油气田长输管线(气压)清管测径试压方案.pdf
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1、*工程工程清管、测径、试压方案清管、测径、试压方案编制人:审核人:审批人:编制日期:年月日编制单位:*有限公司目目录录一、编制依据.11.1 招标文件资料.11.2 法律法规及标准.1二、工程概要.2三、清管、测径、试压方案.33.1 工程概况.33.2 清管、测径、试压施工流程图.33.3 清管、测径、试压设备的选择.43.4 清管.73.5 测径.83.6 试压.8四、质量保证措施.14.1 质量目标.14.2 质量保证.14.3 工程质量管理措施.1五、HSE 管理措施.3六、本次风险识别与控制.61.风险评估小组成员.62安全应急预案.6一、编制依据一、编制依据1.11.1 招标文件资
2、料招标文件资料1.1.1*工程招标文件1.1.2*工程施工说明书1.1.3*有限责任公司管理规定1.1.4*项目部 HSE 文件1.1.5 项目经理部 HSE 管理文件1.21.2 法律法规及标准法律法规及标准1.2.1 国家现行的法令、法规,地区行业颁发的安全、消防、环保等管理规定。1.2.2 施工技术标准及验收规范:油气田集输管道施工规范(GB 50819-2013)油气输送管道穿越工程施工规范(GB 50424-2015)油气管道穿越工程施工验收规范(GB 50424-2015)石油天然气钢制管道无损检测(SY/T 4109-2013)油气长输管道工程施工及验收规范(GB 50369-2
3、014)二、工程概要二、工程概要工程名称:*工程建设地点:山西省临汾市建设单位:*有限责任公司监理单位:*有限公司施工单位:*有限公司*管道规格219*8,材质 L245N,长度约 13km,设计压力 6.3Mpa。施工内容主要为:作业带清理、管道运输、施工便道修理、管道安装、补口补伤、管沟开挖和回填、管道清管试压、氮气置换、三桩埋设、水保施工、地貌原貌恢复等工作。管道试压介质采用压缩空气根据设计要求和施工规范,计划将全段线路整体试压:管径(mm)219起点*止点*长度(Km)11.358严密性试验压力(Mpa)6.3强度试验压力(Mpa)7.875设计壁厚(mm)8三、清管、测径、试压方案三
4、、清管、测径、试压方案3.13.1 工程概况工程概况管线全长 13Km,管道规格 D219*8,弯头规格 D219*10,设计压力 6.3Mpa,全线整体试压,试压用测径板规格为管段内最大壁厚钢管或弯头内径的90%,为 179.1mm。3.23.2 清管、测径、试压施工流程图清管、测径、试压施工流程图施工流程图清管、测径 完成EEWWAMCHERNGWANCHENEEWWAMCHERNGWANCHEN试压准备建立试压系统启动设备加压合格管道强度试压合格管道严密性试压合格临时封堵、地貌恢复不合格不合格卸压处理3.33.3 清管、测径、试压设备的选择清管、测径、试压设备的选择3.3.1 清管设备3
5、.3.1.1 清管用收发球筒制作(1)发球筒制作:(形式见发球筒示意图)1)球筒由短管、法兰封头、压力表、空压机进气管等组成。2)由273mm 的钢管与偏心大小头制作成DN250200 发球筒,与主管相匹配。3)装球筒管道顶部开一个60mm 的孔,作为进气孔。4)清管用压力表精度为0.4 级,量程为 06.3MPa。54679123478接空压机1.219mm 输气管道;2.清管器;3.DN250200 偏心大小头;4.DN65 中压阀门;5.无缝钢管607;6.压力表;7.DN250 短管;8.DN200 法兰封头;9 针形阀发球筒安装示意图发球筒安装示意图(2)收球筒的制作:由一段长2米2
6、73与273X219mm的变径管及273mm快开盲板组成收球筒,在短管上焊接一根300mm的 DN125 短管及对应法兰,作为扫线时排气,和球到达另一端时能够发现。见收球筒示意图:法兰及盲板273 短管DN250200 偏心大小头219 输气管道减速层快开盲板 DN250排气孔清管器收球筒安装示意图收球筒安装示意图3.3.1.2 清管器(1)直板聚氨脂皮碗混合清管器配备2 片聚酯杯型皮碗、2 片直板,聚酯材料的硬度适中。直板皮碗组合清管器如下图:(2)带尼龙刷的磁力清管器配备2 片聚酯杯型皮碗、2 片直板,聚酯材料的硬度适中,进一步清除管道内壁的焊渣和氧化皮。尼龙刷清管器如下图:(3)测径清管
