主要内容：管道不停输开孔封堵技术是一种安全、经济、高效的在役管道维抢修技术，它可以在不间断管道介质输送的情况下对管道完成更换、移位及增加支线。本文结合阿布扎比原油管线项目集油站新建管线与旧输油管线连接时不停输开孔封堵的情况，对该技术的设备、施工流程做简要的分析介绍。
关键词管道不停输开孔封堵带压开孔
阿布扎比原油管线项目集油站工程需要将新建集油管线与旧输油管线进行碰头施工，涉及管线规格为24寸及36寸，若采用停产改造，对阿联酋原油的出口会造成很大的影响，将产生巨大的经济损失。因此，改造过程采用了双侧双封不停输开孔封堵技术，将损失降为零。本文以管线MOL1(24寸)不停输封堵为例，对其施工流程做简要说明。
1管道不停输开孔封堵原理及施工流程1.1简要原理管道不停输开孔封堵技术（俗称带压开孔HotTapping），是在不停止管道生产运行的情况下，对需要进行改造、维修作业的管道进行开孔封堵，建立旁通管线，将改造部位与原管道系统隔离，从而达到在线改造维修的目的。
在整个输油管道不停输开孔封堵过程中，开孔、封堵和旁通管线的建立是管道不停输开孔封堵施工的三大关键环节。开孔为旁通管线的建立及封堵的实现提供前提条件；封堵将改造管段从原管线中隔离出来，从而能够对其进行改造；旁通管线的建立，则临时替代改造管段进行原油输送，使实现不停输封堵成为可能。上述过程中，开孔及封堵设备具有关键作用。
1.2施工主要机具（1）开孔设备包括开孔液压机、刀具连接器、开孔刀具、中心钻、三明治阀、防涨圈和中心定位装置。
（2）封堵设备包括封堵液压机、封堵连接器、封堵头和隔离囊。
（3）其他设备包括半剖式三通、压力平衡口管接件等。
开孔设备和封堵设备都有比较高的密封性能和耐压性，根据封堵头型式，可分为悬挂式封堵、桶式封堵、折叠式封堵和囊式封堵。本项目采用了悬挂式封堵型式。
1.3管道不停输开孔封堵流程简述管道不停输开孔封堵流程见图1。
1.3.1勘察现场
详细勘测管道的具体参数，包括管道材质、外径、壁厚、工作温度、工作压力及输送介质特性、流量、管道内腐蚀状况。根据所得的参数进行判断，确定连接件选用材料，开孔封堵的位置，旁通管线的用料及用量，并根据管道的状况、运行参数等选择合适的开孔、封堵设备，及不停输开孔封堵工艺，编制施工方案。
图1作业流程
管线MOL1不停输开孔封堵总计开孔8个（图2），包括两个旁通孔，两个封堵孔，两个下囊孔和两个压力平衡孔。开孔位置确定以后，将开孔周围的3层聚乙烯防腐层剥除，除去管线表面油污和底漆。
1.3.2三通及平衡管短节的焊接及测试
半剖式三通焊接前必须预热至℃以上，但不超过℃，层间温度也不应低于℃。两名焊工先从横缝中间处开始施焊，一次不间断施焊堆焊金属需达到焊接处截面积的1/3以上。横缝焊接完毕后，开始焊接纵缝。
焊接结束后，需对焊缝进行无损检测，包括磁粉和超声波探伤。无损检测合格后进行水压试验，水压试验压力值为管线操作压力值加上基于ASMEⅧDivision1SectionUG28和有限元分析得到的差值，具体公式见式（1）。
式中：PT——试验压力；
PA——主管线操作压力；
ΔP——基于ASMEⅧDivision1SectionUG28以及有限元分析得到的差值。
图2不停输开孔封堵示意
水压试验过程如下：往半剖式三通内注入新鲜水；水注满后，放上金属缠绕垫，安装盲法兰（带2个1寸管嘴）、上压力表和加压泵；然后加压至打压压力并保压15min，往焊缝上和法兰连接处洒上肥皂水，肉眼检查是否有泄漏，压力是否下降；若没有发现泄漏，并且无压降，则为合格；再缓慢降压至零，拆除盲法兰，排水。
1.3.3防涨圈和中心定位装置的焊接
安装防涨圈的目的是为了切管时防止割除的那块板变形导致卡刀，管道直径≥24寸的开孔均需要安装防涨圈。防涨圈焊接在主管上，中心定位装置焊接在防涨圈上，这些操作在半剖式三通焊接后、水压测试前进行。
1.3.4三明治阀门和开孔机的安装及测试
