CN117189991A - 油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，由以下几部分组成,油气管道腐蚀穿孔缺陷处理及初堵、漏点防腐层打磨及表面处理清洁、钢制补板设计及堵漏点加强和堵漏点纤维补强及防腐层修复。通过本发明可避免腐蚀穿孔失效管线的放空置换作业以及动火作业，能显著提高油气田集输管线与站场管道腐蚀穿孔漏点的堵漏效率和作业安全水平，为保障油气田集输管线和站场管道高效运行提专有技术支撑。

Description

油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法

技术领域

本发明涉及一种油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，属于石油天然气开发设备领域。

背景技术

一般情况，油气集输管线与站场管道多为金属材料制造，金属管道易与周围介质发生化学、电化学或物理作用生成金属化合物，油气介质是一种具有较强的腐蚀性介质，且管道建设施工会导致管道防腐层破损，上述原因极易导致油气管道发生腐蚀穿孔失效事件，导致油气介质泄漏，影响油气输送正常生产，更严重的还可能会造成重大经济损失、环境污染、火灾甚至爆炸等严重事故。因此，在油气集输管道发生泄漏后，及时对油气管道泄漏点实施快速有效封堵是避免泄漏事态进一步扩大的重要保障手段，也对保障油气管道高效安全运行尤为重要。

随着油气管道的服役年限不断增加，且管道服役环境复杂，油气管道失效风险也不断加大，给油气集输管线与站场管道安全服役提出了巨大挑战。老旧集输管道和站场管线失效风险逐渐增大，类似油气集输管道腐蚀穿孔失效泄漏事件将不可避免，在重视油气管线的检测、修复及日常管理维护等预防失效技术研发的同时，也急需加强油气管道泄漏后的应急堵漏新技术研发，以便及时高效应对油气泄漏等突发事件，以保障油气集输管道的服役安全。

2021年5月23日公开的《输油管道的堵漏方法与带压堵漏技术》，公开了补焊钢板堵漏法，适用于一点或多点呈蜂窝状且管壁四周管壁腐蚀严重、腐蚀面积较大的补焊。补焊时，先用木楔子或石棉绳将各个渗漏处塞死，然后用锯条紧贴管壁轻轻的锯掉木楔子的多余部分。根据已确定的腐蚀面积、形状选用稍大点的和管壁弧度相一致的钢板，钢板厚度在5~8mm之间，紧贴管壁进行点焊固定。采用由上向下的灭弧的点焊流补法自点焊处焊接。特别要注意控制好电弧方向，管壁越薄，电弧偏向补焊钢板的角度越大，同时也要注意木楔子由于在焊接过程中温度过高而烧损引起泄漏。可在焊接一段后停下来，待冷却后再进行施焊。但该方法会因木楔子在管道内壁形成凸起影响清管作业；此外对焊工技术要求高，且焊接过程中易因温度过高而木楔子烧损引起介质泄漏，加之焊接高温存在一定的泄漏介质燃烧或爆炸风险，存在一定的安全隐患。2019年10月15日公开的《油气集输管道堵漏一体化装置及操作方法》，公开木塞柱橡胶套堵漏装置，适用于管道孔洞缺陷的堵漏，堵漏过程中用带有橡胶套的木塞柱插入漏洞，再用夹紧板将插入漏洞的带橡胶木塞柱固定加紧，实现对漏洞的封堵。该装置存在木塞柱在管内表面形成凸起，影响管线的清管作业；此外该种堵漏方法的适用压力较低。本发明通过化学性质活泼的软金属片与快速固化胶粘剂联合对孔洞进行初堵，在采用加强胶与钢瓦联合对堵漏点进行加强，最后通过纤维对堵漏位置进行在加强处理；另外，现有技术还有采用缠绕或夹具方式的堵漏方法，但存在耐压能力较低或者对堵漏管段的圆度要求较高等缺点，导致其适用性相对不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法。本发明可提高油气田集输管线和站场管道现场堵漏的安全性和高效性，为保障油气田集输管线和站场管道高效运行提专有技术支撑。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、油气管道腐蚀穿孔缺陷处理及初步封堵：

