长宁管线带压开孔施工方案

第1页一、编制说明本技术措施依据中国石油宁夏石化公司长宁φ426天然气管线改线工程详细工程设计的有关内容，参考我公司的程序管理文件和借鉴以往长输管线带压开孔的施工经验，编制了施工技术方案。为保证工程质量，确保管道投用一次成功，必须按照设计文件、施工规范及措施中的要求执行。此方案仅适用于中国石油宁夏石化公司长宁φ426天然气管线改线工程的施工。二、工程概况根据银川市城市规划的要求，银川市经济技术开发区已覆盖了银川输气末站，靖（边）—银（川）天然气输气干线将斜穿开发区，为保证输气干线的安全运行和开发区人民的安全，将斜穿开发区的输气干线在不影响输气的情况下进行改线，以消除安全隐患。长宁φ426天然气管道改线工程，为了不影响干线天然气的输送，拟采用管线的不停输开孔及封堵技术进行连头施工。根据B段的设计情况，需在B段的B0和B8点处在不停输的条件下开孔十二处，并进行不停输封堵四处。采用不停输封堵技术，可保证长宁线的不间断供气，避免了停气造成的经济损失；降低停气动火施工发生天然气泄漏，且置换不干净发生事故的可能性；避免了放空造成的能源浪费及环境污染。三、编制依据3.1现场实际考察3.2甲方提供的设计图纸第2页3.3国家现行的管道封堵动火碰头相关的规定。具体规范如下：《压力管道安全管理与监察规定》（劳动部发［1996］140号）《原油和天然气工程设计防火规范》（GB50183-93）《输气管道设计规范》《原油和天然气输送管道线路工程施工及验收规范》（SY0401-98）《钢质管道焊接及验收》（SY／T4103－1995）《天然气管道运行规范》（SY／T5922－2003）《钢质管道封堵技术规程》（SY／T6150.1－2003）《油气田集输管道动火安全技术规范》（SY／T4051－91）《钢制管道封堵技术规程第1部分：塞式、筒式封堵》(SY/T6150.1-2003)《长宁Φ426天然气管道B段改线工程开孔封堵模拟试验报告》四、工程实物量对开式三通DN400×4004个对开式三通DN400×3502个对开式三通DN400×3002个对开式三通DN400×2004个夹板阀DN4004台夹板阀DN3502台夹板阀DN3002台夹板阀DN2004台旁路线DN35030米第3页旁路线DN30030米弯头DN3504个弯头DN3004个堵头DN4004个开孔DN4004个开孔DN3502个开孔DN3002个开孔DN2004个法兰盲板DN4004个法兰盲板DN3502个法兰盲板DN3002个法兰盲板DN2004个弯头DN4002个法兰DN4002片五、施工方案5.1施工必备条件为确保本次施工安全可靠，从施工技术手段和管道运行压力方面需要满足如下条件方能进行。5.1.1施工技术手段必需安全可靠。本次施工的关键技术就是Φ426天然气管线的带压开孔、封堵和解封堵。为确保安全可靠，需要进行模拟试验。第4页5.1.2管道运行压力及介质流速必需满足带压施焊条件。根据SY/T6150.1-2003《钢制管道封堵技术规程第1部分：塞式、筒式封堵》要求，管道带压施焊时的介质流速不得大于10m/s，管道运行压力要求低于管道允许的带压施焊最高压力。管道允许的带压施焊最高压力计算如下：FDctps2式中：p――管道允许带压施焊最高压力，单位为MPa；s――管材的最小屈服极限，单位为MPa；t――焊接处管道实际壁厚，单位为mm；c――修正系数，单位为mm（通常取2.4mm）；D――管道外径，单位为mm;F--安全系数（天然气取0.5）。由此可计算出长宁Ф426×7输气管道全线管道壁厚带压施焊的最高压力为：序号管径(mm)壁厚(mm)允许施焊压力(MPa)1Ф42672.65为此，施工作业前要求协调上下游用户将施工段管道运行压力调整到上表规定的允许施焊压力以下，施焊时间为36小时(2006年7月6日9点-2006年7月7日21点)。