油田站场集输管道解堵作业现状及风险防范措施研究

李建斐 周鹏 李艳 陈天晓

1大庆油田技术监督中心

2大庆油田质量安全环保监督评价中心

3青海油田采油一厂基建项目中心

大庆油田一年中有近5个月的时间气温处于零下，而采出的原油含蜡量高（20%～30%），凝固点高（25～30 ℃），因此在集输管线伴热条件不好、流动性差等情况下，极易发生管线冻堵的情况，若发现不及时，处理难度极大，导致生产时率无法保证，从而影响油田产量。

多年来管线冻堵一直是影响大庆油田冬季生产运行的大问题，为处理管线冻堵问题，目前主要采用高压热洗车高压泵解堵和电解车高压电加热解堵。其中高压热洗车高压泵解堵方式为最常用的方法，当管线冻堵不严重的情况下，处理较快，但冻堵严重时很难处理，并存在较大的操作风险。电解车[1]高压电加热解堵能够弥补高压热洗车高压泵解堵处理冻堵严重管线的不足，但是在用电、处理过程中又衍生了其他作业风险。

本文介绍了近年来大庆油田采油厂集输管道解堵作业的情况，对主要应用的方法进行了风险分析并提出预防措施，对下一步油田集输管道解堵作业的工作进行展望。

1 集输管道解堵作业

对大庆油田四个采油厂近三年集输管道解堵作业现场调查，2018—2020 年来共进行解堵作业22 822 次，其中高压热洗车解堵作业20 907 次，电解车解堵作业1915 次（表1）。通过数据统计分析，采油厂在集输管道解堵方面作业频率较多，每个采油厂年工作量平均达2 000 次以上，解堵方法有高压热洗车解堵和电解车解堵，高压热洗车解堵是目前主要的解堵方式，工作量占全年解堵工作量的90%左右。

表1 2018—2020年集输管道解堵作业次数Tab.1 Number of relieveing blockage operation of gathering and transmission pipeline from 2018 to 2020

2 解堵作业流程及风险分析

2.1 高压热洗车解堵

高压热洗车解堵作业是高压泵车分别与水罐车和待解堵管线连接，罐车中的热水通过高压泵车升压打入到待解堵管线中，通过高温和高压的双重作用来解决管线的堵塞问题。

作业前准备工作主要涉及车辆的停放位置、工具的搬运、管件的连接等操作。车辆在停放过程中容易对人员造成车辆伤害；在工具搬运及管件连接过程中，容易发生物体打击或其他伤害；管件连接过程还可能涉及到动火作业，容易发生火灾和灼烫伤害。

作业过程即高压热洗车的打压过程，是高压热洗车解堵作业风险较大的操作步骤，在管线打压过程中有2个重要参数，一是管线的堵塞程度；二是管线的承压能力[2-3]。由于每条管线的堵塞程度和管线承压能力均不同，在打压操作时，必须控制好压力限值，盲目的升压解堵可能造成管线的爆裂、泄漏或连接件的刺漏。主要风险体现为2点：①在打压过程中，容易发生管线甩动、连接件碎裂飞出、管线泄漏、高温介质飞出等风险，造成人员伤害和设备损伤[4]；②在打压过程中，若给管线“开天窗”或将管线打漏，会导致油污进入外界环境，对土壤和地表水产生污染，造成环境污染[5-6]。

作业收尾过程主要涉及管线连接件的拆卸和切割、工具的搬运操作。管线连接件在拆卸过程中，若管线未泄压，会导致高温介质喷出或连接件飞出，造成灼烫和物体打击伤害；在切割过程中可能发生火灾、灼烫或机械伤害；搬运工具过程中可能造成物体打击或其他伤害。

2.2 电解车解堵作业

电解车解堵作业目前在油田各采油厂均有应用，但使用次数相对较少，一般流程是：将冻堵的管线挖出来（找离变压器相对较近的位置挖管线），用火焊将冻堵管线断开；管线两头连接电解线，再将电解清蜡车连接高压线；利用给管线通电加热的方式进行解堵，待管线解通后再将断开部位焊接[7]。2003 年冬季，电解车首次在采油厂D 开始作业。电解车解堵作业执行企业标准Q/SY DQ1069—2013《电热解堵车操作与保养规程》，作业前将冻堵管道分段断开，每段最长≤1 000 m，每个管段两端连接电缆线（6 kV 电源线连接），进行解堵作业。

