石油天然气泄漏事故的技术对策

石油天然气泄漏事故的技术对策石油天然气泄漏事故的技术对策 前言 2004 年 10 月 6 日 榆林神木县四卜树村陕京输气管线因 意外创伤发生天然气泄漏事故 虽然没有造成人员伤亡 但导 致方圆 10 公里内 4000 余群众紧急疏散 200 万方天然气泄漏 造成了巨大的财产损失和社会影响 2004 年 11 月 17 日 长庆油田分公司靖西输油管线发生一 起盗窃管道原油的重大刑事案件 这起盗窃案件致使大约近千 吨原油泄漏 造成了严重的环境破坏 近二十年来 随着中国经济快速发展 石油天然气管道建 设方兴未艾 尽管人们采取了多种防腐和防范措施 但管道泄 漏仍时有发生 某带压堵漏公司每年上万起的堵漏工作量 证明 石油天然气的泄漏事故频率远大于火灾事故频率 所以 系统 研究石油天然气泄漏事故的技术对策是很有必要的 一 石油天然气管网泄漏形态一 石油天然气管网泄漏形态 研究石油天然气管道泄漏技术对策的前提是将此类泄漏科 学分类 然后针对每一类泄漏研究相应技术产品 从而形成解 决不同泄漏形态的立体带压堵漏技术 石油天然气管道泄漏根据压力等级进行划分 可以有如下几 种 1 真空管道 0mpa 以下 2 低压泄漏 0 1 6mpa 3 中压泄漏 1 6 10mpa 4 高压泄漏 10 100mpa 5 超高压泄漏 100mpa 以上 根据压力等级所作的泄漏形态分类决定相应堵漏产品密封 的级别 高压泄漏形态要求相应堵漏产品的密封级别要高 石油天然气管道泄漏根据发生位置不同进行划分 可以有如 下几种 1 直管泄漏 2 弯头泄漏 3 三通泄漏 4 法兰泄漏 5 异径接头泄漏 6 阀门泄漏 7 罐体泄漏 8 其他泄漏 根据发生位置所作的泄漏形态分类决定相应堵漏产品的结 构形式 特殊位置的泄漏如弯头 接头等位置 要求相应的堵 漏产品有较好的适应性 石油天然气管道泄漏根据致因不同进行划分 可以有如下几 种 1 腐蚀泄漏 这是陆上油田石油天然气管网泄漏的主要原 因 2 意外创伤泄漏 包括不法分子破坏和工程施工机械误伤 等原因造成的泄漏 这类泄漏在长距离石油天然气管道泄漏处 理中最为棘手 3 因设计不当造成的泄漏 brnbsp nbsp 根据致因所作的泄漏形态分类决定相应堵漏产品对管线本 体的保护形式 如 注剂式密封产品在解决腐蚀泄漏时要采用 双层卡具 以保护高压密封注剂对管线本体的冲击 防止密封 注剂对本体的破坏并流入管道内 石油天然气管道泄漏也可以根据输送介质和温度的不同进 行划分 泄漏分类是研究立体带压堵漏技术的前提 二 堵漏技术简介二 堵漏技术简介 针对多种石油天然气管道的泄漏形态 应有相应的带压堵 漏技术 这里重点介绍钢带拉紧技术 快速捆扎技术 低压粘补 技术 注剂式密封技术 快速止窃技术 堵焊技术 管线带压 修复技术 一 钢带拉紧技术 对于压力等级在 1 6mpa 以下的泄漏 传统上多采取卡箍止 漏法 这种方法的预制时间长 对现场的应变能力差 类似三 通 法兰根部 直管凹凸不平处或位置狭小处都难以适用 钢 带拉紧技术较好的克服了这些缺陷 钢带拉紧技术产品定型无需预制 克服了卡箍预制时间长 的缺陷 对泄漏现场应变能力强 可广泛应用于压力在 1 6mpa 以下的直管 异径管 三通 法兰焊口 弯头 阀体等各个位 置 