工艺管线接入点改造方式解析
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摘 要：随着渤海湾地区海上石油的不断深入开发，平台工艺系统升级改造项目也在持续不断地进行，其升级改造过程中不可避免地将会出现新曾工艺管线的接入。本文就原有工艺管线无预留接口的情况下，实现工艺管线接入点改造的常用作业方式及其适用性进行分析和论述。
关键词：接入点改造 冷切割 带压开孔
中图分类号：X296 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）12（a）-0032-02
海洋平台的大部分工艺系统改造升级项目均涉及新增工艺管线与原有工艺管线的接入，其接入实施阶段将会对平台原有工艺流程产生影响，其接入点改造方案需慎重选择，尤其与平台生产处理系统相关的流程接入，有可能需平台停产实施，其作业方案的可靠性和作业时长将对平台产量造成直接影响。
1 常用的作业方式
目前常采用如下几种作业方式：（1）利用老管线盲端接入;（2）老管线整段拆除改造接入;（3）老管线切割、安装三通预留接入;（4）带压开孔接入。
在实际实施方案的选取过程中，需根据现场的作业条件，从安全性、合规性、可操作性以及作业时长综合考虑，选择最适用的作业方式。
2 作业方式的适用条件
2.1 原有管线盲端接入
（1）确认满足工艺要求。
任何接入点的首选原则是满足工艺要求，避免接入后影响阀门、仪表件的工艺功能。部分特殊要求的接入点对介质流向、特殊件的距离等也有一定要求。因此接入点的选择在调研后一般需设计方进行确认。
（2）确认空间是否足够。
作业目的是为新工艺系统的接入安装预留阀门，故所选择的盲端处应有足够的空间安装阀门或弯头、三通件。在选定接入点盲端时，应经过现场调研确认并进行测绘，确保后续安装的预留件可以顺利安装。
（3）考虑新增管线的安装。
所选位置既要保证预留接口件的安装，也要提前规划，统筹考虑新工艺管线的安装空间，确认新管线的布置是否满足规范、管线用料是否超出预算、管线安装难度和风险是否过大等因素。
（4）确认原有管线是否可隔离。
由于使用老管线盲端的接入方案，需对其盲法兰进行拆除后安装预留阀门，因此在拆除盲法兰前需确保相关已隔离、泄放、惰化完成，避免拆除过程中因内部介质泄漏造成安全环保问题。
2.2 原有管线整段拆除改造接入
（1）原有管线整段拆除改造接入首先需满足原有管线盲端接入的适用条件。
（2）确认作业空间。此处作业空间在满足接入点空间的基础上，需考虑整段拆除的原有管线能否顺利取出。尤其矿龄较长的平台，经过多次升级改造，管线等设施密布，如拆除的管段较长、管件较多，拆除后难以取出，同样预制后的新管段也难以安装到位。
（3）考虑预制精度。主要确保预制的新管段能够在原有管段拆除后顺利安装到位。因此需提前调研、精确测绘拆除管段尺寸，如拆除管段的分支、弯头过多，预制过程中的误差积累可能会造成预制的新管段无关安装到位，并难以矫正。
2.3 原有管线切割接入
2.3.1 作业程序
目前常采用的原有管线切割方式为冷切割，主要因平台工艺管线大多数为油气管线，在不清楚其内部是否存在油气的情况下，采用冷切割作业更加能保证安全。作业程序为：
（1）测绘。根据预制的接入管段，选定切割区域，并测绘画线、清除附近妨碍作业物件。
（2）冷切割。原流程管线隔离、泄放、惰化，冷切割过程需保持平稳、缓慢，注意避免局部温升过快。
（3）封堵。切割完成后，擦拭切割端口内部油污，使用气囊或夹板式封堵器进行封堵，规避管线内部遗留油气对后续打磨、焊接作业造成的风险。
（4）打磨、焊接。封堵完成后，对切割端口位置打磨坡口并组对焊接法兰，便于安装后续的预制件以及封堵器的取出。
（5）质检。质检应为作业全过程，焊接后的质检通常为外观及无损检测。