对穿孔孔洞周边的防腐层进行清理清洁，并清理孔洞处的杂质，使腐蚀穿孔缺陷及其边缘管体洁净，然后对泄漏缺陷进行清洗，待孔洞清洁处理完成与表面充分干燥后，采用软金属片对孔洞进行封堵并保持按压，再用固体胶粘剂对孔洞进行填充，使固体胶粘剂与缺陷处金属形成良好粘接并达到初步固化；

b、防腐层清除及表面处理清洁：

初步固化后，检查初步封堵效果，同时对封口处进行可燃气体检测，确认无气体泄漏后，对孔洞周围管体表面防腐层进行整圈打磨处理；

c、堵漏点加强：

将堵漏胶均匀涂抹于钢制补板凹面，采用按压方式，将涂抹高强度堵漏胶的钢制补板紧密贴合于孔洞漏点处管壁，保证堵漏点位于钢制补板几何中心位置，并将堵漏胶均匀涂抹于钢制补板四周完成封口处理，再采用塑料薄膜对钢制补板进行包裹，加热固化，完成钢制补板加强处理；

d、堵漏点纤维补强及防腐层修复：

采用补强底胶均匀涂抹打磨后的管壁，从9点或3点位置开始缠绕纤维，完成底部缠绕后，在纤维表面均匀涂抹补强层间胶，并保持纤维处于拉紧状态，纤维补强应不少于10圈；完成缠绕后对纤维补强胶进行加热固化，随后对堵漏点进行防腐处理。

所述步骤a中，采用锉刀对孔洞周边0.8—1.5 cm处的防腐层进行清理清洁，并用铜刷清理孔洞处的杂质；采用无水乙醇对泄漏缺陷进行清洗。

所述步骤a中，软金属片的化学性质比油气管管体金属更为活泼，且几何尺寸大于穿孔孔洞几何尺寸1.5—2.5 mm。

所述步骤a中，固体胶粘剂的操作时间需达10 min，初步固化时间在25—35 min，粘接强度大于5 MPa，抗压强度大于35 MPa。

所述步骤a中，用固体胶粘剂对孔洞进行填充后，保持3—8 min钟的按压时间，使快速固化固体胶粘剂与缺陷处金属形成良好粘接并达到初步固化。

所述步骤b中，采用肥皂水喷洒于封口处，检查初步封堵效果；打磨区域为以孔洞中心为界限，轴向长度大于1倍管道直径，环向弧长大于1/4管道周长，需保证孔洞位于打磨区域的中心位置。

所述步骤c中，钢制补板应满足：几何尺寸以泄漏点为中心，其轴向长度不小于1.0倍管道直径，环向弧长为1/4管道周长，曲率半径大于管道外径3 mm。

所述步骤c中，塑料薄膜对钢制补板进行包裹后，根据现场环境温度和堵漏胶最佳固化温度进行加热固化，根据堵漏胶固化性能加热90-120 min，完成钢制补板加强处理。

所述步骤d中，再次检验堵漏点的堵漏效果，在堵漏点承压能力满足管道要求后，对钢制补板及其周围管体整圈表面进行防腐层清理与除锈作业，并除去表面粉尘和残留杂物，再对打磨管体表面进行清洁和干燥后，再进行堵漏点纤维补强。

所述步骤d中，采用粘弹体防腐、聚丙烯冷缠带外护防腐方式对堵漏点处进行防腐处理，外防腐具体流程为：从9点或3点位置缠绕，并保持粘弹体处于拉平状态，粘弹体搭接宽度不小于2 cm，聚丙烯冷缠带搭接宽度为胶带宽度的1/2，长度不小于纤维补强边缘8cm，整个过程需避免粘弹体与聚丙烯冷缠带出现起皱。

采用本发明的优点在于：

1、本发明实施过程中仅需对管线降压，无需进行放空与氮气置换作业即可开展腐蚀穿孔油气管线的堵漏作业，可显著缩短管线堵漏作业时间至4 h左右，快速恢复管线的输送能力，提高管线运行效率；本发明实施过程中无需动火焊接作业，避免了因焊接祖业导致油气介质燃烧甚至爆炸的风险，提升了管线堵漏作业的安全性；本发明实施完成后，可满足设计压力为6.4 MPa以下油气集输管线的日常带压堵漏作业，且对管道堵漏点处的椭圆度要求低，可满足于大多数油气集输管线腐蚀穿孔缺陷的堵漏需求。

2、本发明不仅可避免堵漏点管道内壁形成凸起影响清管作业，而且还可预防管道堵漏点处产生电化学腐蚀；此外本发明在堵漏作业过程中仅需降压，无需放空及氮气吹扫作业，也避免了焊接动火作业，相对焊接作业具有更好的安全性。

附图说明

图1为初步封堵流程示意图；

图2为钢制补板示意图；

图3为钢制补板加强作业示意图；

图4为压力循环试验结果；

图5为强度试验和严密性试验结果。

图中标记为：1、孔洞；2、软金属片；3、钢制补板。

具体实施方式

本实施例结合附图对本发明进行详细说明。本发明所研发的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法由以下几部分组成：油气管道腐蚀穿孔缺陷处理及初堵、漏点防腐打磨及表面处理清洁、钢制补板设计及堵漏点加强、堵漏点纤维补强及防腐层修复、全尺寸堵漏试样压力试验验证。

