清管工艺设备

清管工艺设备制作单位：王场输气站制作时间：2015年11月目录清管的目的和周期1收发球筒的主要功能及结构2清管器的分类3清管作业流程操作及注意事项4清管的目的和周期目的：输气管道的输送效率和使用寿命很大程度上取决于管道内壁和内部的清洁状况。对气质和管道有害的物质：如凝析油、水、硫分、机械杂质等，进入输气管道后引起管道内壁腐蚀，增大管壁粗糙度，大量水和腐蚀产物的聚积还会局部堵塞和缩小管道的流通截面。在施工过程中大气环境也会使无涂层的管道生锈，并难免有一些焊渣、泥土、石块等有害物品遗落在管道内。管线水试压后，单纯利用管线高差开口排水很难排尽。为解决以上问题，进行管道内部和内壁的清扫是十分必要的，因此清管工艺一直是管道施工和生产管理的重要工艺措施。清管的目的概括起来有以下四方面：（1）清除管内积液和杂物（粉尘），减少摩阻损失，提高管道的输送效率；（2）避免低洼处积水（因水的来回波动不仅因存在电解液加快电化学腐蚀，而且产生机械冲刷，使管壁减薄，造成腐蚀破裂）；（3）扫除管壁的沉积物、腐蚀产物，使其不存在附加的腐蚀电极，减少垢下腐蚀；（4）进行管道内检测等许多新的用途。①定径：与清管器探测定位仪器配合，查出大于设计、施工或生产规定的管径偏差；②测径、测厚和检漏：与测量仪器构成一体或作为这些仪器的牵引工具，通过管道内部，检测和记录管道的情况；③灌注和输送试压水：往管道灌注试压水时，为避免在管道高点留下气泡，影响试验压力的稳定，在水柱前面发送一个清管器就可以把管内空气排除干净；④分隔管内介质：用天然气置换管内空气、试压水或用空气置换管内天然气时，用清管器分隔两种介质，可防止形成爆炸性混合物，减少可燃气体的排放损失，提高工作效率；⑤涂敷管道内壁缓蚀剂和环氧树脂涂层：液体缓蚀剂可用一个清管器推顶或用两个清管器夹带，在沿线运行过程中涂上管道内壁。环氧树脂的内涂施工比较复杂，其中包括：管道内壁的清洗、化学处理、环氧树脂涂敷和涂敷质量的控制和检查等内容，这些工序都是利用专门的清管器实现的。周期：根据管道的输送介质视管道的输送效率和压差，确定合理的清管周期收发球筒的主要功能管道正常输送介质时，收发球筒处于空闲状态，其内部应无压力和介质。当需要发送清管器清洗或测试管道时，通过工艺流程转换，将快开盲板打开，将清管器推入发球筒中，介质通过液体入口流入，由于清管器在发球筒中可起到密封的效果，清管器前后产生压力差，推动清管器进入管线，然后通过工艺流程转换，使发球筒处于空闲状态。被顶进入管道的清管器通过清管器前后产生的压差在管线中运行，当清管器运行到接近收球筒时，通过工艺流程转换，使清管器进入收球筒，再通过工艺流程转换，排空收球筒内的介质，使收球筒处于不承压状态，打开盲板，取出清管器，使收球筒处于空闲状态。收球筒出口管线三瓣式快开盲板手动放空通球指示仪收球筒排污管线收球筒进气阀收球筒筒体收发球筒结构图注水口压力表平衡阀通球指示器1、收球筒进口阀：进行流程切换将站场正式流程切换为收球流程，阀门内径与管径相同，便于清管器进入；2、通球指示仪：便于查看清管器的接收与发送，当清管器通过时，YS通球指示仪会弹起，通球信号会传送至站控机，已确定清管器是否已发出或进入收球筒；3、手动放空：放空球筒天然气；4、三瓣式快开盲板：封闭收发球筒进口，便于开关操作，便于清管器取出与送入；5、压力表：收球筒有两块压力表，一块是大量程，一块是小量程，当通球结束时打开小量程的压力表，便于精确读数。6、注水口：当清管器进入收球筒放空后，向球筒内注水，防止硫化亚铁自然。7、排污管线：排出清管器清出的管道杂质；8、收发球筒筒体：接收与发送清管器9、发球筒平衡阀：发球过程中平衡发球筒内清管器前后压力。•收发球工具推车：可升降，便于清管器的取出与推入；多节防爆拉杆：用于取出清管器，顶部为F型，可探入清管器后部，将清管器拉出；多节防爆推板：将清管器送入发球筒变径大小节处。