（6）安装预留接口件、阀门及盲板。安装阀门目的是给后续新增工艺管线的接入创造足够的时间，避免新增工艺管线未经调试验收便接入原有流程投用的问题，因此安装前需确保阀门的严密性，如阀门内漏则失去本次作业的价值。同时注意阀门的選型，在应急、放空流程或其他有通径要求的系统中阀门应选择通径阀门。该处阀门在新增工艺系统投用前处于常闭状态，新增工艺投用后阀门常开。
（7）其他附属件安装。主要为跨接螺栓、支架的安装，避免系统投用后的热工作业。
2.3.2 作业使用条件
（1）同样需满足原有管线盲端接入的适用条件。
（2）确认作业空间。此处所指作业空间为冷切割工具的操作空间、法兰安装空间。
（3）确认作业位置。尽量选择冷切割切口两端为直管段的位置，如切口两端存在弯头、三通等管件，会造成封堵器无法达到封堵严密的效果。
（4）确认支架位置。 为避免管线切割后，原有流程管线因其存在应力或自身重力原因造成原有管线位移的风险。因此切割位置两端的管线应有支架支撑，必要时可临时增加支架固定。
2.4 带压开孔接入
2.4.1 作业程序 带压开孔技术目前已逐渐成熟，因其可不停输实现流程接口的方式，在部分系统中应用较为广泛。其作业程序如下：
（1）预制。开孔支管套管预制，依据待开孔管线和支管尺寸制作法兰短节、护套管;短节长度需根据开孔机钻杆伸出长度确定，尽量选取最小长度，以缩短钻杆长度。
（2）测量。主要对开孔位置带焊接护套管的原有管线壁厚进行测量，利于后续焊接过程中控制焊接电流和速度，避免焊穿。
（3）焊接。按照焊接工艺在待开孔管线开孔位置带压焊接预制完成的护套管。
（4）开孔。法兰短节安装通径球筒或闸阀，安装开孔机，打开阀门，短节内部惰化，按照开孔机操作规范开孔。开孔完成后退出刀具，关闭阀门，拆除开孔机并取下刀具切割下的管壁。
2.4.2 作业适用条件
（1）确认切割位置。切割位置应避开原有管线的焊道。
（2）确认作业空间。由于带压开孔作业开孔机所需的径向操作空间较大，因此需确认切割位置有足够的操作空间。
（3）确认原有管线系统压力、流速。管道内液体介质的流速≤5m/s，气体介质的流速≤10m/s;其系统压力根据不同开孔厂家的开孔能力确认，一般10MPa以下管线均可作业。
（4）确认原有管线系统洁净度要求。因开孔过程中产生的碎铁屑，部分系统开孔位置下游安装有对介质洁净度要求高的精密仪表件或設备时，不适用带压开孔。
3 各作业方式的选用
（1）生产方可接受短时系统停运隔离情况下。
利用原有管线盲端接入方式的风险、作业时长及成本均较低，可作为第一优选方案。原有管线整段拆除改造接入方式的风险较低，但作业时长和成本略高，可作为第二优选方案。
原有管线切割接入方式的风险、作业时长和成本均率高，在上述两种方式不适用情况下选用，或上述两种方式所选位置过于偏远，在后期改造新增管线工作量消耗大时，而其冷切割接入作业时间为流程停运非关键路径或其冷切割接入为关键路径但征得生产方同意的情况下，可选用冷切割方式。
（2）生产方不接受系统停运隔离情况下。
选择带压开孔不停输方案。如系统压力过高，可协调对系统进行适当降压后实施作业。但其应满足文中所述的适用条件。
4 结语
针对新原有工艺管线接入点的各种改造方案，不同相关方的需求存在差异，其作业方式的选择也会不同，例如生产方对风险和作业时长关注程度高，而实施方则对风险和项目成本更加关注。因此应根据现场实际情况和各相关方的需求综合考虑，平衡各相关方的核心关注点，以此选取作业各相关方可达成共识的方案。
参考文献
[1] 海洋石油工程设计指南（第一册）海洋石油工程设计概论与工艺设计[M].北京：石油工业出版社，2007.
[2] 压力管道规范 工艺管道（中文） ASME B31.3-2012.
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