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摘要：城市天然气高压管道是为满足城市天然气运输需求而建设的，一般埋设在城市的周边及外围，建设设计长度多为二、三十公里。在高压管道施工过程中，管道中难以避免有焊渣、泥土、石块、水、眼镜、手套等杂物，按照《油气长输管道工程施工及验收规范》等国家、行业规范要求，必须在高压管道下沟回填后必须进行清管工作，确保高压管道内部干净，为安全、平稳供气提供技术保障。
关键词：城市天然气；高压管道工程；清管；技术分析
1前言：介绍了广州市天然气利用工程二期（珠海LNG项目）亚运村燃气配套工程（北段）高压管线工程清管作业的做法，如清管器的选定、临时收发球筒制作以及清管作业步骤，与大家共同探讨、交流。
广州市天然气利用工程二期（珠海LNG项目）亚运村燃气配套工程（北段）高压管线工程，管线全长约16km，材质X60（约1.8km）、X65，规格D711×17.5，设计压力5.0MPa。本次清管的管线长度约11km（金世路分输阀室-亚运高中压调压站，中间没有阀门）。管线经过的都是农田、鱼塘、公路、小山丘，地势较平缓。
2清管作业前准备工作及技术要求
城市天然气高压管道工程完工后，其清管作业有一定的技术要求，尤其要重视两方面工作：一是清管器选择；二是临时收发球筒制作。
一、清管前准备工作
1.工程建设情况和影响清管因素分析
（1）管道经过的是农田、鱼塘、公路、小山丘，地势较平缓，高低差较小，长度不长，约11km。可以考虑选用各种清管器清管。
（2）管材刚生产，管道安装前先清除管内异物，每天收工前做好管口临时封堵，施工保护较好，管内泥沙、水等杂物较少。基本可以确定清管次数将不多。
（3）管道设计弯曲半径较大，过渡平缓，有5处经过公路采用顶管施工。基本可以判断清管过程中清管器遇卡的可能性较小。
2.清管器的选择
清管器种类较多，尤其是智能清管器，功能多样，选择依据：一是适合作业目的的。二是依据施工工期、使用情况、清理效果和投资成本考量。结合清管器功能分析如下：
（1）普通型皮碗清管器密封性、耐磨性较好，清污能力较强；在皮碗之间还可以装钢丝刷、刮刀或测径板，是管道工程上常用的清管设备。可分为单向运行的皮碗清管器和双向运行的直板型清管器。双向运行的直板型清管器优点是清管时一旦发生堵卡，在加大压力仍无法处理的情况下，可以采用反推来解堵。
（2）泡沫清管器能够吸附水、细微泥沙和铁锈等杂质。按制作材料分为：一是海绵类，优点是价格相对较低，吸水性能好；缺点是易破碎，运行距离较短。二是聚氨酯类，优点是耐磨性好，运行距离较远；缺点是价格相对较高。
（3）智能型清管器发展很快，有检测、定位、监控、拍照等功能，价格较高，适用于较长的石油天然气长输管道工程或管道有可能出现各种卡堵的情况下管道清理（有电子定位功能）和已投入运营管道的维护管理上。该工程清管不考虑采用。
综上所述，本工程清管器的选择为普通型皮碗清管器、带测径双向直板清管器（测径需要，本文不论述）、海绵泡沫清管器三种。
3.临时收发球筒制作
（1）城市天然气工程完工后的清管作业使用的收发球筒大多数采用自制的临时收发球筒，可以节省投入成本；清管作业验收合格后，临时收发球筒作废，本工程也不例外。
（2）临时收发球筒制作注意事项
A.制作的临时发球筒为压力容器，制作完成后应进行试压，试压压力大小与发球筒的材质和清管作业工作压力有关。结合之前分析和工作经验，本工程清管发球筒压力设计为0.5MPa。
B.发筒体内径比管道内径稍大（至少大于清管器过盈量最大值），安装时与直管段有100左右向上的角度，方便清管器安装；端部采用快开盲板封头，节省开关时间。
C.收球筒分两段，一段筒体（与安装的管道相同）与管道连接，在筒壁下面和两侧开3-5个直条口，大小为100mm×1000mm，方便杂物排放及泄压；另一段（末端）筒体为接收清管器用，筒体内径比管道内径稍大，安装时与直管段有100左右向下的角度，方便清管器取出。
D.临时收发球筒示意图如下：
二、技术要求
1.压力控制
