一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理装置及方法

1.本发明属于油气储运装置技术领域，具体涉及一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理装置及方法。


背景技术：

2.随着我国天然气管道建设的快速发展，站内管道及设备不可避免地会遇到改扩建、更新改造、检修、抢修等动火施工作业。天然气长输管道站场担负着输油输气的生产重任，而动火作业往往要求站场停输或设备停运，因此在保证作业安全及施工质量的前提下，动火作业的每道工序都应尽可能地节约时间，火作业工序包括停输放空断管、焊接、无损检测、现场恢复、进气投运等。其中，在对输气管道停输放空断管时，需要先通过点燃的方式放空主管道内的天然气，再对管道注入氮气以排空管道内的天然气残余。
3.但是在实际作业过程中由于受管网调配、站场阀室工艺流程和作业空间的限制，在停气检修时不能快速的完成放空、注氮作业，造成停气检修段落和作业实际的延长，这样会增加停气检修的生产成本和安全管控风险。同时由于现场实际情况限制，往往造成放空过程花费更长的时间，不利于停气检修作业的开展。
4.在天然气管道服役过程中难免出现输气管道堵塞的情况，例如在寒冷的冬季，天然气在传输的过程中由于外界温度较低容易使管道内产生凝析水，积聚起来遇到集输管线起伏较大的地方或者在阀门处很有可能发生节流，出现水合物。水合物的形成，将会大大减少管道的传输面积，以此恶性循环，加速水合物的产生过程，最后导致管道堵塞，严重影响了管道的正常传输。


