CN114522955A - 一种报废埋地管段注浆处置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报废埋地管段处置方法。本发明中，通过在报废管段入口位置设置隔离器，在入口端和出口端设置盲板，在各个管段设置排气管，实现了报废管段分段注浆；通过实时控制注浆速率，跟踪浆液流动位置，可以分段控制注浆材料的填充率，使报废管段的注浆填充率满足要求。对于长距离报废管段，本发明方法仅需小规模开挖，施工量小；且方法易操作，设备简单，且注浆效率高。本发明的方法尤其适用于走向复杂报废管段的处置。

Description

一种报废埋地管段注浆处置方法

技术领域

本发明涉及报废管道处置技术领域，具体为一种报废埋地管段注浆处置方法。

背景技术

我国存在大量运行时间超过三十年的油气管道，其本体状况已不满足安全输送的要求，大多已经停止运行或即将面临报废处置。此外，由于经济发展、城市规划等原因，许多管道周边新建道路、居民区、学校等新设施，这部分正常运行的管道需要进行局部改线。报废管段和局部改线的管段都需要进行合理的处置，常用的处置方法包括拆除和就地弃置。就地拆除埋地管道工程量大、耗时长、耗费巨大。因此，大部分企业会选择就地弃置的方法进行处置。采用水封或氮封等方式就地封存弃置的管段容易发生腐蚀穿孔、材料强度弱化等，易造成地面产生塌陷和导流效应引起的环境污染等事故。

注浆处置是一种有效防止报废管段造成事故的方法。注浆材料固化后，可有效提高报废管段的结构强度，防止地面塌陷和环境污染等事故。

CN110759669A公开了一种用于处理报废管道的填充物以及报废管道的无害化处理方法。该专利实施例公开了对报废管道进行的无害化处理方法：将管道两端开孔，一端为注浆孔，另一端为出气孔。将本实施例提供的填充物通过注浆孔注入管道，另一端浆料开始冒出后停止注浆。封闭注浆口和出气孔。

CN110560467A公开了一种废旧管道的无害化处理方法。该方法包括以下步骤：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。

CN110759669A中的方法由于报废管段存在弯头、局部凹陷变形和浆液的长距离流动等容易造成管内不满流、气体不易排出，使得注浆材料的填充率无法达到要求。CN110560467A中的方法施工复杂，工程量大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种报废埋地管段注浆处置方法。该方法可实现对长距离报废管段的分段注浆，保证管段中注浆材料的填充率，提高注浆效率。

本发明的一种报废埋地管段注浆处置方法，包括以下内容：

（1）报废埋地管段进行可选择的清管操作；在报废管段的进口位置放置隔离器；

（2）将报废埋地管段两端焊接盲板，在进口端的盲板处安装注浆口；在报废管段中间每隔一段距离安装一个排气管，按照离注浆口由近至远的顺序依次为第一排气管、第二排气管、…、第N-1排气管、第N排气管，第N排气管安装在出口端盲板上；其中，N为大于等于4的自然数；所述排气管上设有排气阀；

（3）由注浆泵通过注浆口往报废管段内注入浆液，浆液的液位在进口端盲板与隔离器之间的管段内逐渐升高，直至注满进口端盲板与隔离器围成的管段空间；

（4）当第一排气管中有浆液流出，且第一管段（该管段）的浆液表观填充率T ₁满足要求时，即关闭该排气管上的排气阀；

（5）在注浆泵的推动下，管段中的浆液推动隔离器沿着管段向前移动，当第二排气管中有浆液流出后，且基本不含气体时，且第二管段的浆液表观填充率T ₂满足要求时，即关闭第二排气管的排气阀；

（6）以此类推，继续往报废埋地管段内注入浆液；

（7）在注浆泵的推动下，浆液推动隔离器沿着管段向前移动，当第N-1排气管中有浆液流出后，且第N-1管段的浆液表观填充率T _N-1满足要求时，即关闭第N-1排气管的排气阀；

（8）直至第N排气管无气体排出时，判断隔离器已运行至出口端盲板位置，此时注浆结束，待注浆材料凝固后拆除注浆口和各排气管，进行回填后即处置结束。

进一步地，步骤（1）中，报废埋地管道介质排空后，优选进行管道清洗作业，在报废管道的进口部位放入隔离器，隔离器用推杆推至第一个排气管后。所述隔离器，轴心由两节及以上钢质骨架组成，每节之间由万向节连接，外层包裹密封性好的耐磨材料，优选聚氨酯泡沫材料。万向节连接的轴向钢质骨架可为隔离器提供足够的轴向强度，防止在报废管道弯头和大变形处被撕裂。隔离器的通过能力强、密封性好，运行在注浆材料前段，用于控制注浆材料满管填充。

