2）發送新的軟體清管器，可密封并且推動已停頓的清管器，將破損的清管器頂出。

如果清管器在管道內發生卡堵，可通過壓力分析第一時間判斷，卡堵時清管器下游管道壓力持續下降，上游管道壓力持續上升。對于清管器卡堵，出現憋壓現象，應按照如下順序進行處理：

（1）調度人員、相關站場人員嚴密監視全線壓力變化。

（2）根據流量計算，確定清管器的位置。

（3）在允許壓力范圍內提高壓力，嘗試通過停球點。

（4）在允許壓力范圍內進一步提高壓力，嘗試擊碎泡沫清管器。

（5）若管線壓力到達極限，清管器還不能正常運行或被擊碎，應立即安排停輸并按清管器卡堵處理方案進行處理。

2022年，國家管網集團華南公司在開展內檢測時，曾發生一起幾何檢測器在運行過程中卡滯事件，該檢測器在運行6小時后，上游站場出站壓力鋸齒形波動，出站流量下降為0，出站壓力升高至臨近水擊泄壓設定值，調度人員連續多次嘗試提高運行壓力，檢測器均不能繼續前行，后經專家組研判，通過階梯式降低上游站場出站壓力，使檢測器倒退80m后再重新正推，檢測器雖探頭損壞無檢測數據但最終順利到達了下游站場，相比斷管封堵取球大大節約了生產成本。

5、結束語

通過將清管作業標準化、規范化，近兩年華南公司生產管理效率顯著提高，清管任務完成率100%。但如何進一步優化清管周期，簡化作業程序，研究高強度耐用輕質鼠籠，還需生產管理人員進一步思考和探索。

參考文獻

[1]鄒航宇：《輸油管道清管作業標準化管理與探討》《石油石化節能》，第11卷第8期，23-25。

[2]王俊穎，畢權：《清管器清管作業分析與研究》《當代化工》，第44卷第11期，2692-2694。

[3]劉偉：《統計法計算輸油管線經濟清管周期》《中國石油和化工標準與質量》，2012年第6期，274+221。

[4] 張晏博：《油氣管道清管技術分析與研究》《中國石油和化工標準與質量》，2018年第9期，145+147。

[5]羅丹，李銀燕，關貴興，吳玉國：《油氣管道清管作業安全技術》《當代化工》，第43卷第9期，1813-1815。

[6] 葛華，李開鴻，王壘超等：《清管器跟蹤定位技術的現狀與展望》《管道技術與設備》，2022年第3期，1-7。

作者單位：國家管網集團華南公司