清管技术培训

HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司煤层气分公司工程技术研究所二O一四年七月清管作业技术培训1/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺二、清管设备三、清管操作四、常见故障及解决措施五、清管的几项工艺参数提纲2/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺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。3/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺为解决以上问题，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；4/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺（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；5/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺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。6/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司一、清管工艺二、清管设备三、清管操作四、常见故障及解决措施五、清管的几项工艺参数提纲7/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备任何清管器都要求具有可靠的通过性能（通过弯头、三通和管道变形的能力），足够的机械强度和良好的清管效果。•清管球•皮碗清管器•直型清管器•泡沫塑料清管器•智能清管器1、清管器的分类与特性8/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（1）清管球清管球是用耐磨的橡胶制成的圆球，有实心、空心充气、空心注水三种形式。中空注水型清管球，其壁厚30～50mm，球上有一个可以密封注水排气孔。注水孔有加压用的单向阀，用以控制打入球内的水量，调节清管球直径对管道内径的过盈量。二、清管设备9/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司清管球的制造过盈量为3％～10％，其工作原理是利用气体压力将清管球从被清扫管道的始端推向末端。由于清管球比管内径大3％～10％，在管内处于卡紧密封状态，当压缩空气推动清管球在管道中前进时，便将管道内的各种杂物清扫出来。清管球不能定向携带检测仪器，也不能作为它们的牵引工具。二、清管设备10/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司清管球的密封条件主要是球体的过盈量，这要求为清管球注水时，一定要把球内的空气排净，保证注水口的严密性。否则，清管球进入管道受压后的过盈量是不能保持的。管道温度低于0℃时，球内应灌注低凝固点液体（如甘醇），以防冻结。二、清管设备11/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司清管球在管道中的运动状态，周围阻力均衡时为滑动，不均衡时为滚动。因此，表面磨损均匀，磨损量小。只要注水口不漏，壁厚偏差小，它可以多次重复使用。保证注水口的制造质量是延长清管球使用寿命的一个关键，清管球的壁厚偏差应限制在10％以内。二、清管设备12/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司清管球的变形能力要好，能越过块状物体等障碍，能通过管道变形处，而且可以在管道内做任意方向的转动。由于清管球和管道的密封接触面较窄，在越过直径大于密封接触带宽度的物体或支管三通时，容易失密停滞。二、清管设备13/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（2）皮碗清管器皮碗清管器（直板清管器）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一个重要因素，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。二、清管设备14/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司清管器的皮碗断面可分为主体和唇部。主体起支持清管器体重和体形作用，唇部起密封作用。主体部分的直径可稍小于管道内径，唇部对管道内径的过盈量为2～5％。皮碗的形状有平面、锥面、球面三种，其唇部有自动密封作用，即在清管器前后压差的作用下，它能向四周张紧，这种作用即使在唇部磨损，过盈量变小之后仍可保持一定的密封作用。因此，与清管球相比，皮碗在运行中的密封性更为可靠，寿命较长。二、清管设备15/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备16/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司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。二、清管设备17/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备18/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备19/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司皮碗清管器安装发射机式跟踪仪。清管器跟踪设备主要有磁棒式跟踪仪与发射机跟踪仪两种。使用磁棒式跟踪仪时，如果跟踪仪掉在管道内，磁棒式跟踪仪可能粘贴在管壁上，不太容易清除，影响下次清管作业或管道内检测。使用发射机式跟踪仪时，如果跟踪仪掉在管道内，较容易清除，不影响下次作业与内检测。同时使用2种跟踪仪时，如果跟踪仪都掉在管道内，不容易清除，会影响下次清管作业或管道内检测。为确保清管作业安全性，发射式跟踪仪器在安装前应与清管通过指示器进行敏感性测试。二、清管设备20/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司组合式皮碗清管器二、清管设备21/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司带刷清管器是一种刮刷结合的清管器。清管器的皮碗略大于管内径，当清管器随介质移动时，在皮碗和钢刷的共同作用下，对于管内附着力大、较硬的污物能起到很好的清扫作用，但对于有内涂层的管道不能使用。目前，常见的带刷清管器有弹簧支撑型、直型、碟型三种。二、清管设备22/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司弹簧支撑型带刷清管器，主要由耐油皮碗、钢刷、刮板及弹簧等组成。皮碗上设有均匀分布的孔，为了控制清管器的行进速度及泄流量，与清管器配套的有聚氨脂橡胶孔堵，安装孔堵的数量可根据运行需要决定。钢刷是由钢臂和弹簧控制，有良好的弹性，具有清扫效果好的特点。根据运行需要，安装钢刷的位置也可安装刮板，刮板由钢臂和弹簧控制，为了防止刮板和钢刷在运行中脱落，均装有自锁螺母。二、清管设备23/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司弹簧支撑型刷式清管器二、清管设备24/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司这种带刷清管器显著的优点是清蜡效果好。我国某些原油管道自刷式清管器清蜡以来，从历次干线切口情况看，管线内壁能漏出金属光泽。它的使用寿命长，一般可运行1500～2000km，皮碗和钢刷的更换周期分别为200～300km和400～600km。缺点是遇到变形大的管道和较大的障碍物时，通过能力较差，只能通过R=1.5D以上的弯头，且较笨重。二、清管设备25/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（3）直型清管器直型清管器主要用于管道的扫线、上水、排水及冲洗。它具有很强的清污能力、通过能力和交换性，并可以双向运行。蝶形清管器则常用于管道的置换、隔离、扫线。它具有较强的密封能力、通过能力及互换性。二、清管设备26/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备27/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（a）跟踪定位直型清管器（b）磁力环射流直型清管器二、清管设备28/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司碟型测径清管器二、清管设备29/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司碟型钢刷清管器二、清管设备30/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司管道清管器用板和钢刷（a）直型皮碗（b）变径皮碗二、清管设备31/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司二、清管设备32/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（c）碟型皮碗（d）钢刷二、清管设备33/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司直型皮碗主要用于双向直型清管器中，主要分为支撑刮蜡皮碗、密封皮碗、隔离皮碗，直径大于管道的内径，靠弹性力保持清管器前后的密封，这种密封条件会很快地随磨损而丧失，所以直型板的寿命比碟型皮碗短。变径皮碗实为直型皮碗的一种形式，主要用于变径管道的清扫。碟型皮碗具有更好的密封性能，有深碟和浅碟之分，同时还可在皮碗上加钢钉增加清扫效果。钢刷应可与皮碗进行良好的互换，在管道清扫过程中，对管道的除锈、除垢具有良好的清扫效果。二、清管设备34/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（3）泡沫塑料清管器泡沫塑料清管器是表面涂有聚氨酯外壳的圆柱形塑料制品。它是一种经济的清管工具。外貌呈炮弹形，头部半球形或抛物线形，外径比管线的内径约大2%～4%，尾部呈蝶形凹面，内部芯体为高密泡沫，外敷强度高、韧性好和耐油性较强的聚氨脂材料。二、清管设备35/115HUABEIoilfieldCBMbranchcompany华北油田煤层气分公司（3）泡沫塑料清管器与刚性清管器比较，有很好的变形能力与弹性。在压力作用下，它可以与管壁形成良好的