电解过程中主要风险是操作人员触电的风险。当出现电缆接头处绝缘绑扎不牢、绝缘等级低或电缆拽动拖地摩擦产生高压放电等问题时，会造成操作人员触电；其次是在使用气焊和电焊切割焊接管线的过程中，若员工违章操作或个体防护穿戴不全，可能产生火灾或灼烫的风险；另外员工在搬运电缆过程中，由于电缆较长需要多人协同操作，容易发生摔倒、扭伤等其他伤害。

2.3 解堵作业主要风险及防范措施

目前油田解堵作业中，高压热洗车解堵作业是解堵的主要方式，也是管道解堵作业的主要风险源，尤其是因管道超压致使管道爆裂或连接件飞出造成的物体打击事故时有发生，有造成人员伤亡和财产损失的潜在风险，因此应重点预防和避免高压热洗车解堵作业造成的物体打击事故。

通过对集输管道解堵作业的风险分析以及近年来油田发生的相关事故统计，油田集输管道解堵作业的风险主要来源于高压热洗车解堵过程中的物体打击风险和环境影响风险。因此，针对高压热洗车解堵作业，应该注意以下10 个方面来预防事故的发生：

（1）解堵作业前确保作业车辆运行正常，各连接部位紧固、无渗漏，操作系统、压力仪表、控制线路完好并准确。

（2）高压热洗车操作人员定期进行岗位安全培训，提高安全操作技能及应急处置能力。

（3）解堵作业过程指定专人、定时巡线，发现泄漏等异常情况及时泄压补救。

（4）开始作业后，辅助人员必须撤离至安全地带，距离施工作业区域50 m 以外，严禁在管线线路区域来回跨越。

（5）作业过程中，驾驶员必须在驾驶室待命，不得随意离开。操作人员应随时观察各部件运转状况和各压力表、转速表、温度表及流量计的示数是否正常，随时处理紧急情况。

（6）严格控制作业压力，作业压力严禁超过管道的设计运行压力的1.5倍[8-12]。

（7）高压热洗车升压速度控制在0.1 MPa/min之内。

（8）上水泵管及连接卡箍应能够承受高压热洗车的最高工作压力。

（9）高压热洗车工作压力达到解堵管道设计压力1.5 倍仍不能解通管道，停止使用高压热洗车解堵作业。

（10）作业前应准备好环境风险事件应急装备，及时、有效控制环境风险。

3 集输管道解堵作业的建议

为避免发生事故，彻底消除高压热洗车解堵作业带来的高压作业风险，达到本质安全的目的，可以用新方法、新设备来取代高压热洗车解堵作业。大庆油田部分采油厂已购买电解装置30 余台，累计处理管道解堵作业2 000 余次。通过电解装置的推广使用，避免了高压热洗车解堵作业造成的物体打击事故以及将管线打漏造成的环境污染，从而消除了油田解堵作业的主要风险，使用以来从未发生过生产安全事故。电解装置解堵作业优点如下：

（1）使用方便。无需断开管道，单端输送热能。体积小、重量轻，运输只需一台小货车，作业时500 A的电解装置两人即可抬走，使用不受天气和道路影响。

（2）操作简单。装置有独立的自动化操作控制系统；电解装置输入、输出接线简单，调节方便，输出电缆连接井口和冻堵管道，不用区分正负极；不需要培训专职操作人员，岗位工人严格按操作手册步骤接线即可完成操作。

（3）无人值守。具有远程监控、远程对话功能，远程控制和操作；后台控制软件生成作业数据报表，便于实施科学、有效管理。

（4）安全环保。装置在加热解堵管线过程中，温度自动控制（≤100 ℃），对管线防腐层、保温层及电泵井绝缘材料等附属部件无损伤。最大输出电压70 V，跨步电压接近于零，人触摸作业管线无触电风险。解冻堵管线没有开放点，接通后没有油气排放。

（5）节约能源。耗电量低、能源利用率高。该装置采用浪涌脉冲电磁波输出，对金属管线电阻加热的同时激发管道内原介质热焓值，和传统电阻加热相比能够节电30%。

（6）一机多用。电解装置为多功能智能机，不仅可以解冻堵金属管道、还可解通油井管柱蜡卡，进行管道补漏作业。

4 结束语

油田采油厂已经开始使用或计划采购电解装置进行管线解堵作业，通过实践积累验证了电解装置在安全环保、节能、功能性等方面的优点，既能够弥补高压热洗车和电解车解堵存在风险的问题，又能够提高解堵作业的工作效率。未来电解装置的推广应用，必将大大降低油田解堵作业可能造成的安全生产事故，在消除油田解堵作业风险的同时，还能解决油井管柱蜡卡以及管道补漏作业等方面的问题。