长输天然气管道清管作业规程.doc

长输天然气管道清管作业规程

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2020年4月19日
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中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6383-99

长输天然气管道清管作业规程
Welding Procedures for Vertical Down Stick Welding of Pipes

主编部门：中国石油天然气总公司基建工程局
批准部门：中国石油天然气总公司

石油工业出版社

一、范 围
本标准规定了长输天然气管道清管作业全过程的各项技术要求。
本标准适用于长输天然气管道清管作业。
二、定 义
本标准采用下列定义：
过盈量
清管球外径(皮碗清管器皮碗外径)减管道内径所得值与管道内径的百分比。
三、清管作业的目的和周期
1 、目的
清扫长输天然气管道内杂物、积液、积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失，减少管道内壁腐蚀，延长管道使用寿命。
2 、周期
根据管道输送介质的性质，视管道的输送效率和压差确定合理的清管周期。
四、清管前调查
1、 输气管道状况调查
调查管道规格，管道长度，管道使用年限，管道安全工作压力，管道相对高程差，管道穿越和跨越情况，管道弯头、斜口，管道变形，管道中间阀室，管道支线、三通，管道地貌特殊状况等。
2、 收、发清管器站场调查
调查收、发球筒，阀门，仪表，放空管、排污管及其周围环境状况。
3 、其它调查
调查管道历次清管记录，管道当前输气流量、日输气量，管道工作压力，管道输送压差及输送效率等。
五、编制清管方案
1、 技术要求
1．1 管道基本状况描述
根据清管前调查进行编写。
1．2 清管器的选择
根据管道状况、清管器特性，可选择清管球、皮碗清管器或二者结合使用等。
1．3 清管器过盈量选择
一般情况下：
清管球注满水过盈量：3％～10％。
皮碗清管器过盈量：1％～4％。
1．4 清管段起终点最大压差的估算
根据管道地形高程差、污水状况、起动压差、当前输气压力差、历次清管记录等估算。一般近似计算公式为：
P=P1+P2+P3 (1)
式中：P——最大压差，Mpa
　　P1——清管器的起动压差，Mpa
　　P2——当前收、发站之间输气压力差，Mpa
　　P3——估算管内最大的积液高程压力，MPa。
1．5 清管始发站输气压力
根据用户用气状况、管道允许最高工作压力、最大压差的估算等合理确定清管始发站输气压力。
1．6 清管器运行速度
清管器的运行速度一般宜控制在12～18km／h。
1．7 清管所需推球输气流量的估算
根据清管器运行速度、推球平均压力、管道内径横截面积近似估算。一般近似计算公式为：

式中：Q——输气流量，km3／d；
——清管器运行平均速度，km／h；
F——管道内径横截面积，m2；
——清管器后平均压力，MPa。
1．8 清管所需总进气量估算
清管前应估算清管所需总进气量，安排好气量调度工作。如果管道内污物、积液多，高程差较大，特别应注意气量的储备。一般以下列公式近似估算总进气量。

式中：Q总——总进气量，km3；
　F——管道内径横截面积，m2；
L——清管器运行距离，km；
——清管器后平均压力，MPa。
1．9 清管所需总运行时间估算
一般近似公式为：

式中：t——清管器运行时间，h；
L——清管器运行距离，km
——清管器运行平均速度，km／h。
1．10 清管监听点设置
监听点的设置以管道的全面调查数据为依据。一般情况下，第一个监听点应距清管器始发站0．5～1．5km，最末一个监听点应距接收站1～2km。在中间阀室、支线、穿跨越、高程差较大地点一般应设置监听点。
2 、清管作业的组织
成立作业指挥组，做好人员、物质、通信、车辆等安排。
3、 清管作业的安全措施
制定清管作业安全技术措施、带气动火安全措施、抢修抢险安排及操作安全措施，编写事故处理预案。
六、清管方案审批
编制好的清管方案应交有关部门审批后才能执行。
七、清管方案的检查
1 、清管前准备工作
按清管方案要求，对于不符合清管要求的设施进行整改，达到清管条件。
2 、发送清管器
发送清管器流程参见图1。

图1
2．1 发送清管器前，将管道输气压力调整到方案要求的压力。
2．2 打开5#球筒放空阀，确认球筒无压，打开球筒快开盲板，把清管器送入球筒底部大小头处，将清管器在大小头处塞紧。
2．3 关快开盲板，装好保安装置。
2．4 关5#球筒放空阀。
2．5 开4#球筒发球进气阀，平衡筒压。
2．6 全开3#阀。
2．7 关1#输气管线进气阀发送清管器。
2．8 确认清管器发出后，打开1#输气管线进气阀，关3#阀，关4#球筒发球进气阀。
2．9 开5#球筒放空阀泄压至零，检查3#阀确已关闭不漏气，打开快开盲板，检查清管器是否发走。
3 、清管器运行过程工艺计算
当检查清管器确已发出后，开始进行各项工艺计算，结合沿途监听点的汇报，随时掌握清管器的运行情况，及时发现和正确处理各类问题。
3．1 清管器运行距离估算
近似公式如下：