油气管道腐蚀穿孔缺陷处理及初步封堵：

为保障堵漏胶与管体粘接效果，采用锉刀对孔洞周边约1 cm处的防腐层进行清理清洁，并用铜刷清理孔洞处的腐蚀产物等杂质，使腐蚀穿孔缺陷及其边缘管体洁净，然后采用无水乙醇对泄漏缺陷进行清洗，待孔洞清洁处理完成与表面充分干燥后，设计制作化学性质比管体金属更为活泼且几何尺寸略大于管道孔洞几何尺寸2 mm左右的软金属片（铝片或锌片），并配置具有快速固化性质的固体胶粘剂（该快速固化固体胶粘剂为thortex公司生产的Metal-Tech型号产品），快速固体胶粘剂操作时间需达10 min，初步固化时间需在30min左右，粘接强度大于5 MPa，抗压强度大于35 MPa。此时，采用已设计制作好的软金属片对孔洞进行封堵并保持按压，然后快速采用已配置好的快速固化固体胶粘剂对孔洞进行填充，并保持5 min钟左右的按压时间，待快速固化固体胶粘剂与缺陷处金属形成良好粘接并达到初步固化。软金属片起支撑固体胶粘剂作用，避免固体胶粘剂进入管内形成明显凸起，妨碍管线的正常清管作业。初步封堵流程如图1所示。

漏点防腐层清除及表面处理清洁：

待快速固化固体胶粘剂初步固化后，即孔洞初步封堵完成后，采用肥皂水喷洒于封口处，检查初步封堵效果，同时通过气体检测仪对封口处进行可燃气体检测，确认无气体泄漏后，对孔洞周围管体表面防腐层进行整圈打磨处理，打磨区域为以孔洞中心为界限，轴向长度大于1倍管道直径（＞1.0D），环向弧长大于1/4管道周长（＞0.25L），需保证孔洞位于打磨区域的中心位置。可采用动力工具清除、手工工具清除等或几种方法联合，清除后的表面应无明显的涂层残留，不应损伤管体金属。

钢制补板设计及堵漏点加强：

管体表面处理完毕后，对已初步封堵的孔洞漏点进行钢制补板加强。钢制补板设计原则应满足：几何尺寸以泄漏点为中心，其轴向长度不小于1.0倍管道直径（1.0D），环向弧长为1/4管道周长（0.25L），曲率半径（R）大于管道外径3 mm，钢制补板示意图如图2所示。采用具有一定流动性能的高强度堵漏胶均匀涂抹于钢制补板凹面（该高强度堵漏胶为EPS-13 Metal-HT型号产品），涂抹厚度约4 mm，采用按压方式，将涂抹高强度堵漏胶的钢制补板紧密贴合于漏点处管壁，保证堵漏点位于钢制补板几何中心位置，并采用刮刀将高强度堵漏胶均匀涂抹于钢制补板四周完成封口处理，随后采用塑料薄膜对钢制补板进行包裹，将温控加热装置放置在环向缠绕用塑料薄膜包裹的钢制补板上，根据现场环境温度和堵漏胶最佳固化温度进行加热固化，根据堵漏胶固化性能加热90-120 min，完成钢制补板加强处理，钢制补板加强作业示意图如图3所示。

堵漏点纤维补强及防腐层修复：

待完成钢制补板加强后，通过逐级加压再次检验堵漏点的堵漏效果，在堵漏点承压能力满足管道要求后，对钢制补板及其周围管体整圈表面进行防腐层清理与除锈作业，表面的除锈等级宜达到GB/T 8923.1中规定的Sa2.5级或St3级，并采用干燥的空气吹扫或清洁刷除去表面粉尘和残留杂物，再使用无水酒精对打磨管体表面进行清洁与干燥。清洁处理完成后进行堵漏点的纤维补强。首先采用中国石油集团工程材料研究院有限公司研发生产的DN101型号的补强底胶均匀涂抹打磨后的管壁，从9点或3点位置开始缠绕纤维，待完成底部缠绕后，需在纤维表面均匀涂抹中国石油集团工程材料研究院有限公司研发生产的CJ101型号的补强层间胶，并保持纤维处于拉紧状态，纤维补强应不少于10圈，整个过程需避免折叠，空鼓现象。完成缠绕后对补强胶进行加热固化，随后采用粘弹体防腐、聚丙烯冷缠带外护防腐方式对堵漏点处进行防腐处理。外防腐具体流程为：从9点或3点位置缠绕，并保持粘弹体处于拉平状态，粘弹体搭接宽度不小于2 cm，聚丙烯冷缠带搭接宽度为胶带宽度的1/2，长度不小于纤维补强边缘8 cm，整个过程需避免粘弹体与聚丙烯冷缠带出现起皱。

