[发明专利]一种高落差油气管道扫水过程防止水击的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高落差地区的新建油气管道在试压后扫水过程中可避免断流弥合水击的高落差油气管道扫水过程防止水击的方法。

背景技术

国内某高落差管段在试压后的扫水过程中接连发生爆管事故，经调研分析结果表明爆管原因是管道内发生汽化断流而引起弥合水击，产生瞬时高压，击破钢管。工程中常通过关闭末端排气阀产生背压，控制清管器的运行速度，防止清管器速度过快而使管道内局部产生真空，并在预计清管器即将到达试压封头时，开启阀门来增大排水口径及时泄压，从而避免水击导致的爆管，常见的额外水击保护措施包括安装泄压阀、管道电动阀调节压力和全线超前水击保护等，以上方法施工复杂、不易操作，对于高落差管道不能从根本上避免水击爆管的危险，因此迫切需要一种高落差油气管道扫水过程防止水击的方法。

发明内容

本发明的目的是：为了解决高落差油气管道试压后在扫水过程中由于汽化断流引发的弥合水击的难题，特提出一种高落差油气管道扫水过程防止水击的方法。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高落差油气管道扫水过程防止水击的方法，其特征是先将铺设管线的地形图划分为若干试压管段，分段过程中按照以下三个分段准则：每一段试压管段最高点的高程h₁和最低点的高程h₂的差值应小于最大允许自然高差H_max；每一段试压管段长度为H_max～3500m；每一段试压管段结束端的分段点应在该试压管段的最高点附近，结束端的高程需介于h₁~(h₁-10)m之间，另一个分段点为起始端；选择管线两端的任一端开始分段，在满足三个分段准则的前提下，使试压管段的长度接近3500m，减少整个管线的分段数，依照此准则将整个管线分段；然后选用空压机，空压机的额定压力和额定排气量需大于最小压力P和最小排气量Q，选择直径为10～30cm的管道作为排水管；当清管和测径施工完成之后，将排水管运到试压管段的结束端，空压机安置在起始端待用；再将试压头A与试压管段的结束端焊接在一起，阀门A焊接在试压头A上，试压头B与试压管段的起始端焊接在一起，阀门B焊接在试压头B上，然后注水升压，进行强度试验和严密性试验，试验结束后将空压机与阀门B联接，排水管焊接在阀门A上，作为排水口，缓慢开启阀门A，开始泄压排水，当水流由喷射状转为溢流状时，再打开阀门B，开启空压机，高压空气推动清管器进行扫水，在整个扫水过程中，清管器下游各断面处管内压力都不会大于汽化压力，防止了断流弥合水击现象的发生，直至扫水施工安全结束。

其中管线分段试压的最大允许自然高差

式中：ρ_水为水的密度；

P₁表示试压试验的压力值；

g为重力加速度；

σ_s为管材最低屈服强度；

t为管道壁厚；

D为管道外径。

其中空压机的最小压力P=ρ_水g(h₁-h₂)+P_f+P_c

式中：ρ_水为水的密度；

g为重力加速度；

h₁为试压管段最高点的高程；

h₂为试压管段最低点的高程；

P_f为克服清管器与管道之间摩擦力所需的压力；

P_c为压力裕量，取P_c=0.1MPa。