7、器为直板 4 片聚酯盘清管器,配有 8mm 厚,可以通过较大壁厚的弯头和管段。铝测径圆板安装在第 3 和第 4 个聚酯盘中间。测径清管器前部盘的材料为中软硬度的聚酯材料。测径板直径为通球段中最大壁厚钢管或者弯头内径的90%。3.3.2 试压设备的选取3.3.2.1 采用 1 台车载空气压缩机,型号为BGLW30/150,排气量30m/min,管线设计压力为6.3Mpa,亦能够满足清管、试压要求。3.3.2.2 压力图表记录仪记录仪表盘直径为 300mm,量程为 45.0Mpa,24 小时制图。试压测试时需配置压力变送器,耐压等级为45.0 Mpa,其连接方式采用 M201.5 内细纹,采用 2
8、4V 直流电源工作。3.3.2.3 温度记录仪记录仪为图表型,图表直径最低为250mm,24 小时以上工作,电子记录仪双笔型,记录仪的量程范围为-3050。3.3.2.4 电子温度测量装置,分别测量管子温度和地面温度,耐高压的铂电阻,测量精度 0.5 C,量程范围为 3050。3.3.2.5 压力表,其型号为YB-150B,精度等级为0.4 级,表盘直径为150mm,量程为 016Mpa,最小刻度不大于 0.1Mpa,并在校验的有效期内。3.3.2.6 试压头准备管道试压前,安装介质注入管、控制阀门时,用凸台连接。在试压头上安装一只泄压阀。试压头与管线进行焊接后应进行100%超声波检测和 10
9、0%X 射线检测。3.3.2.9 钢管和管件要求临时配管,管件,阀门,法兰,垫片,螺栓和其他试压配件能在试验压力或更高压力下使用,要求所有试压用管子和管件必须备有材质证明书和合格证。试压封头提供有材质证明书、合格证等。试压头试压头工艺装置包括试压短管、封头、压力计量器具接头阀门、进气阀门等。试压装置焊接时,对接管的开口位置应按标准做焊接补强处理,试压装置制作的所有焊缝必须进行无损检测。试压头制作图(以首端为例)如下:DN15 压力自动记录仪接口压力表接口 DN15进气阀门 DN65温度计套吊钩3.3.2.10 辅助设备试压棚轻便的遮掩棚,遮风挡雨,有照明,安装仪器、温度、压力自动记录仪、通讯设
10、备等,24 小时有专人值班。现场辅助设备挖掘机、汽车吊、焊接设备、发电机组、通讯系统。3.3.2.11 清管测径、试压设备及仪表校验试压用的压力表、温度记录仪和压力记录仪等所有表,应在有资格的实验室进行校验,取得有效的认证证明,并在有效期内使用。试压时的压力表为 2 块,分别装在试压管段的首端和末端;在试压管段的首端还应安装一个压力自动记录仪、温度自动记录仪,以核对压力表数据。3.43.4 清管清管3.4.1 在试压管段的首端安装发球筒、末端安装收球筒,收球筒用来接收试验管段的施工碎屑和清管器。3.4.2 清管收、发球筒装置 50m 以内不得有居民和建筑物,并做好各项警示标志。3.4.3 清管
11、采用 1 台总排量为 20m/min 的空压机进行。3.4.4 清管器质量必须符合要求。清管时不得使用黄油或者类似物质润滑清管器。3.4.6 清管器的运行速度一般为4km5km/h,工作压力为 0.050.2Mpa。清管器要通过全管段。3.4.7 如遇阻力可提高工作压力,但最大压力不得超过管线设计压力。3.4.8 清管过程中,如果清管器卡在管道内,应通过电子跟踪仪确认卡球位置,首先要设法增压推动,增压应不超过管道设计压力。如果使用这种办法仍然不能使管内清管器移动,就只好采取割管处理,然后修补管道。3.4.9 收球筒收到清管器后停止供气并减压。管段内压力降到零后,取出清管器,检查清扫情况,合格后
12、进行测径作业,测径合格后拆除通球装置,通球扫线结束。3.4.10 清管时以收球筒端不再排除污物为合格。3.4.11 清管合格后,应按照业主或监理的规定作好记录,业主或监理签字确认合格。3.53.5 测径测径3.5.1 测径工序施工准备3.5.2 准备工作收发球装置安装测径检查收发球装置拆除检查测径所用的设备、阀门、通讯仪器、仪表等,保证处于良好状态。测径使用的铝制测径板,外径尺寸为通过的管段内最大壁厚钢管或弯头内径的的90%,为 179.1mm。3.5.3 测径器的发送将测径清管器装入发球筒,打开进气阀门,启动空压机进行注气,推动清管器前进。空压机的排量控制在适当的范围内,确保清管器前进速度在