清管器的分类清管器简介清管器清洗依靠被清洗管道内流体的自身压力或通过其他设备提供的水压或气压作为动力,推动清管器在管道内向前移动,刮削管壁污垢,将堆积在管道内的污垢及杂物推出管外。清管器在管道中前进是靠前后压差来驱动的,具体的驱动方式有两种。一种是利用流体的背压作为清管器行走的动力,并在推进中清除管道中清管器前方的污垢。这种方式适合对较短管道的清洗。另一种方式是利用从清管器周边泄漏的流体产生的压力,使附着在管壁上的污垢粉化,并被排送出去。这种方式较适合长管道的清洗。清管器的外径通常比管道内径要大3%～5%,能与管道紧密结合,因此它在运行当中密封性很高,易于对污垢进行清理。尤其是使用液体做压送液体时,所形成的射流会对管壁上的污垢产生很强的冲击能力。清管器的分类1、全涂层聚氨酯泡沫清管器全涂层聚氨酯泡沫清管器一般由聚氨酯制成，表面涂覆聚氨酯耐磨皮，以提高耐磨性，内芯为聚氨酯泡沫，过盈量一般为25mm，运行距离可达200km。特点：主要用于探明管道内部基本情况，可变形余量大，通过性能好，可在高压差情况下，自行破碎，因而安全性较高，影响管道正常运行可能性小。2、橡胶清管球橡胶清管球是一个外径比管道内径大2%的空心球，由氯丁橡胶材料制成，使用时需向球内注水，以排尽球内空气，当清管球被水加压胀大之后，球的过盈量为3%-10%。橡胶清管球在管道内形成一个严密的且具有一定硬度的球塞，能将管内污水、污物推出。特点：在地形起伏高差较大的山区管线，也能清出管内污水的90%。橡胶清管球是软质球体，变形大，通过性能好，不易被卡，主要清除管道内的液体和分离介质。清管球清除块状物的能力较差，且在管内易被硬物垫抬而翻滚，管线施工中遗留在管内的石块、木棒等杂物需经多次清管才能推出，对于紧贴管道内壁的硫化铁粉末，橡胶清管球的清扫效果不十分好。3、皮碗清管器皮碗清管器有一个刚性骨架，和前后两节或多节皮碗构成。它在管内运行时，保持固定的方向，所以能够携带各种检测仪器和装置，清管器的皮碗形状是决定清管器性能的重要因素，皮碗的形状必须与各类清管器的用途相适应。皮碗清管器由橡胶皮碗，压板法兰、导向器及发讯器护罩组成，它是利用皮碗边裙对管道的1%—4%左右过盈量与管壁紧贴而达到密封，清管器由其前、后天然气压差进行推动前进。皮碗清管器密封性能良好，它不仅能推出管道内积液，而且推出固体杂质效果远比清管球好。4、碟型皮碗直板清管器由两个支撑板、四个碟型皮碗、隔垫及骨架组成。特点：密封性能好、通过能力强、运行距离长并且可在清管器筒体及皮碗上开孔和开槽，用射流的方式清除清管器前堆积杂质障碍。其直管段变形通过能力为20%D，可通过2.5D弯头，能清除管道内积液、粉尘等污物。清管器分类5、碟型皮碗直板清管器+测径铝板由支撑板、碟型皮碗、测径板、隔垫及骨架组成。特点：密封性能好、通过能力强、运行距离长。能清除管道内积液、粉尘等污物。通球后，根据安装在清管器上测径铝板的变形情况判断管道的缺陷及变形情况，检测管道的通过性能。6、双向直板机械清管器由导向盘、直板密封皮碗、隔垫及骨架组成特点：结构轻便、通过能力强、清管效果好，能有效清除管道内悬浮污物。直板清管器与蝶形清管器相比，它有更好的清污效果，但在运行中直型皮碗磨损更快，运行距离较短。清管器分类7、双向直板清管器+测径铝板(90%内径)由导向盘、直板密封皮碗、隔垫、测径板及骨架组成特点：结构轻便、通过能力强，能有效清除管道内悬浮污物。通球后，根据安装在清管器上测径铝板的变形情况判断管道的缺陷及变形情况，检测管道的通过性能。8、压控皮碗清管器压控清管器是在机械皮碗清管器上安装压力爆破片，当清管器在运行过程中出现卡堵，清管器前后压差升高至0.7-0.8MPa后爆破片会自动打开而使清管器泄流，实现清管器卡堵状态下的输气。可以初步判断管道通过能力，可通过安装发射机来实现地面的定点跟踪。9、直板尼龙刷清管器由直板、尼龙刷、隔垫、骨架组成。特点：通过能力强、清管效率高、对细小杂质清理更彻底，能清除附着在管道内壁上较硬的污物。10、双向直板磁铁清管器由直板、磁铁、隔垫、骨架组成。