CN107433273A - 一种废弃原油管线无害化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废弃原油管线无害化处理方法。该处理方法包括：1)向废弃原油管线中植入除油球组，除油球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除油用清管器，向相邻除油用清管器之间注满水，然后向废弃原油管线中注入空气推动除油球组沿管线前行，清除管线内留存原油；2)向废弃原油管线中植入除蜡球组，除蜡球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除蜡用清管器，向相邻除蜡用清管器之间注满清洗剂，然后向废弃原油管线中注入空气推动除蜡球组沿管线前行，清除管线内附着蜡和残留原油；3)向废弃原油管线中注入可固化浆料，经固化填充废弃管线即可。该处理方法能耗低、可操作性强、安全性好，满足了废弃管线的安全无害化处置要求。

Description

一种废弃原油管线无害化处理方法

技术领域

本发明属于废弃原油管线的无害化处理领域，具体涉及一种废弃原油管线无害化处理方法。

背景技术

管道输送是石油最主要的运输方式，近年来随着人类对石油需求的不断增长，我国石油输送管道取得突破性发展，但废弃管道也逐年增多。管道达到服役年限，或者因腐蚀缺陷评估判定管道不具备输送石油天然气的价值，或者由于规划调整需迁建，或因管道安全距离的运行风险超过可接受范围时，管道会被废弃处置。当前，我国管道超期服役和废弃处置已成为普遍问题，国内废弃管线的无害化处置还未相关的标准和规范。

对废弃管道进行处理，一般采用注水、注缓蚀剂、注氮封管等方案，这些方案虽可以暂时保证停用管道的安全，但存在管内存留物后期安全及二次污染环境的隐患。如采用传统的开挖取管处置方案，虽然可以彻底消除隐患，但存在地面设施、附着物拆除量过大、地下隐蔽物处理极其复杂等客观现实，一般难于彻底实施。

申请公布号为CN104307819A的专利公开了一种废弃油气管道残留物组合清理方法，该清理方法是向废弃油气管道内植入清管列车，所述清管列车至少由双向直板清管器、泡沫清管器、有机溶剂、水基性清洗剂等多种不同类型的清管器和清洗剂组成；向所述废弃油气管道内通入推动介质，以推动所述清管列车在所述废弃油气管道内运行，从而对废弃油气管道进行清洗。该清理方法在实际清洗作业中存在着能耗高、清理效率差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃原油管线无害化处理方法，从而解决现有清理方法存在的能耗高、清理效率差的问题。

为实现上述目的，本发明的废弃原油管线无害化处理方法的技术方案是：

一种废弃原油管线无害化处理方法，包括以下步骤：

1)向废弃原油管线中植入除油球组，除油球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除油用清管器，向相邻除油用清管器之间注满水，然后向废弃原油管线中注入空气推动除油球组沿管线前行，清除管线内留存原油；

2)向废弃原油管线中植入除蜡球组，除蜡球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除蜡用清管器，向相邻除蜡用清管器之间注满清洗剂，然后向废弃原油管线中注入空气推动除蜡球组沿管线前行，清除管线内附着蜡和残留原油；

3)向废弃原油管线中注入可固化浆料，经固化填充废弃原油管线即可。

本发明的废弃原油管线无害化处理方法，依据对废弃原油管线内残留物质的分类清理，提高了清理的针对性和清理效率；清管器之间设置有清洗介质，可以起到缓冲保护和辅助清洗的作用，增加施工可操作性，进一步提高清理效率；该方法可以使用压缩空气为推动介质，能耗低、安全性好；经注浆固化后，废弃原油管线管内充盈饱满，介质无害，可以达到对废弃管线的安全处置要求，避免对环境产生二次污染。

步骤1)和步骤2)中，相邻除油用清管器之间、相邻除蜡用清管器之间均设有间隔撑顶件，以保证在相邻除油用清管器之间、相邻除蜡用清管器之间形成存液间隙。优选的，所述间隔撑顶件包括与其中一个清管器连接的刚性段和连接刚性段与另一个清管器的柔性段。

在管线清扫时，由于管道壁厚变化、线路起伏、介质积聚等原因可能会形成清管器球组组间压力变化，导致前后球体时而接近，时而骤然远离。柔性段的设置可以阻止因相邻清管器突然互相脱开，从而导致外部的水、油、空气等杂质进入清洗介质容纳腔，影响清洗介质的清洗效果。

步骤1)中，植入除油球组前，将废弃原油管线进行封堵、切割，然后安装用于植入和回收清扫球组的发球装置和收球装置。

步骤2)中，可根据附着蜡的厚度对皮碗间隔和硬度进行设计。

步骤1)中，沿管线走向在高点植入除油球组，在低点回收。步骤2)中，沿管线走向在高点植入除蜡球组，在低点回收。步骤3)中，沿管线走向由低点向高点注入可固化浆料。

本发明的废弃原油管线无害化处理方法，与传统的蒸汽吹扫、氮气吹扫和水置换工艺相比，能够彻底清除残油和附蜡，杜绝二次污染，清洗效率高；与传统的破土开挖割管工艺相比，不需要征地协调，不需要破坏原有穿越道路和场坪，不需要拆迁地面构筑物，土方开挖和拆建工作量相对较少。

