《擋板封堵技術(shù)》PPT課件

,DNF型管道封堵器,郭永明2006年5月,擋板密封囊型管道封堵技術(shù),目錄,一、概論二、DNF型管道封堵器的封堵原理三、DNF型管道封堵器的設(shè)備構(gòu)成和性能四、DNF型管道封堵器的封堵作業(yè)程序五、DNF型管道封堵器的封堵特性六、應(yīng)用DNF型管道封堵器實(shí)施管道事故搶修的典型案例,擋板密封囊型管道封堵技術(shù)DNF型管道封堵器,一、概論封堵器是長輸管道搶修、大修和工藝改造必不可少的設(shè)備。大家知道，長輸原油管道的事故搶修一直是個(gè)難題。當(dāng)原油管道發(fā)生斷裂、大面積腐蝕穿孔、干線上的設(shè)備操作失靈時(shí)，會使全線管輸運(yùn)行陷于停頓，長時(shí)間停輸會導(dǎo)致管線凝結(jié)（即所謂“灌香腸”）的惡性事故，也會造成幾十公里管道內(nèi)的原油大量流失甚至發(fā)生火災(zāi),爆炸、污染環(huán)境等次生災(zāi)害。在這種油氣涌流的事故現(xiàn)場，搶修施工根本無法進(jìn)行。如果有了封堵器，就可以在事故管段兩端進(jìn)行及時(shí)的封堵，及時(shí)地進(jìn)行搶修施工，防止事故擴(kuò)大，使管線在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常輸送。大量的管道工藝改造和管道更新工程，諸如線路改線、管道大修和在干線上加裝清管設(shè)備、閥門、接支線、新老管線碰頭等，在沒有封堵器的情況下就會使施工復(fù)雜化或根本無法施工。為保證安全、迅速地完成管道搶修與改造任務(wù),，要求管道封堵必須嚴(yán)密、安全可靠、封堵器的關(guān)鍵構(gòu)件必須有相當(dāng)高的承載能力或較大的安全系數(shù)，同時(shí)力求操作簡便，對野外作業(yè)有較高的適應(yīng)性。多年來，我們在大量的管路搶修實(shí)踐基礎(chǔ)上參照了國外技術(shù)資料，於上世紀(jì)八十年代初成功地開發(fā)研制出擋板密封囊型管道封堵器。在這里我們?nèi)　皳酢弊郑澳摇弊趾汀胺狻弊值臐h語拼音的字頭來命名，而稱之為DNF型管道封堵器（以下統(tǒng)稱為DNF型管道封堵器）。意為該封堵器的封堵原理為擋板結(jié)合密封囊式的管道封堵,即以擋板來承受由管道壓力而產(chǎn)生的軸向推力，以充氣的密封囊截?cái)喙艿罃嗝孀鳛槊芊庠?、傳遞軸向推力至擋板上，以達(dá)到管道封堵的目的。從1981年至今，DNF型管道封堵技術(shù)已日臻成熟。目前DNF型管道封堵器已裝備了國內(nèi)管道系統(tǒng)、各大油田、石化廠際管網(wǎng)系統(tǒng)和社會公共管網(wǎng)系統(tǒng)等十余家管道搶修隊(duì)伍。DNF5型管道封堵器已基本上實(shí)現(xiàn)了系列化，主要是應(yīng)用在DN300DN700的管道上。,設(shè)備型號如下：1DN700/600/500PN0.5/0.6/0.8MPaDNF5型管道封堵器；2DN400/350/300PN1.0MPaDNF5型管道封堵器。為適應(yīng)國內(nèi)管道工業(yè)的發(fā)展，目前我們已經(jīng)著手開發(fā)DN1000/900/800PN0.8/1.0/1.2MPaDNF6型將比DNF5型在結(jié)構(gòu)、封堵壓力和通用性等方面將得到進(jìn)一步的擴(kuò)展、改進(jìn)和提高。,迄今為止，國內(nèi)應(yīng)用DNF型管道封堵器實(shí)施干線封堵動火已達(dá)四佰余次，DNF型管道封堵器的主要性能是：1DNF型管道封堵器屬于低壓（不超過1.0Mpa）停輸型管道封堵器。