第5页5.2施工准备5.2.1技术准备：要求在充分理解图纸及技术标准规范基础上，针对开孔、封堵、焊接等编制施工技术措施和相应的质量检验措施，并对施工现场平面、空间提前做好勘查，技术措施要求切实可行，可控性强；健全压力管道安装质量保证体系；图纸会审与设计交底工作；技术标准规范收集，向施工作业人员技术交底，对特殊施工作业人员起重工、电焊工、检测工进行资质审查，焊接工艺评定的制作与审核，所有交工技术文件、表格准备。5.2.2物资准备：工程材料的验收，施工机具、量具、临时用手段材料、办公用具、吊装索具、焊材烘干及保温设施、焊接专用工具、检验设施等齐全，合乎标准要求，所有用于正式工程施工用、量具符合要求，并到当地监检部门备案，焊接材料具备出厂质量证明书或试验报告，主要是开孔机、封堵器及开孔用刀具堵头的准备，专用阀门及对开式三通的定制、临时旁路线的预制。5.2.3现场准备：联合作业坑和动火作业坑的开挖。★将旁通线与封堵作业置于一个作业坑内，称之为联合作业坑。联合作业坑中的旁通线与封堵的中心距不小于5m。为方便水平开孔，联合作业坑的开挖尺寸见下图。第6页主管道中心线动火点改线后新建管线★动火作业坑的长宽为17m×5m。切管长度预计为4m。★联合作业坑和动火作业坑的开挖深度应完全暴露管径，并使坑底和管底间距离达到0.6m，两侧各留两个坚固的安全通道。5.3施工程序在干线旁开挖旁通线、封堵联合作业坑和动火作业坑———拆除管道上的防腐层(对管线进行测厚，并修正焊接三通时的管线允许压力)———焊接对开式三通等管件———在三通上安装夹板阀和开孔机，带压开孔———关阀夹板阀并拆除开孔机———连接临时旁路线———打开临时旁路上的夹板阀使临时旁通线投入使用———在堵孔三通的夹板阀上安装堵孔机，并实现上下游的管道封堵———放置管道密封囊将泄漏的气体与动火点隔离并引流至远处放空———切管作业———与新管线碰头———平衡封堵点上下游的压力———从管道中提出封堵头———使新建管线投入运行———拆除封堵机———关闭临时旁路线上的夹板阀———拆除临时旁路线———拆除夹板阀，安装法兰盖———管道防腐和回填。第7页5.4施工方案5.4.1准备工作★作业坑的开挖★新建管线约3.8km，应全部连通且经过试压、吹扫、干燥及置换等工序合格后方能与上下游的旧管线切断开口焊接连通。★三通部位应考虑防震动措施（视现场环境再定）。5.4.2开孔作业★在如图一中的开孔及封堵位置焊接对开式三通，应先割除旧管线上的防腐层，并对管线进行测厚，修正管道焊接允许压力。焊接过程当中为不影响管道输气，宜采用尽量小的电流，焊接完成后对焊缝进行着色检查（见附一：焊接作业指导书）。参见图一：图一★在三通管件的法兰上安装夹板阀，如图一所示。★在选定的临时旁通线开孔位置与封堵孔位置开压力DN50的压力平衡孔，拆除手动开孔机后安装PN6.4的压力表阀。★如图一所示，先开两侧接临时旁路线的孔。在三通的夹板阀上安装液压开孔机，连接压力平衡孔与开孔机，先开上游的DN350的临时旁路孔，再开下游的DN300旁路孔，打开压力平衡孔的压力表阀，使夹板阀的两侧第8页压力相等，然后关闭夹板阀。★如图一所示，再开中间下气囊孔。在三通的夹板阀上安装手动开孔机，开孔完毕后立即关闭夹板阀。5.4.3封堵作业★连接临时旁路线，注意碰口前检查管道内的清洁度，并按规范对焊缝进行检测，进行压力试验。★临时旁路线安装完毕并检查合格后，打开临时旁路上的夹板阀，使其投入使用。★如图一所示，最后开封堵孔。在三通的夹板阀上安装液压开孔机，开孔（DN400）完毕后立即关闭夹板阀，并安装封堵器。★待临时旁路线使用正常后，开始实施堵孔作业（需两台封堵器同时作业）。将堵头下至工作位置后，打开压力平衡孔上的压力表阀，将短接掉的那段余气放掉，然后安装压力表，观察压力变化，以确定封堵是否成功。★若1小时之内压力无变化，证明封堵成功可进行下一步操作，压力升高，需重新进行封堵，至压力无变化方可进行下一步操作。★打开下气囊孔处的夹板阀，将DN400的管道密封囊送入管道中，充氮气，囊内压力控制在0.03MPa左右。