本发明的废弃原油管线无害化处理方法，使用清扫球组配合清洗介质的方式清洗废旧管线，清洗效率高；使用空气作为推动介质即可实现清理过程，能耗低，安全性高，可操作性好。

附图说明

图1为本发明的废弃原油管线无害化处理方法的除油/除蜡示意图；

图2为本发明的废弃原油管线无害化处理方法的流程图；

图3为注浆固化作业的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的废弃原油管线无害化处理方法的具体实施例，工艺流程图如图2所示，采用上述实施例的处理***，包括以下步骤：

1)向废弃原油管线中植入除油球组，除油球组包括两个沿管线长度方向设置的板式三皮碗清管器，相邻除油用清管器之间具有用于注入水的间隙；向废弃原油管线中注入空气推动除油球组沿管线前行，清除管线内留存原油；

2)向废弃原油管线中植入除蜡球组，除蜡球组包括至少两个沿管线长度方向设置的除蜡用清管器，相邻除蜡用清管器之间具有用于注入清洗剂的间隙；向废弃原油管线中注入空气推动除蜡清油球组沿管线前行，清除管线内附着蜡和残留原油；

3)向废弃原油管线中注入可固化浆料，经固化填充废弃原油管线即可。

步骤1)和步骤2)中，对废弃原油管线进行除油/除蜡的示意图可参考图1，包括待废弃原油管线8，设于待废弃原油管线8一端的用于向废弃管线中植入清扫球组的发球装置1，以及设置于待废弃原油管线8另一端的用于接收清扫球组的收球装置10，清扫球组包括两个沿管线长度方向设置的前清管器7和后清管器6，前清管器7、后清管器6之间具有用于注入清洗介质的间隙14，前清管器7和后清管器6之间连接有间隔撑顶件，间隔撑顶件包括与前清管器连接的刚性件150和连接刚性件150和后清管器6的软连接件151，间隔撑顶件15用于防止清扫球组在前行时由于管径不均等原因导致的前清管器、后清管器相互贴合，保证前清管器、后清管器具有刚性件长度范围的最小间隔，减少间隙14中清洗介质的漏失，提高清洗效率；软连接件的设置可以阻止因相邻清管器突然互相脱开，从而导致外部的水、油、空气等杂质进入清洗介质容纳腔，影响清洗介质的清洗效果。

废弃原油管线上设有带压开孔封堵结构9；发球装置1设有注气口，注气口通过注气管2与空气压缩机3连接，注气口用于注入空气推动清扫球组沿管线前行；发球装置1上还设有注液口，注液口通过注液管4与注液泵5连接，用于向间隙中注入清洗介质；收球装置上设有用于排出气体的排气管11和用于排出废弃管线残留物的排污口，排污口通过排油/排污管道12与原油/污物储存装置13连接。发球装置、收球装置为与废弃原油管线匹配的管状体，一端与废弃原油管线8焊接，另一端设置密封盖以在清洗管道时密封。

在用于废弃留存原油的回收时，清管器采用板式三皮碗清管器，清洗介质为水；工作时，打开注液管上的阀门，对带压开孔封堵结构解封，启动注液泵向间隙内注水，推动前清管器前行至5m左右距离，关闭注液泵和注液管上的阀门；开启注气管上的阀门和排油管道的阀门，启动空气压缩机，开始向管道内注入空气，推动后清管器、水、前清管器和原油留存原油一并前行，通过排油管道将原油排入原油储存装置(油罐车)内，原油和含油污水运抵至指定泵站再处理利用；前清管器、后清管器均达到收球装置内时，关闭空气压缩机，打开排气管上的排气阀，减压至大气压，油罐车不再有油进入后，关闭排油管道的阀门，原油回收作业完成。

在原油回收作业完成后，可进一步利用本实施例的处理***对废弃原油管线进行除蜡作业，除蜡作业采用除蜡用清管器，清洗介质为对管壁附着蜡和残留原油溶解性强的化学清洗剂；除蜡作业时，启动注液泵，向两个清管器之间注入化学清洗剂，推动前清管器前行至5m左右距离，关闭注液泵和注液管上的阀门；开启进气管上的阀门，启动空气压缩机，往管道内注入空气，推动后清管器、化学清洗剂、前清管器一并前行。如此反复，更换清管器、化学清洗剂，对管内残余原油和管壁附蜡进行完全刮出清洗，直至排出液中没有明显油污，且可燃气体检测仪检测油气浓度小于0.5％LEL，清洗作业完毕，关闭空气压缩机，打开排气管上的排气阀，放空排气，将管线内压力减压至大气压，打开排污管道的阀门，对剩余少量液体排至污物储存装置(集油桶)进行收集，油污混合物运至清洗剂厂家进行集中处理。