在一定條件下，也可以實(shí)施不停輸封堵。2DNF型管道封堵器既可以應(yīng)用于計(jì)劃性的管道工藝改造、改線等，也可以應(yīng)用于突發(fā)性的管道事故搶修，它可以在到達(dá)現(xiàn)場后35小時(shí)實(shí)現(xiàn)管道封堵。這是國外塞式或桶式封堵器所無法作到.,3應(yīng)用一套DNF型管道封堵器，只須更換少量配件（主要是指擋板和密封囊），就可以實(shí)現(xiàn)相近三種管徑的管道封堵。4DNF型管道封堵器的制作成本和實(shí)施封堵的造價(jià)相對較低。圖一為典型的DNF5型管道封堵器的停輸封堵狀態(tài)。,圖一DNF型管道封堵器的停輸封堵狀態(tài),二、DNF型管道封堵的封堵原理假如我們將一只用多層高強(qiáng)力錦綸絲為骨架材料制成的膠囊置于原油壓力管道中，并使之在管道中充脹起來，以便達(dá)到管道封堵的目的。如圖二所示。為此必須將囊的下游（右端）管道壓力放空（降為零）。模擬試驗(yàn)證明，這種方式的封堵是很難實(shí)現(xiàn)的，即使是勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)也不可靠，因?yàn)樵谶@種情況下，由于囊體下游已降為零，囊體所愛的推力完全靠囊體與管壁之間的摩擦力來平,圖二,衡，而（夾布橡膠的）囊體與鋼管內(nèi)壁之間在原油充分潤滑的情況下，摩擦系數(shù)是很小的，經(jīng)試驗(yàn)測定僅為0.050.07。為達(dá)到增大摩擦力的目的，途徑有兩條，一是大幅度地提高囊的內(nèi)壓，二是大幅度增加囊體長度以增大摩擦面積。而欲達(dá)此目的無論從囊的制造工藝、囊體骨架材料的選擇和囊的送入管道的方式等方面都是相當(dāng)困難的，甚至是無法實(shí)現(xiàn)的。,如果將一個(gè)剛性擋板置于囊的下游，使囊以剛性擋板為依托，來承擔(dān)管壓引起的對囊體的推力，而密封囊僅起密封作用，這時(shí)囊體的受力就會大大得到改善，整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)、也會大大提高。正如圖三所示，用氮?dú)獬涿浧饋淼拿芊饽业挠叶擞袆傂該醢遄饕劳?，除角縫部位受力外，其余部分幾乎不受力，而其身部則完全由鋼管包復(fù)，受力更好，其左端有管壓平衡了絕大部分密封囊的內(nèi)壓。,在這里，我們列入了封堵壓差這一概念。要實(shí)現(xiàn)DNF型封堵，密封囊的內(nèi)壓必須大于管壓，二者之差稱之為封堵壓差。即在實(shí)際操作中，我們將封堵壓差P限定在0.080.02Mpa范圍內(nèi)。由此可見，密封囊的左端受力為0.080.02Mpa。將封堵壓差這一概念引深：P=P囊-P管1在任何管徑的DNF型的封堵中，密封囊的最大受力都是0.080.02Mpa.,2無論管道壓力高與低，在DNF型管道封堵中，密封囊的最大受力仍然是0.080.02Mpa。3從理論上講，DNF型管道封堵器的封堵壓力的高低，主要取于擋板（砥柱）承載力的大小。為了獲取質(zhì)量安全可靠的管道密封囊，其主要的檢驗(yàn)項(xiàng)目空管爆破壓力，即將密封囊置放在一管中，囊中充水壓（或氣壓），其空管爆破力值應(yīng)置應(yīng)為封堵壓差的十倍，達(dá)到0.8Mpa以上。,圖三,三、DNF型管道封堵器的設(shè)備構(gòu)成和性能(一)DNF型管道封堵器性能如表1所示。表1,(二)DNF5型管道封堵器的設(shè)備構(gòu)成1.DN700/600/500DNF5型管道封堵器設(shè)備與配件構(gòu)成如表2所示。