进一步地，步骤（2）中第一排气管优选设置于隔离器与进口端盲板之间的管段上。优选地，在所述排气管上安装透明软管，并放置于废液槽内。

进一步地，管段上设置排气管的数量根据报废管段长度决定。优选每100-500米安装一个排气管，且第一个排气管距进口端的距离不大于1倍隔离器长度，N-1排气管距出口端的距离为2倍隔离器长度。

本发明中，注浆泵将注浆罐内的注浆材料通过流量计注入报废管段注浆口，注浆泵的流速可调。根据报废管段内径大小，控制注浆材料在管内的流速在0.1m/s-0.2m/s之间。对于内径大于500mm的管段，可适当降低流速。此外，可通过排气管用于辅助判断填充率：当透明软管内排出注浆材料，且基本不含气体时，可以判定该排气管之前管段的浆液表观填充率基本满足要求，关闭排气管阀门；当透明软管内排出注浆材料，且气体含量较多时，应降低注浆泵出口流速，直至无气体排出后，且浆液表观填充率满足要求后关闭排气阀门。

优选的，将所有排气管排放的注浆材料收集到废液槽。每两个排气管之间的报废管段容积为∆V _i =S∆L _i ，S为管段内截面积，∆L _i 为两个排气管之间的管段长度，q _i 为第i个废浆槽收集的注浆材料。通过流量计注浆材料的流量∆Q _i 和∆V _i 的关系可判断管段的填充率是否满足要求，第i段管段的表观填充率

，如果T _i ≥0.93（i≠1且i≠N），则第i段管段的填充率基本满足要求。注浆停止后，通过注浆总量Q、报废管段总体积V和各废浆槽收集的注浆材料q _i 验证总填充率是否满足要求，如果

，或者

，则满足总填充率要求。如果不满足总填充率要求，则依次打开各排气口排气阀，继续注浆，直至总填充率满足要求即可。

优选的，在所述隔离器的前端安装声信号发射器，该声信号发射器发射的声信号频率固定，且频率高于隔离器摩擦产生的噪声信号。所述声信号频率优选10kHz-20kHz之间。优选的，每个排气管内安装声信号接收器，接收频率范围略宽于发射器的频率。声信号接收器通过导线与外部处理器连接。外部处理器根据多普勒效应的原理，可实时显示隔离器运行速度和位置。隔离器运行速度

，

为声音在空气中的传播速度，

为声信号发射器产生的频率，

为声信号接收器接收的频率。外部处理器通过4G网络将隔离器运行速度数据发送至泵流量调节装置，泵流量调节装置根据隔离器的运行速度调节出口流量。

本发明中，所述的注浆材料为无害化材料，一般由缓凝剂、发泡剂、固形物等组成，注浆材料凝固时间一般为数天，大于注浆操作时间。

与现有技术相比较，本发明的有益技术效果是：

本发明的报废埋地管段注浆处置方法，可以实现报废管段分段注浆，实时控制注浆速率，实时跟踪浆液流动位置，分段控制注浆材料的填充率，使报废管段的注浆填充率满足要求。对于长距离报废管段，现有的技术需要大规模开挖施工或者无法保证注浆材料的填充率，存在费用高、地面塌陷、导流效应引起的环境污染等诸多问题。本发明在报废管段上安装排气管仅需小规模开挖，施工量小；本发明中的隔离器可有效控制注浆速率，尤其可消除弯头或大落差位置注浆材料不满流而产生无法填充的问题；本发明中分段设施排气管并配合隔离器的方法尤其适用于走向复杂报废管段的处置。该方法易操作，设备简单，对于长距离报废管道无需大面积开挖，施工简单，且注浆效率高。

附图说明

图1为报废管段注浆处置方法的示意图。

图2泡沫隔离器运行速度测量与泵出口流量调节示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的报废管段注浆处置方法中，处置系统包括注浆罐101、注浆泵102、流量计103、注浆口104、入口端盲板105、隔离器106、报废管段107、出口端盲板108、废浆槽109和排气管1、排气管2、排气管N-1，排气管N。

如图2所示，在隔离器前端安装声信号发射器202，并依靠内部干电池供电。在第1排气管到第N排气管管段内侧安装声信号接收器203，并通过导线连接至外部处理器204，外部处理器通过4G网络将泡沫隔离器运行速度和位置数据发送至泵流速调节装置201。

