油气管道带压不停输折叠式封堵技术及设备的研究设计

第 4期 2 0 1 4年 4月 机 械 设 计 与 制 造 M a c h i n e r y De s i g n&M a n u f a c t u r e 油气管道带压不停输折叠式封堵技术及设备的研究设计 葛汉林， 姜芳， 吴明 ( 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺1 1 3 0 0 1 ) 摘要： 管线采用带压封堵技术， 可在不停输状态下进行维修改造施工。 概述了带压不停输封堵技术的国内外技术现状， 介绍了一种折叠式封堵系统的结构特点、 基本原理、 施工步骤。 折叠式封堵器是带压不停输封堵系统的关键设备。 设计的 折叠式封堵器通过一个不等径孔把一个收折的折叠封堵头插入管道中并完全打开而临时堵塞一条管道内介质的流动。 折叠式封堵器具有不需要开等径孔、 并且只需调整封堵头相关部件位置就可封堵不同壁厚管线规格的优势。 关键词： 油气管道； 带压不停输； 封堵器； 折叠式； 封堵头； 维抢修 中图分类号： T H1 6 ； T HI 3 7 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 3 9 9 7 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 2 0 9 0 3 S t u d y a n d De s i g n o f F o l d i n g P l u g g i n g Te c h n o l o g y a n d E q u i p me n t wi t h Pr e s s u r i z e d Co n v e y i n g o f Oi l a n d Ga s P i p e l i n e G E Ha n - l i n， J I ANG F a n g ，WU Mi n g ( L i a o n i n g S h i h u a U n i v e r s i t y ， L i a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 0 1 ， C h i n a ) A b s t r a c t ： P i p e l i n e s u s e p l u g g i n g t e c h n o l o g y w i t h p r e s s u r e t h a t C an ma i n t e n a n c e a n d c o n s t r u c t i o n u n d e r t h e s t a t e o f t r a n s p o r t atio n I t s u m ma r i z e s t h e d e v e l o p m e n t s t atu s of p l u g g i n g t e c h n o l o gy w i t h p r e s s u r e c o n v e y i n g b o t h d o me s t i c and e 瑙 e I n t r o d uce d t h e s t r u c t u r e _厂 e a t u r e a n d t h e w o r k i n g p r i n c ip l e s a n d t h e p r o c e d u r e s off o l d i n g p l u g g i n g s t e m T h e f o l d i n g p l u g gin gma c h i n e i s t h e s t e m ofk e y e q u ip men t The f o l d i n g p l u g g i n gmach i ne p u t s t h e p l u g gin gh e a d i n t o t h e p e t h r o u g h a u neq u al d i a m e t e r h o l e a n d f u l l y o p e ns t o t e m p o r a r y b l o c k t h e flo w oft h e me d i u m The f o l d i n gp l u g gin g ma c h i n e h a s a d v ant a g e s t h a t i t d o e s n t n e e d e q u a l d i am e t e r o p e n h o l e a n d s i m p l y a d j u s t t o t h e p o s i t i o n of b l o c k i n g h e ad r e l a t e d c o m p o nen t s t h at C an b l o c k d if f e r e n t t h i c k nes s p ip e l i n e s p e c ifi c at ions Ke y W o r d s ： Oi l a n d Ga s Pi p e l i n e ； Pr e s s u r i z e d Co n v e y i n g ；P l u g g i n g M a c h i n e ； Fo l n g ；P l u g g i n g He a d ；M a i n t e n a n c e a nd Re pa i r 1引言 目前我国处于长输油气管道建设的高峰期， 但长输管道维 抢修技术 、 装备， 国内投入与成果相对不足 。 管道在运行中除了 进行有计划的维修和改造外， 更避免不了突发性事故的抢修( 如 更换腐蚀管道、 加装更换阀门、 分输改造等) ， 所以总避免不了临 时带压不停输封堵或者停输封堵的情况。 管道封堵技术用于封隔管道内部的输送介质。对于允许停 输的管道， 若能够在规定停输时间内完成维抢修改造作业， 宜采 用停输封堵工艺。 