天然气长输管道清管技术

清管作业是天然气长输管道投产前或运行中的一项重要工作,可保证管道的正常运行和输气效率。文章从清管器的种类、性能、跟踪和定位方法、清管工艺、清管效果评价指标以及清管过程中常出现的故障和处理方法等方面对清管技术进行了全面的论述,针对目前清管作业中存在的问题,如清管器结构单一、清管效果不太理想、清管器的减振效果差、偏磨严重、跟踪仪器脱落、清管器损坏甚至骨架断裂等进行了较详细的探讨,并提出了改进建议。     

国内外油气管道清管技术现状

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管存在清管效果不理想,未制订专门、统一的标准规范等问题。分别从清管器类型、清管器选型原则、清管质量控制、清管周期、清管器速度控制和预测、清管器跟踪定位、清管器卡阻以及清管作业安全区域等方面,阐述了国内外管道清管技术新进展,特别指出应用凝胶-机械式清管器,研发适用于长距离站间距的高可靠性清管器,基于旁通阀调速机理的清管器实施控制技术等。还介绍了俄罗斯管道清管标准的先进性,包括新建管道清管质量控制措施,在役原油管道基于输送能力下降到一定程度时的紧急清管方法,聘用专业化清管器跟踪定位服务商,以及划定清管作业安全区域等。借鉴国外清管技术的先进性,对于提高我国管道清管技术水平以及制订清管标准规范具有重要意义。     

压力波法跟踪泡沫清管器

泡沫清管器通过结蜡原油管道内的蜡层突起时产生压力波,传递至上、下游采压点形成时间差,据此对泡沫清管器在管道内的实际位置进行跟踪.结合非洲乍得原油管道的实际清管过程,将计算模型与实际结果比较,满足要求.采用压力波法跟踪泡沫清管器解决不带跟踪器的泡沫清管器进行跟踪的问题,有助于管线安全清管作业及制定合理的清管输油方案,适用于结蜡较多的具有压力采集系统的原油管道,随着压力采集点的增多,跟踪准确度越高.     

国内外油气管道清管技术的现状和发展趋势

结合目前国内油气管道清管技术中存在的清管效果不理想,缺乏统一的标准规范等问题,介绍了国内外清管器的类型、选型依据、清管质量的控制、清管周期、清管器速度的控制与预测、清管器的跟踪定位、清管作业安全区域的确定等相关技术及国外的先进经验,对提高国内清管技术水平有重要意义。     

俄罗斯管道清管技术标准分析

清管是新建管道投产和管道运行中的重要工作。国内管道清管的主要问题是清管效果不理想,管道清管未制定专门、统一的标准规范。分别从清管器选型依据、清管质量合格条件、清管周期、原油管道有效直径计算、清管器跟踪定位以及清管作业安全区域等方面。通过分析俄罗斯管道清管技术标准的先进经验和推荐做法,如凝胶(溶剂)—机械隔离式清管器、清管器选型工作程序、基于管道输送能力下降进行紧急清管和管道支线、弯管处设置清管器监听点等,通过借鉴俄罗斯标准,为提高我国管道清管技术水平,提出了建议。     

在线清管技术与清管工艺

输油管线结蜡结垢现象严重，不但影响生产，而且成本损耗较大，给正常管道输油造成困难。清管器在清除管线积蜡积垢过程中扮演着重要角色。使用清管器比使用化学药品清、防蜡垢廉价许多，但是缺少对正确使用清管器、旁通孔选择和清管频率等的指导技术。错误的选择可能是危险的，因为大量的蜡垢沉积可能会堵整管线，导致长时间的停产和昂贵的管线维修费用。海底管缎的清管作业更是如此。因此、选择正确的肖管工艺与清管技术非常重要，本文旨在这方面概括性地为管线投运．在线清管提供方法与策略，指导和参考。[编者按]     

