浅谈“管线带压补漏工具”的制作与应用

杨述军

摘 要：目前常用的管线维修主要7种方式：直接焊补、点螺母带压焊补、打补丁、包管、换管、钢带带压堵漏、管线加强。七种维修方式按照施工目的可分为管线预处理、应急维修和全面维修三类.

关键词：带压焊补 ；停井泄压

近年来，随着管线老化严重、输送介质含砂量高等因素影响，管线破损次数逐年升高，对产量影响也随之逐年加大，给维修大队维修一队带来的工作压力也越来越大。随着管线老化、维修难度加大，维修耗时对开井时率影响逐渐增加，管线维修平均耗时过长达到283分钟，对产量影响过大。

为确保“维修保产”任务的完成，维修一队技术小组决定以“管线带压补漏工具”研制为课题开展活动。

一、现状调查

1、停井原因调查

据统计：2014年1-8月份累计停井3764井次10.6645万小时相当于采油一区和采油四区450口油井停井9.87天，其中作业停井因素所占比例最高，是保持产能接替所必须付出的停井时间。管线维修作为第二大影响因素，占排除作业停井耗时以外停井时数的55.7%，管线维修平均耗时过长达到283分钟，对产量影响过大。

2、管线维修方式调查

目前常用的管线维修主要7种方式：直接焊补、点螺母带压焊补、打补丁、包管、换管、钢带带压堵漏、管线加强。七种维修方式按照施工目的可分为管线预处理、应急维修和全面维修三类：

（1）管线预处理指管线未破损但存在老化、腐蚀问题管线的处理，包含打补丁、包管、管线加强三种维修方式，不需停井。

（2）应急维修主要指受限空间、恶劣天气、维修力量不足等情况下对破损管线的临时性止漏措施，包含钢带带压补漏一种维修方式，不需停井。

（3）長效维修指依据管线材质、腐蚀程度对破损管线采取长效治理的维修方式，包括直接焊补、点螺母焊补、换管三种维修方式。

停井泄压耗时长是影响维修耗时的主要工序，不停井维修方式在停井泄压和试压运行两个工序上能够比停井维修减少大量维修耗时。因此，只有针对停井泄压耗时长这一问题展开攻关才能取得较好的效果。1、随着管线老化加剧，点腐蚀越来越少。当管线穿孔时，大部分穿孔部位附近一小片范围内的管线材质都会变差。选用先点螺母再上紧螺母的办法焊补，补漏面积小，极易造成二次穿孔、补漏失败。居民区下水道、阀组等操作环境较小的受限空间影响了成功率的提高，尤其是近年来管线并排铺设造成维修时空间狭小，使该问题影响越来越大，但由于维修环境不可改变，故视为是非要因。

2、点螺母带压焊补时油气四溢，在下水道、阀组、弯头下部等狭小空间内维修时，油气味较大，带压液体四溢，存在较大安全隐患。恶劣的环境严重影响了焊工操作质量，需要多次返工。

综上，要达到不停井焊补的目的必须解决管线泄漏和扩大焊补面积两方面问题，因此，无有效带压焊补工具是要因。

二、确定目标

（一）思路

钢带带压堵漏后不存在泄露且堵漏卡瓦的面积也足够大。受其堵漏原理启发，小组成员经过集思广议，决定从将打钢带带压堵漏工艺与管焊维修相结合入手，但该方法受到两方面制约：

一是密封胶皮受热后易损坏，造成刺漏；

二是焊到打钢带位置无法操作，一旦拆除钢带，在没有外力约束后易泄露。同时钢带价格昂贵，经过拉伸的钢带失去弹性后，就无法再度使用，必须寻找新的止漏工具。

1、设计要求

小组成员经过讨论，该卡瓦固定工具必须解决2个问题：

（1）卡瓦固定支架着力点设计问题。

（2）适用于不同管径管线。

2、卡瓦固定工具支架设计

受各基层站常用的台口钳启发，设计了堵漏工具：选取顶丝固定的方式，以弧形支架为依托，上部设计螺旋顶丝，下部设计卡瓦托。工具由下卡瓦托、上卡瓦托、螺旋顶丝机构、螺杆、手柄、弧形支架6个部分组成。带压补漏工具的工作用原理是：当卡瓦放到下卡瓦托上，通过旋转螺杆可调节上下卡瓦托之间距离以适应不同管径，最终将卡瓦固定管线的漏点处，达到初步堵漏便于焊补的目的。

针对不同管径调节机构设计

为了方便工具的使用，在保证工具适用不同管径管线的同时，减少工具受空间影响，我们将工具做以下改进：

（1）将弧形支架手柄设计为半圆弧形状：根据常用管线最大外径为325毫米的实际情况，设计圆弧直径为350毫米，并且将弧形支架手柄分为两部分：上部分中空，下部分延伸出滑杆，针对不同管径调节好距离后，再调整好螺杆距离即可使用。

（2）为了缩短顶丝行程，每次预调节上部只保留5cm过盈量，缩短固定时间。

4、材质选择与安全验证

安全验证主要是对弧形支架分体设计后受力支架强度计算。

手轮部分主要是在承受撞击的作用力，作为紧固曲柄销子螺母作用力的来源，最大承受的力也是螺母最终上紧的力。依据国标GB/T3098.2-2000《紧固件机械性能 螺母》规定，螺母属于M80、粗牙螺纹螺母，上紧的终扭矩为2760N.m。

为缩短带压补漏耗时，熟练操作堵漏钳，小组成员利用不同管径的管线标定了调节支架各调节孔对应的适用管径。该工具的研制，可以不停井打补丁，提高了开井时率。减少产量损失，同时解决了点螺母带压补漏操作的危险，提高了操作的安全性。降低了职工的劳动强度，提高了工作效率。