但是许多情况下改造或管线更换必须是在保护 环境、 不影晌正常输送的情况下进行， 停输必定会给上下游企业 造成巨大的经济损失， 则应采用带压不停输封堵技术。采用带压 封堵技术后， 可在管线不停输状态下进行维修改造施工， 具有很 高的经济价值和综合效益。 2国内外技术现状 对于管线的维抢修作业，过去传统的做法必须停输才能进 行。现在利用管道带压开孑 L 与封堵技术 ， 可在不停输的条件下完 成管线改造施工 。封堵技术按设备工作原理及结构特点， 分为 挡板囊式封堵 、 筒式封堵、 塞式封堵( 盘式封堵 ) 、 折叠封堵等 。 其中， 挡板囊式封堵主要适用于管道停输封堵， 但也可用于管 道不停输封堵 ， 其缺点是施工压力低， 不超过0 2 MP a 。筒式封堵 的缺点是开孔直径大于管道直径目 ， 且只适用于 D N 5 0 0以下管径 的施工。塞式封堵( 盘式封堵) ， 国外最有代表性的是美国 T D W 公司生产的S T O P P L E封堵机19 1 ， 其封堵头如图 1 所示， 其缺点( 1 ) 是封堵头刚性， 其尺寸必须与管道内径相等， 所以需要在管道上 开等径孔， 等径封堵三通， 如图 2 ( a ) 所示； ( 2 ) 是封堵头的前端需 使用适当的专用接头， 否则不能直接应用该设备用在相同管径不 同壁厚的管道上； ( 3 ) 是施工用的封堵三通、 筒刀、 夹板阀、 开孔联 箱、 封堵联箱等尺寸相应就大、 成本较高 ， 而且施工中开孔时间 长、 容易损坏刀具。我们设计的折叠式封堵器具有不需要开等径 孔( 封堵管径 D N 7 2 0 ， 开孔直径 b 5 0 0 mm) ； 而且只需要调整封堵 头相关部件的位置就可适应管道壁厚变化的优势。 特别是随着长 输油气管道直径的增大( D N 8 1 3 D N1 2 1 9 m m) ， 折叠式封堵的优 势越加明显。不等径封堵三通 ， 如图2 ( b ) 所示。 来稿 日期 ： 2 0 1 3 0 9 0 4 作者简介： 葛汉林， ( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 浙江富阳人， 博士研究生， 讲师， 主要研究方向： 管道维抢修设备研究 2 1 0 葛汉林等： 油气管道带压不停输折叠式封堵技术及设备的研 究设计 第 4期 图 1荚目 _ r D w 塞式封堵头 F i g 1 Tl j W Pl u g S t p i e o f Ame r i f1 1 e a k i i g s hq q + a g t “ l s t e e l p i l ) c i n fl u i d t r a ti s p w l w i t h p r e p s 1 1 1 r I J I ) i t r o e h pi n g a n d p h t g g i n g 11 1 s t t l p i p e l i n e J S l lB e ij i n g ： C h in a Z I di ia n hd , l i s l l i n g l h ms e ， 2 0l 2 ) f 7 J s Y 几 、 6 J 5 O 2 2 0 0 3 期 制 ：道J = 1f 堵技术舰 2邝分： 钣一 J ： t 堵 S ( SY I 、 6l 5 0 2 2 0 0 3 r P ( h n i a l s t a n d a r d 【 I f t a p p i n g&p l u g g i n g 0 11 s l t e t p i p l i n e p a t t 2 ： t h ( r i g ( d e p h m， 一 b a g s t o p p i n g【 】 p i p ( l i m sj ) 8 S Y I 、 6 1 5 0 1 2 0 0 3 钠制僻j fJ q 堵 技术舰 1 分： 、 简 埘堵 S J ( S、 ， I 、 61 5 0 1 2 0 0 3 F e ( h n i ( a l s t a ll h l , t I 1 f t a p p i n g&p l u g g i n g 1 1 1 s I t 、 e l p i l l e l i n e p a l t l ： p l u g y l i n l e , s t o p l i it - ) 9l 1 旧仃油管道 州输 气分公 I d 长输油 C 竹道抢修 r册 M】 、 H ： 州大 “ 版 f ： ， 2 0 0 5 ( 1 2 ) ( 1 a n z l , , I U 【 l h a n h 1 t Chi n a 1 ) e h - h u 1 1 1 Pi p e l i n e n l a i I l t e n a l l t 。 。1 a n d R e p a i ,Ma n u a l F o * L o n g - 1 ) i s l m i t O i l a n d G a s I ) i p e l i m 【 M_ 1 la l l z ll o tl ： 1 2 mz h o t l e r s i t y PIP s s 2 00 5 ( 1 2) ) 1 0 j 林猛 牛迎战 带J Ii 封堵技 水 成品f I l 1 ： 道 的鹰川 J 化 I 没备 管 道 ， 2 0 I l ， 4 8 ( 4) ： 5 2 5 4 ( I _ r j Me , Ni l t、i t l g -z l l a ll Ap p l i( a l i n o t l e h ni q u e【 I f i n l i n e p l u g g i n g _ l 1 I l I I t t o i l p i p e l in e【 Il l lI r e s s , E q u i l m, e n t & P i p i n g ， 2 0 1 1 4 8 ( 4) ： 5 2 - 5 4， ) ( 2) ) 5 增客 水磁 t t J 风 力发哇 三 机组 轮戢瞍 连接蝶舱仃限 无分 暇队： 重庆人 ， 2 0 I 1 ( L e i Ze n g