天然气长输管道在线内检测前的清管技术

为了保证内检测过程中的几何检测和漏磁检测能够采集到高质量的检测数据,需在天然气长输管道在线内检测前,进行清管作业,检验管道内部通过能力,降低内检测作业卡堵风险,清除管道内污物,提高内检测作业的精确度,以确保内检测数据的准确、可靠。目前国内外没有相关文献对在线内检测前的清管提出具体要求,通过总结分析各类常规清管器的特点,首次提出内检测前的清管器技术参数要求,对内检测前的清管作业实施程序、各阶段清管合格标准、清管发球、清管器监听与跟踪、收球作业等进行阐述,形成了一套天然气长输管道在线内检测前的清管技术。     

清管的有效方法

以试验装置模拟管道实际工况,用双皮碗清管器清除管道的原油;利用不同流速、同一常用温度的热水替换管中原油清管;测试清管后管壁的残留原油量和水中含油量;最终找出了清管器、热水替换管中原油清管的最佳温度和工况。在原油凝固点(36℃)附近,双皮碗清管器清管后管壁残留原油量为6.33 g/m2;用58℃热水以1.5 m/s流速替换管内原油,20 min时水中含油量为58.63 mg/L。     

苏里格气田旁通清管技术研究及应用

苏里格气田采用湿气集输工艺,清管过程中管内积液较多时通常形成段塞流,大量积液短时间内集中到达处理厂,远远超过下游分离器或捕集器的处理能力,导致处理厂压缩机停机甚至停产,严重影响正常生产。针对清管作业中存在的问题,在调速清管器的基础上简化设计了旁通清管器。阐述了旁通清管器的结构、工作原理及现场应用情况。结果表明,旁通清管器实现了清管器与首股积液在运行速度上的差异,对于清管作业中出现的大量积液起到了缓解作用。     

基于次声波的清管器在线跟踪定位系统

为提升管道输送效率,长输管道需要定期开展清管作业,传统的清管器跟踪方法误报较多,无法实时判断清管器的位置。利用次声波检测技术采集清管器在管道中运行时产生的次声信号,通过上、下游两个传感器收到次声信号的时间差推算清管器的位置,实现在线跟踪。清管器在线跟踪定位系统由传感器、多套数据采集系统和数据处理中心组成。通过西二线某站试验验证了该系统能准确识别清管器在管道中启动、运行、卡堵/停止等状态,每30 km安装一个次声传感器就能实现良好的跟踪,极大地提高了清管作业的效率。     

清管阀在姬-白输油管道上的应用

介绍了清管阀的使用范围以及清管阀与传统的清管器收发装置相比较的优势.论述了清管阀系统在实际清管作业中的操作步骤、注意事项以及在长庆油田姬-白输油管道上的应用情况和效果分析.清管阀具备的工艺流程简单、使用灵活、占地面积小且功能齐全等优点将使其逐步替代传统的清管器接收和发射装置.     

BH油田储层保护技术现场应用效果评价研究

采用传统清管器进行天然气凝析液管道的清管作业时存在着液塞量大、清管速度控制难度大等问题,射流清管技术因其可以有效减少清管段塞,实现缓蚀剂等的布设,成为近年来研究的热点。在文献调研的基础上,采用多相流动态模拟软件OLGA建立海底管道清管模型,进行了管道参数、工况参数以及海底环境参数等射流清管过程模拟分析,通过清管速度、压力、液塞流量变化等因素对比分析了射流清管器与传统清管器的清管效果,得到了射流清管效果随旁通率的变化关系,为实际应用提供了指导。     

清管过程中隧道内输气管道应力分析

清管是保证管道能够长期在设计输量下安全运行的基本措施之一,清管过程大致分为试压后清管和正常工况下清管两部分。我国大部分天然气管道分布在丘陵、山地等地形起伏较大的地区,清管模型大多没有考虑地形起伏或高差对清管模型的影响。受力模型与管内的清管器运动有直接关联,只有建立合适的清管器运动瞬态模型,并与清管过程中输气管道受力模型相结合,才能较为准确地模拟出实际的应力状况并定量给出清管对管道的影响,以期指导清管作业。     

