智能管内置入式管道封堵器
TDW公司的SmartPlugTM封堵器用来在生产压力下封隔管线。这使得我们可以在不降低管线压力和放空管线的情况下对管线进行维修，从而减少停产时间。本文就描述了高压管道封堵器在深水和浅水管道施工中具备的方案(project)优势。
标准封堵器可以用来封堵操作压力高达00bar的管线，同时我们也可以根据特殊要求提供能封堵更高压力的产品。对于海洋应用，目前版本的产品（包括其内壳和外置ELF天线）可以在最深英尺海下工作；而且所有产品的组件都可以很容易的升级从而使其可以在深达10,英尺的海底工作环境中使用。封堵器的管径应用范围为10”-4”。
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安全摘要
产品在设计时，其所有组件和操作中与安全相关的关键部件均达到具有%安全余量。
高压管道封堵器具有在封堵位置自锁功能，这使得只要封堵器两端存在压差（deltapressure），封堵器就能够自动预防故障。也就是说，此时即使通讯失实效封堵器依然会封隔两端的压力。
如果有必要，还可以不通过通讯系统，直接在封堵器上方便的安装和拆卸一种机械式自动防故障装置。另外，整个封堵器系统都通过了DetNorskeVeritas(DNV)检验认证，每一个封堵舱也都通过了DNV测试和认证。
TDW公司SmartPlugTM管道封堵器的认证证书
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使用智能封堵器的环境优势和成本优势
使用SmartPlugTM管道封堵器封隔管线最基本的优势就是最大程度的减少了停产时间。此外，采用此方案还具有以下优势：
Φ消除了管内气体燃爆的危险、无需置换管道内输送介质。
Φ管道修复期间仍可继续生产。
Φ消除了天然气或烃蒸气泄露的危险。
Φ消除了施工过程中管道被其它介质意外灌入的隐患。
Φ施工后，封隔部位无孔或裂缝遗留。
Φ消除了管道系统放空再充满、加压过程的时间损失和经济损失。
Φ无需处理管道内烃类产品、化工类产品和污染水。
Φ可以封隔管道内任意位置的较短管段。
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双向管内置入式智能封堵器
双向管内置入式智能封堵器可以被置入管内，可以在管内前进、后退双向行走。该封堵器能够在输送以下介质的管道中行走并进行封隔：天然气、原油、蒸馏物、处理水或未处理水、乙二醇、柴油等。
管道封堵器（如下图)有两个各自独立的封隔舱组成。封隔舱通过带有调节弹簧的轮滑系统在管内滑行，每个封隔舱都可以独立的封隔管道内的压力。这样就可以保证其可以在管道的任意位置形成一个双向封闭的封隔空间。
双封隔舱的SmartPlugTM高压管道封堵器照片
典型的封堵器两端各安装有一个清管球。清管球体上安装控制和通讯系统，用来协助封堵器进出管道。球体上的控制和通讯系统可以与安装在管外壁或管道上部的ELF天线进行无线通讯。
管内控制和通讯系统的电池可以工作1-3年。
SmartPlugTM管道封堵器封堵psi天然气情况下，从海底被提出水面并维修的管道终端
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控制和通讯系统
控制和通讯系统可以分为3个逻辑子系统：地面控制中心，是一个具有交互界面的笔记本计算机；外置ELF天线，它可以与管内的封堵器进行无线通讯；最后是微液压系统内置的控制和通讯系统。交互界面可以允许操作人员向封堵器发出指令并可以显示从智能封堵器接收到的数据。
封堵器通讯系统的交互界面
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跟踪
跟踪系统是基于SmartPlugTM封堵器控制和通讯体统进一步开发的。并且经过改进后，它可以适用于任何一种管内置入式封堵器和清管球。
跟踪系统的内部单元叫做异频雷达收发器。它有一个内置双向通讯系统，操作人员可以通过管道外部天线与其相互干预。异频雷达收发机的干预信号可以被遥控停止、启动、甚至通过远程通讯系统实现编程。
在ROV控制室，ROV移动收发器通过笔记本电脑的交互界面跟踪清管球或封堵器。用来连接收发器的是ROV信号线。
