CN109201696B - 一种废弃原油管线的封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废弃原油管线的封堵方法，包括高压气泵车、发球筒、收球筒、内含信号发射器的PIG球、信号接收器、拉管机、泵、拌合机，封堵方法为：通过对废弃管线初步的清洗、除蜡后，再通过PIG球进行二次清洗；通过PIG球发射的信号，根据埋深高点将原油管线切割为若干的待处理段；使用挖掘机在分段点挖设探坑；在每段管线内都设置PIG球，用管道开孔器在所述PIG球两侧开孔；从待处理废弃原油管线两侧同时用拉管机向待处理管中心内部送入拉管机导向杆；用泵向拉管机导向杆注入填充物，并逐段撤回所述拉管机内管，直至填充物充满整个待处理原油管线；有益效果：降低了封堵成本、封堵彻底、降低了施工难度、提高了施工的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及废弃原油管线封堵领域，具体涉及一种废弃原油管线的封堵方法。
背景技术
近年来许多废弃原油管道制约了城市化建设的步伐，在城镇管网改造过程中，废弃管道很可能处于城市快速车道下、建筑下，开挖取出存在难度大，且费用高的难题，管道公司也只能将废弃管道留在原处。废弃管道容易危害环境，主要原因在于其中的介质很难得到彻底的清除，随着腐蚀的加剧，有毒有害、易燃易爆的介质释放到环境中，成为安全隐患。当前，我国原油管道超期服役和废弃管道处置已成为普遍问题。
申请公布号为CN104307819A的专利公开了一种废弃油气管道残留物组合清理方法，能够去除一部分管道内残留物，但不能彻底解决废弃管道内残留物挥发的根本问题。
申请公布号为CN107433273A的专利公开了一种废弃原油管线无害化处理方法，向清洗后的废弃原油管线内填充可固化浆料。该方法在实际作用中存在适用性差（填埋距离短，可处理管径小），探管存在困难，灌浆不实等问题。
申请公布号为CN107433273A的专利公开了一种原油管道清理系统以及原油管道清理施工方法,该方法为：第一步：启动蒸汽机组把管内的污油推出、除蜡，第二部：通过PIG清管器二次清洗，第三部：升温至80—150℃后，第三次清洗，且需要重复进行步骤三后续清管，次数以管内达到无油、垢、及其它杂物，管壁呈现金属本色为准；用测爆仪检测管内气体无可燃气体为合格；第四部，当温度达80度以上后即停止输送蒸汽，等到无蒸汽排出后, 打开收发器取出清管器。该技术揭示了具体怎样对管道初步清洗、除蜡，再通过PIG清管器反复清洗管道，它的技术要点主要是通过管道的反复清洗达到排除隐患的问题，但存在一定问题，1是反复清洗的过程中，需要耗费大量的水，浪费资源，也会产生大量的污水，污水处理不但费时费力，如果处理不好有可能会造成二次环境污染。2.在清洗的过程中，需要升温至80—150℃，其能耗高，高温对周围的植被有一定的影响，破坏生态环境；3.管道最终还是没有彻底封堵，还是留有安全隐患，例如管道老化下陷，地面也会下陷，如果地面是公路的话，影响会相当严重。
除上述问题以外，传统废弃原油管道无害化处理还存在清理不彻底，填埋不实，填埋成本过高，管道钻探难度过大等问题，是废弃原油管道处理困难的首要原因。因此需要研制一种新的废弃原油管线的封堵方法来解决这个问题。
发明内容
为了解决传统废弃原油管线填埋中钻孔位置的不准确性、填埋不实、原油管线处理成本高、废弃原油管线采用各种方案进行清洗后，内壁仍然会残留众多易挥发、有毒有害物质的安全隐患的问题，本发明提供一种利用内置信号发射器的PIG球来一边清理一边准确的记录管道的埋设方向及埋深并上传，采用分段处理的方式进行封堵，成本低、效率高、施工难度低，封堵过程是根据定位的数据进行工作，施工的精准性高，本发明提供一种废弃原油管线的封堵方法。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种废弃原油管线的封堵方法，包括高压气泵车、发球筒和收球筒、内含信号发生器的PIG球、信号接收器、拉管机、高压渣浆泵、移动式泡沫混凝土拌合机等。废弃原油管线经传统方法清洗、除蜡后，由所述发球筒发送一颗内含信号发射器的PIG球，沿所述PIG球运动轨迹，用所述信号接收器记录废弃原油管线的埋设方向及埋深，并详细记录；
将记录埋设方向及埋深的待处理废弃原油所述管线，分为若干待处理段，分段点选在待处理废弃原油所述管线埋深高点。经核算，DN800以下原油所述管线分段间距可达4~6Km。要求分段间隔内部最高点不得高于分段点的最低点；
使用挖掘机在分段点挖设探坑，探坑底部作业面不小于4㎡。在4~6Km范围内很容易选择挖设探坑位置，便于避开公路、建筑物等不利因素。探坑作业面以随管线走向的长方形为宜，便于所述拉管机做业。
用所述发球筒发射若干个（数量与分段点相同）内置信号发射器的PIG球，用信号接收器在每个探坑内检测，确保每个探坑所述管线内有一个所述PIG球。先发射最远端的所述PIG球，球定位后，在球后端用管道开孔机开孔，便于第二颗所述PIG球发射，以此类推，至最后一颗所述PIG球就位；
