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摘 要：清管扫水作业是天然气长输管线投产前的一项重要工作，对保证管道的安全运行和输气效率非常重要。山区管道高低起伏、落差较大，施工困难，清管扫水作业的成效显得尤为重要。文章从分段原则、清管扫水方法、注意事项三方面探讨提高山区管道扫水作业成效的技术。
关键词：大落差 长输管道 清管扫水 成效 技术
一、概述
长输管道投产前常采用水压试验来验证管道的强度和严密性。管道试压完成后清管扫水作业的成效对后续工作的进展及投产后管道的安全运行和输气效率影响较大。特别是沿山谷、隧道和等高线敷设的山区管道，高低起伏、落差较大，清管扫水作业难度大、进度慢、效果不佳。如能结合山区地形和外部条件，做到分段合理、清管扫水方法适当、注意事项到位，可提高清管扫水作业成效。
二、分段原则
1.基本原则
试压作业先于清管扫水作业，制定试压方案时应结合现场情况，考虑后续清管扫水作业，使两者紧密、有机的结合起来，尽量减少管道的分段次数、减少未试压连头口数量，给长输管道的安全运行提供保章。山区作业宜采用相同的分段，保证清管扫水作业的成效，提高试压与清管扫水作业的连续性， 从而提升作业效率。
2.高差分段原则
根据规范要求，为了利于达到试压目的并减少试压段落划分，降低现场施工难度和强度，结合国内外同类管道施工经验和做法，把沿山区敷设、落差较大的管段按“特殊地段”考虑（低点的管道环向应力不超过管材屈服极限的0.95倍）。
3.高点上水原则
高点加隔离球上水能够提高低压上水设备的利用率，充分发挥其上水功能，缩短高压上水设备的工作时间，减少油料消耗，提高设备使用寿命。但，上水点应尽量选择在便设备进出，且距水源较近地方。
4.低点排水原则
低点排水能够降低空压机推动清管器时的工作压力，避免选用大型空压机，减少了空压机进场的难度，同时也提高了扫水一次成功率。但，排水点应尽量选择在靠近河道的地方。
5.分段时注意避免出现不利于扫水的大落差U形弯
三、清管扫水措施
通常在管段试压结束后，选择一端打开阀门排水或者两端打开阀门排水，在无水流出后割下试压封头，装上扫水球和收发球筒，发球清管扫水。这种方法简单易行，主要适用于地势平坦、起伏小和中间高两端底，且高点和低点间起伏小的分段。
1.清管措施
清管前，管道两端必须安装收发球筒，收发球筒与管道焊接必须满焊。清管时首先装入直板型清管器，然后启动空压机（20m3/min，2.5MPa），将清管器发出，半小时后将停止送气，将管道内压力泄为零，然后在装入带钢丝刷的皮碗型清管器，重新启动空压机，半小时后再装入泡沫清管器以确保管线清扫干净。清管器的过盈量为管道内径的5～8%。清管时，将末端阀门打开。清当清管器距收球筒1～2Km时，发球端降低排量，使清管器缓慢进入收球筒，以防剧烈撞击；确认收球筒收到清管器时，停止运行空压机，待管段内压力降至大气压时，打开收球筒取出清管器。
2.试压、吹扫措施
对购置的压力表、阀门、无缝钢管、封头等要做到三证俱全，尤其是压力表在使用前必须经校验合格。试压头必须经水压试验合格。
为节约用水或由于水源限制，宜采取逐级提水的注水方式。以下以某工程中的二分段为例进行介绍：
2.1注水流程（见下图1）
2.2分段间流程
根据事先绘制的试压断面图，注水端与二分段的最高点落差达590m，因此在第二分段和第三分段之间JLC036+434m处须安装多级离心泵提水。各分段间流程如下图2：
图1
图2
2.3主要技术措施
