非开挖压力管道带压封堵技术
一、基础知识
带压封堵的定义：
管道带压开孔封堵是一种安全、环保、经济、高效的在役管线维抢修技术，适用于原油、成品油、化工介质、天然气等多种介质管线的正常维修改造和突发事故的抢修(如带压抢修、更换腐蚀管段、加装装置、分输改造等作业)。
管道封堵作业条件:
1)适用管径：Ф20～Ф2000的钢制管线 、铸管、球墨管、PE/PVC管等。
2)封堵直径：DN20～DN20003)适用介质：油、天然气、水、乙烯、煤气等无强腐蚀性的介质
4)管道介质温度：-30℃ ～+350 ℃5)管线运行压力：0～10MPa
带压封堵的分类:
带压封堵的基本业务:
管道不停输带压开孔、封堵、改线的主要特点：
1.工艺先进;2.不停输作业;3.安全可靠;4.无火焰操作;5.使用广泛;
6.无污染。
二、设备介绍
带压开孔设备构成:
1.开孔机 2.开孔结合器 3.夹板阀 4.中心钻、刀具结合器
5.筒刀 6.对开三通
带压封堵设备构成:
1.封堵缸;2.封堵结合器;3.夹板阀;4.对开三通;5.封堵头
三、施工流程
不停输带压封堵的工作原理:
不停输带压封堵是伴随着带压开孔技术的发展而发展的，其目的是在对管线实现堵截后，进行管线改造、配管及检修工作，然后恢复管线输送。工作原理示意图见图
在待隔离的管道两侧各焊上一个特制的三通(四通)管件。然后分别在它们上面装上相对应的阀门，利用相配的开孔机装上封堵专用筒形刀具，不停输地在管路上开出封堵孔。封堵开孔专用筒形刀具的周壁上均匀分布着许多圆孔，圆孔的截面积总和接近于管道流通断面面积，以保持在开孔过程中管道内流体的流通，实现不停输开孔过程，开孔完后卸下开孔机，装上封堵器，连接临时旁路管，在开好的封堵孔内下入封堵头，用机械方法将封堵头从管道封堵孔处送人管道，从而实现对管路的堵截。二端封堵后的管线改造、检修作业完成后，将封堵头提升到封堵连箱内，关上阀门，拆除临时旁路管。再利用开孔机或特别下堵设备将堵塞下入到三(四)通管件的法兰内，并锁紧锁销，卸下阀门，盖上法兰盖，从而结束整个封堵作业。在整个封堵作业中，自始至终保持了管线的不间断输送。
工艺图:
封堵施工总体流程图:
管道施焊压力要求:
管道允许带压施焊的压力计算公式如下：
式中：
P—管道允许带压施焊的压力，单位Mpa;
σn —管材的最小屈服极限，单位Mpa;
t —焊接处管道实际壁厚，单位mm;
c —因焊接引起的壁厚修正量，参见表1，单位mm;
D —管道外径，单位mm;
F —安全系数，参见表2.
表1 推荐修正量
焊条直径/mm<2.02.53.24.0
c1.41.62.02.8
表2 推荐安全系数
2.管道流速要求：
封堵管件焊接时，管道内液体流速不应大于5m/s，气体流速不应大于10m/s。
一、施工准备阶段：
1.1管道调查与现场踏勘
对封堵作业管段的走向、埋深、高差、作业距离、土壤情况等进行现场调查。了解管道技术规格、输送介质参数、管道运行参数、防腐方式、清管情况、最低允许输送压力及管道允许的最长停输时间等，并填写管道调查表。
1.2材质和机具的复核
主要包括材质单、质量保证书、检验报告、产品合格证、标识，并且外观检查旁通或钢管表面不应有裂纹、气孔、折叠、重皮、夹渣等缺陷，无超过壁厚负偏差的腐蚀和凹陷。
1.3所有机械设备应调试运行正常。
1.4依据管道材料、运行参数以及焊件材料编制焊接工艺指导书。
二.开挖工作坑
2.1垂直管道安装封堵设备单侧作业坑长度
L=l1+l2+l3
式中：
L—单侧作业坑长度，单位m;
l1—旁通作业点与封堵作业点的间距，单位m(l1≥2.5l4);
l2—旁通作业点至隔墙距离，单位m(l2≥3D，且至少1.5m);
l3—封堵作业点至隔墙距离，单位m(l3≥3D，且至少2m);
l4—封堵三通的长度，单位m.
2.2作业坑底最小宽度
W=D+K
式中：
W—坑底最小宽度，单位m;
D—管道外径，单位m;
K—作业坑底宽度常规值，通常取2.6m~3.2m.
2.3作业坑深度
H=h1+h2+D
式中：
H—作业坑深度，单位m;
h1—管顶至地面的距离，单位m;
h2—管底至坑底的距离，单位m(h2≥0.7m);
D—管道外径，单位m.
三.剥离防腐层
将管道上防腐层拆除、清理、磨光，保证焊接要求
四.开孔、封堵作业点的选取
开孔、封堵作业点应选择在直线段上。开孔部位应尽量避开管道焊缝，无法避开时，对开孔刀切削部位的焊道应适量打磨。开孔刀中心钻不应落在焊缝上。开孔封堵部位的管道圆度误差不得超过管外径的1%。开孔前要利用测厚仪对被开孔 管道 的开孔点进行壁厚 测量 并记录数 据 。通过测厚仪检测施焊处 的实 际壁厚 ，以满足施焊 要求。
五.管件焊接
1.焊前管件组队要求对开三通法兰沿管道轴线方向的两端到管顶的距离差不应大于1mm，对开三通(四通)法兰中轴线与其所在位置管道轴线间距不应大于1.5mm。
2.对开三通(四通)的纵向直焊缝焊接 3.对开三通(四通)的环向角焊缝焊接
4.焊接平衡压力短节 5.焊缝质量检测
六.安装三明治阀门
7.安装开孔机开旁路孔和封堵孔
八.开平衡孔
九.安装封堵器和旁通管道
十.进行上下游封堵作业
十一.下密封
十二.更换损坏管段
十三.回收封堵头，关闭夹板阀
14.解除封堵器和旁通管
十五.安装下堵器下堵塞
十六.安装盲板
十七.防腐及恢复地貌
1、封堵完成后，将更改的管道、管件等按要求进行防腐和保温;
2、对于埋地管道，待防腐层固化后再进行土方回填，并做好地貌的恢复。地貌恢复后，应在地面上埋设标志桩(包括封堵点管道里程、埋深、法兰短接数量等)