[发明专利]一种高落差大口径油气管道试压排水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铺设于高落差地区的大口径油气管道在试压试验之后的高落差大口径油气管道试压排水方法。

背景技术

随着国内油气管道的增多，管道的长度、管径、输气量也在增加，同时施工条件也越来越复杂。目前，铺设于高落差地区的油气管道在试压后的排水过程中频繁出现爆管问题，严重影响管道铺设的进程，威胁施工现场工人和附近居民的安全。试压后扫水过程中出现爆管的现象在以前是不多见的，但随着铺设管道的地理条件复杂性的增加，我国的部分地区甚至出现超高落差的地势，加之管道的口径日益增大，导致爆管现象发生的可能性急剧增大。现行的管道试压排水实施方案中没有相应的防止试压后排水过程中发生爆管的措施，使之成为高落差地区试压排水施工中的一个操作盲点。因此迫切需要一种针对高落差大口径的油气管道试压后的排水方法。

发明内容

本发明的目的是：为了解决高落差、大口径的油气管道试压后在排水过程中由于水击引发的管道爆裂的难题，特提出一种用于高落差大口径油气管道试压排水方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高落差大口径油气管道试压排水方法，其特征是：先根据铺设管道的落差、管道直径选择空气压缩机的型号，空气压缩机所用的压力和排量要大于计算得到的最低额定压力和最小额定排量；其次进行设备安装，在主管线排水端的试压封头A上安装压力表，在试压封头A上焊接一个支管并安装一个高压闸阀A，在高压闸阀A出口端安装排水管；再在主管线的另一端试压封头B上焊接支管并安装高压闸阀B，将空气压缩机与高压闸阀B联接，此时清管器处于试压封头B内；在上述设备和仪表联接好后，开启高压闸阀A，开始自然排水，主管线内的水通过高压闸阀A从排水管排出，观察并记录压力表的压力值；当压力值降至预警压力P₁时，打开高压闸阀B，启动空气压缩机，清管器开始扫水，压缩空气通过高压闸阀B进入主管线，推动清管器向前运动，清管器推动水行进，水压升高，使压力表的压力值大于预警压力P₁；在清管器扫水的过程中，当压力表的压力值再降至预警压力P₁时，立即关闭高压闸阀A，排水管停止排水，待压力表的压力值升高到安全排水压力P₂时，再开启高压闸阀A，继续排水，如此反复直至整个排水过程结束。

其中空气压缩机的额定压力                                                ，

式中：表示克服清管器与主管线之间摩擦力所需的压力；

为管线中最大高程差引起的静水柱压力；

表示水在施工温度条件下的汽化压力；

为大气压力；

P_C为空气压缩机所需提供的最低压力。

按空气压缩机所需提供的最小压力P_C下，清管器行走速度为0.1 m/s计算所需排气量Q，每分钟所需气量，式中D为主管线管道直径，单位为m。

预警压力

式中： 表示水的密度；

g 表示重力加速度；

为出水口与主管线最高点的高程差；

表示水在施工温度条件下的汽化压力；

为压力裕量，取。

安全排水压力

本发明具有以下有益效果：（1）能够有效地阻止在高落差、大口径试压排水过程中的爆管问题；（2）充分利用施工现场已有的设备，不需要额外的设备，节省投资；（3）结构简单，原理清晰，操作方便。

发明原理：

根据图1、图2所示，排水过程包括自然排水和扫水两个阶段，开启高压闸阀A7后，开始自然排水，随后管内压力逐渐下降，当主管线内最高点的压力值降至该水温下的汽化压力时，水在此处发生汽化并断流，如果自然排水继续进行，则在最高点会出现一段真空段10并随着自然排水的进行不断增长，见图2。开启空气压缩机1后，清管器4推动水前行，真空段10逐渐缩小，当真空段10的上下游自由面发生碰撞时会产生压力波，对管道的安全产生不利影响。