塞式开孔封堵技术与设备

塞式开孔封堵技术与设备

付邦稳

管道储运有限公司管道特种作业中心 江苏徐州 221000

摘要：塞式开孔封堵适用于输送石油、天然气、成品油的长输带压管道，以及管道的抢修工作，具有封堵严密、承压高、施工快的特点。本文基于塞式开孔封堵技术与设备展开论述。

关键词：塞式开孔；封堵技术；设备

引言

塞式封堵是利用一端带有多个刀齿,另一端使用连接穿孔机的圆筒铣刀，在要闭合的管线上切割鞍形孔和内径类型的孔，并通过机器将圆形橡胶壳引入管线中心，从而允许在成型壳的环形面上通过径向、弹性、塑性变形来偏转管道横截面的流动介质。

1带压封堵技术简介

随着我国居民生活条件的提高，天然气利用需求增加。输送管的整顿和建设事业也在增加。在实际工程中，每当遇到管道维修，自然运行中断的情况下，首先管道的天然气在单线运行过程中容易出现瓶颈现象，如果向上的天然气压力大于下游，则容易出现安全问题，因此具有双线运行功能，但往往无法装载高压的运输量。另外，天然气运行中断会给居民生活带来不便，产生负面影响。管道压力切断技术是高效的服务管道维修特殊技术，该特殊技术可以在不中断天然气输送的情况下，对需要维修的天然气管道进行零件更换、管道增加、管道位置转移等工作。与此同时，如果管道泄漏有问题，可以迅速整顿，确保煤气管道启动。压力切断技术在管道正常运输的同时，还具有保证工程安全、污染性等重要特征，该技术不仅适用于天然气介质的运输，也适用于水、石油、天然气等无腐蚀性介质的运输。

2HT150G、HT300G开孔机

这两种规格的开孔机均为液压驱动。其结构均由主传动箱、进给箱、填料箱及机壳四部分组成。主传动箱位于机器的下部，其动力来源于液压站。压力油通过柱塞油马达转换成机械能后，经减速箱一级减速后进入圆弧齿蜗轮减速器再度减速，然后通过高精度深孔内花键将动力传递给钻杆，实现钻杆的圆周旋转运动。蜗轮副上有飞轮装置，用于储藏能量，还便于手动盘车。进给箱位于机器的头部，通过变换其手柄位置实现对钻杆的自动进给、手动进给和空转。自动进给是由高精度深孔内花键套传递上来的动力，经由进给箱体内的齿轮通过速比变换传递给进给丝杆，再由丝杆驱动钻杆，从而实现钻杆与丝杆间的差速传动。进给箱的顶部平面有一侧，将变换手柄指向手动位置，并用卷筒摆动轮毂，以允许游戏杆快速上升和下降。进给率带有计数器，这些计数器在钻杆上标有刻度标记，以准确标识钻床的进给率。容器位于机器的底部，主要用于连接油箱和密封钻杆。机箱位于机器中央，主要通过连接上下元件和保护机体。钻头是一种执行组件，其前连接以圆锥形开口工具为中心，用平键传递扭矩，并用攻牙孔将工具固定到螺纹孔主轴孔中。

3按封堵头形式分类

不停输带压封堵技术按封堵头形式可分为以下几种形式：（1）筒式封堵，适用于发生腐蚀、结垢以及发生小规则形变管道的带压封堵。（2）塞式封堵，适用于没有发生腐蚀、结垢的管道的带压封堵。（3）折叠式封堵，适用于大直径管道的带压封堵。（4）囊式封堵，此封堵方式是指使用气囊对管道进行封堵。该封堵工艺的优点为开孔小，封堵管径大，施工周期短。

