CN110560467B - 一种废旧管道无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧管道无害化处理方法，包括以下步骤：将废旧管道等长切割得到多个管道分段；在管道分段靠近清管器发球装置一端的侧壁上开设注浆孔，在管道分段远离注浆孔的一端的侧壁上开设排气孔和观察孔；注浆泵通过注浆孔向管道分段内注浆，直至充满管道分段；封堵注浆孔、排气孔及观察孔；待对应管道分段内的浆液全部固化后，拆除清管器发球装置及清管器收球装置，并对管道分段的两端进行封堵；对废旧管道内部进行填充固化，直接将废旧管道留存在现有位置即可，无需进行挖出也不会出现腐蚀破坏结构引起的地面塌陷。
Description
技术领域
本申请涉及长输管线领域，具体的说是一种废旧管道无害化处理方法。
背景技术
长输管线在长期的运行过程中会受到自然环境和人为因素的破坏，损坏严重的无法修复和重新使用；因管道输送介质多为油气，油气残留的泄露可能会引起爆炸和污染管道周边的土壤，为削减管道余存油气带来的隐患，需对废旧管道进行无害化处理。
发明人发现，传统的无害化处理一般采用挖掘拆除并回收的方式，将管道从埋设深处挖出并依次折断回收，但是回收旧管道成本高，对于地上部分的原有设施破坏大，施工过程中容易因挖掘和折断等操作造成管道的非预测破损，引起管道的二次泄露，存在安全隐患；另外，有些长久使用的管道，锈蚀严重，极易出现破损折断，其材料质量已经无法满足回收标准，再次进行挖掘拆除难度大且收益很低。
发明内容
本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种废旧管道无害化处理方法，通过分段注浆固化对废旧管道进行填充，利用浆液在配置阶段的流动特性，通过注浆泵将浆液注入到废旧管道中，通过控制流速和注浆压力，保证浆液在废旧管道中的密实度，达到浆液后期在废旧管道中密实固化，从而无需进行挖掘拆除管道，将管道无害化处理的目的。
本申请为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种废旧管道无害化处理方法，包括以下步骤：
将废旧管道等长切割得到多个管道分段；
对管道分段的两端分别安装清管器发球装置和清管器收球装置；
在管道分段靠近清管器发球装置一端的侧壁上开设注浆孔，在管道分段远离注浆孔的一端的侧壁上开设排气孔和观察孔；
注浆泵通过注浆孔向管道分段内注浆，直至充满管道分段；
封堵注浆孔、排气孔及观察孔；
待对应管道分段内的浆液全部固化后，拆除清管器发球装置及清管器收球装置，并对管道分段的两端进行封堵。
进一步的，在对多个管道分段进行注浆前，通过对一个管道分段进行注浆实验获取注浆过程中所需的注浆压力和注浆量。
进一步的，将切割得到的多段管道分段分为若干组，其中每组包括两个相邻的管道分段，每组管道分段的中间位置作为注浆泵的注浆位置，依次向两侧的两个管道分段分别注浆。
进一步的，以组单位，沿管线依次进行对所有管道分段进行注浆。
进一步的，所述的清管器发球装置内安装有皮管清管器，所述皮碗清管器上设有定位模块，用于确定对应皮碗清管器的实时位置。
进一步的，所述注浆孔和排气孔之间的管道上设有多个次级排气孔，所述次级排气孔上对应连通有排气立管，用于将管道分段内的流体引出到地面以上。
进一步的，所述注浆孔、排气孔、观察孔和次级排气孔上分别对应安装有阀门，用于对其实现对应的间歇性封堵。
进一步的，所述排气孔和次级排气孔均分别通过软管接入污油车，将管道分段内排出的浆液和油气进行收集。
进一步的，在对废旧管道进行等长分割前，对废旧管道内部整体进行清理。
进一步的，对废旧管道的具体清理过程包括以下步骤：