输气管道清管器运行速度研究

为验证SY/T 5922—2012 《天然气管道运行规范》推荐的估算公式与软件模拟仿真得到的清管器运行速度与现场实际监测数据的偏差，通过将现场清管监测数据与相同工况下输气管线清管器运行速度公式估算结果及SPS仿真结果进行对比分析，发现SPS软件仿真计算得到的清管器运行速度均较规范推荐的公式估算结果更接近实际监测清管器运行速度，且SPS软件的仿真结果能够提供清管器的实时运行速度，其结果与实际监测结果误差均在10%以内，满足现场工程需要。规范推荐的公式估算结果仅可粗略预判输气管线内清管器的平均运行速度，工程实际参考意义不大，建议仅在判断清管作业可行性的准备阶段使用，在制定详细清管作业方案的过程中，推荐采用软件仿真结果作为参考依据。     

渐进式清管策略在海上油气田海底管道完整性管理中的应用

为避免内、外部状态不明确的海底管道在清管作业中出现清管器卡堵等异常情况,提出采取渐进式的清管方法。清管作业时先使用通过性强、清管能力弱的清管器,再使用通过性弱、清管能力强的清管器,逐步有控制地清除管道内部积垢和杂质,直至满足管道完整性检测的要求。通过海上油气田投产多年的两条海底管道的清管作业现场试验表明:采用渐进式清管方法既避免了管线内部积垢和杂质沉积较多而发生的卡球现象,又能较彻底地清除管道内部的杂质;同时,结合渐进式通球实施过程中的技术细节,总结出渐进式清管实施过程中清管器更换时机、次序调整、杂质截留、清管时间计算等注意事项,为后续其他海底管道或陆地油气管道清管作业提供了一定的借鉴和参考。     

制订清管计划方面的管线设计要素

清管器因在管线中被卡住而名声不佳，结果，许多年来只进行少数的清管，随之而来的是许多公司付出费用维修和替换他们被腐蚀的管线，为改进管道的效率和避免腐蚀进行清管，现在已成为必然。一些管线并没设计成能作清管的管线，有时在特殊的管线中选错清管器，也增加了清管器卡住的机会，适用于清管的管线设计和选用适当的清管器，很大程度减少了清管器卡住的机会。设计因素和考虑在设计一条适用于清管的新管线时，要确定三个要素：第一．清管方案的目的是什么（从湿气系统中除去液体，在生产线上积累的液体，在原油管线壁上的结蜡，分隔产品…     

光纤监测技术在天然气管道清管跟踪中的应用

天然气管道是天然气输送的最主要方式,清管作业是油天然气管道投产前和运行过程中必不可少的一环,是维护天然气管道安全运行的重要手段~([1-2])。其中内检测器清管作业更是可以准确检测管道变形缺陷、腐蚀缺陷、本体特征等情况,提供完整性评价和管道维护维修依据,有力保障管道本质安全。分布式光纤传感技术可以对清管器在管道中的运行情况进行实时准确的跟踪,从而从根本上解决清管器在管道中难以定位的难题,为清管器在管道中的安全运行提供有力保障~([3])。     

钢制管道清管经验及清管器卡堵的应急处理

清管器在运行过程中会因为诸多不可预见因素而卡堵在管线内。介绍了清管器的运行规律,综合分析了钢制管道清管作业过程中清管器可能卡堵的原因,总结了相应的解卡办法,以新疆某油田清管作业过程中清管器卡堵事件为例介绍了清管器的解卡。结合多年的现场经验对清管作业提出了几点可供借鉴的启示,供现场技术人员参考。     

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现场清管作业时清管器经常被卡堵，严重时会影响正常生产。针对这一问题，文章对清管器的运动特征和堵塞机理进行分析，阐述了清管过程中可能引起清管器堵塞的原因，重点分析了天然气通过清管器节流生成水合物造成清管器堵塞。研究表明，清管器是以脉动方式向前推进的，清管器通过管线突变处、积液处或遇到杂物将减速或停止，天然气在清管器处发生节流效应，生成水合物堵塞。文章还提出了清管器冰堵工况预测方法，可以确定出清管器上游温度与生成水合物节流压差的关系，结果表明清管器上游温度越低,生成水合物的清管器上下游压差越小。该方法能够用于现场清管作业时清管器堵塞工况预测。     

湖南成品油管道的清管作业及经验

根据湖南成品油管道的概貌及通油情况。介绍了第一次清管所用的清管器及发送顺序、清管工艺、跟球方案和作业实施结果,并总结了相关经验,可供其它成品油管道清管工作借鉴。