4目前的施工工艺容易存在的问题

在传统的塞孔封堵施工过程中，要在带压力孔的管道中切割直径与管道直径几乎相同的孔，孔的大小必须准确地允许在下一步骤中通过此孔进入管道内部，然后允许阻塞头沿车轮方向沿管道底部移动，直到整个阻塞头和通过此孔连接的吸管与管道垂直为止。皮革碗最终移动垂直于管道截面，皮革碗本身和管道内壁之间没有一点间隙，必须牢牢粘住，否则，会闭合，油可能会泄漏。在压力穿孔过程中打孔的工具是圆柱形铣刀，因此在制作刀具齿旋转切断管的过程中连续制造出大量铁屑，这种铁屑部分由油类输送到下游，但仍会在打孔的铣刀底部堆积大量铁屑。这种堆积的铁屑对堵塞工作的成败有很大影响。第一，这些铁屑在沿管道内壁移动的过程中会发生摩擦，小铁屑与铁屑一起移动，而大铁屑会导致铁屑的损坏。第二，这些铁屑会垂直移动，夹在皮球和管道内壁之间，皮碗和管道内壁接触面受到不均匀的力度，无法正确密封，导致漏油。在现有工艺条件下，要研究管道内压力开口消除封锁孔周围堆积的铁屑的方法，并研究施工关键部件的封锁方法——密封杯在进入管道封锁位置前不受损，紧贴管道内壁，确保封锁工作的严密性，防止漏油的方法。

5焊接要求

管道带压开孔技术可在管道不停输、无污染的情况下完成开孔作业，与传统停产作业相比，经济效益和社会效益显著，带压开孔技术以其不停输、无污染、效率高的特点在管道维修、改造及新增支线方面具有独特的优势。(1)焊接工艺焊接工艺是决定管道带压开孔焊接质量的关键因素，焊接前应根据本工程特点、母材材质、化学成分、结构类型等，组织焊接工程师做好焊接工艺评定及制定焊接工艺规程；焊接过程中严格按照焊接工艺规程施焊并按照规范要求对焊缝进行外观检测、压力试验及无损检测。(2)三通支撑根据规范要求，对于DN700及以上管道不停输开孔作业，应对三通管件做固定支撑。(3)安装区域处理焊接前应先剥离对开三通安装区域的防腐层，剥离防腐层可采用火焰加热、机械方式或电磁加热方式。防腐层剥离后应仔细测量拟开孔位置母管壁厚，修正允许施焊压力。本工程管道直径为DN700，组对间隙宜为2.5~4mm，当管道本体焊缝余高影响组对间隙要求时，宜适量打磨管道焊缝。(4)组对焊接根据相关规范要求，组对焊接时母管与对开三通轴线的平行度应≤1mm，间距应≤1.5mm；组对后对开三通进行接地，并测量接地电阻，接地电阻值不应大于10Ω。施焊焊工应具备焊接工艺要求的相关资质，且不应少于两名。对开三通纵向直焊缝不应与管道母材直接焊接，可增加垫板。对开三通管件的纵向直焊缝及环向角焊缝的焊接顺序及焊接方式应按照经批准的焊接工艺施焊。

6封堵作业

(1)安装好封堵筒、旁通管及阀门并试压合格。(2)打开夹板阀：先缓慢开启下游夹板阀后，再开启上游夹板阀；此时临时旁通管道开始连通有燃气，且并联运行。（3）下封堵器：缓慢手动旋转封堵器的手柄，使封堵筒缓慢向下直线移动进入管道封堵位置，实现对管道的单边封堵。（4）重复上述过程下另外一个封堵筒，实现另外一处对管道的单边封堵，此时应注意封堵筒方向。（5）泄压：完成上述作业后，燃气从临时旁通管通过；而后缓慢打开放散阀，放散两封堵筒之间燃气管道内的燃气；排完后若无压力回升，无燃气排出为封堵合格；若有压力回升，燃气排不完为封堵不合格。

结束语

塞式开孔封堵技术在带压长输管道的应用，不仅保证管网的安全运行和稳定供气，还可以大量减少停气造成的损失，为社会创造经济效益，是值得推广使用的一种安全可靠技术。

参考文献

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