对废旧管道进行至少两次化学清洗，并观察管壁；
在管壁无油、蜡附着且见金属本色时进行静置；
静置后采用可燃性气体检测仪对管道内可燃气体浓度进行检测；
当检测可燃气体浓度满足需求时，对管道内壁进行水洗；
检测清洗水含油量低于标准时，满足注浆条件。
与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：
(1)通过注浆的方式对废旧管道内部进行填充固化，直接将废旧管道留存在现有位置即可，无需进行挖出也不会出现腐蚀破坏结构引起的地面塌陷，由于在填充前对管道进行了清理，也不会引起油气的残留，从而达到不大面积破坏地面结构对废旧管道进行无害化处理的过程；
(2)通过分段注浆有利于浆液在管道内的流动和固化，相较于较长距离的管道，分成等长的管道能够是浆液的流动距离变短，从而方便提升浆液在管道分段内的密实度，并且，由于废旧管道壁本身已经难以经受高压，通过短距离低压输送浆液避免了长输送距离需要的较大注浆压力压裂管道漏浆；
(3)从每组管道的中间进行两侧依次的注浆，布置一次注浆泵能够进行两个管道分段的注浆操作，减少了注浆设备的到场次数和现场布设设备的次数，提高注浆效率；
(4)在同一管道分段上设置多个排气管，能够依次对管道分段内残留的油气和空气进行排出，从而提高了整个注浆过程的流畅性，配合排气管连通污油车，能够将残留的油气进行集中收集，避免其污染土壤及周边环境。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例1的注浆系统的结构示意图；
图2为本申请实施例1的对各个开孔安装球阀的结构示意图。
其中：1、废旧管道，2、注浆泵，3、注浆孔，4、次级排气孔，5、清管器，6、球阀。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术中所介绍的，现有技术采用挖掘拆除并回收的方式，将管道从埋设深处挖出并依次折断回收，但是回收旧管道成本高，对于地上部分的原有设施破坏大，施工过程中容易因挖掘和折断等操作造成管道的非预测破损，引起管道的二次泄露，存在安全隐患；另外，有些长久使用的管道，锈蚀严重，极易出现破损折断，其材料质量已经无法满足回收标准，再次进行挖掘拆除难度大且收益很低，针对上述技术问题，本申请提出了一种废旧管道无害化处理方法。
实施例1
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出了一种对废旧长输管道进行分段注浆无害化处理的方法。
包括以下步骤：
将待处理的废旧管道进行清理，保证清理后的废旧管道具备注浆条件；
将废旧管道等长切割得到多个管道分段；
对一个管道分段进行注浆实验，获取注浆过程中所需的注浆压力和注浆量；
对管道分段的两端分别安装清管器发球装置和清管器收球装置；
在管道分段靠近清管器发球装置一端的侧壁上开设注浆孔，在管道分段远离注浆孔的一端的侧壁上开设排气孔和观察孔；
注浆泵通过注浆孔向管道分段内注浆，直至充满管道分段；
封堵注浆孔、排气孔及观察孔；
待对应管道分段内的浆液全部固化后，拆除清管器发球装置及清管器收球装置，并对管道分段的两端进行封堵。
下面，结合附图，对本申请的处理过程进行详细描述。
一、注浆前准备
(1)清理
对废旧管道经过2遍化学清洗后，外观检查管壁无油无蜡、见金属本色；废旧管道静止时间超过24h后，用可燃性气体检测仪检测废旧管道内可燃气体浓度应低于0.5％；最后一遍清洗水含油量≤20mg/L，具备注浆条件。
(2)注浆前的参数和材料配置
①实验段设置：通过现场注浆实验取得施工所需参数，既保证浆液充分扩散充填管道，又不因压力过大致使废旧管道破坏。