注水前按照流程图，安装完成分段之间的联通管線，并在注水端分别装入两个注水清管器。注水时，在第一个注水清管器前面的管道内注入100～200米的冲洗水。水注入后，而后将水转向，注入到第一个注水清管器的后面，第一个注水清管器将被注入的水推出发射筒。在第一个注水清管器的后面，注入100～200米，并紧跟第二个注水清管器注入试压水，以类似方式发射第二个注水清管器，以防形成气穴。为防止下山坡段注水清管器速度加快，保证在注水时注水清管器后面的水流不会中断。要保持注水清管器和接收端之间有充足的背压（通过注水清管器行走，在接收端通过控制阀门的出风实现，同时根据试压管段纵断面标高情况）以便控制清管器的行走速度。水头的位置可以通过绘制出的试压断面图和高程表来确定。注水时关闭分段之间的连通阀门，在第一段管线注满水后开启连通阀门和多级离心泵，进行下一段管线的注水。
用泥浆泵车将试压段分段升至强度试验压力，稳压4h，未发生裂管、明显的压降，压降不大于1%试验压力值且不大于0.1MPa，则强度试验合格。之后降至严密性试验压力稳压24h，如果没有出现最大为1%且不大于0.1MPa的压力降，则严密性试验合格。
排水时，先打开试压分段两端阀门，利用高差进行自然排水，当两端水流量不大时，开启空压机进行排水。空压机的选择要足以克服水柱压差和清管器的阻力。排水过程中，为防止在下坡段形成气穴，监控进气端的压力表读数，通过控制排水端流量以使清管器在运行过程中保证一定的背压。
四、安全措施
1.树立警告标志和路障，未经许可人员禁止入内。试压开始前，在通往施工作业带的所有进口道设置警告标志，管道内压力解除后再撤去标志。
2.水压试验区域50米之内（即，试验掩蔽处，管汇，压力泵，仪表等）（根据实际情况）只限参与试压的工作人员进入。禁止人员在打压头对面停留。
3.在试压作业期间提供和维护可靠的通讯系统，以便所有参与试压的工作人员能够相互通报在试压期间的试压状态和出现的问题。
4.管道试压前，试压使用的仪器、仪表、材料、设备等必须经过检查、检测合格，并对试压设备、管线、管件、阀门等进行检查，确定其流程、阀门开启状态符合要求，试压的管段不准在管道沿线同时进行其他施工作业。
5.试压设备设置在的试压区域30m以外，且应放置在其侧面，与试压车和主管道相连的试压管应与地面抱固，远离繁忙道路、居民区、危化品区和电力线，并设置警示牌和警示带。
关键词：大落差 长输管道 清管扫水 成效 技术
一、概述
长输管道投产前常采用水压试验来验证管道的强度和严密性。管道试压完成后清管扫水作业的成效对后续工作的进展及投产后管道的安全运行和输气效率影响较大。特别是沿山谷、隧道和等高线敷设的山区管道，高低起伏、落差较大，清管扫水作业难度大、进度慢、效果不佳。如能结合山区地形和外部条件，做到分段合理、清管扫水方法适当、注意事项到位，可提高清管扫水作业成效。
二、分段原则
1.基本原则
试压作业先于清管扫水作业，制定试压方案时应结合现场情况，考虑后续清管扫水作业，使两者紧密、有机的结合起来，尽量减少管道的分段次数、减少未试压连头口数量，给长输管道的安全运行提供保章。山区作业宜采用相同的分段，保证清管扫水作业的成效，提高试压与清管扫水作业的连续性， 从而提升作业效率。
2.高差分段原则
根据规范要求，为了利于达到试压目的并减少试压段落划分，降低现场施工难度和强度，结合国内外同类管道施工经验和做法，把沿山区敷设、落差较大的管段按“特殊地段”考虑（低点的管道环向应力不超过管材屈服极限的0.95倍）。
3.高点上水原则
高点加隔离球上水能够提高低压上水设备的利用率，充分发挥其上水功能，缩短高压上水设备的工作时间，减少油料消耗，提高设备使用寿命。但，上水点应尽量选择在便设备进出，且距水源较近地方。
4.低点排水原则
低点排水能够降低空压机推动清管器时的工作压力，避免选用大型空压机，减少了空压机进场的难度，同时也提高了扫水一次成功率。但，排水点应尽量选择在靠近河道的地方。
5.分段时注意避免出现不利于扫水的大落差U形弯
三、清管扫水措施
