廢棄油氣管道棄置技術(shù)探討

1、廢棄油氣管道棄置技術(shù)探討摘要：為了深入探討廢棄油氣管道棄置技術(shù)，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外廢棄油氣管道棄置 技術(shù)的調(diào)研，了解國(guó)內(nèi)外棄置技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合實(shí)際工程案例，針對(duì)廢 棄管道清洗和注漿封閉等棄置技術(shù)進(jìn)行探討，總結(jié)出一定經(jīng)驗(yàn)，為將來(lái)在此領(lǐng)域 進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：廢棄油氣管道；棄置；管道清洗；注漿封閉油氣管道的廢棄是管道全生命周期管理的重要環(huán)節(jié)，管道服役年限達(dá)到上限 或者繼續(xù)輸送油氣的效益遠(yuǎn)低于輸送成本且管道沒(méi)有其他用途，或者管道自身?xiàng)l 件老化嚴(yán)重、安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大，廢棄是不可避免的選擇。目前，國(guó)內(nèi)許多管道老 齡化嚴(yán)重，面臨著很大安全隱患，而且隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，管道途經(jīng)環(huán)境 發(fā)生巨大

2、變化，一些管道途經(jīng)區(qū)域變成了工業(yè)區(qū)和生活區(qū)，一旦發(fā)生事故，造成 的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此，開(kāi)展廢棄油氣管道棄置技術(shù)研究勢(shì)在必行。1國(guó)內(nèi)外棄置技術(shù)現(xiàn)狀基于對(duì)國(guó)外廢棄管道處置標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)有技術(shù)的分析，從土地使用規(guī)劃和安全風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)價(jià)兩方面考慮，廢棄管道處置方式主要有拆除和就地處置兩種。直接拆除可 以將隱患處理完全，但使用范圍受限，管道地上有障礙物時(shí)，無(wú)法拆除。就地處 置主要是填充法，有注水、注氮、填充固體材料等填充方法，其中填充固體材料 方法可以解決管道塌陷及廢液、廢氣污染問(wèn)題，將成為廢棄管道就地處置領(lǐng)域的 發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)20世紀(jì)建設(shè)的油氣管道已進(jìn)入40年以上的老齡階段，接近使用壽命的 上限，出現(xiàn)

3、嚴(yán)重的腐蝕、變形等問(wèn)題，管道進(jìn)入事故多發(fā)期；由于油源調(diào)整，部 分管道處于停用或閑置狀態(tài)；城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑物占?jí)夯螂x管道太近，存 在較大安全隱患。特別是“11.22 黃島管道爆炸事故發(fā)生后，國(guó)務(wù)院加大對(duì)管道安 全隱患整治力度。我國(guó)廢棄管道處置技術(shù)儲(chǔ)備薄弱，工程案例較少，研究尚處于 起步階段，在管道拆除處置方面未形成系統(tǒng)的技術(shù)體系、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；在管道清洗、 就地處置注漿固化方面的研究和實(shí)踐更少。在我國(guó)現(xiàn)行法律法規(guī)中僅中華人民共和國(guó)石油天然氣管道保護(hù)法中提出 “管道停止運(yùn)行、封存、報(bào)廢的，管道企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取必要的安全防護(hù)措施，并報(bào)縣 級(jí)以上地方人民政府主管管道保護(hù)工作的部門(mén)備案，但是對(duì)于廢棄管道處

4、置方式 選擇、過(guò)程控制、環(huán)境管理及后續(xù)監(jiān)督等方面均沒(méi)有要求。國(guó)內(nèi)廢棄管道現(xiàn)有的處置技術(shù)處于探索階段，清洗方面，采用物理清洗法、 化學(xué)清洗法以及兩者結(jié)合法，但未形成通用性的清洗工藝。拆除方面，雖有部分 工程案例，但沒(méi)有統(tǒng)一的工藝要求。就地處置方面，一是采用注水或注氮的方法 進(jìn)行封存，但注水后的管道穿孔嚴(yán)重，管道內(nèi)封存水滲入地下，污染土壤及地下 水；二是填充混凝土，受流動(dòng)性和初凝時(shí)間限制，一次施工距離較短；三是灌注 水泥砂漿，雖然大大增加了灌注距離，但是管道充盈率大幅下降，一次成型不足 60%。2棄置技術(shù)探討2.1管道清洗技術(shù)（1）管道清洗技術(shù)研究?jī)?nèi)容一般包括以下方面廢棄管道殘留物成分、物化性質(zhì)、

5、危害性分析；清洗方案分析及選擇，包括清洗原理研究、氮?dú)庵脫Q、蒸汽吹掃、化學(xué)藥 劑清洗等清洗方法組合研究；清洗配套裝備與施工工藝研究，包括裝備選型、管道流體計(jì)算、配套工裝 設(shè)計(jì)、施工流程設(shè)計(jì)等；清洗殘留物處理方法研究和排放指標(biāo)研究等；廢棄管道清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究。（2）技術(shù)工藝以某工業(yè)區(qū)占?jí)汗芏胃木€工程為例，結(jié)合管道技術(shù)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確 定本工程大致技術(shù)工藝為氮?dú)獯祾呤沼汀C(jī)械切割分段、蒸汽吹掃并回收殘留物、 污油回收處理等，如果清洗效果達(dá)不到質(zhì)量指標(biāo)，再加化學(xué)清洗方法。一般來(lái)說(shuō)， 化學(xué)清洗與蒸汽清洗相結(jié)合，能有效清除管內(nèi)壁的頑固油垢和無(wú)機(jī)物垢層。氮?dú)獯祾呤沼凸に囉捎谠搹U棄段管道已持續(xù)運(yùn)行多