技术实现要素：

5.针对上述问题，为缩短天然气长输管道放空注氮时间，提高停气检修作业效率，并且为了快速地临时解决输气管道堵塞问题，本发明提供了一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理装置及方法。
6.本发明所采用的技术方案为：
7.一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理装置，包括弧形板装置，弧形板装置与输气管道上的开孔配合，弧形板装置上连接有阀门，阀门的另一端连接有快换接头；所述快换接头的另一端连接有放空装置或注氮装置或桥接装置，桥接装置的另一端连接至输气管道上跨过堵塞段后的另一开孔处。
8.在停气检修时，先将放空装置连接到快换接头上，使输气管道内大部分天然气导流到火炬装置处被点燃。再在快换接头上连接注氮装置，通过向输气管道内注入氮气，排空输气管道内参残余的天然气。在输气管道遇到堵塞时，将桥接装置连接到快换接头上，并将桥接装置的另一端连接到输气管道上跨过堵塞段后的另一开孔处，从而天然气能避开输气管道的堵塞段并从桥接装置中通过，使输气管道快速恢复正常输送。
9.综上，本发明的快换接头能分别连接放空装置、注氮装置和桥接装置，使得输气管
道可快速进行放空、注氮，并可在堵塞时快速恢复输送。采用快换接头分别连接放空装置、注氮装置和桥接装置，可使输气管道在放空作业、注氮作业和桥接作业快速切换，利于及时解决停气检修和管道堵塞问题。
10.作为本发明的优选方案，所述弧形板装置包括设有开孔的弧形板，弧形板上连接有连接钢管，弧形板上的开孔与输气管道上的开孔配合，连接钢管的另一端与阀门连接。弧形板能与输气管道良好贴合，从而弧形板上的开孔与输气管道上的开孔对齐后，弧形板能提高连接处的密封性。
11.作为本发明的优选方案，所述弧形板内侧开有密封槽，密封槽中设置有密封圈。由于弧形板与输气管道良好贴合，则密封圈也能备均匀地压紧于弧形板与输气管道之间，保证可靠密封。
12.作为本发明的优选方案，所述弧形板与输气管道之间通过链条收紧装置绑扎。通过链条收紧装置将弧形板拴紧在输气管道上，避免弧形板从输气管道上脱落。根据需要，可调节链条收紧装置的收紧程度，保证弧形板与输气管道连接可靠。并且弧形板与输气管道压紧后，密封圈能起到良好气封作用。
13.作为本发明的优选方案，所述放空装置包括放空软管，放空软管的一端与快换接头连接，放空软管的另一端连接有水平管，水平管的另一端连接有立管，立管的另一端连接有火炬装置。当打开阀门后，输气管道内的天然气依次经过放空软管、水平管、立管和火炬装置，并在火炬装置处点燃，达到放空目的。
14.作为本发明的优选方案，所述注氮装置包括注氮软管，注氮软管的一端与快换接头连接，注氮软管的另一端连接有注氮装置主体。在对天然气进行放空后，通过注氮装置主体输出氮气，氮气通过注氮软管进入输气管道，使得输气管道内残余的天然气被彻底排空。
15.作为本发明的优选方案，所述桥接装置包括第二弧形板装置，第二弧形板装置第二弧形板装置与输气管道上的开孔配合，第二弧形板装置上连接有第二阀门，第二阀门的另一端连接有第二快换接头，快换接头与第二快换接头之间连接有桥接管道。输气管道的堵塞段的两侧均开设开孔，并将桥接管道连接于快换接头与第二快换接头之间，则天然气能从桥接管道通过，避开输气管道的堵塞段，实现快速恢复输气作业。
16.一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理方法，包括以下步骤：
17.停气检修工况：
18.s1：在输气管道上设置开孔，在输气管道的开孔处连接弧形板装置，弧形板装置上连接阀门，在阀门的另一端连接快换接头，在快换接头上连接放空装置；
19.s2：打开阀门，对放空装置上的火炬装置进行点火；
20.s3：放空作业完成后，拆下快换接头上的放空装置，并将注氮装置连接到快换接头上；
21.s4：通过注氮装置进行注氮作业；
22.输气管道堵塞工况：
23.s5：在输气管道的堵塞段两侧均设置开孔，在输气管道的其中一个开孔处连接弧形板装置，弧形板装置上连接阀门，在阀门的另一端连接快换接头，在快换接头的另一端连接桥接装置，将桥接装置的另一端连接到输气管道的另一个开孔处；
24.s6：打开阀门，使天然气通过桥接装置。
25.作为本发明的优选方案，在步骤s1中，所述放空装置包括放空软管、水平管、立管和火炬装置；
26.连接放空装置时，在快换接头上连接放空软管，在放空软管的另一端连接水平管，在水平管的另一端连接立管，在立管的另一端连接火炬装置。
27.作为本发明的优选方案，在步骤s5中，所述桥接装置包括第二弧形板装置、第二阀门和第二快换接头；
28.连接桥接装置时，在快换接头上连接桥接管道，在桥接管道的另一端连接第二快换接头，在第二快换接头的另一端连接第二阀门，在第二阀门的另一端连接第二弧形板装置，将第二弧形板装置连接到输气管道的另一个开孔处。
29.本发明的有益效果为：
30.本发明的快换接头能分别连接放空装置、注氮装置和桥接装置，使得输气管道可快速进行放空、注氮，并可在堵塞时快速恢复输送。采用快换接头分别连接放空装置、注氮装置和桥接装置，可使输气管道在放空作业、注氮作业和桥接作业快速切换，利于及时解决停气检修和管道堵塞问题。
附图说明
31.图1是连接放空装置时本发明的结构示意图；
32.图2是弧形板装置的结构示意图；
33.图3是火炬装置的结构示意图；
34.图4是放空装置的部分结构图；
35.图5是连接注氮装置时本发明的结构示意图；
36.图6是连接桥接装置时本发明的结构示意图。
37.图中，1-输气管道；2-弧形板装置；3-阀门；4-快换接头；5-放空装置；6-注氮装置；7-桥接装置；21-弧形板；22-连接钢管；23-密封圈；24-链条收紧装置；51-放空软管；52-水平管；53-立管；54-火炬装置；55-法兰盘；56-转角接头；57-接箍；58-水平管固定支架；59-立管固定支架；61-注氮软管；62-注氮装置主体；63-注氮阀门；71-第二弧形板装置；72-第二阀门；73-第二快换接头；74-桥接管道；541-主火炬；542-火炬外罩；543-火炬盖板。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.实施例1：