韩国产管道连接修补器 专利产品复合堵漏器 成型堵漏 钢带属于钢带拉紧技术中的系列产品 2003 年 8 月 13 日 大港油田采油三厂小集联合站沉降罐 出口管线弯头焊缝泄漏 介质 油气水混合物 压力 1 2mpa 采用钢带拉紧工艺 20 分钟成功带压堵漏 避免停产换管线 消 除动火电焊的安全隐患 二 快速捆扎技术 所有堵漏产品可以从结构上分为两部分 即固持部分和密 封部分 两部分共同作用才能在泄漏处形成新的密封体系 从 而产生堵漏效果 大部分堵漏产品的固持部分和密封部分是相 互独立的 而捆扎带是固持部分与密封部分合为一体的堵漏产 品 在捆扎时 随着捆扎带的增厚 能不断产生挤压力 从而 达到快速捆扎堵漏的目的 捆扎技术的适用对象和特点 1 可用于喷射状态下的直管 弯头 三通 活节头 法兰 缝 法兰焊口等位置 对于小管径的堵漏效果比较好 2 适用压力 1 6mpa 以下 3 堵漏后对泄漏处具备加强修复作用 brnbsp 2004 年 8 月 20 日 胜利油田现河采油厂二矿十一队 h106 6 站的出口复合管泄漏 介质 油气水混合物 压力 1 2mpa 温度 100 采用快速捆扎工艺 30 分钟成功带压堵漏 减少原油损失 5 吨 节约维修成本 5000 元 减少环境污染面积 100 平方米 三 低压粘补技术 低压粘补技术即化学粘合技术 通常在常温下施工 不需 要专门设备和能源 因此又被称冷焊技术 治理石油天然气管道泄漏所采取的低压粘补技术是利用成 熟的胶粘剂进行堵漏 现有的胶粘剂均不易直接带压粘补 现 场应用中的难点是研发一种导流装置 实现带压粘补 专利产 品导流帽就是这样一种导流装置 保证低压粘补的成功率 需要备齐必要的辅助工具 采用 适当的辅助工艺 选择合适的胶粘剂 做好精细的表面处理 2004 年 9 月 19 日 胜利油田现河采油厂一矿 29 队史 100 注水站 1 罐底部泄漏 介质 污水 压力 0 2mpa 采用低压粘 补工艺 30 分钟成功带压堵漏 节约维修成本 5000 元 减少了 环境污染 四 注剂式密封技术 一般来讲 对于治理压力在二 三兆帕以上的石油天然气 泄漏以及法兰 阀门等疑难位置的泄漏可以采用注剂式密封技 术 注剂式密封技术是石化行业比较成熟的堵漏技术 而且是 该行业带压堵漏的代名词 因为注剂式密封工艺具有耗时长的 缺点 所以在解决石油天然气泄漏时该技术一般作为最后选择 注剂式密封技术通过在预制的夹具和泄漏本体间注入密封 注剂 而建立新的密封体系 在注剂压力远远大于泄漏介质压 力的条件下 泄漏被强行止住 密封注剂自身能够维持住一定 的工作密封比压 并在短时间内形成一个坚硬的 富有弹性的 新密封结构 达到重新密封的目的 注剂式密封技术尤其经过石化企业二十多年的应用 在堵 漏领域发挥了不可替代的作用 但是复杂多样的泄漏现场也为 该技术提出了新的应用难题 1 如何提高夹具对泄漏本体的适应能力 这个难题不予解 决 就无法为不可控点预制夹具 提高该工艺的操作速度 2 如何提高夹具对泄漏本体的保护能力 不使密封注剂对 泄漏本体形成冲击破坏 3 现场缺乏能够补注和注入微缝的密封注剂 这些应用难题的存在限制了注剂式密封技术在堵漏领域的 应用范围 妨碍了该技术的推广和普及 近期 我们注意到 1 专利产品双层夹具解决了高压密封注剂对泄漏本体的冲 