报废管段在处置前，在管段的入口和出口端各焊接上入口端盲板和出口端盲板，入口端盲板上开孔并焊接注浆口，出口端盲板上开孔并焊接排气管，排气管上安装阀门并连接透明软管至废浆槽。在管段时钟12点方位开孔并采用焊接的方式安装N个排气管，N由报废管段长度确定，优选每100-500米安装一个排气管，排气管上安装阀门并连接透明软管至废浆槽，其中第一个排气管距入口端盲板的距离不大于1倍隔离器的长度，N-1排气管距出口端盲板的距离大于1倍隔离器的长度，且不大于2倍隔离器长度，优选2倍泡沫隔离器长度。

按图1所示，安装并连接各设备。打开各排气管阀门，将注浆材料缓慢注入注浆口内，根据报废管段内径大小，控制注浆材料在管内的流速在0.1m/s-0.2m/s之间。当观察到第一排气管所连接的透明软管排出注浆材料且该管段的表观填充率满足要求后，可判断隔离器后端基本充满注浆材料，此时关闭第一排气管阀门。依次观察第二排气管所连接的透明软管排出注浆材料，且第二管段的表观填充率满足要求后，关闭第二排气管阀门。当透明软管内排出注浆材料，且气体含量较多时，应降低注浆泵出口流量，直至表观填充率满足要求时关闭排气阀门。当第N排气管无气体排出，且第N-1排气管排出注浆材料并不含气体时，可以判断第N管段注浆材料填充率已基本满足要求，停止注浆。注浆停止后，通过注浆总量Q、报废管段总体积V和各废浆槽收集的注浆材料q _i 验证填充率是否满足要求，如果

，则满足填充率要求。如果不满足，则依次打开各排气口的排气阀，继续注浆，直至满足要求即可。当填充率满足要求后，停止注浆，拆除注浆罐、注浆泵、流量计、注浆口、废浆槽，通过排气管观察注浆材料固化后，拆除排气管，恢复地面基坑，至此报废管段注浆处置完成。

Claims (10)

1.一种报废埋地管段注浆处置方法，包括以下内容：

（1）报废埋地管段进行可选择的清管操作；在报废管段的进口位置放置隔离器；

（2）将报废埋地管段两端焊接盲板，在进口端的盲板处安装注浆口；在报废管段中间每隔一段距离安装一个排气管，按照离注浆口由近至远的顺序依次为第一排气管、第二排气管、…、第N-1排气管、第N排气管，第N排气管安装在出口端盲板上；其中，N为大于等于4的自然数；所述排气管上设有排气阀；

（3）由注浆泵通过注浆口往报废管段内注入浆液，浆液的液位在进口端盲板与隔离器之间的管段内逐渐升高，直至注满进口端盲板与隔离器围成的管段空间；

（4）当第一排气管中有浆液流出，且第一管段的浆液表观填充率T ₁满足要求时，即关闭该排气管上的排气阀；

（5）在注浆泵的推动下，管段中的浆液推动隔离器沿着管段向前移动，当第二排气管中有浆液流出后，且基本不含气体时，且第二管段的浆液表观填充率T ₂满足要求时，即关闭第二排气管的排气阀；

（6）以此类推，继续往报废埋地管段内注入浆液；

（7）在注浆泵的推动下，浆液推动隔离器沿着管段向前移动，当第N-1排气管中有浆液流出后，且第N-1管段的浆液表观填充率T _N-1满足要求时，即关闭第N-1排气管的排气阀；

（8）直至第N排气管无气体排出时，判断隔离器已运行至出口端盲板位置，此时注浆结束，待注浆材料凝固后拆除注浆口和各排气管，进行回填后即处置结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的隔离器放置在第一个排气管后。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述隔离器的轴心由两节及以上钢质骨架组成，每节之间由万向节连接，外层包裹密封性好的耐磨材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述排气管上安装透明软管，并将透明软管出口放置于废液槽内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每隔100-500米安装一个排气管；且第一个排气管距进口端的距离不大于1倍隔离器长度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第N-1排气管距出口端的距离为隔离器长度的2倍。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制浆液在管内的流速在0.1m/s-0.2m/s之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浆液填充率满足要求是指填充率T _i ≥0.93，i≠1且i≠N。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的浆液填充率Ti通过如下公式计算：

其中，Ti为第i管段的浆液填充率，∆Q _i 为通过流量计计量的进入管段i的浆液容积，q _i 为第i个废液槽收集的浆液体积，∆V _i 为管段i的体积。

10.根据权利要求1所述的方法，步骤（8）所述的填充率T满足要求是指T≥0.93；

填充率T通过如下公式计算：

或

其中，T为报废管段的总浆液填充率，Ti为各管段的表观填充率，Q为通过流量计计量的总浆液容积，

为全部废液槽收集的浆液总体积，V _i 为报废管段的总体积。

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