清管器推进速度不宜过快，一般控制在4km-5km/h为宜，工作压力为0.05MPa-0.2MPa，如遇阻时可提高其工作压力，但最大压力不超过发球筒设计压力；每隔20min，记录压力表读数，掌握清管器运行情况，如有异常，及时解决。
2.合格标准
试压前，清管次数不少于2次，以开口端不再排出杂物为合格；试压后，为连续两个泡沫清管器含水量不大于1.5Dn/1000Kg，故该工程合格的标准为连续两个泡沫清管器含水量不大于1.05Kg（1.5×700/1000=1.05Kg）。
3.临时收发球筒安装要求
临时收发球筒装置应设在地势较高的地方，50m以内不得有居民和建筑物，现场采用警示带隔离，并设置警示牌。在收发球筒安装位置各开挖一个操作坑，其尺寸为长6m、宽3m、深距管底0.5m。收发球筒安装完成后，将清管器装入发球端，收球端距收球筒开孔2m处设置挡板，以防杂物飞溅。
3清管作业步骤
一、管道试压前清管
第一步：在发球筒中装入普通型皮碗清管器，清管器的一端在大小头连接管道处压紧，以防漏气；锁紧快开盲板，关闭放空阀门，打开连接压力表的阀门，打开连接空压机的闸阀，缓慢给发球筒注入压缩空气，观察发球筒上的压力表压力变化，记录下清管器的起动时间和压力。
第二步：当普通型皮碗清管器运行约50m-60m，关停空压机，关闭连接空压机的闸阀，打开主管段上的闸阀，发球筒泄压，观察压力表指针回零，打开快开盲板，装入第二个普通型皮碗清管器，上紧快开盲板，关闭主管段上的闸阀，打开连接空压机的闸阀，启动空压机，缓慢给发球筒注入压缩空气，观察发球筒上的压力表压力变化，记录下第二个清管器的起动时间和压力。
第三步：通过压缩空气排气量来控制清管器平稳运行（当清管器运行遇阻可适当提高工作压力来解决），并派人员沿线跟踪清管器运行状态及大致位置。
第四步：当清管器接近收球筒约1000m时，减少压缩空气排气量，降低压力，使清管器缓慢进入收球筒内，避免杂物飞溅和因撞击而损坏清管器。
按此方法清管两遍后，收球筒已没有排出杂物，满足初次清管要求。
二、管道试压后清管验收
经过第一次清管和用水进行强度试验后，管道内大致存在细小的泥沙、管壁铁锈和少量水，为了提高清管作业效率，采用复合清管方案。
第一步：在发球筒中装入普通型皮碗清管器，清管器的一端在大小头接近管道处压紧，以防漏气；锁紧快开盲板，关闭放空阀门，打开连接压力表的阀门，打开连接空压机的闸阀，缓慢给发球筒注入压缩空气，观察发球筒上的压力表压力变化，记录下清管器的起动时间和压力。
第二步：当普通型皮碗清管器运行约50m-60m，关停空压机，关闭连接空压机的闸阀，打开主管段上的闸阀，发球筒泄压，观察压力表指针回零，打开快开盲板，连续装入两个泡沫清管器，上紧快开盲板，关闭主管段上的闸阀，打开连接空压机的闸阀，启动空压机，缓慢给发球筒注入压缩空气，观察发球筒上的压力表压力变化，记录下第二个清管器的起动时间和压力。
第三步：过30min后，重复第一、二步的操作。
当连续两个泡沫清管器含水量不大于1.05Kg时（大概用了近50个），符合验收要求，清管器清管作业完成。
三、压缩空气吹扫
当用泡沫清管器清管满足要求后，由于是采用海绵材质的泡沫清管器清管，在清管过程中，清管器与管道内壁摩擦易碎，细小泡沫与管道内的泥沙、铁锈的水，形成小颗粒，部分残留在管道内，所以，还必须用压缩空气对管道进行吹扫，气体流速不少于20m/s，直到没有杂物吹出为止，这时，管道的清理工作才算真正完成，并及时封堵管道的两端以便开展下一步工作。
天然气高压管道通气后，亚运高中压调压站处过滤器没有堵塞，证明我们的清管作业是成功的、合格的，能满足相关要求。
4结束语
城市天然气高压管道工程清管作业非常重要，是工程建设中的关键工序，为日后工程投产提供安全保障；国家规范、标准都有明确要求。选择清管器和制定清管方案要结合管道建设实际情况，如管线长度、管道埋设的落差、施工过程管道保护工作、工期、投入成本，工作效率等综合考量，从而，达到安全、技术、经济等方面的要求；既要安全高效，又要经济合理。
参考文献：
[1]《油气长输管道工程施工及验收规范》（GB50369-2006，2014）