击破坏问题 2 专利产品浮环式夹具提高了夹具对泄漏本体的适应能力 大大缩短了该技术在现场的操作时间 注剂式密封技术几乎是解决石油天然气泄漏的 万能技术 可以涵盖 35mpa 以下不同压力等级 不同泄漏位置 不同泄漏 介质的各种泄漏 随着该项技术的日臻成熟 相信能够在解决 石油天然气泄漏方面得到普及和推广 2004 年 3 月 13 日 中国海洋石油湛江分公司东方平台换 热器封头法兰泄漏 介质 天然气 压力 6mpa 采用注剂式 密封工艺 20 小时成功带压堵漏 避免了整个气田及下游化肥厂 的停产 节约资金 300 万人民币 五 快速止窃技术 近年来由于不法分子破坏石油天然气管道 在油气管网上 安装阀门窃油窃气 给生产单位带来重大损失 在不停产条件 下安全拆除窃油气阀门恢复管线原貌 并降低拆除窃油气阀门 的安全隐患 一直是管道企业的重大难题 我们注意到专利产 品膨胀式封堵器顺利解决了这个难题 膨胀式封堵器在不停产 不放空的情况下施工 其操作程 序有四个环节 1 采用和膨胀式封堵器配套的探测工具探测孔径 选择相 应的封堵头 其次 在窃油气阀门上安装膨胀式封堵器 落下 封堵头至窃油孔并予以封堵 检测封堵是否彻底 2 确认彻底封堵后锯掉阀门短节 3 电焊加固 膨胀式封堵器的技术参数 1 适用于压力 6mpa 以内 2 适用于温度 200 以内 3 适用于闸板阀或者球阀 2003 年 5 月 28 日 中原油田采油三厂采输气大队 11 号计 量站外输干线上部被安装球型窃气阀门 直径为 20mm 介质 天然气 压力 1mpa 采用膨胀式封堵器二十分钟拆除阀门 并成功封堵住漏点 避免了停产电焊 减少停产损失 10000 元 天 六 堵焊技术 当石油天然气管道泄漏需要电焊修补时 原来的电焊方法 一般采用打木塞再电焊的方法 泄漏不规则时采用停产放空的 电焊方法 这种操作方式的安全隐患相当大 绝大部分要带火 作业 而且多数必须着火作业 我们注意到 专利产品管道堵漏钳配合高温密封垫 可以 在成功堵漏的前提下施焊 专利产品局部双层堵焊夹具也可以 实现先堵后焊 这些技术在确保无泄漏的条件下实施电焊 大 大降低了安全隐患 填补了该项技术在堵焊领域应用中的一项 空白 2003 年 7 月 山东省天然气管道有限责任公司的 377 输 气干线在聊城段遭挖掘机外力损伤而严重泄漏 压力 1 3mpa 采用堵焊工艺 90 分钟成功带压堵漏 避免了济南等供气区的大 面积停气 七 管线带压修复技术 石油天然气管道因腐蚀而导致的泄漏占泄漏中的绝大部分 目前常见的技术对策主要从两方面考虑 br 1 应急堵漏 2 更换管线 如何在原管线的基础上再造新管线 无论从 安全生产 降低成本及社会效益等诸多方面来评价 均比上述两 种思路更优越 因此 管网带压修复技术应运而生 管网带压修复技术是将预制好的模管安装在需修复的管线 上 通过增压工艺 将环氧树脂注入模管与管线的夹层内固化 成管线 从而达到不停产 带压修复的目的 管网带压修复技术的特点 1 施工速度快效率高 2 节约成本 无污染 3 修复后美观 4 可延长管线使用寿命 5 10 年 管网带压修复技术操作简便 目前 该技术已经应用于石 油天然气管道的泄漏治理中 性能指标满足使用需求 管网修 复技术在解决管线腐蚀穿孔 