海下收发器采用声波通讯，可以穿透海水与船或平台上的调制解调器进行无线通讯。
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智能管道封堵器的资质和测试
由于管道封堵器主要应用于油气输运管线，一旦封堵失败将造成非常严重的后果。所以必须引入第三方来检验和认证这套系统。为了满足操作人员和用户的要求，我们整个SmartPlugTM封堵器系统都通过了DNV批准认证。
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应用历史和业绩
高压管道封堵器的应用历史主要有：
●管线上阀门的更换或维修—目前在世界各地，已经有大约00例此类施工成功完成。
●管线中间段的维修—这类施工通常多应用于浅水，目前在深水也有应用。使用两个封堵器作为一套封堵系统，这样就可以封隔管道的任意管段。从而实现在不需置换管内介质、不干扰正常生产的情况下管线连头或其它管道连接。
水深并不会成为影响管道封堵器应用的一个因素，恰当的放置ROV天线，就可以通过其与水面船只的连接实现通讯。这点将在应用案例3中详细描述。
●立管或管线的干式连头（drytie-ins）—这项应用已经成为新管线铺管和连头的常用方法。它可以减少施工过程中铺管船的使用天数，在接下来的干式连头时间也可以节省昂贵的铺管船使用天数。
●拆除海上生产平台—不需关闭其它相连的平台，不需要寻找关闭海底阀门。这种低成本而且快速的应用方案将在下面应用案例1中详述。
●在海上平台间的生产管段装旁通—目前封堵单管口径最大的一次应用刚刚在北海一个海上平台加旁通的项目中顺利完成。同时封堵两个管线的中间管段，以允许另外一个平台连头并且进行压力测试。
在管网中其它平台正常生产的情况下更换两个平台的立管
●更换或维修立管—成功完成了很多更换或维修立管重大项目，并且都是在保证下游平台正常生产情况下完成的。
●对立管或修复管段进行压力测试—这项应用使操作人员可以在封堵后立即对更换或修复管段进行压力测试。
在管道系统其余部分正常生产的情况下对平台立管进行压力测试
●铺设深水管段时防止水涌入管道—智能管道封堵器装有压力和水传感器。当水或较大水气进入管道时，及管道内产生压力时，封堵器都可以自动坐封，封堵管线。
深水中的特殊应用
上述一些封堵器的应用同样也可以应用于深水。除此以外，还有以下这些深水应用史：
◆深水采油或采气管线连头—深水生产管线通常会在管道上预装有三通，用来新井投产或新管连头。在三通主管的两端各用一个封堵器封隔管段，既可以快速安全的完成连头。这种方案在实现连头的同时而不需要停产、不会有水回灌、不会污染环境、不需要清洁现场。
◆用于钢制悬链式立管（SCR）—在深水管道施工中还有一个领域应用管道封堵器效益明显：处理钢制悬链式立管。当铺管船完成管道铺设后，SCR需要被悬挂于平台或放置于海底。
大多数铺管船都不能悬吊灌入水的悬链式立管，智能管道封堵器就可以封堵立管防止海水灌入、损伤立管。
◆维修挠性接头—在处理悬链式立管时，管道封堵器还有第二个应用，就是用在维修挠性接头。管道封堵器可以在维修时保证立管有一个干式环境，同时当立管为较大的集输系统的一部分时，封堵器还能使维修在不影响系统下游生产的情况下完成。
◆更换跨接管—可遥控的管道封堵器可以穿过挠性立管。更换跨接管时可以从FPSO或平台上发送封堵器去封堵跨接管。整个更换过程中不会弄湿系统、不需置换管内油气，经济、快速。
◆深水清管球跟踪—这项技术本用于封堵器的远程通讯和控制（即数据通过ELF电磁信号可以穿透管壁进行传输），目前也同样适用于智能清管器的跟踪。这些系统能够对每个清管器进行定位和通讯，无论清管器是在运行状态还是遇阻状态。外部收发器可以由潜水员携带至水下位置（diverheld）；深水清管时，也可以使用ROV操控的配置。信号通过ROV传输到地面，然后还可以对信号进行整理、储存和传送。
应用案例1：
拆除平台—不放空相连管线的情况下拆除平台
墨西哥海湾地区的一家管道运营公司采用管道封堵器封堵管道的方法，切除了连接生产平台区和预拆除平台的0”管线。该方案在不放空0"管线，不关闭3条相连管线的情况下成功实现平台拆除。
TDW公司承包了整个工程中的管道封堵施工部分。包括：用两个单舱封堵器封堵收发球桶和所有SmartPlugTM封堵器跟踪和定位所需的设备。0”封堵器依次从发球桶置入，通过ELF通讯系统跟踪并定位到预定封堵位置。