通常在管段试压结束后，选择一端打开阀门排水或者两端打开阀门排水，在无水流出后割下试压封头，装上扫水球和收发球筒，发球清管扫水。这种方法简单易行，主要适用于地势平坦、起伏小和中间高两端底，且高点和低点间起伏小的分段。
1.清管措施
清管前，管道两端必须安装收发球筒，收发球筒与管道焊接必须满焊。清管时首先装入直板型清管器，然后启动空压机（20m3/min，2.5MPa），将清管器发出，半小时后将停止送气，将管道内压力泄为零，然后在装入带钢丝刷的皮碗型清管器，重新启动空压机，半小时后再装入泡沫清管器以确保管线清扫干净。清管器的过盈量为管道内径的5～8%。清管时，将末端阀门打开。清当清管器距收球筒1～2Km时，发球端降低排量，使清管器缓慢进入收球筒，以防剧烈撞击；确认收球筒收到清管器时，停止运行空压机，待管段内压力降至大气压时，打开收球筒取出清管器。
2.试压、吹扫措施
对购置的压力表、阀门、无缝钢管、封头等要做到三证俱全，尤其是压力表在使用前必须经校验合格。试压头必须经水压试验合格。
为节约用水或由于水源限制，宜采取逐级提水的注水方式。以下以某工程中的二分段为例进行介绍：
2.1注水流程（见下图1）
2.2分段间流程
根据事先绘制的试压断面图，注水端与二分段的最高点落差达590m，因此在第二分段和第三分段之间JLC036+434m处须安装多级离心泵提水。各分段间流程如下图2：
图1
图2
2.3主要技术措施
注水前按照流程图，安装完成分段之间的联通管線，并在注水端分别装入两个注水清管器。注水时，在第一个注水清管器前面的管道内注入100～200米的冲洗水。水注入后，而后将水转向，注入到第一个注水清管器的后面，第一个注水清管器将被注入的水推出发射筒。在第一个注水清管器的后面，注入100～200米，并紧跟第二个注水清管器注入试压水，以类似方式发射第二个注水清管器，以防形成气穴。为防止下山坡段注水清管器速度加快，保证在注水时注水清管器后面的水流不会中断。要保持注水清管器和接收端之间有充足的背压（通过注水清管器行走，在接收端通过控制阀门的出风实现，同时根据试压管段纵断面标高情况）以便控制清管器的行走速度。水头的位置可以通过绘制出的试压断面图和高程表来确定。注水时关闭分段之间的连通阀门，在第一段管线注满水后开启连通阀门和多级离心泵，进行下一段管线的注水。
用泥浆泵车将试压段分段升至强度试验压力，稳压4h，未发生裂管、明显的压降，压降不大于1%试验压力值且不大于0.1MPa，则强度试验合格。之后降至严密性试验压力稳压24h，如果没有出现最大为1%且不大于0.1MPa的压力降，则严密性试验合格。
排水时，先打开试压分段两端阀门，利用高差进行自然排水，当两端水流量不大时，开启空压机进行排水。空压机的选择要足以克服水柱压差和清管器的阻力。排水过程中，为防止在下坡段形成气穴，监控进气端的压力表读数，通过控制排水端流量以使清管器在运行过程中保证一定的背压。
四、安全措施
1.树立警告标志和路障，未经许可人员禁止入内。试压开始前，在通往施工作业带的所有进口道设置警告标志，管道内压力解除后再撤去标志。
2.水压试验区域50米之内（即，试验掩蔽处，管汇，压力泵，仪表等）（根据实际情况）只限参与试压的工作人员进入。禁止人员在打压头对面停留。
3.在试压作业期间提供和维护可靠的通讯系统，以便所有参与试压的工作人员能够相互通报在试压期间的试压状态和出现的问题。
4.管道试压前，试压使用的仪器、仪表、材料、设备等必须经过检查、检测合格，并对试压设备、管线、管件、阀门等进行检查，确定其流程、阀门开启状态符合要求，试压的管段不准在管道沿线同时进行其他施工作业。
5.试压设备设置在的试压区域30m以外，且应放置在其侧面，与试压车和主管道相连的试压管应与地面抱固，远离繁忙道路、居民区、危化品区和电力线，并设置警示牌和警示带。