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基于清管作業(yè)的海管內(nèi)腐蝕控制之一：作業(yè)方案優(yōu)化

2021-03-05 10:40:10 作者：本網(wǎng)整理來源：夸克能源分享至：

海底管道經(jīng)過長期運(yùn)行后會(huì)產(chǎn)生管壁沉積和大量雜質(zhì)，通過清管作業(yè)能有效清除管道內(nèi)雜質(zhì)、管壁結(jié)蠟、沉積液等，保持管道輸送能力，同時(shí)驗(yàn)證管道變形，為油氣管道安全運(yùn)行提供保證。

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實(shí)踐效果證明：高效的清管作業(yè)結(jié)合化學(xué)藥劑批處理預(yù)膜，是控制海底管道內(nèi)腐蝕最有力的手段之一。

海底管道腐蝕控制作業(yè)指導(dǎo)文件明確指出，以“控制內(nèi)腐蝕為目的”的清管作業(yè)主要目標(biāo)如下：

1、清除管壁的生物膜與細(xì)菌；

2、消除路由低洼處可能積水；

3、防止固相顆粒的沉積；

4、清理管道內(nèi)結(jié)垢及腐蝕產(chǎn)物。

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近期，我們將圍繞海管清管“作業(yè)方案、效果監(jiān)控、優(yōu)化提升”三個(gè)方面，嘗試性探討下“如何通過高效清管作業(yè)實(shí)現(xiàn)內(nèi)腐蝕防控”的一些思考和實(shí)踐。

本文主要討論清管作業(yè)方案優(yōu)化的一些認(rèn)識(shí)。除了必須的清管通過性設(shè)計(jì)外，還建議考慮清管球型選擇、速度控制、過盈量選擇以及周期選擇，以確保清管實(shí)際效率和質(zhì)量。

01 球型選擇

由于管道存在結(jié)蠟、變形、環(huán)向焊縫以及各種彎頭、三通、閥門、變徑短節(jié)等特殊管件，且管內(nèi)情況復(fù)雜難以直觀確認(rèn)，因此清管作業(yè)中存在卡堵等異常情況。因此，一般采取漸進(jìn)式的清管方法，如先使用通過性強(qiáng)、清管能力弱的清管器，再使用通過性弱、清管能力強(qiáng)的清管器，逐步有控制地清除管道內(nèi)部積垢和雜質(zhì)，直至滿足檢測要求。

實(shí)際操作中，對(duì)新建管線投產(chǎn)前的清掃，宜采用泡沫清管器，密度從中逐漸升高；對(duì)結(jié)蠟或沉沙嚴(yán)重的管道，應(yīng)循序漸進(jìn)從泡沫清管器到直板鋼刷清管器分多次清理；泡沫球一般強(qiáng)度較低，在流速高于4m/s的環(huán)境下容易碎裂，直板球強(qiáng)度較高，如果海管在建造時(shí)內(nèi)部留有焊結(jié)等固定障礙物，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇。

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02 速度控制

根據(jù)行業(yè)及時(shí)規(guī)范要求，對(duì)清管球速度一般建議為：

● 對(duì)于油品粘度為0.05Pa.s左右，且DN100以上的輸油管道，推薦流速一般為1.0~1.6m/s；

● 油品粘度為0.1Pa.s左右，DN200以上輸油管道，推薦流速1.2~1.6m/s；智能清管器清管時(shí)要求流速≤4m/s。

除此之外，現(xiàn)場還需根據(jù)海底管道實(shí)際工況，控制清管速度，避免出現(xiàn)清管段塞，對(duì)下游的生產(chǎn)流程和設(shè)備產(chǎn)生沖擊、震動(dòng)。

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03 過盈量選擇

一般來講，清管球注滿水過盈量為3%-10%、泡沫清管器過盈量為3%-5%、皮碗清管器過盈量為3%-10%、機(jī)械鋼刷和測徑球的導(dǎo)向盤選擇99%管道內(nèi)徑，密封盤過盈量選擇3%-10%。

在制定清管作業(yè)方時(shí)，應(yīng)基于歷史通球過盈量數(shù)據(jù)和實(shí)際情況來綜合選擇過盈量。如選擇不合適的過盈量，不僅達(dá)不到清管的目的，還可能把結(jié)垢“壓實(shí)”造成反作用、以及后續(xù)徹底清潔管道的難度。

04 作業(yè)周期選擇

通用性指導(dǎo)性管理規(guī)定會(huì)要求管道最低清管頻率，然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于每條海管在周期內(nèi)面臨的腐蝕、結(jié)垢、細(xì)菌等環(huán)境不同，應(yīng)該針對(duì)性制定出相應(yīng)的清管周期和觸發(fā)條件。一般情況下，可基于目標(biāo)海管主要面臨的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)其對(duì)應(yīng)指標(biāo)制定清管作業(yè)周期。例如：

● 上下岸總鐵濃度差

● 出砂特征

● 結(jié)垢性離子的濃度變化

● 細(xì)菌滋生情況

● 上次作業(yè)清出物質(zhì)量及成分

● H2S濃度變化

特殊地，當(dāng)現(xiàn)場進(jìn)行海水置換、封存、水壓測試、酸化、排砂等異常作業(yè)工況后，也建議油田現(xiàn)場立即啟動(dòng)清管作業(yè)，避免造成沉積物在管道的停留和次生風(fēng)險(xiǎn)。

總之，在嚴(yán)格遵守清管作業(yè)的各項(xiàng)安全規(guī)定和操作規(guī)程下，建議結(jié)合不同管道特征、不同周期內(nèi)管道狀態(tài)的特殊性，對(duì)清管球型選擇、速度控制、過盈量選擇以及周期選擇等進(jìn)行動(dòng)態(tài)性優(yōu)化，不斷提升清管的效率優(yōu)化，從而保障海管的完整性保障。

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