40.如图1所示，本实施例的应急工况下天然气长输管道站场临时处理装置，包括弧形板装置2，弧形板装置2与输气管道1上的开孔配合，弧形板装置2上连接有阀门3，阀门3的另一端连接有快换接头4；所述快换接头4的另一端连接有放空装置5或注氮装置6或桥接装置7，桥接装置7的另一端连接至输气管道1上跨过堵塞段后的另一开孔处。
41.在停气检修时，先将放空装置5连接到快换接头4上，使输气管道1内大部分天然气导流到火炬装置54处被点燃。再在快换接头4上连接注氮装置6，通过向输气管道1内注入氮
气，排空输气管道1内参残余的天然气。在输气管道1遇到堵塞时，将桥接装置7连接到快换接头4上，并将桥接装置7的另一端连接到输气管道1上跨过堵塞段后的另一开孔处，从而天然气能避开输气管道1的堵塞段并从桥接装置7中通过，使输气管道1快速恢复正常输送。
42.综上，本发明的快换接头4能分别连接放空装置5、注氮装置6和桥接装置7，使得输气管道1可快速进行放空、注氮，并可在堵塞时快速恢复输送。采用快换接头4分别连接放空装置5、注氮装置6和桥接装置7，可使输气管道1在放空作业、注氮作业和桥接作业快速切换，利于及时解决停气检修和管道堵塞问题。
43.具体地，如图2所示，所述弧形板装置2包括设有开孔的弧形板21，弧形板21上连接有连接钢管22，弧形板21上的开孔与输气管道1上的开孔配合，连接钢管22的另一端与阀门3螺纹连接。其中，弧形板21的弧度和输气管道1的外壁弧度相同，弧形板21能与输气管道1良好贴合，从而弧形板21上的开孔与输气管道1上的开孔对齐后，弧形板21能提高连接处的密封性。
44.所述弧形板21内侧开有密封槽，密封槽中设置有密封圈23。由于弧形板21与输气管道1良好贴合，则密封圈23也能备均匀地压紧于弧形板21与输气管道1之间，保证可靠密封。
45.所述弧形板21的两侧均与输气管道1之间通过链条收紧装置24绑扎。通过链条收紧装置24将弧形板21拴紧在输气管道1上，避免弧形板21从输气管道1上脱落。根据需要，可调节链条收紧装置24的收紧程度，保证弧形板21与输气管道1连接可靠。并且弧形板21与输气管道1压紧后，密封圈23能起到良好气封作用。
46.具体地，如图1和图4所示，所述放空装置5包括放空软管51，放空软管51的一端与快换接头4连接，放空软管51的另一端连接有水平管52，水平管52的另一端连接有立管53，立管53的另一端连接有火炬装置54。当打开阀门3后，输气管道1内的天然气依次经过放空软管51、水平管52、立管53和火炬装置54，并在火炬装置54处点燃，达到放空目的。
47.使用法兰盘55将放空软管51和水平管52连接起来，方便拆装。水平管52和立管53通过90
°
的转角接头56连接，三根立管53使用接箍57连接，立管53和火炬装置54之间也通过接箍57进行连接。如图4所示，为固定整个放空管串，使用两个水平管52固定支架以及一个立管53固定支架分别对水平管52和三根立管53进行固定。水平管52固定支架由上下两部分组成，水平管52固定支架的上下两部分使用螺栓进行连接，并以此箍紧水平管52，整个支架通过地脚螺栓固定。立管53固定支架由三根焊接在接箍57上的钢板组成，立管53固定支架底部通过地脚螺栓固定。如图3所示，火炬装置54包括主火炬541，主火炬541外套设有火炬外罩542，主火炬541远离立管53的一端连接有火炬盖板543，主火炬541与立管53螺纹连接。
48.具体地，如图5所示，所述注氮装置6包括注氮软管61，注氮软管61的一端与快换接头4连接，注氮软管61的另一端连接有注氮阀门633，注氮阀门633的另一端连接有注氮装置主体62。在对天然气进行放空后，打开注氮阀门633，通过注氮装置主体62输出氮气，氮气通过注氮软管61进入输气管道1，使得输气管道1内残余的天然气被彻底排空。
49.具体地，如图6所示，所述桥接装置7包括第二弧形板装置71，第二弧形板装置71第二弧形板装置71与输气管道1上的开孔配合，第二弧形板装置71上连接有第二阀门72，第二阀门72的另一端连接有第二快换接头73，快换接头4与第二快换接头73之间连接有桥接管道74。输气管道1的堵塞段的两侧均开设开孔，并将桥接管道74连接于快换接头4与第二快
换接头73之间，则天然气能从桥接管道74通过，避开输气管道1的堵塞段，实现快速恢复输气作业。
50.需要说明的是，第二弧形板装置71与弧形板装置2的结构相同，第二阀门72与阀门3的结构相同，第二快换接头73与快换接头4的结构相同。
51.实施例2：
52.一种应急工况下天然气长输管道站场临时处理方法，包括以下步骤：
53.停气检修工况：
54.s1：在输气管道1上设置开孔，在输气管道1的开孔处连接弧形板装置2，弧形板装置2上连接阀门3，在阀门3的另一端连接快换接头4，在快换接头4上连接放空装置5；
55.所述放空装置5包括放空软管51、水平管52、立管53和火炬装置54；
56.连接放空装置5时，在快换接头4上连接放空软管51，在放空软管51的另一端连接水平管52，在水平管52的另一端连接立管53，在立管53的另一端连接火炬装置54；
57.s2：打开阀门3，对放空装置5上的火炬装置54进行点火；
58.s3：放空作业完成后，拆下快换接头4上的放空装置5，并将注氮装置6连接到快换接头4上；
59.s4：通过注氮装置6进行注氮作业；
60.输气管道1堵塞工况：
61.s5：在输气管道1的堵塞段两侧均设置开孔，在输气管道1的其中一个开孔处连接弧形板装置2，弧形板装置2上连接阀门3，在阀门3的另一端连接快换接头4，在快换接头4的另一端连接桥接装置7，将桥接装置7的另一端连接到输气管道1的另一个开孔处；
62.所述桥接装置7包括第二弧形板装置71、第二阀门72和第二快换接头73；
63.连接桥接装置7时，在快换接头4上连接桥接管道74，在桥接管道74的另一端连接第二快换接头73，在第二快换接头73的另一端连接第二阀门72，在第二阀门72的另一端连接第二弧形板装置71，将第二弧形板装置71连接到输气管道1的另一个开孔处；
64.s6：打开阀门3，使天然气通过桥接装置7。
65.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。