②注浆范围：在本实施例中，选用每1000m为一个管道分段，然后进行注浆。
③注浆材料：为保障废旧管线无害化注浆处理用水泥浆的综合性能，提高注浆作业的成功率，参考商砼水泥标号为425#以上高强度水泥，取得了适合注浆处理的水泥浆配合重量比，具备渗透性好、流动性强、收缩比小、稠化时间长的特点，适合废旧管道注浆使用。
泥浆配比参数表
注：各成份按重量(Kg)配比；配制好的泥浆密度为1.7g/cm3。
④注浆参数
注浆参数包括确定注浆压力、注浆量等。
注浆压力：注浆压力是给予浆液扩散充填、压实的能量。保证注浆质量的前提下，压力大，扩散的距离大；但当压力超过管道承受强度时，会导致破坏。注浆施工前应通过现场注浆试验来确定，以取得施工所需参数。进行注浆试验时，采取逐步提高压力的办法，求得注浆压力与注浆量的关系曲线，作为确定注浆压力的依据。定注浆压力为1.6～2.0MPa。
注浆量：保证充足的注入量使管道充填饱满。
二、施工准备
(1)根据现场管道走向、埋深情况进行合理选择注浆点，管道注浆按每1km左右为一段进行设置。
(2)修筑简易的设备和机具进场施工便道，满足施工设备和机具进场的要求。
三、设备安装
(1)为减少注浆设备到场次数，提高注浆效率，将相邻的两端中间位置作为注浆点，依次向两侧管道分别注浆。在注浆点位置将管道利用冷切割的方法进行断开，然后安装发球装置，发球装置内安装DN700皮碗清管器(带跟踪器)，保证浆体的密实度。在注浆管段末端同样用冷切割的方法断管，安装收球装置。
在临时发球装置的清管器后方筒壁上合适位置开孔，孔径为DN100，作为注浆孔。在末端管道上开两个DN100孔，作为排气孔和观察孔，管段中间可以加装排气立管，所有的孔都安装球阀控制。注浆时排气孔用软管和污油车相连，防止管线内油气直接排至地面。
(2)为保证施工安全，阀门安装采用冷开孔方式安装。如图2所示，首先预制法兰短节，在管道上安装法兰短节，再安装DN100阀门，在阀门上安装手动开孔器，开孔后关闭阀门取出开孔器。
四、注浆系统安装
如图1所示，注浆泵通过管道连通管道分段的注浆孔，次级排气孔上对应连通有排气立管，用于将管道分段内的流体引出到地面以上；
所述注浆孔、排气孔、观察孔和次级排气孔上分别对应安装有阀门，用于对其实现对应的间歇性封堵；所述排气孔和次级排气孔均分别通过软管接入污油车，将管道分段内排出的浆液和油气进行收集。
五、制浆
根据上述的泥浆配比表进行配置；
需要注意的是，材料必须准确称量，误差应小于5％；掌握浆液性能，做到随用随制，使用多少浆制多少浆；浆液应进行充分搅拌，并坚持注浆前不断搅拌，防止再次沉淀，影响浆液质量。
六、管道注浆
(1)泥浆采用商砼搅拌车按照设定的参数现场自动配置，现场配置水泥浆前，需尽可能的进行清洗搅拌桶，减少注浆压力，防止产生砂浆，增加注浆压力或堵塞管道。现场配置完成后，由商砼搅拌车将泥浆倾注到钢制临时泥浆池(宽2m×长3m×高1.5m)中，采用400型自吸式泥浆泵车缓慢、匀速的注入水泥浆。
(2)在灌浆的末期还要进一步控制水泥浆的出浆速度，防止管线内油气和浆液喷出，污染环境。对排气孔溢出的浆液，以及冲洗设备的注浆管线的污水都应该进行回收并按照要求集中处理。
(3)当达到预定的注浆压力，并持续3min不出故障，即认为注浆设备性能正常，开始注浆。控制注浆压力小于等于2.0Mpa，在灌注过程中随时观察设备运行情况，以及压力表读数。注浆的终压必须小于管道的承压能力，否则可能会出现压裂管道漏浆，进而造成浆液浪费，污染环境。当注浆孔出口压力大于2.0Mpa时应立即停止注浆，分析原因排除隐患后方可继续注浆。