用所述管道开孔器在PIG球两侧开孔，孔径以满足所述拉管机施工要求为准；
从待处理废弃原油所述管线两侧同时用拉管机向待处理管中心内部送入拉管机导向杆。所述拉管机包括导向杆、导向钻头，在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整；
用所述高压渣浆泵向拉管机内管注入填充物，填充物为特制泡沫混凝土，并逐段撤回所述拉管机导向杆，直至泡沫混凝土充满整个待处理原油所述管线。该泡沫混凝土是以水泥、矿渣、粉煤灰为无机胶结料，以热聚物表面活性剂为有机胶结料的双套连续结构的聚合物微孔混凝土。泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质高强度填充材料。其具有环保、节能、原材料广泛、成本低、技术稳定、施工方便等优点。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过对废弃管线初步的清洗、除蜡后，再通过PIG球进行二次清洗，除去了管道内污油，由于PIG球内置信号发射器，本发明还包括信号接收器，所以PIG球可以边清理管路边准确的记录管道的埋设方向及埋深，并上传，地面接收器具有显示与发射功能，该具有内置信号发射器的PIG球为后续的钻探提供很大的便利；
2.通过PIG球发射的信号，根据埋深高点将原油管线分为若干的待处理段，信号发射器为切割起到导航的作用，分段的目的是，分段处理会降低施工的难度，长度过长，施工时间长，一般机械无法满足要求，其成本也高，充填时也会存在充填不实的现象。本发明根据接收信号的高、低点切割，在施工的过程中，排除了原油管线高低不平造成施工难度的增加，且由于有定位所以能便于避开公路、建筑物等不利因素。探坑作业面以随管线走向的长方形为宜，便于拉管机做业。
3. 探坑后，在每段管线内都设置PIG球，目的是为后续向管线内注入填充物时，能准确的定位管线的埋设方向与埋深，并能准确的计算出填充物的用量，在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进。在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整；
由于采用了分段模式，所以可将待处理长度扩展到4~6km，而传统无害化填埋方案每个处理段长度只能在400米左右，否则难以保证填充密实度。
4.本发明用拉管机代替传统作业的钻机及垂直喷头，可将填充物直接填充到废弃管线中心位置，极大增加了填埋距离和填埋密实度；由于选用的非开挖式拉管机代替传统施工中的钻机直接钻孔注浆，极大提高了注浆精准度，一次注浆距离，减少了钻探工作量，降低了对作业面的需求。
5.本发明，最终通过向干净的管线内充填填充物，实现管线的封堵，封堵后的管线，不会对地面造成任何影响，填充物为特制泡沫混凝土，用泡沫混凝土代替了传统的素混凝土等填充物，增强了填充物的流动性、防水性、环保性、耐压性等综合性能，且综合材料成本更低。本发明选用的内置信号发射器的PIG球在整个过程中起到了众多关键性作用，兼顾定位、分割、阻断等功能，极大提高了施工的精准性，由于其具有定位和探测功能，所以解决了填埋时填埋不实的问题。
其中，本发明选用特制泡沫混凝土为灌浆填充物，极大减少了施工成本，计算如下：
一条废弃的DN800原油管线，如采用传统素混凝土为灌浆原料，不考虑施工复杂程度的前提下，填埋4Km废弃原油管线需要素混凝土2000m³左右。人工费、材料费、运输费、施工费等综合成本不低于400元/m³，而同样体积的泡沫混凝土综合成本不超过200元/m³。仅4Km废弃原油管线的填埋，本发明仅综合材料费节约40万人民币。
本发明具有环保、节能、原材料广泛、成本低、技术稳定、施工方便等优点。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
图中：
| 1、高压气泵车 | 2、发球筒 | 3、收球筒 |
| 4、PIG球 | 5、拉管机 | 6、高压渣浆泵 |
| 7、拌合机 | 8、管线 |
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
实施例1：沈阳某条穿越城镇的DN800废弃原油管线封堵施工：
该段废弃原油管线8全长10km，从城镇西北侧横穿至城镇东南侧，途径住宅小区，政府办公楼，小学，公路若干条。传统施工方法存在众多不可实现性，如：至少需要钻眼十处以上，没有足够施工场地；部分区域埋深过深地下六米左右，钻探难度大；填埋施工成本过高300万以上。
采用本发明所述的一种废弃原油管线的封堵方法，废弃原油管线8经传统方法清洗、除蜡后，在废弃管线8一侧由发球筒2发送一颗内含信号发射器的PIG球4，沿PIG球4运动轨迹，用信号接收器记录废弃原油管线8的准确埋设方向及埋深，并详细记录；
通过记录管线8的埋设方向及埋深，将待处理的管线8分为三部分进行处理段，分段点一处选在小学操场，一处选在居民区某空旷地。经核算，两处分段点均满足施工需求，大大减少了勘探及钻孔工作量，同时避开了政府、公路等重要公用设施。使用挖掘机在分段点挖设探坑，探坑底部作业面为1.2m×3.5m，探坑作业面为随管线8走向的长方形。