同时拆除压力表，在该处另接一根连接管放空（或高空燃烧）泄漏气体，以保证安全地切管和动火。5.4.4切管和动火作业★在确认上下游封堵无泄漏情况下，可同时实施上下游的切管作业，考虑安全因素，切管采用机械切割，设备采用气动切管机，切管长度不超过6m。★在切管两侧各打一层300mm左右的黄油墙，使管内外彻底隔离。★清除动火管口的污物和残液，用可燃气体报警器检测动火管口处的浓度,确认合格后与已试压合格且置换完毕的新管线碰头。并在废除段焊封第9页头，拆除密封囊。连接平衡管，提取塞式封堵头，拆除封堵机。使新管线投入使用，发现无异常后方可进行下一步作业。参见图二：图二5.4.5解除封堵作业★上下游可同时实施解除封堵作业。★先将封堵机连接器上闸阀与干线上的平衡阀DN50高压钢丝编织的软管相连同，开阀后使封堵头前后的压力相平衡。★提出封堵头，关闭夹板阀，拆除封堵机。★关闭临时旁路线上的夹板阀，拆除临时线。★在三通夹板阀上再次安装（已组装好堵塞的）开孔机；再次将开孔机的连接器上的闸阀与干线平衡用DN50高压钢丝编织软管相通，开阀后夹板阀上下腔体的压力相平衡。才能实施开阀和下堵塞作业。★确认堵塞被四个锁环锁住后，拆除开孔机和夹板阀。★完成干线上和新投产管线DN100和DN50闸阀的堵孔作业。★完成各个暴露管段、管件的防腐作业。作业坑回填后，恢复地形第10页地貌。再次安装开孔机堵孔，再次安装手动开孔机堵DN100小孔。六、施工进度计划及控制措施6.1工期目标6.1.1工程施工日期根据总体统筹计划，开孔封堵的工期10天。6.2.2计划工作时间施工期间，每天工作8小时，每周工作7天，如遇下述特殊情况将改变正常的工作时间和班次。雨天等自然因素导致影响施工质量，人员安全需要停工或特殊工序要求，将改变正常工作时间。施工质量、工期以及工序衔接需要，可按两班连续作业。6.2施工进度控制措施★成立项目带压开孔领导小组，责任落实到人；★细化分解工程内容，提前落实到位到人；★在现场提前进行深度预制，一旦达到施工条件马上进场安装；★组织有效、充足的人员及机具；★使用大型机具，尽量采用整体吊装法；七、施工人员及机具计划7.1施工劳动力计划根据施工进度的安排，为使工程顺利实施，充分发挥施工队伍和施工第11页机具的优势，提高功效和工程质量，根据项目管理的原则，对现有施工队伍进行优化组合，挑选精干人员，组织两个封堵作业施工组，每组17人，主要施工人员总数为40人。施工人员安排见下表：序号工种人数备注1管理人员62管工23气焊14电焊工85起重工26钳工27操作手78电工29力工10合计407.2主要施工机具本工程施工中所用施工机具采取优化调配、交叉作业、充分发挥机械的效率和利用率。结合实际机械状态，拟定本次施工中投入的机具设备主总指挥：李刚上游组负责人：马天林下游组负责人：丁浩副总指挥：周冰安全员：王伟业施工队长：李胜洋安全员：陈雷施工队长：于江第12页要有：主要施工设备及材料一览表序号机具名称规格单位数量备注1卡车CA141台4拉运设备材料等2吊车25T台43指挥车客货台2生产指挥4活动焊机ZX-400台4焊接5手提砂轮机Ф150台10打磨破口、焊道6焊条烘干箱500℃台1焊条烘干7气割设备台28液压开孔机FK-1200台1含扳手、接刀盘、炮台、螺栓螺母、吊环9液压站1200台410液压开孔机FK1800台2含扳手、接刀盘、炮台、螺栓螺母、吊环11配电柜台412高压胶管1/2″1″11/2″米6013封堵缸个414封堵头DN400个415皮碗φ426个4161200开孔结合器φ426个1含螺栓、螺母、胶圈备件171800开孔结合器φ426个2含螺栓、螺母、胶圈备件18开孔结合器φ377个1含螺栓、螺母、胶圈备件19开孔结合器φ325个1含螺栓、螺母、胶圈备件20开孔结合器φ273个1含螺栓、螺母、胶圈备件21封堵结合器（带旁通）φ426个2含螺栓、螺母、胶圈备件第13页22封堵结合器φ426个2含螺栓、螺母、胶圈备件