以上处理方法中，步骤2)可重复多次，直至排出液中没有明显油污，且可燃气体检测仪检测油气浓度小于0.5％LEL。

步骤3)中，注浆固化作业的示意图如图3所示，包括废弃原油管线8，设于废弃原油管线8两端的左封头160和右封头161，废弃原油管线8的首端设有注浆管170，注浆管170通过卡箍18与泵车的注浆管口连接，废弃原油管线8的尾端设有观察口171，废弃原油管线内设有用于隔断管线内流出气体的黄油墙19。

注浆固化时，可实施注浆固化管线最长距离视浆料粒径、浆料流动性、管径大小、管线高程差等因素而定，一般不超过2km，最大注浆管径不超过600mm。注浆装置安装前，在废旧管道两端打黃油墙，隔断管内可能产生流出气体；在管端部焊接椭圆封头；在低点端距离管端600mm处设DN150注浆口，注浆管道采用专用卡箍型装置与泵车注浆管口连接，高度以方便操作为宜。在高点端距离管端1000mm处设置DN150观察口。

注入浆料各成分的质量占比为：石灰石(5％)、硬石膏(2％)、矾土(1％)、水泥(34％)、粉煤灰(34％)和水(23％)，并加入适量的调凝剂、分散剂和消泡剂(1％)。浆料注入前，应先试验流动性，浆料配比视气温等条件而异，注入浆料应具有超大流动性，可实现顺利流淌。

注入浆料流动性用截锥流动度试验测试，应达到420mm以上；浆体应饱满，不离析、不下沉、不泌水；可实现24小时膨胀率达到7％，不会形成空隙带；浆体28天强度达到20MPa以上。

注浆料在混凝土搅拌站搅拌均匀，用罐车运至施工现场，浆料应在6小时内注浆完毕。注浆料从罐车卸入料斗后，以混凝土泵车泵为动力实施注浆，注浆控制压浆压力不超过管道工作压力，过程出现压力急剧上升或压浆管剧烈抖动应立即停止注浆处置。在浆料到达管线末端时，高点出气口处看到浆料稳定流出(排出泥浆、油污等可引至罐车或专门的接浆桶，避免造成环境污染)，停止泵送浆料，注浆作业完成。

该注入浆料能耗低、流动性好、凝固时间合适、固化后缩量不大；该注浆方法常规的自备注浆泵、现场自拌料，改用商混站提供拌料，直接采用商混站水泥泵车注入，并自行设计注入接口装置，可操作性强，效率高，成本低，也更加实用。

注浆作业结束后，两周后浆料固化，在管道端部会出现少量回缩，在出料端已固化管道顶部开天窗进行填充度检验，验证注浆固化效果。管道端部因浆料固化回缩部分人工填充素土，焊接密封。

其他实施例中，清管器的数量可以设置为三个以上；可根据管道弯曲半径(或叫管线起伏情况)灵活设计间隔撑顶件长短，增加清洗液长度以减少清洗次数。间隔撑顶件可以为两端分别连接钢丝绳的刚性结构杆件，两条钢丝绳分别连接对应清管器；间隔撑顶件可以不与清管器连接，包括定位盘和穿过定位盘的刚性杆，或采用其他形式，能够阻挡相邻清管器接触即可；清管器的类型和材料可以根据需要进行选择。

本发明的废弃原油管线无害化处理方法，工艺方法科学、合理，施工难度小，安全风险低，成本不高，性价比高，市场应用前景广泛，推广的意义重大。

Claims (7)

1.一种废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向废弃原油管线中植入除油球组，除油球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除油用清管器，向相邻除油用清管器之间注满水，然后向废弃原油管线中注入空气推动除油球组沿管线前行，清除管线内留存原油；

2)向废弃原油管线中植入除蜡球组，除蜡球组包括至少两个沿管线长度方向间隔布置的除蜡用清管器，向相邻除蜡用清管器之间注满清洗剂，然后向废弃原油管线中注入空气推动除蜡球组沿管线前行，清除管线内附着蜡和残留原油；

3)向废弃原油管线中注入可固化浆料，经固化填充废弃原油管线即可。

2.如权利要求1所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中，相邻除油用清管器之间、相邻除蜡用清管器之间均设有间隔撑顶件，以保证在相邻除油用清管器之间、相邻除蜡用清管器之间形成存液间隙。

3.如权利要求2所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，所述间隔撑顶件包括与其中一个清管器连接的刚性段和连接刚性段与另一个清管器的柔性段。

4.如权利要求1所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，步骤1)中，沿管线走向在高点植入除油球组，在低点回收。

5.如权利要求1所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，步骤2)中，沿管线走向在高点植入除蜡球组，在低点回收。

6.如权利要求1所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，步骤3)中，沿管线走向由低点向高点注入可固化浆料。

7.如权利要求1所述的废弃原油管线无害化处理方法，其特征在于，步骤1)中，植入除油球组前，将废弃原油管线进行封堵、切割，然后安装用于植入和回收清扫球组的发球装置和收球装置。