特点：能清除管道内的铁质性污物及较小颗粒，降低铁磁性杂质对检测器的干扰，提高内检测数据质量。11、测径清管器测径清管器主要用来检测管道内部的几何形状，它通过一组传感器将管道内径的变化记录在主体内的记录器中，包括管道焊缝的焊透性情况、椭圆度以及不平度等。测径清管器的主体结构紧凑，直径大约为管道内径的60%，皮碗的柔性较好，可以通过缩孔15%的孔洞。通过测径清管器的测量，提供管道状况的原始数据，为管道维修和清管提供相关依据。在智能清管之前，我们经常先发测径清管器，确定管道内部状况，检测管道的通过能力。12、全聚氨酯软体清管器主要由皮碗、骨架、连接体等构成，全部采用聚氨酯材料制成，可携带无线电发射机，它无需维修，密封性好，耐磨性好，强度较高，通过能力强，变形量大，不易卡堵，对弯头适应力强，清洗效果好等特点。主要用于自然情况较复杂，结垢不规则的长距离管道的清扫、除垢工作。LCQZ系列智能电子清管器LCQZ-GX高能高效清管器LCQZ-CZ智能电子清管器LCQZ-CJ测径智能电子清管器LCQZ-PM泡沫清管器清管作业流程一、清管前调查1、输气管道状况调查调查管道规格，管道长度，管道使用年限，管道安全工作压力，管道相对高程差，管道穿越和跨越情况，管道弯头、斜口、管道变形，管道中间阀室，管道支线、三通，管道地貌特殊状况等。2、收、发清管器站场调查调查收、发球筒，阀门，仪表，放空管、排污管等设备管线运行情况及其周围环境情况。3、其他调查调查管道历次清管记录，管道目前输气流量、日输气量，管道工作压力，管道输送压差及输送效率等。二、清管作业的组织成立作业指挥组，做好人员、物质、通信、车辆等安排。（右图为清管组织机构框图)三、清管作业的安全措施制动清管作业安全技术措施、带气动火安全措施、抢修抢险安排及操作安全措施，编写事故应急处理预案。清管领导小组现场指挥组生产协调组（调控中心）HSE组线路保障组清管作业组清管保驾组内检测条件检查确认组后勤保障组发球组收球组监听组1、清管器的运行距离密封良好，没有泄流孔的清管器的运行距离为：式中：L—清管器的运行距离，m；Q0—发球后的累计进气量（标准条件下），m3；D—输气管内径，m；P0、T0—标准条件下的压力、温度（K）；P、T、Z—清管球后管段内天然气平均压力、温度和压缩因子。预测清管器到达各观测监停点的时间：022704.3TZQPLDtPTDTZPQL02004四、清管作业数据2、清管器的运行速度若输气流量可计算：式中：F—管道内径横截面积，m2；—清管器运行速度，km/h。若输气流量不可计算：式中：t—运行距离的实际时间，s；—清管器平均运行速度，m/s。清管球的运行速度一般宜控制在3.5～5m/s。在实际清管作业时，为了更好地测算和控制清管器地运行速度，除了应用公式进行计算外，还可以采用在一定距离处（比如截断阀室）监听清管器通过的时间来计算其运行速度，然后再根据要求进行气量和压差地调整。FPQv240000tlvvv3、清管时放空气量当高速大气量排放天然气时，管端压力大于84千帕，则天然气经过放喷管线开口呈临界流动状态，此时可根据下式计算放空气量：式中：P—距放空口4倍内径测得的压力，MPa；D—放空管出口端内径，mm；G—天然气相对密度。GPDQ25.2314、清管段起终点最大差压的估算根据管道地形高程差、污水状况、启动压差、目前输气压力差、历经清管记录等估算。一般近似计算公式为：P=P1+P2+P3(1)式中：P——最大压差，MpaP1——清管器的启动压差，MpaP2——当前首发站之间输气压力差，MpaP3——估算管内最大的积液高程压力，Mpa清管方案审批清管方案应交有关部门审批后方可执行清管工艺操作规程一、作业前应具备的条件（1）进出气量和站场压力要满足清管方案的要求；（2）站场工艺设备操作灵活，密封性好，经测试完全达到备用状态；（3）站场仪器仪表能准确检测和显示数据；（4）排污罐附属设备完好，阀门灵活好用；（5）各种通讯手段满足