若进行常规的管线整体降压置换和试压需要停产约 54 天，时间较长不利于现场生产，且停产期间需向下游用户赔付高额费用。为了减少施工时间、降低施工费用，满足更换管段要求，必须选择合适的封堵技术进行实施。因此，本文将进行海底管道封堵技术优选研究，确保在施工前完成更换管段内的降压及可燃气体置换或排放，并在管段更换后进行试压，从而满足更换管段要求。
1 油气管主要封堵技术
1.1 冷冻封堵技术
管道封堵维修技术中，冷冻封堵技术较为原始并且在我国油气管道封堵作业中应用较早，该技术的关键是选择性能合适的液体作为封堵剂，注入管道内可以迅速凝结融合，从而达到管道封堵的目的。此技术因其施工工艺简单、安全可靠、成本较低的优点而被广泛应用，但是封堵压力低，导致对管径较大的管道封堵适应性较差，对外部环境要求较为严格，而且封堵剂选型也较为特殊。而对于海底管道，大管径和低环境温度普遍存在的，因此该技术并不能较好的适用于海底管道封堵。
1.2 带压开孔封堵技术
带压开孔封堵技术较为成熟常规且广泛应用于不同类型的管道中，从而具有不同的使用形式。按照封堵机械方式和应用工况的不同可分为悬挂式封堵、筒式封堵、盘式封堵和挡板囊式封堵等。按照运行工况的不同，带压开孔封堵技术又可分为不停输封堵和停输封堵。不停输封堵应用较为广泛，可以通过旁通管道、旁通三通、开孔三通和夹板阀的安装和开孔，搭建临时输送管道，保障封堵施工过程中下游管道的正常输送，然后利用封堵器进行封堵。封堵施工作业完成后先要关闭夹板阀，撤掉封堵器，然后安装三通塞堵，撤走夹板阀，最后安装法兰盲板。对于停输封堵，则开孔后不搭建旁通临时管道。带压开孔封堵技术会破坏管道的完整性，成为该技术的一个弊端。
1.3 智能封堵技术
智能封堵技术的核心即智能封堵器，这是一种集机电液于一体的远程控制的定点封堵工具，已成功应用于陆地及海洋油气管道的维修、阀门更换、立管更换及管道压力测试等作业中。技术施工时间短，施工完成后减少故障点并不遗留附加装置，有效降低维修成本。
1.4 MEG 封堵泄压技术
本技术为根据此工况设计的新封堵技术。采用该技术时，为实现平台侧立管段绝缘接头( 包括绝缘接头) 至清管器之间的管线和阀组的更换，需采取封堵措施防止上岸管道中的气体进入施工段。具体实施方法为: 管道整体泄压达到要求后，向立管中通入第一个清管球，以隔离上岸管道中的气体; 随后注入MEG 充满立管，利用其静压头将清管球稳固在立管底部; 再通入第二个清管球，隔离 MEG 和需更换的管段。但是停产期间，需要向下游用户赔付较为高昂的费用。综上所述，冷冻封堵技术安全性较低，带压开孔封堵技术操作复杂，费用高，均不适用; 智能封堵技术和 MEG 封堵泄压技术可行，需进一步研究，确定最优的封堵技术。
2 封堵技术优选
根据对比分析，需对智能封堵技术和 MEG 封堵泄压技术进行详细评估分析，从而优选出最适合此工况的封堵技术。
2.1 智能封堵技术
采用智能封堵器( smart plug) 实现局部降压置换和试压，从清管器进入，通过无线控制到达预订封堵位置，通过液压装置，使密封圈膨胀，完成封堵，然后泄放需更换管段的气体，更换平台侧立管段至清管器之间的管线，待更换完成后，对新管段进行试压，随后可退至清管器完成回收。
2.2 MEG 封堵泄压技术
为实现平台侧立管段绝缘接头( 包括绝缘接头) 至清管器之间的管线和阀组的更换，需采取封堵措施防止上岸管道中的气体进入施工段。具体实施方法为: 管道整体泄压达到要求后，如图 1 所示，向立管中通入第一个清管球，以隔离上岸管道中的气体; 随后注入 MEG 充满立管，利用其静压头( 立管高度117. 7 m) 将清管球稳固在立管底部; 再通入第二个清管球，隔离 MEG 和需更换的管段。试压时，需在绝缘法兰加盲板，只试压盲板之上管段。
图 1 MEG 封堵施工示意图
2.3 详细评估分析
管道泄压分为以下两个阶段:对于智能封堵技术和 MEG 封堵泄压技术，泄压第一阶段为海底管道关断后泄压至管道终端控制气量后停止。对于 MEG 封堵泄压计算，泄压第二阶段为泄压至终端进站气量降至外输压缩机最小气量后，手动打开终端段塞流捕集器后的压力调节阀 PCV1020，将海管内剩余气体泄放至火炬燃烧从而与立管中的 MEG 静压平衡以稳固清管球，再将管内气量泄放至火炬。泄压完成后，向立管中通入清管球并注入 MEG 进行封堵，再进行平台侧立管段绝缘接头( 包括绝缘接头) 至清管器之间的管线和阀组的更换。综合考虑年输量和管道出口压缩机入口最小处理气量，选取 30×108m3/ a ( 351743 m3/ h) ，25 × 108m3/ a ( 297619 m3/ h) ，115000 m3/ h 作为管道终端控制气量。
表 1 泄压计算结果
因此，智能封堵期间，可至少向下游维持供气 16 h。与智能封堵相比，MEG 封堵时间多 52 h( 封堵泄压共 40+36 = 76 h，智能封堵技术的封堵时长为 24 h) 。。通过以上对四个技术的对比分析，冷冻封堵技术和带压开孔封堵技术不适用于实际工况，对比智能封堵技术和 MEG 封堵泄压技术，前者成熟度高，可以缩短施工时间、节省投资。经过评估筛选，确定智能封堵技术为最优封堵技术。目前智能封堵技术较为成熟的国外公司，外方服务费用约100 万美金，且具备一定的国内海底管道施工经验。
表 2 智能封堵技术与 MEG 封堵泄压技术对比
3 确定施工方案
智能封堵器主要由信号接收器、液压系统、弹簧支撑轮、承压头、密封圈、承压斜块、锁定锚爪和执行法兰等组成。采用国外公司的 Tecnoplug 进行智能封堵，费用约为 100 万美金。通过采用智能封堵技术，施工时间缩短至仅 15 天，向下游用户赔付费用也大大降低，再扣除节省的稳定供气 16 h 的赔付费用，总投资相比整体降压置换，降低费用约 70%。
4 结 论
本文对国内外海底管道应用的封堵技术进行了优选研究和施工方案设计，尤其是充分了解了智能封堵技术的原理与流程，以及不同厂家在国内外的应用现状，对于智能封堵技术在
海底管道的应用与推广，具有深远意义。此外，创新性提出的MEG 封堵泄压技术，虽然在经济性方面略逊于智能封堵技术，但开拓了海底管道封堵技术的新思路，在今后的其他短距离海底管道上或许更为适用，需要通过更多的项目进行对比和验证，来不断完善这项新技术，并进行合理推广。
参考文献
［1］ 张宇. 天然气管道不停输带压封堵施工创新技术［J］．建筑工程技术与设计，2018( 35) : 3991.