基于清管作业的海管内腐蚀控制之一：作业方案优化
2021-03-05 10:40:10
作者：本网整理 来源：夸克能源
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海底管道经过长期运行后会产生管壁沉积和大量杂质，通过清管作业能有效清除管道内杂质、管壁结蜡、沉积液等，保持管道输送能力，同时验证管道变形，为油气管道安全运行提供保证。
实践效果证明：高效的清管作业结合化学药剂批处理预膜，是控制海底管道内腐蚀最有力的手段之一。
海底管道腐蚀控制作业指导文件明确指出，以“控制内腐蚀为目的”的清管作业主要目标如下：
1、清除管壁的生物膜与细菌；
2、消除路由低洼处可能积水；
3、防止固相颗粒的沉积；
4、清理管道内结垢及腐蚀产物。
近期，我们将围绕海管清管“作业方案、效果监控、优化提升”三个方面，尝试性探讨下“如何通过高效清管作业实现内腐蚀防控”的一些思考和实践。
本文主要讨论清管作业方案优化的一些认识。除了必须的清管通过性设计外，还建议考虑清管球型选择、速度控制、过盈量选择以及周期选择，以确保清管实际效率和质量。
01 球型选择
由于管道存在结蜡、变形、环向焊缝以及各种弯头、三通、阀门、变径短节等特殊管件，且管内情况复杂难以直观确认，因此清管作业中存在卡堵等异常情况。因此，一般采取渐进式的清管方法，如先使用通过性强、清管能力弱的清管器，再使用通过性弱、清管能力强的清管器，逐步有控制地清除管道内部积垢和杂质，直至满足检测要求。
实际操作中，对新建管线投产前的清扫，宜采用泡沫清管器，密度从中逐渐升高；对结蜡或沉沙严重的管道，应循序渐进从泡沫清管器到直板钢刷清管器分多次清理；泡沫球一般强度较低，在流速高于4m/s的环境下容易碎裂，直板球强度较高，如果海管在建造时内部留有焊结等固定障碍物，应谨慎选择。
02 速度控制
根据行业及时规范要求，对清管球速度一般建议为：
● 对于油品粘度为0.05Pa.s左右，且DN100以上的输油管道，推荐流速一般为1.0~1.6m/s；
● 油品粘度为0.1Pa.s左右，DN200以上输油管道，推荐流速1.2~1.6m/s；智能清管器清管时要求流速≤4m/s。
除此之外，现场还需根据海底管道实际工况，控制清管速度，避免出现清管段塞，对下游的生产流程和设备产生冲击、震动。
03 过盈量选择
一般来讲，清管球注满水过盈量为3%-10%、泡沫清管器过盈量为3%-5%、皮碗清管器过盈量为3%-10%、机械钢刷和测径球的导向盘选择99%管道内径，密封盘过盈量选择3%-10%。
在制定清管作业方时，应基于历史通球过盈量数据和实际情况来综合选择过盈量。如选择不合适的过盈量，不仅达不到清管的目的，还可能把结垢“压实”造成反作用、以及后续彻底清洁管道的难度。
04 作业周期选择
通用性指导性管理规定会要求管道最低清管频率，然而在实际生产过程中，由于每条海管在周期内面临的腐蚀、结垢、细菌等环境不同，应该针对性制定出相应的清管周期和触发条件。一般情况下，可基于目标海管主要面临的腐蚀风险，根据其对应指标制定清管作业周期。例如：
● 上下岸总铁浓度差
● 出砂特征
● 结垢性离子的浓度变化
● 细菌滋生情况
● 上次作业清出物质量及成分
● H2S浓度变化
特殊地，当现场进行海水置换、封存、水压测试、酸化、排砂等异常作业工况后，也建议油田现场立即启动清管作业，避免造成沉积物在管道的停留和次生风险。
总之，在严格遵守清管作业的各项安全规定和操作规程下，建议结合不同管道特征、不同周期内管道状态的特殊性，对清管球型选择、速度控制、过盈量选择以及周期选择等进行动态性优化，不断提升清管的效率优化，从而保障海管的完整性保障。
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