表2,2.DN400/350/300DNF5型管道封堵器設(shè)備與配件構(gòu)成如表3所示。表3,示。表3,3封堵設(shè)備具體介紹,4實(shí)際現(xiàn)場操作情況,5管道密封囊技術(shù)性指標(biāo)如表4所示。,四、DNF型管道封堵器的封堵作業(yè)程序現(xiàn)以停輸封堵為例介紹DNF型管道封堵器的封堵作業(yè)程序。1在壓力管道上，在停輸或不停輸狀態(tài)下，在待更換的管段兩側(cè)各焊裝兩個(gè)法蘭短接。注意控制兩法蘭短接間的中心距和法蘭端而至管頂?shù)某叽?。見圖四a。與此同時(shí)，在中間管段上焊裝一個(gè)放空閥和一個(gè)抽油閥。用手動帶壓開孔機(jī)開孔。2在法蘭短接上安裝夾板閥。然后在夾板閥上,安裝電動開孔機(jī)。在停輸或不停輸狀態(tài)下（靜壓或流動壓力下）實(shí)施帶壓開孔。見圖四b。開孔后關(guān)閉夾板閥、拆除電動開孔機(jī)。3在四臺夾板閥上對稱地安裝液壓擋板裝置和液壓送取囊裝置。擋板裝置在內(nèi)側(cè)。送取囊裝置在外側(cè)。管道實(shí)施停輸并確認(rèn)管道處于停輸狀態(tài).打開夾板閥，由擋板裝置送進(jìn)一組在管道中可展開成園形斷面的擋板；找開夾板閥，由送取囊裝置定向地（朝向擋板裝置）送進(jìn)一個(gè)密封囊，并外接好氮?dú)庀到y(tǒng)。見圖四C。,4按封堵點(diǎn)兩側(cè)的干線壓力先高后低原則依次向兩個(gè)密封囊充氮?dú)?、直至囊壓升至P囊=P管+（0.080.02）Mpa為止。打開放空閥，確認(rèn)中間管段的壓力歸零后，接泵抽出或泄放中間管段中的介質(zhì)。見圖四D。5焊接新的中間管段按封堵點(diǎn)兩側(cè)干線壓力先低后高的原則，依次解除兩側(cè)的管道封堵：完全泄放囊中的氮?dú)?，從管道中收回密封囊和擋板等。關(guān)閉夾板閥。見圖四e。,6拆除擋板裝置和送取囊裝置。依次在夾板閥上安裝帶有堵塞的堵孔器，打開夾板閥，將堵塞送進(jìn)法蘭短接中，并用鎖環(huán)鎖住堵塞，以便回收夾板閥。見圖四f。7拆除夾板閥后依次在每個(gè)法蘭短接上安裝好法蘭蓋，使管道基本恢復(fù)原狀。見圖四g。至此，整個(gè)封堵作業(yè)結(jié)束。五、DNF型管道封堵器的封堵特性1DNF型管道封堵器主要適用于封堵原油、成,圖四DNF5型管道封堵器的停輸封堵作業(yè)程序,新管段,品油、天然氣和水等介質(zhì)的管道。相對而言，成品油和天然氣管道的DNF型管道封堵尚須更多地經(jīng)驗(yàn)積累。2DNF型管道封堵器既可以用于停輸封堵，在一定條件下也可用于不停輸封堵。3DNF型管道封堵器適用于計(jì)劃性的管道大修、改線和管道工藝改造等，更適用于突發(fā)性的管道事故搶修。由DNF型管道封堵器開孔小，僅為管徑的二分之一左右，開孔時(shí)間為0.5小時(shí)左右。由此決定了,它的法蘭短接的焊接量也少，可集中多名焊工同時(shí)焊接雙側(cè)的四個(gè)法蘭短接及加強(qiáng)板。當(dāng)DNF型管道封堵器抵達(dá)事發(fā)現(xiàn)場，3至5個(gè)小時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)管道封堵。由于擋板和密封囊在送進(jìn)管道的過程中不是立即阻斷介質(zhì)的流動，故不會對設(shè)備造成任何的損壞或水擊。真正阻斷介質(zhì)流動或封堵是在密封囊在充脹的過程中，約需幾分鐘的時(shí)間逐漸實(shí)現(xiàn)的。密封囊作為一種撓性的密封件，起到緩沖、吸收和削弱壓力波的作用。