节能降耗方面必将发挥重要作用 2006 年 3 月 14 日下午 中国海洋石油龙口渤南终端处理 厂脱丁烷液相排放管发生严重泄漏 喷漏 介质 轻烃 压 力 1 55mpa 温度 158 泄漏部位 异径三通根部焊缝开 裂 采用模管成型工艺进行堵漏 两个小时将泄漏成功治理 并于当晚恢复正常生产 三 完善带压堵漏技术培训 普及带压堵漏知识 三 完善带压堵漏技术培训 普及带压堵漏知识 石油天然气泄漏事故的突发性和在陆上油田的普遍性 决定 了该类事故的处理应采取以事发单位自主处理为主 以社会专 业公司支援为辅的方式 目前的当务之急是完善带压堵漏技术 培训 普及带压堵漏知识 石化企业比较重视带压堵漏培训工作 但培训以课堂为主 又 缺乏丰富教具 限制了培训效果 同时石化企业的带压堵漏技术 局限于或者侧重于注剂式密封技术 而该技术的复杂工艺又限制 了带压堵漏技术的普及和应用 完善带压堵漏技术培训以完善带压堵漏技术为前提 我们 看到有关该技术的十几项专利 从工具 器材到技术发明 这 些技术创新使带压堵漏技术逐渐成为一个立体的技术 使解决 泄漏问题的产品更丰富 操作更规范 同时为带压堵漏技术的 培训工作奠定了较好的物质基础 完善带压堵漏技术培训应从四个方面着手 1 教材 1 教材内容应包括带压堵漏的方法原理 应详细介绍立 体的带压堵漏技术 如注剂式密封技术 粘补技术 钢带拉紧 技术 捆扎技术 堵焊技术 管网修复技术 窃油气阀门治理 技术 抽油机泄漏治理技术等 基本形成带压堵漏技术的立体 框架 教材内容应包括泄漏现场管理知识 2 教材的形式以多媒体为主以课本为辅 多媒体图文并 茂地讲解每一种带压堵漏技术的适用对象 操作规程 以及案 例照片 便于学员记忆和理解 2 教具 1 针对带压堵漏技术的应用特点 除课堂教学外 还必 须有模拟泄漏现场的演练教学 这就需要一套模拟泄漏现场的 管网流程 甚至将这套管网流程进行浓缩 便于带压堵漏技术 的流动培训 我们注意到了便携式 堵漏演练架 的专利产品 这些形象的教具可以使危险的堵漏工作可控地展现在学员面前 提高学员的操作技能 2 将堵漏产品做成不同材质的实物教具 在教学中轻便 实用 3 教员 教员应包括讲授理论知识和实战技巧的不同特长的教员 还应有培训现场管理的教员 4 教学方式 1 课堂教学 讲述带压堵漏的方法原理 不同泄漏形态的堵漏技巧 泄 漏现场的组织与管理等等 2 实验室模拟演练 演练时学员穿戴劳保 模拟低压现场进行实战堵漏 通过 实验室演练 加深对课堂教学内容的理解和掌握 3 增加互动教学内容 无论在课堂或演练现场 教员及时向学员提出问题 同时 鼓励学员向教员提问工作中遇到的泄漏难题 形成互动的学习 氛围 通过完善上述四个方面的带压堵漏技术培训工作 再加上 石油天然气管道单位的重视 如进行形式多样的比武 考核等 带压堵漏知识一定会普及 如此 石油天然气泄漏事故的处理 就能够实现以事发单位自主处理为主 以社会专业公司支援为 辅的方式 四 国内外带压堵漏技术现状四 国内外带压堵漏技术现状 有关资料显示 国外关于带压堵漏产品的有如下几种 韩 国嶺南株式会社生产的管道连接修补器 目前国内已有合资厂 美国 flowserve 公司生产的止漏电焊产品及海底原油输送管道 的自动化堵漏产品 美国 neptune 产品万能补 以及众多厂家