用发球筒2发射第一个内置信号发射器的PIG球4，用信号接收器在远离发球筒2的探坑内检测。当PIG球4运行至该探坑时，排空发球端空气，准确定位该球位置，并在该PIG球4前、后用管道开孔器各开一加注孔。用同样方式发射并定位第二个PIG球4，完成PIG球4定位及开孔；
从待处理废弃原油管线8两侧同时用拉管机5向待处理管中心内部送入拉管机5导向杆。在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况等参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比，以便及时纠正。当两侧拉管机5导向管输送至待处理管线8长度1/3位置时停止导向管输送；
用高压渣浆泵6向拉管机5导向管注入特制泡沫混凝土，按照每小时的泡沫混凝土输送量，计算拉管机5导向管撤回时间。当泡沫混凝土充满整个待处理原油管线8后撤出拉管机5导向管；
使用同种方法注满其它两段废弃原油管道。
采用本发明，该项目综合材料费仅100万，施工措施费20万，相对于传统施工工法节约费用180万以上。
Claims (8)
1.一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：通过以下设备来实现，设备包括：高压气泵车（1）、发球筒（2）、收球筒（3）、PIG球（4）、信号接收器、拉管机（5）、高压渣浆泵（6）、拌合机（7），具体工作步骤为：
1）废弃原油管线（8）经清洗、除蜡后，由所述发球筒（2）发送一颗内含信号发射器的PIG球（4），沿所述PIG球（4）运动轨迹，用信号接收器记录废弃原油所述管线（8）的埋设方向及埋深；
2）将记录埋设方向及埋深的待处理废弃原油所述管线（8），分为若干待处理段，分段点选在待处理废弃原油所述管线（8）埋深高点；
3）使用挖掘机在分段点挖设探坑；
4）用所述发球筒（2）发射若干个内置信号发射器的PIG球（4），用信号接收器在每个探坑内检测，确保每个探坑所述管线（8）内有一个PIG球（4）；
上述内置信号发射器的PIG球（4）的数量与分段点相同；
5）用管道开孔器在所述PIG球（4）两侧开孔，孔径以满足所述拉管机（5）施工要求为准；
6）从待处理废弃原油所述管线（8）两侧同时用拉管机（5）向待处理管中心内部送入拉管机（5）导向杆；
7）用所述高压渣浆泵（6）向拉管机（5）导向杆注入填充物，并逐段撤回所述拉管机（5）内管，直至填充物充满整个待处理原油管线（8）。
2.根据权利要求1所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：步骤4）中，先发射的为最远端的所述PIG球（4），球定位后，在球后端用管道开孔机开孔，便于第二颗所述PIG球（4）发射，以此类推，至最后一颗所述PIG球（4）就位。
3.根据权利要求1所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：所述拉管机（5）包括导向杆及导向钻头，在导向钻头中安装发射器，通过地面接收器，测得钻头的深度、鸭嘴板的面向角、钻孔顶角、钻头温度和电池状况参数，将测得参数与钻孔轨迹进行对比以便及时纠正。
4.根据权利要求3所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：地面接收器具有显示与发射功能，将接收到的孔底信息无线传送至钻机的接收器并显示，操作手根据信号反馈操纵钻机按正确的轨迹钻进，在导向钻孔过程中技术人员根据探测器所发回的信号，判断导向头位置与钻进路线图的偏差，随时调整。
5.根据权利要求1所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：探坑底部作业面不小于4㎡，探坑作业面随所述管线（8）走向进行挖坑。
6.根据权利要求1或5所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：待处理所述管线（8）的长度可扩展到4~6km之间。
7.根据权利要求1所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：用所述高压渣浆泵（6）向拉管机（5）内管注入的填充物为特制泡沫混凝土。
8.根据权利要求7所述一种废弃原油管线的封堵方法，其特征在于：该特制泡沫混凝土是以水泥、矿渣、粉煤灰为无机胶结料，以热聚物表面活性剂为有机胶结料的双套连续结构的聚合物微孔混凝土；泡沫混凝土是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的填充材料。
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2018
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