6、年，管道狀況較差，管道內(nèi)部存在大量油泥 及障礙物，掃線時(shí)出現(xiàn)卡球的風(fēng)險(xiǎn)較高。另一方面，管壁腐蝕嚴(yán)重，無(wú)法承受較 高的壓力，出現(xiàn)卡球時(shí)無(wú)法通過(guò)強(qiáng)硬增加推球壓力的方法進(jìn)行解卡。為避免發(fā)生 卡球問(wèn)題，本次掃線采用兩個(gè)柔性聚氨酯泡沫清管器進(jìn)行掃線操作。本工程廢棄管道全線實(shí)施整體氮?dú)鈷哂停獨(dú)庠床捎靡旱?，液氮?chē)、汽化器、 水套爐配套使用，能夠保持較高氮?dú)鈮毫?。采用柔性防靜電輸油管端串聯(lián)收球筒 與油罐車(chē)進(jìn)行油品回收作業(yè)。掃線流程：（1）確認(rèn)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完畢；（2）開(kāi)始向發(fā)球筒注入氮?dú)?；?）在氮?dú)鈮毫Φ耐苿?dòng)下，掃線清管器推動(dòng)原油注入油罐車(chē)內(nèi)；（4）沿線各跟 蹤點(diǎn)匯報(bào)掃線清管器行進(jìn)過(guò)程；（5）清管器進(jìn)入收球

7、筒，掃線結(jié)束。蒸汽清洗工藝完成氮?dú)獯祾吆?，管道?nèi)主要存油已經(jīng)回收完畢，剩余的少量油品及管道內(nèi) 壁油垢采用蒸汽加熱和多功能PIG清管器相配合的方法進(jìn)行清洗，排出的污油 及污水利用密閉回收裝置收集后裝入油罐車(chē)回收利用，排出的氣體經(jīng)油氣冷卻、 吸附處理合格后排放。蒸汽清洗時(shí)，通球速度控制在1-2m/s，清洗最終以管內(nèi)達(dá)到無(wú)油、垢及其它 雜物，管壁呈現(xiàn)金屬本色為準(zhǔn)。為進(jìn)一步驗(yàn)證管道內(nèi)各處清洗效果，選用白色泡 沫球，用空壓機(jī)作氣源再次進(jìn)行管道通球，接收到的泡沫球體無(wú)固、液物為合格， 檢測(cè)管內(nèi)氣體無(wú)可燃?xì)怏w為合格。如仍不滿足，重復(fù)清洗直至滿足清洗要求。污油回收處理管道內(nèi)殘油及油垢經(jīng)蒸汽吹掃后進(jìn)入污油密閉回

8、收裝置，按固體、液體、氣 體實(shí)現(xiàn)三級(jí)分離。其中：固體油泥直接裝袋回收；油水混合物抽入油罐車(chē)回收； 油氣混合物經(jīng)冷凝裝置冷卻變成油水混合物用油罐車(chē)回收，余留氣體直接排放。2.2管道注漿封閉技術(shù)（1）管道注漿封閉技術(shù)研究?jī)?nèi)容一般包括以下方面漿液材料研制及試驗(yàn)，包括原材料選型、配合比設(shè)計(jì)、模擬注漿試驗(yàn)等；填充工藝研究，包括填充球技術(shù)、填充工藝等；注漿封閉裝備研究，包括漿液材料生產(chǎn)裝備和填充裝備的計(jì)算、選型、改 進(jìn)等。填充固化后質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究。（2）技術(shù)工藝廢棄管線內(nèi)的注漿封存材料既要具有一定的流動(dòng)性、可泵性，又要具有抗壓 性，滿足一定的壓力，同時(shí)，還要具有材料來(lái)源廣，價(jià)格便宜，節(jié)約工程成本的 特點(diǎn)。綜合考慮各方因素，選用水泥為主要膠結(jié)材料，按照一定比例進(jìn)行室內(nèi)試 驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果確定泵送漿材的配比。實(shí)驗(yàn)效果：管道灌漿后充盈率達(dá)到95% 以上?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，采用一臺(tái)高壓泵車(chē)，數(shù)輛泥漿攪拌車(chē)（泥漿攪拌車(chē)的數(shù)量根據(jù) 泵送功率及商混廠家與施工現(xiàn)場(chǎng)距離確定），泥漿泵車(chē)與灌漿孔采用高壓膠管連 接，泥漿泵車(chē)與攪拌車(chē)采用大口徑膠管連接.設(shè)備在使用前要進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，降低 故障率。3結(jié)論油氣管道的棄置作為管道生命周期的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，在安全和環(huán)保要求日益 嚴(yán)格的情況下，是管道公司急需面對(duì)和解決的問(wèn)題。國(guó)外對(duì)管道棄置經(jīng)驗(yàn)較為豐 富，而國(guó)內(nèi)則是剛剛起步。未來(lái)，國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域的發(fā)展方向和目標(biāo)是，一是制定 棄置