使用客户提供的液压泵推动封堵器在管道内运行。为了方便其他承包商施工，封堵位置都定在相距立管转弯处90ft处，然后潜水员从相对立管弯管75ft处的位置切除0”管线。
封堵器封堵住了切除管段两端的保留管段，其中一端为压力psi的生产平台。切除后，由潜水员安装机械式管头末端和盲板。
优势
使用封堵器进行上述施工，可以节省以下工序：
◇寻找到4个相连管线并关闭主管线阀门。
这会造成3个主生产平台被迫停产，平台相连的3条管线都要放空并安装（skillets）封隔管线。
◇重新充满0”管线。
◇重新打开先前关闭的3个海底管线阀门。
◇从3个与平台相连的管线上拆卸（skillets），并重新充满管线。◇处理施工过程中出现的水。
管道封隔器通过发球桶阀门后的1.45D弯管
应用案例：
铺设深水管线时防止海水回灌管线
通常在防止海水回灌时使用两个SmartPlugTM管道封堵器，每个封堵器有一个封隔舱和一个控制舱。控制舱通过电缆和悬浮系统与铺管船相连。下封堵器封堵位置在管道下弯点的上部直管段，上封堵器位置在管道上弯点的下部直管段。在整个管线铺设过程，智能封堵器都始终处于相对的固定位置。
智能封堵器在应用于防止海水回灌时的常规配置
智能管道封堵器装有压力和水传感器。当水或较大水气进入管道时，及管道内产生压力时，封堵器都可以自动坐封，封堵管线。封堵器配置有触发器能在上述情况发生的3秒钟内封堵管线，每个封堵器都能承受50bar的压力。
这样在管道底部被灌入水发生弯曲（wetbuckle）时，铺管船不必悬吊管线而海水也不会继续灌入管线。
在墨西哥海湾的这个项目中，智能封堵器被用在约1米的水下，操作人员在铺管船上使用ROV对其进行监控，而当时的情况记录一直保存到现在。
应用案例3：
修复输气管线的中间段
使用个封堵器分别封堵失效接头的两端，来更换损坏失效的中间管段接头
东南亚一家公司在对新铺设的4”天然气管线进行压力测试时，发现管线中的一个接头出现了问题。为了避免因不能及时输气而受到高额罚金处罚，公司在失效接头处安装了一个临时抢修管夹，并得到了一个1个月运行许可。
在这1个月的运行期间，公司又进行了一次维修，为了尽可能缩短停产时间，维修人员在失效接头的位置安装了第二个管夹并带有一个”排泄孔。
更换这段管线时，两个智能封堵器通过天然气运行到了指定的封堵位置，它们之间用水隔离开。封隔器在失效接头的两侧分别定位和封堵。通过管夹上的”排泄孔对被封堵的管段开孔、放压，使被封堵的、含失效接头的管段压力降至常压。
切除失效的接头，移到地面。
切除接头后，将两端的管线头分别提出水面，焊接安装法兰后再放回海底。用一段新的法兰连接的管段连接原管线两端，并在通过收球平台收回封堵器之前进行压力测试。
采用该方案更换失效接头比常规维修方案为该公司节约了7天停产时间，同时也避免了公司因输气不及时遭受严厉的处罚。
案例图片：
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结论
远程控制和操作的高压管道封堵器采用了通过实践检验的技术，几乎世界上所有的主要油气运营公司和管道运营公司都使用过该技术。它是自动预防和处理故障的设备，可以显著的为您节约停产时间，同时也使一些以前不可能完成的管道维修、维护成为可能。
目前，这些产品应经可以同样用于深水施工，这样封堵器在浅水、深水中的应用都具有同样的优势。
关于TDW公司
逖帝威廉森公司（T.D.Williamson,Inc.）简称TDW；成立于年，百年历史传承的家族企业，总部位于美国俄克拉荷马州塔尔萨市，现有员工人数超过人，在全球55个国家和地区拥有服务中心和办事处，分布于北美、南美、欧洲、非洲、亚洲和澳洲。同时在美国、英国、比利时、法国、印度拥有制造工厂。作为全球知名的管道维护公司和生产制造大厂,带压开孔封堵设备，清管系列产品等均为世界顶级质量产品，0世纪40年代TDW率先开发了全球第一台管道刮刀（后来演变成清管器），0世纪50年代开发了第一台传输管线开孔机；其产品应用和服务遍及全球各大石油公司和管道运营服务商。TDW是管道业界公认的综合产品/服务能力最强、技术先进的全球公司。
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