全尺寸堵漏试样压力试验验证

为验证本发明中快速堵漏方法的堵漏效果及可靠性，选用规格为φ219x6 mm、长2.5 m、孔洞缺陷为20 mm的油气田常用规格管道作为全尺寸管段试样，并采用本专利中描述的快速堵漏方法及工艺对所选取的全尺寸管段试样完成快速堵漏。完成全尺寸实物试样堵漏作业后，对全尺寸实物堵漏试样进行压力试验。首先开展压力循环试验，试验参数为2.0-4.0 MPa、1000次，2.0-6.4 MPa、1000次，试验结果如图4所示。然后，根据GB50251中对强度试验和严密性试验的规定，对完成压力循环试验的全尺寸堵漏试样进行8.0 MPa的强度试验和6.4 MPa的严密性试验，实验结果如图5所示。

Claims (10)

1.一种油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、油气管道腐蚀穿孔缺陷处理及初步封堵：

对穿孔孔洞周边的防腐层进行清理清洁，并清理孔洞处的杂质，使腐蚀穿孔缺陷及其边缘管体洁净，然后对泄漏缺陷进行清洗，待孔洞清洁处理完成与表面充分干燥后，采用软金属片对孔洞进行封堵并保持按压，再用固体胶粘剂对孔洞进行填充，使固体胶粘剂与缺陷处金属形成良好粘接并达到初步固化；

b、防腐层清除及表面处理清洁：

初步固化后，检查初步封堵效果，同时对封口处进行可燃气体检测，确认无气体泄漏后，对孔洞周围管体表面防腐层进行整圈打磨处理；

c、堵漏点加强：

将堵漏胶均匀涂抹于钢制补板凹面，采用按压方式，将涂抹高强度堵漏胶的钢制补板紧密贴合于孔洞漏点处管壁，保证堵漏点位于钢制补板几何中心位置，并将堵漏胶均匀涂抹于钢制补板四周完成封口处理，再采用塑料薄膜对钢制补板进行包裹，加热固化，完成钢制补板加强处理；

d、堵漏点纤维补强及防腐层修复：

采用补强底胶均匀涂抹打磨后的管壁，从9点或3点位置开始缠绕纤维，完成底部缠绕后，在纤维表面均匀涂抹补强层间胶，并保持纤维处于拉紧状态，纤维补强应不少于10圈；完成缠绕后对纤维补强胶进行加热固化，随后对堵漏点进行防腐处理。

2.根据权利要求1所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤a中，采用锉刀对孔洞周边0.8—1.5 cm处的防腐层进行清理清洁，并用铜刷清理孔洞处的杂质；采用无水乙醇对泄漏缺陷进行清洗。

3.根据权利要求2所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤a中，软金属片的化学性质比油气管管体金属更为活泼，且几何尺寸大于穿孔孔洞几何尺寸1.5—2.5 mm。

4.根据权利要求3所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤a中，固体胶粘剂的操作时间需达10 min，初步固化时间在25—35 min，粘接强度大于5MPa，抗压强度大于35 MPa。

5.根据权利要求4所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤a中，用固体胶粘剂对孔洞进行填充后，保持3—8 min钟的按压时间，使快速固化固体胶粘剂与缺陷处金属形成良好粘接并达到初步固化。

6.根据权利要求5所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤b中，采用肥皂水喷洒于封口处，检查初步封堵效果；打磨区域为以孔洞中心为界限，轴向长度大于1倍管道直径，环向弧长大于1/4管道周长，需保证孔洞位于打磨区域的中心位置。

7.根据权利要求6所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤c中，钢制补板应满足：几何尺寸以泄漏点为中心，其轴向长度不小于1.0倍管道直径，环向弧长为1/4管道周长，曲率半径大于管道外径3 mm。

8.根据权利要求7所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤c中，塑料薄膜对钢制补板进行包裹后，根据现场环境温度和堵漏胶最佳固化温度进行加热固化，根据堵漏胶固化性能加热90-120 min，完成钢制补板加强处理。

9.根据权利要求8所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤d中，再次检验堵漏点的堵漏效果，在堵漏点承压能力满足管道要求后，对钢制补板及其周围管体整圈表面进行防腐层清理与除锈作业，并除去表面粉尘和残留杂物，再对打磨管体表面进行清洁和干燥后，再进行堵漏点纤维补强。

10.根据权利要求9所述的油气管道腐蚀穿孔缺陷快速堵漏方法，其特征在于：所述步骤d中，采用粘弹体防腐、聚丙烯冷缠带外护防腐方式对堵漏点处进行防腐处理，外防腐具体流程为：从9点或3点位置缠绕，并保持粘弹体处于拉平状态，粘弹体搭接宽度不小于2cm，聚丙烯冷缠带搭接宽度为胶带宽度的1/2，长度不小于纤维补强边缘8 cm，整个过程需避免粘弹体与聚丙烯冷缠带出现起皱。