(4)利用水泥泵自管道高点向管道内注入膨胀水泥浆，根据管道最高点水泥返出情况检测灌注质量和灌注末期跟踪仪显示清管器到达末端收球筒，浆液均匀从排浆管流出且无气泡时，经过计算，注入浆液的体积等同或超过需要填充的体积，则证明整个管道已基本充填满。关闭注浆孔、排气孔及观察孔阀门，并对管道两端进行盲板封堵。
(5)需要特别指出的是：
①孔口管必须保证安放稳妥，外壁必须塞实，以防漏浆，出现漏浆需暂停15分钟左右，并将漏浆处堵塞后继续灌浆。
②注浆完成后，应采取措施保证注浆不溢浆、跑浆。
③对每道工序均要进行专门的操作记录。
七、泥浆固化验收
分段注浆结束后，静止存放，初凝时间不小于48h。注浆填充完成一周后，在管道自检点进行填充度检验，通过机械开孔的方式在管道顶部开孔，填充率不小于93％为合格。
八、地貌恢复
(1)注浆完毕，应立即用清水冲洗注浆管，必须采取适当措施处理废水，搞好清洁工作。注浆合格后，对已经灌注的废弃管道进行标注，收集现场渗漏的泥浆，及时外运清理。
(2)施工现场和操作坑中的油污，采用化油剂及吸油毡清理干净。
(3)现场清理完毕后进行基坑恢复工作。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种废旧管道无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将废旧管道等长切割得到多个管道分段；
对管道分段的两端分别安装清管器发球装置和清管器收球装置，所述的清管器发球装置内安装有皮碗清管器，所述皮碗清管器上设有定位模块，用于确定对应皮碗清管器的实时位置；
在管道分段靠近清管器发球装置一端的侧壁上开设注浆孔，在管道分段远离注浆孔的一端的侧壁上开设排气孔和观察孔；
注浆泵通过注浆孔向管道分段内注浆，低压输送浆液，直至充满管道分段；
封堵注浆孔、排气孔及观察孔；
待对应管道分段内的浆液全部固化后，拆除清管器发球装置及清管器收球装置，并对管道分段的两端进行封堵；
在对多个管道分段进行注浆前，通过对一个管道分段进行注浆实验获取注浆过程中所需的注浆压力和注浆量；
所述注浆孔和排气孔之间的管道上设有多个次级排气孔，所述次级排气孔上对应连通有排气立管，用于将管道分段内的流体引出到地面以上；
所述注浆孔、排气孔、观察孔和次级排气孔上分别对应安装有阀门，用于对其实现对应的间歇性封堵；
所述排气孔和次级排气孔均分别通过软管接入污油车，将管道分段内排出的浆液和油气进行收集。
2.如权利要求1所述的废旧管道无害化处理方法，其特征在于，将切割得到的多段管道分段分为若干组，其中每组包括两个相邻的管道分段，每组管道分段的中间位置作为注浆泵的注浆位置，依次向两侧的两个管道分段分别注浆。
3.如权利要求2所述的废旧管道无害化处理方法，其特征在于，以组单位，沿管线依次进行对所有管道分段进行注浆。
4.如权利要求1-3任一项所述废旧管道无害化处理方法，其特征在于，在对废旧管道进行等长分割前，对废旧管道内部整体进行清理。
5.如权利要求4所述的废旧管道无害化处理方法，其特征在于，对废旧管道的具体清理过程包括以下步骤：
对废旧管道进行至少两次化学清洗，采用可燃性气体检测仪对管道内可燃气体浓度进行检测，并对管道内壁进行水洗。
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Non-Patent Citations (1)
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| 徐华天.废弃油气管道注浆填充试验及分析.《管道技术与设备》.2019,(第1期),59-62. * |
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