式中：L——清管器运行距离，km；
　　　Qb——发清管器后的累积进气量，km3；
　　    —器后平均压力，MPa；
　　　F——管道内径横截面积，m2。
3．2 清管器运行速度估算
如果能够计算输气流量，能够采用式(6)估算清管器运行瞬时速度。注意将实际速度值尽量控制在方案规定值附近。

式中：ν——清管器运行速度，km／h；
　　　Q——输气流量，km3／d；
　　　F——管道内径横截面积，m2；
　　  —清管器后平均压力，MPa。
　　如果不能计算输气流量，能够采用式(7)估算清管器运行平均速度。

式中：
——清管器运行平均速度，km／h；
L——清管器运行距离，km；
t——运行L距离的实际时间，h。
4、 最大推球压差的建立和控制
清管过程当中，应随时掌握推球压差的变化情况，特别是在最大推球压差建立时，一定要将清管器后压力控制在允许最高工作压力以下；如果增加清管器后压力有困难，能够采取相对降低收球站压力来建立或维持最大推球压差
5、 清管器运行故障和处理
5．1 清管器漏气
推球压差不增加，计算清管器运行距离远大于实际运行距离，可视为清管器漏气。一般采用发第二个过盈量稍大的清管球(或清管器)的办法处理。也可根据实际情况采取增大球后进气量，降低球前天然气压力以增大压差使球启动的办法。
5．2 清管器破裂
清管器破裂，无法建立清管器起动压差，清管器停止运行。解决办法是再发一个清管器。
5．3 清管器被卡
清管器被卡，清管器后压力持续上升，清管器前压力持续下降，清管器停止运行。解卡的办法：首先采用增大进气量，提高压力，以增大压差，但应保证清管器后压力不超过管道允许最高工作压力；其次，降低清管器前压力，以增大压差。如果以上两种办法都不成功，则可排放清管器后天然气，反推清管器解卡。以上方法均无法解卡时，采取断管取清管器的办法。
6、 清管末站放空与排污
清管作业中，应保证管内污物不得越过清管管段，放空、排污符合环保要求，还应当估算放空气量和排污量。
6．1 放空气量
一般近似公式如下：
= (8)
式中：Q放——天然气放空瞬时气量，m3／d；
　　　D——放空管出口端内径，mm；
　　　P——在距离放空管口4倍管内径处测得压力，MPa；
　　　d——天然气相对密度。
除使用以上近似公式计算外，还可用开始放空时清管器至收球站距离管道存储气量估算放空量
6．2 排污量
排污量一般根据实测排污池、排污罐储存量估算。
7 、收清管器
收清管器流程参看图2。

图2
7．1 关闭5#接收筒放空阀，6#、7#排污阀、打开4#接收筒旁通阀平衡接收筒压力，全开3#阀，关闭1#阀，接收筒处于接收状态。
7．2 一般情况下，在清管指示器发出球过信号后，关闭4#阀，打开6#、7#排污阀排污；如果遇到污水、污物较多情况，应当在污水、污物到达接收站时，关闭4#阀，打开6#、7#排污阀排污。
7．3 确认清管器进入接收筒后，关闭6#、7#排污阀，关闭3#阀。
7．4 打开1#阀，恢复正常输气。
7．5 打开6#、7#排污阀，打开5#接收筒放空阀，当接收筒压力降为零，打开快开盲板，取清管器。如果接收筒内硫化铁粉较多，打开快开盲板前，应先向接收筒内注水，或打开快开盲板后立即向筒内注水，避免硫化铁粉在空气中自燃。
7．6 清除接收筒内污物，清洗后关闭快开盲板。
7．7 关闭5#接收筒放空阀，关闭6#、7#排污阀。
八、清管效果检查
清管结束后，在天然气流态稳定后的24h内，经过对管道输送效率的测算检查清管效果。
管道输送效率计算公式为：

式中：η—管道输送效率；
　　　Q——管道实际经过气量，m3／d；
　　　d——天然气相对密度；
　　　T——天然气平均温度，K；
　　　L——清管器运行距离，km；
　　　Z——在平均压力下的压缩系数；
　　　D——管道内径，cm；
　　　p1——清管管段起点站压力，MPa；
　　　p2——清管管段终点站压力，MPa。
　　　当η≥90％时，表明清管效果良好。
九、清管资料的整理与汇总
1 、清管作业数据报表
包括清管管段首、末站站名，清管管段长度，清管管段管道规格，清管器类型及过盈量，清管器发、收时间，清管前首站压力，清管前末站压力，清管前管段经过气量，清管后首站压力，清管后末站压力，清管后管段经过气量，清管过程中最高推球压力，清管过程中最大推球压差，清管管段最大相对高差，清管器运行平均速度，清管作业累积进气量，清管作业放空气量，清管作业排污量等。
2、 清管过程一般情况描述
包括清管器运行情况描述，推球压力达到最高时间及当时清管器所在地点，最快球速时清管器位置，最大推球压差管段位置，清管正常放空情况、排污情况，清管推出物描述，清管结束后清管器状况等。
3、 清管过程异常情况描述
包括清管过程当中出现故障、事故原因分析，所处管段位置、结构、地形描述，排污、放空异常导致污染情况描述，抢修、抢险情况描述等。