,4DNF型管道封堵器的法蘭短接及加強(qiáng)板在管路上的焊接，既可在停輸狀態(tài)下進(jìn)行，也可在不停輸狀態(tài)下進(jìn)行。為保證焊接安全和焊縫質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件，管路的材質(zhì)和壁厚，介質(zhì)的壓力、溫度和流速等來確定其焊接方式和采取那些相應(yīng)措施。5一般情況下應(yīng)用DNF型管道器皆實(shí)行不停輸帶壓開孔，但也允許實(shí)行停輸帶壓開孔。6DNF型管道封堵器的單向性。即管道封堵一經(jīng)實(shí)現(xiàn)，由于密封囊的上游無依托、就不允許承受來自中間管段的任何反向壓力，否則會使整個(gè),封堵失效。這樣，在處理兩封堵裝置間的中間管段里的介質(zhì)時(shí)，應(yīng)采取直接放空或機(jī)泵抽取的方式來完成。7鑒于DNF型管道封堵器的單向性，對于停輸管道應(yīng)確認(rèn)無壓力波動后，再實(shí)現(xiàn)管道封堵。8DNF型管道封堵一經(jīng)實(shí)現(xiàn)，無論是停輸還不停輸都不允許干線壓力再出現(xiàn)大幅度的波動。即不允許上游進(jìn)行倒流程，啟泵等工藝操作。9在實(shí)施停輸封堵前，可根據(jù)管道縱斷面圖區(qū)別出高壓側(cè)和低壓側(cè)。為此應(yīng)首先實(shí)現(xiàn)高壓側(cè)的管道封堵，中間管段泄壓后，再實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)的管,道封堵。兩側(cè)壓力大致相當(dāng)時(shí)兩側(cè)的封堵可同時(shí)操作。在解除封堵時(shí)，應(yīng)先解除低壓側(cè)，然后再解除高壓側(cè)，兩側(cè)壓力大致相當(dāng)時(shí)可同時(shí)解除。10在長達(dá)十幾個(gè)小時(shí)，以至于幾十個(gè)小時(shí)的,應(yīng)設(shè)法使干線與大氣連通。,六、應(yīng)用DNF型管道封堵器實(shí)施管道事故搶修的典型案例DNF型管道封堵器自上世紀(jì)八十年代初問世以來，大多用于計(jì)劃性的管道工藝改造、改線、換閥等封堵作業(yè)。但也多次成功地應(yīng)用于管道事故搶修，獲得了寶貴地管道搶修經(jīng)驗(yàn)。管道事故的特點(diǎn)一是突發(fā)性，二是由于管道漏油、爆管事故的發(fā)生，雖然線路已停輸，但管內(nèi)的介質(zhì)或大或小仍處于流動狀態(tài)。,現(xiàn)將應(yīng)用DNF型管道封堵器實(shí)施管道事故搶修的案例作一簡單的介紹。11981年3月27日慶鐵線農(nóng)安輸油站212#罐前閥出現(xiàn)故障、打不開、并不上，影響正常運(yùn)行。實(shí)施雙側(cè)封堵，更換閥門。封堵壓力為0.1Mpa。21985年12月鐵秦線聚流河閥室DN500的閥門凍裂造成跑油事故。實(shí)施干線的單側(cè)封堵。封堵壓力為0.1Mpa。31994年7月12日慶鐵線長春輸油站出站管線爆管跑油事故，實(shí)施單側(cè)封堵。封堵壓力0.1Mpa。,41995年7月10日中朝管線朝鮮境內(nèi)377管線凝管解堵，實(shí)施雙側(cè)封堵。封堵壓力0.3Mpa。51995年8月臺3日遼寧洪水引發(fā)撫順石油二廠529管線被沖斷，單側(cè)封堵介質(zhì)為柴油，封堵壓力0.2Mpa。61996年11月18日慶鐵線長春輸油站陶家河管道漏油，實(shí)施雙側(cè)封堵。封堵壓力0.1Mpa。71998年7月31日慶鐵線平東閥室管線爆管跑油事故、