三明治夹板阀需试压合格后再安装。安装前检查其阀杆是否灵活，O型密封圈是否变形、老化、缺损等。三明治夹板阀安装时，确认阀门下法兰面与三通法兰面吻合后，均匀地连接好阀体上的螺栓。吊装时，三明治阀门应处于关闭状态，并且内旁通应关闭。三明治阀门安装结束后，开始安装开孔机。开孔机安装完成后应对三通、阀门、开孔结合器部件的腔体进行氮气置换，使用可燃气体检测仪测量排气口处气体，含氧量小于爆炸极限为置换合格。置换完成后应对三通、阀门、开孔结合器进行整体打压，以检查其密封性能。试验前，要将三明治阀调至全开状态，继续充入氮气，使试验压力上升至管道操作压力的1.1倍后，稳压15min。打压时需进行阶段升压。稳压时使用泡沫水喷淋三通焊逢、各部件结合面，观察有无气泡产生，以压力不降低、不产生气泡为合格。然后关闭三明治阀，将阀瓣上半部分的阀门及开孔结合器部件腔体内的氮气排空，关闭氮气注入点的阀门，保持10min，检查阀瓣以上部分腔体内的压力是否上升，若仍为0表明阀瓣关闭严实，无泄漏。
1.3.5管线开孔
开孔机安装完毕后，打开三明治阀门，使用下开孔刀开始切割开孔，切割管道要缓慢进行，防止卡刀而损坏刀具，并防止热量大量产生。通过观察标尺来计算盘刀的进刀尺寸。开孔顺序依次为平衡孔→封堵孔→旁通孔→下囊孔。开封堵孔、旁通孔及下囊孔前需导通旁通管线。开孔切割完成后，上提开孔刀具，靠中心导向钻勾住切割出来的钢板并提出到阀门闸板外。然后，关闭三明治阀。
1.3.6旁通管线的安装及试验
移除开孔机，开始安装旁通管线。安装之前，旁通管线应作打压试验，试验介质为水。打压完毕后，排空管内试压用水，用氮气置换旁通管线内的空气，并使用可燃气体测爆仪测量排气口处气体，当含量小于爆炸极限时为合格。
1.3.7封堵机安装
将封堵机安装在封堵三明治阀上。封堵前旁通三明治阀门打开，缓缓降低封堵机内部阀杆，使阀杆端部的封堵头与原油管线密封完成封堵，液体介质被导入旁通管临时运行。
1.3.8管线断管以及与新旧管线碰头
旁通管线正常工作后，连接平衡旁通管与抽油泵对封堵隔离管段进行抽油。抽油完毕后，使用氮气置换封堵段内油气，并用可燃气体测爆仪测量出气口处气体，设备不报警为合格。然后通过下囊三通下隔离囊，其主要作用是隔离封堵机密封不严而泄露的油气。这时就可以采取断管作业了，断管采用机械断管方式；断管期间，采用水冷却刀片，并使用楔子预防夹刀。断管设备应牢固地安装在管线上，做好管线支撑，调节适当的切削速度，以满足安全要求。切削时，应对刀片做及时的冷却。断管结束后，要清理管口，垒砌黄油墙。最后进行原管线与新管线动火碰头，碰头施工结束后撤离隔离囊。
1.3.9旁通管线拆除
当新管线安装好后，收回封堵头，关闭旁通三明治阀门，将物料介质切换至新改造的管道运行，恢复管道正常流动。排净旁通管线内的原油并用氮气进行置换。置换结束后将旁通管线移除。
1.3.10密封塞安装
拆除封堵机，用开孔机安装密封塞；然后将半剖式三通侧面的卡环锁上，拆除三明治阀，并安装盲法兰，安装平衡孔塞堵，拆除平衡旁通管阀门，加盖管帽。
1.3.11管线防腐、恢复现场
对留在管道上的管件进行防腐处理，然后恢复施工现场，完成整个不停输开孔封堵改造工作。
2不停输开孔封堵施工注意事项（1）开孔作业点应选择在直管段上，开孔部位尽量避开管道焊缝。无法避开时，对开孔刀具切削部位的焊道宜适量打磨，中心钻不应落在焊缝上，并且要测量开孔处的椭圆度和管线壁厚，以确保焊接位置和封堵位置的管线壁厚均匀满足要求。
（2）半剖式三通的孔径尺寸和中线垂直精度有严格要求，开孔前应测量开孔刀具、三明治阀内孔与半剖式三通内孔的同轴度，同轴度要求误差不应超过1mm。这样才能保证开孔时不发生偏心，确保封堵严密。
（3）焊接半剖式三通时，必须严格控制电流。由于是不停输焊接，原油管道内部有压力，焊接时若电流过高，容易将管道焊穿，造成严重事故。该环节是整个流程中较为危险的一环，必须做足预防措施。
（4）开闭三明治阀前后、拆卸开孔机及封堵机前后，需通过压力平衡管线进行压力平衡后再操作，避免造成事故。
3结语采用不停输开孔封堵技术对重要管线进行改造维修，无需间断管道介质输送，保证了生产的稳定性，大大缩短了维修改造的时间，并且速度快、施工方便，减少了施工风险。凭借以上诸多优势，采用管道不停输带压开孔封堵技术对重要管线进行维修改造越来越多，具有良好的效果。但该技术目前尚无统一的规范可遵循，尚需进行规范引导。
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