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       隨著油氣田地而工程的建設(shè)和發(fā)展，在對輸油氣管道的維搶修和改造過程中，經(jīng)常需要開孔作業(yè)，目前，中國主要以機械刀具開孔和氣割開孔為主。機械刀具開孔技術(shù)成熟，但存在開孔筒刀壽命短、刀齒磨損率高、作業(yè)安全可靠性低等不足氣割開孔具有操作簡單、效率高等特點，但在氣割過程中容易產(chǎn)生燃燒、爆炸等現(xiàn)象，存在較大的安全隱患。

       磨料射流作為一種新型冷切割方法，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于機械加工領(lǐng)域的鋼板切割，具有切割效率高、環(huán)保無污染等優(yōu)點，其在易燃易爆的環(huán)境中使用可以避免由于明火引起的燃燒爆炸危險，尤其適用于輸油氣管道、煉油廠、化工廠、煤礦井卜等易燃易爆場合曰。針對油氣田地而工程領(lǐng)域的磨料射流技術(shù)研究和試驗成果顯著，但尚未在現(xiàn)場廣泛應(yīng)用，故需要進一步開展工程現(xiàn)場的推廣應(yīng)用研究。

1磨料射流技術(shù)

       磨料射流是指在水射流中加入金剛砂或石榴石等較硬且細小的固體顆粒，通過高壓泵加壓、噴嘴加速后沖擊材料，實現(xiàn)對材料的沖蝕，同時隨著噴嘴的移動實現(xiàn)切割。磨料射流是磨料與高壓水相互混合而形成的固液兩相介質(zhì)射流。水是磨料運動的載體，磨料在水的作用卜運動。在高壓水中混入一定數(shù)量的磨料顆粒，高壓水將動能傳遞給磨料，由于磨料一般都有鋒利的棱角，從而極大提高了切割的工作效率川。磨料射流按磨料和水混合方式的不同分為前混合式和后混合式。前混合式磨料射流指磨料首先與水在磨料罐中混合，再加壓送至噴嘴。采用這種方式，水與磨料混合均勻，磨料顆粒獲得的能量較高，切割所需壓力低且作業(yè)效果好，是目前應(yīng)用最廣泛的磨料射流技術(shù)

       磨料射流作為一種冷切割技術(shù)，主要優(yōu)點有:①切割時無火花，無熱變形，在易燃易爆的環(huán)境中使用可以避免明火產(chǎn)生的燃燒爆炸危險，安全性高;②效率高，切縫窄且切口平整;③切割用料為水和磨料，成木低且不會對施工現(xiàn)場造成環(huán)境污染;④噴嘴與機體通過高壓膠管連接，作業(yè)范圍大，可用手工或?qū)Ｓ脵C構(gòu)夾持噴嘴作業(yè)，操作靈活、使用方便。

2工程應(yīng)用

      中緬原油管道工程(緬甸段)馬德首站位于若開邦西海岸皎漂市馬德島，設(shè)有1座30X10⁴t原油碼頭，12座10 X lO⁴ m3雙浮盤式外浮頂油罐。為了防止發(fā)生火災(zāi)極端事故時油品污染海洋環(huán)境，在首站罐區(qū)與海洋之間增設(shè)1座3 X lO⁴ m3z的溢油防護池，用來收集事故油品。事故油品通過污油泵經(jīng)回注管道注入碼頭進罐區(qū)的0202#匯管，實現(xiàn)溢油池回注油與罐區(qū)管道的工藝連通。溢油池回注管道與原油管道在原油進罐前0202#匯管處采用管道開口補強方式進行連頭，該方式可以最大限度地減少二通的使用數(shù)量，從而方便施工，節(jié)省投資 0202#匯管規(guī)格為:管徑914 mm}螺旋縫埋弧焊，I_360鋼;溢油池回注管道連頭支管規(guī)格為:管徑355 mm} 20#鋼;補強圈規(guī)格為:管徑620 mmX70鋼。

      0202#匯管全長507 m，連頭處位于0202#匯管的低點，連頭處及其兩側(cè)管道內(nèi)有原油，且為滿管狀態(tài)。為保障安全，綜合考慮現(xiàn)有各項資源，利用la儲罐中的水(水聯(lián)運儲備用淡水，液位為17.5  m)自流至0202#匯管，置換匯管中的原油，置換后的油水混合物排放至10“儲罐(目前為空罐)。待匯管中充滿水之后，利用空壓機從0202#匯管上的0277#安全閥處向匯管充入空氣，將匯管中的水頂至10#儲罐，當匯管連頭處液而下降10 cm時，停止充氣并開始開孔連頭作業(yè)(圖1)。

      利用現(xiàn)有的QSM-5-15-B-Y型石油用水切割機進行開孔，輔助切割器為T-S1型手持切割槍，一次性完成管徑為914 mm匯管上的DN 350開孔作業(yè)，安全無污染。系統(tǒng)工作壓力為45 MPa，磨料采用金剛砂。通過自制噴嘴夾持裝置，實現(xiàn)噴嘴的圓周切割控制。在切割過程中，通過手動調(diào)節(jié)噴嘴的軸向運動，盡量控制噴距的恒定，以確保切割效果及切割效率。

       在開孔過程中，磨料射流無需考慮輸油氣管道內(nèi)可燃介質(zhì)濃度，省略了可燃氣體濃度不間斷檢測和注氮保護等環(huán)節(jié)，有效提高了開孔效率。輸油氣管道通常是由鋼板卷焊而成的圓筒形，為非平而結(jié)構(gòu)，噴距作為磨料射流切割的重要影響因素，控制噴距的恒定對于切割效果及切割效率起著極其重要的作用。由于磨料金剛砂會不可避免地進入輸油氣管道中，因此，開孔完成后需考慮管道內(nèi)的排砂作業(yè)，避免影響到輸油氣管道工藝閥門的密封性。

3結(jié)束語

       磨料射流作為一種冷切割技術(shù)，安全性高，可以避免作業(yè)過程中輸油氣管道內(nèi)易燃易爆殘留物引發(fā)的燃燒爆炸危險，在工程中的成功應(yīng)用驗證了磨料射流技術(shù)應(yīng)用于輸油氣管道開孔作業(yè)的可行性，其在油氣田地而工程領(lǐng)域具有廣泛的適用性和良好的發(fā)展前景。