13、 4km5km/h,工作压力宜为 0.05MPa0.2MPa。如果遇到阻力可提高其工作压力,但最大压力不应超过设计压力。避免过快的发送速度过快导致测径板意外损伤。注气要排量稳定,速度均衡。事故处理若测径清管器破损发生泄漏,应找出原因后,再发送一个测径器,将破损的测径器推出。若不能顺利的推出测径清管器,而在管中形成卡堵,应确定测径清管器的位置,切断管线取出测径器。3.5.4 测径板的检查测径完成后,取下测径板进行检查与拍照,若测径板圆盘无弯曲变形、无褶皱说明测径合格,否则测径不合格,要仔细进行分析查明原因,重新进行测径,找出变形的原因或产生测径板变形的位置,对变形管线位置进行处理,处理后重新进行
14、测径。穿越管线安装完毕后,需再次与主线路一同进行测径。3.63.6 试压试压3.6.1 试压位置及设备的安装试压现场设备摆放要合理有序。24 小时压力和温度自动记录仪的安放位置要离开试压头,保持安全距离,引管要安装阀门,每个仪表要和其它分开安装。在试压前,彻底检查试压头,确保所有的垫片、0-形环、管件、阀门和组件无漏、无损,达到所有安全要求。3.6.2 测量仪器准备3.6.2.1 试压用的记录仪、温度仪和压力表经过鉴定,并在有效期内使用。3.6.2.2 压力表精度为 0.4 级,量程为试验压力的 1.5 倍,表盘直径不小于 150mm,最小刻度不大于每格度数 0.1MPa。3.6.2.3 采用
15、压力自动记录仪,记录仪表盘直径不小于300mm,量程范围为 0MPa45MPa,24h 记录。3.6.2.4 采用温度自动记录仪,记录仪为图表型,图标直径最低位250mm,24h 记录,量程为-5050。3.6.2.5 采用热敏电阻电子测温仪,温度测量精度达到0.5。3.6.3 强度试压和严密性试验启动升压设备,开始向管内打入空气升压,升压应均匀平稳。当压力达到强度试验值的30%(2.363MPa)、60%(4.725MPa)时,分别稳压 30min,并检查系统有无异常情况,如无异常情况继续升压。1.控制压力增量,使其压力平稳缓慢上升。2.在升压过程中,不得撞击和敲打管道,稳压期间安排专人负责
16、巡线,巡线人员不能离管线正上方,距离管沟 15m 以外,发现管道破裂和异常情况,及时联系汇报。3.当试验压力达到强度试验压力值(7.875MPa)时,要及时停止压风机,并再次检查阀门和管线是否有异常现象。序号1管道名称管线长度(km)11.358起点高程(m)918.9终点高程(m)816.9管线最高点高程(m)1129.3管线最低点高程(m)630.7最大高差(m)498.6*为避免试压时超压,最高试验压力和最大允许高差限制值计算P=2ST/D(1)P最高静水试验压力,MPaS许用应力,取0.9倍管材最低屈服强度,MPaT钢管壁后,mmD钢管外径,mm根据P=g h(2)(-设)/式中水的密
17、度,;单位质量的物体所受的重力,取;最大允许高差。管道最高允许试验压力和最大允许高差计算结果如下:管道规格mm0.9管材最低屈服强度MPa220.5最高允许试验压力MPa16.11最高设计强度压力1.25倍设计压力MPa7.875水试压最大允许高差 m840支线L245N D219 8本工程最低点在2+000 米处,高程1129.3m;最低点在9+081 处,高程630.7m,全线最大落差为498.6m,满足水压试验的最大落差要求。因本次试压介质为空气,7.875Mpa 下 20的空气密度为93.63kg/m,水密度为空气密度的10.7倍,安全气压高程即为试压高程的 10.7倍。故本工程可以全
18、段一次性试压。压力差计算压力差计算试压时,受高差的影响,高压气体会产生压力差,压力差可由状态方程式计算,因为常温下压力和比容的乘积与热力学温度之比值为一常量,即(pv)/T=R,而这个常量就为该气体的气体常数。可以查出空气的气体常数为 R=287J/(kg*K),本段管线试压中,设定环境温度 20C。强度实验压力差强度实验压力差管道强度试验压力为 7.875Mpa,在此压力下对应的比容为v=(RT)/P,=287*(20+273)/7.875*10,=0.01068(m/kg)在此压力下对应的的密度为=1/V=1/0.01068=93.63(kg/m)(1)由计算得出 7.875Mpa 下,最
19、大高差 498.6 米高差产生的压力差为:P=gh=93.63*9.8*498.6*10 =0.458Mpa(2)最高点与首段管线高差为210.4 米,此高差产生的压力差为:P=gh=93.63*9.8*210.4*10 =0.193Mpa(3)最高点与末端高差为312.4 米,此高差产生的压力差为:P=gh=93.63*9.8*312.4*10 =0.287Mpa严密性实验压力差严密性实验压力差严密性试验压力为 6.3 Mpa,在此压力下对应的比容为v=(RT)/P,=287*(20+273)/6.3*10,=0.01335(m/kg),在此压力下对应的的密度为=1/V=1/0.01335=
