油气管线对口工具技术的特点与应用

油气管线对口工具技术的特点与应用

王建民

胜利油田滨南采油厂维修大队山东东营257000

摘要：随着油田开发程度的加深，油气管线老化腐蚀、穿孔越来越严重，加上管网改造等施工，油气管线的铺设和更换工作量加大。对口器是铺设管网流程过程中必不可少的器具，在线路连头碰口、管口组对、站场管件安装施工中广泛使用。对口器又分为内对口器和外对口器，外对口器的使用对环境的要求比较高，因为它需要在人力来进行手工焊接的时候才可使用，而手工焊接的精度比较差，施工时间较长。结合现河油区特点和施工要求，在吸收目前比较先进的管道对口器的基础上加以改进制作，通过现场实验证明，新型的对口器具有性能良好，管口组对迅速，操作方便等优点，有效地降低了工人劳动强度，大大的缩短了换管时间，保证了生产的安全正常运行。

关键词：管线对口器；技术原理；比较；应用

现河采油厂油区油气管线分布从地下到地上纵横交错，点多线长面广。部分油区地处荒野、稻田地、地表水沟渠纵横，芦苇野草丛生，地下水位高，油气管线的铺设、更换频繁，尤其是管线对接，组对上，现场施工劳动强度大、效率低、管口质量难以保证。维修大队是一个以各类设施设备安装与维修为主的单位。其中，管线施工是主要工作任务之一，在实际的施工过程中，维修队担负大量安装新管线、管线腐蚀严重部分换管等工作量，特别是有些管线腐蚀后无法倒流程只能停井，为了最大程度减少产量损失，唯一的方法就是加班加点快速换管，在换管施工中准确、高质量的切割好接口是提高工作效率和施工质量重要因素之一。

对口器又分为内对口器和外对口器，外对口器的使用对环境的要求比较高，它需要在人力来进行手工焊接的时候才可使用，而手工焊接的精度比较差，施工时间较长。外对口器要求结合管道施工现场情况，具有精度高，操作便捷，重量轻，安全可靠的特点。外对口器是管道焊接提供高效率、高精度的管道对接而不可缺少的管道施工设备。

一、现状调查

调查发现，长期以来管道施工基本上采用从国外进口外对口器或仿制国外的外对口器，主要为带千斤顶的钢环式外对口器，产品结构比较单一。各种工况对外对口器使用提出了不同的技术要求，因此，外对口器功能必须满足工程实际需要，并且形式多样。针对目前外对口器的实际使用情况、结构特点、性能要求，经过多方调查、比对，目前国内有两种管线外对口器（链式外对口器、顶丝式外对口器），解决了传统外对口器结构笨重、使用范围单一、操作不灵活等缺陷，使用新型管道外对口器，可以很容易地调整管口局部错边量，不再需要借助额外的工具，使外对口器功能满足了线路连头碰口、管口组对、站场管件安装各种工况的使用，工效得到成倍提高。通过深入分析两种对口器的技术特点，其与油区的地貌特征、施工复杂性相适应，进行吸收改进后，可有效提高管线对口质量。

在管线施工中，通常采用带千斤顶的钢环式外对口器。千斤顶钢环式外对口器属钢性外对口器，在油气管线施工中应用比较广泛。由于千斤顶钢环式外对口器无法对局部管口的错边进行调整，其适用范围单一。因此，在施工过程中，经常需要使用楔铁和大锤进行强力组对修正错边，才能达到管口对的质量要求。使用这种对口器往往费时、费力，不仅要求管工有一定的经验，而且不能满足不同口径管道组对要求。

二、问题提出

由于气焊工技术水平不同、施工环境不同以及其他不同的各种因素常常因为对不上口浪费了大量的时间，同时因管线接口切割不规则给施工质量等带来不少问题，特别是在干线施工时，常常因为施工时间过长、质量不过关而重复施工等原因造成停井时间长，给原油稳产、上产造成被动。目前主要通过提高气焊工的技能来解决这一问题，取得了一定的成效，但是不理想。针对管线对口和现场存在问题进行了大量的攻关，从提高气焊工和油气管线安装工技能上下功夫，组织生产骨干进行坡口辅助工具技术比较并结合现场应用。

三、对口器技术原理

1、链式外对口器

链式外对口器其主要用于管口组对及矫正管口变形，也适用于大坡度、弯管线路、线路连头碰死口和其它地形复杂地段管线工程的施工。该外对口器的技术特点从具体细节来讲，是一种采用片式起重链来代替原外对口器两刚性环，使质量减轻。由于链条是柔性结构，附着在管口外壁，可根据管径不同用控链长，因此在管道组对作业中适用于任何管径的作业要求。作业时，先用螺旋拉紧机构定位安装外对口器，然后调整压爪上的顶丝来矫正管口变形组对管口。对口器的安装、拆卸是通过固定套和控制器的结合与分离来实现。固定套与控制器的组合是靠套外左右对称的两支点方爪夹在控制器机架两侧板方槽中来实现的。滑块式丝母与活动丝杆组成旋拉紧机构，转动丝杆使滑块式丝母在固定套中往复移动，来调节链条串联各压块与管外壁接触的紧度，通过对各顶丝的调节实现对口与矫正的目的。链式外对口器使用安全、性能可靠，操作方便、灵活、质量轻、对口精度高。

2、顶丝式外对口器

顶丝式外对口器的原理是采用一对双层半圆形钢板做主体支架，在支架上安装连接块，装上顶丝，通过调整顶丝的伸出长度调整管口的错边量。整套装置由上下半环通过销轴连接而成，每个半环结构相同，包括主体支架、顶丝压脚部分。主体支架是由两块半圆表钢板通过悬臂梁焊接而成。悬臂梁的个数由管道外径来定，一般取6一8个；顶丝压脚部分装于悬臂梁上，通过旋转顶丝来改变管口的局部错边量。与目前管道施工中常用的千斤顶式外对口器相比，顶丝式外对口器的创新点在于将主体支架上的固定压板改为顶丝压脚，可以更方便地调整局部错边量。顶丝式外对口器结构简单，使用方便，在操作中不再需要楔铁、大锤等辅助工具，同时提高了对口质量，降低了劳动强度，尤其是在较小管径碰死口的施工中更能发挥其优越性。

3、技术特点

针对外对口器实际使用情况、结构特点、性能要求开展科技攻关。两种新型管道外对口器（链式外对口器、顶丝式外对口器），与原有技术（千斤顶钢环式外对口器）综合比较，主要技术创新点在于：（1）解决了传统外对口器存在的结构笨重、使用范围小、操作不灵活等缺陷。（2）能够准确调整管口错边，满足现场施工管口组对的各种使用要求。尤其在起伏地带、站场及大口径管道施工中，大大提高了工作效率，降低了工程成本。（3）顶丝式外对口器适用于2种管径管道使用；链式外对口器适用于各管径使用，节省了成本投人。

管道外对口器是管道建设过程中必不可少的施工机具，在线路连头碰口、管口组对、站场管件安装施工中广泛使用。各种工况对外对口器使用提出了不同的技术要求，外对口器功能必须满足工程实际需要，形式多样，才能在性能上适用于现河油区的技术条件和工作环境，减轻现场施工人员的劳动强度，提高油气管线对口的质量和工作效率。

参考文献：

[1]赵杰，李峰，姚爽.便携式管道外对口器坡口矫正分析[J].焊管，2012（01）.

[2]彭元海.外对口器的简易制作技术[J].石油工程建设，2006（03）.