20、74.91(kg/m)(1)由计算得出 6.3 Mpa 下,最大高差 498.6 米高差产生的压力差为:P=gh=74.91*9.8*498.6*10 =0.366Mpa(2)最高点与首段管线高差为210.4 米,此高差产生的压力差为:P=gh=74.91*9.8*210.4*10 =0.154Mpa(3)最高点与末端高差为312.4 米,此高差产生的压力差为:P=gh=74.91*9.8*312.4*10 =0.229Mpa压力表读数一览表-6-6-6-6-6-6-6-6按照以上计算方法,根据管线起点与终点高程,可以计算得出下表:段落长度(km)11.3581.强度试验稳压 4h,每间隔 3
21、0 分钟检查、记录一次。2.强度试验时,若压力出现急剧下降,要及时查找泄漏点,泄压后组织抢修,并重新进行试压。3.达到强度试验压力后派专人进行巡线,以管道无断裂、无变形、无渗漏为合格。4.管线强度试压合格后,将试压管段的压力降到严密性试验压力6.3MPa,要缓慢开关放空阀,保持每小时小于 5MPa 的速度连续降压,地面排卸点位于安全位置,对无人烟牲畜及周围环境不造成影响。5.严密性试验不泄漏为合格。从强度试压完成后开始降压直至严密性试压开始,应至少保证24h 的时间间隔,并且应保证管道内的压力处于稳定状态,在试压管道出现泄漏或试压合格后泄压放气时,要控制泄压速度,在大于 70%试验压力范围内,
22、每小时泄压不超过 1.0MPa。6严密性试验稳压 24h,每隔 30 分钟记录一次压力值7升压曲线最大高差(m)353强度实验压力(MPa)首段8.068末端8.162严密性实验压力(MPa)首段6.454末端6.529最高点压力压力(MPa)强度7.875严密6.3最低点压力(MPa)强度8.333严密6.666上图中:T1升至 30%的强度试验压力时间,升压速率每小时不得超过1.0MPa;T2稳压 30min;T3升至 60%的强度试验压力时间,升压速率每小时不得超过1.0MPa;T4稳压 30min;T5升压至强度试验压力的时间,升压速率每小时不得超过1.0MPa;T6强度试压稳压时间,
23、4h;T7从强度试验压力降至严密性试验压力的时间,每小时泄压不超过1.0MPa,且应保证至少 24h。T8严密性试压稳压时间,24h;T9从严密性试验压力降至常压的时间;其中,T1、T3、T5、T7,T9 请施工单位根据自身设备能力以及实际情况编制确定,但升压速率与降压压速率不得超过1.0MPa/h。P130%的强度试验压力;P260%的强度试验压力;P3强度试验压力;P4严密性试验压力;管道严密性试验时,当管道无渗漏、压降率不大于试验压力值的1%且不大于 0.1Mpa 为合格,管道稳压时间内的压降应按下列公式计算:p=1001-(pzTS)/(pSTz)pS=ps1+ps2pz=pz1+pz
24、2p 为压降(%)TS为稳压开始时管内气体的绝对温度(K)Tz为稳压终了时管内气体的绝对温度(K)pS为稳压开始时管内气体的绝对压力(Mpa)pz为稳压终了时管内气体的绝对压力(Mpa)ps1,pz2为稳压开始及终了时气体的压力表计数(Mpa)ps2,pz1为稳压开始及终了时当地的大气压(Mpa)3.3.6.2 卸压卸压排气点位置,卸气口方向对没有建筑和道路位置。经监理确认强度和严密性试压结果合格,每次卸压应缓慢开启排气阀,进行泄压,排气过程中压力不得急剧变化,缓慢进行,防止管线抽空造成管线变形,待全部管线压力均衡后慢慢排尽。3.6.33.6.3 试验不合格的处理1.试验如不合格,首先查找泄漏
25、原因证明,然后进行降压排气。2.针对泄漏原因,制定可靠有效的整改措施,并及时进行整改。3.重复进行上述气压试验过程直至达到合格,合格后应该按照交底对管线两端增加阀门,且提前预制并完成试压。四、质量保证措施四、质量保证措施4.14.1 质量目标质量目标4.1.1 总体质量目标:试压、通球、扫线和一次成功4.1.2 质量目标4.1.1.1 确保管内清洁,无焊渣、铁屑、尘土等污物;4.1.1.1 试压一次性合格,采集数据真实、准确;4.24.2 质量保证质量保证为确保管道清管、试压施工质量,并按照施工总体进度计划的安排,如期完成施工任务。4.2.1 质量体系描述为实现本工程管道施工的质量目标而建立针
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