漏油無(wú)害化處理及搶維修

漏油無(wú)害化處理及搶維修2014年5月8日目錄第一章石油污染修復(fù)方法 31.溢油控制 31.1圍油欄 31.2凝油劑 41.3吸附法 42.溢油回收 52.1收油機(jī) 52.2分散劑 62.3聚油劑 73.污染物的處理 74.環(huán)境修復(fù) 84.1物理修復(fù)技術(shù) 84.2化學(xué)修復(fù)技術(shù) 94.3生物修復(fù) 114.4聯(lián)合修復(fù)技術(shù) 144.5修復(fù)技術(shù)展望 14第二章油氣管道搶維修技術(shù) 151、概述 152、管道修復(fù)方式方法及技術(shù) 162.1管體缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù) 162.2防腐層修復(fù) 183、管道封堵技術(shù) 193.1開(kāi)孔機(jī)研究進(jìn)展 193.3海底管道維修技術(shù) 214、管道修復(fù)用施工設(shè)備 22而1kg“ASSW”能吸附6.8kg的溢油。瑞典人利用紡織工業(yè)的廢物，制成一種稱為“布列果連”的新型粉末吸油劑，它既具有憎水性，又有驚人的石油吸附能力。2.溢油回收溢油回收主要是采用機(jī)械方法，選用專業(yè)溢油回收設(shè)備（收油機(jī)）或泵等抽吸設(shè)備，回收大量溢油。而對(duì)于少量泄漏，較薄的油層，如在開(kāi)放海域則可以選擇使用化學(xué)分散劑清楚，而對(duì)于內(nèi)陸水域，由于法律規(guī)定不允許使用分散劑，故多采用吸附劑、聚油劑和凝油劑等。對(duì)于地面少量溢油的清理因不同環(huán)境選用不同方式，對(duì)于建筑地面選擇吸附劑、高壓水沖洗、熱洗等不破壞地面的方式進(jìn)行；對(duì)于植被茂密的地表或農(nóng)田宜采用吸附劑或添加微生物營(yíng)養(yǎng)鹽的方式，促進(jìn)其自然降解，避免地表植被的破壞。2.1收油機(jī)收油機(jī)由撇油器、動(dòng)力系統(tǒng)和管線組三部分組成。根據(jù)吸油方式的不同可分為堰式收油機(jī)、真空式收油機(jī)、親油式收油機(jī)、水動(dòng)力式收油機(jī)和機(jī)械撈取式收油機(jī)。近幾年來(lái)，世界各國(guó)正在研制開(kāi)發(fā)適應(yīng)性更強(qiáng)的外海浮木擋柵和撇乳器，這類浮木擋柵和撇乳器可以在外海和急流中使用。2.1.1堰式收油機(jī)堰式收油機(jī)利用重力使油從水面上分離。堰唇剛好位于油膜下面，使油能流過(guò)堰唇進(jìn)入集油槽，然后被泵傳送到存儲(chǔ)裝置。堰的高低可以調(diào)整以防大量水進(jìn)入泵中。2.1.2真空式收油機(jī)真空式收油機(jī)通過(guò)泵或真空罐通過(guò)吸頭將水面油抽吸上來(lái)。真空吸頭有多種形式，適應(yīng)各種場(chǎng)合。2.1.3親油式收油機(jī)親油式收油機(jī)主要由親油材料制成的吸附裝置和刮油器組成，通過(guò)親油材料將溢油吸附上來(lái)，經(jīng)過(guò)刮油器收集到儲(chǔ)罐中完成整個(gè)收油工作。根據(jù)吸附裝置外形又分為繩式、轉(zhuǎn)盤式和轉(zhuǎn)筒式以及刷式、帶式收油機(jī)。2.1.4水動(dòng)力式收油機(jī)收油原理如下圖所示：水面浮油和水①被高速移動(dòng)的傾斜收油帶②向后/向下導(dǎo)引到集油井③中，油浮到集油井頂部并被泵⑤傳輸走，水經(jīng)集油井底部的排出口④排出。2.1.5機(jī)械式收油機(jī)機(jī)械回收適用于高粘度溢油及污染物的回收。根據(jù)回收設(shè)備有機(jī)械挖取、機(jī)械帶式收油機(jī)、收油網(wǎng)、吸油氈等多種形式。2.2分散劑【10-13】分散劑也稱為消油劑，是由表面活性劑、溶劑和少量助劑（潤(rùn)濕劑和穩(wěn)定劑）所組成。表面活性劑由親油和親水基團(tuán)2部分組成,在分散劑中起主要作用。由于表面活性劑對(duì)油和水都產(chǎn)生親和力，能改變油、水界面的作用并極大地降低油膜的表面張力。分散劑通過(guò)親油基團(tuán)和親水基團(tuán)把油和水連接起來(lái)，經(jīng)過(guò)機(jī)械攪拌或波浪作用，形成一個(gè)個(gè)水包油乳化粒子，隨著水體的自然運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散于水體中。在分散劑中使用的表面活性劑絕大多數(shù)是非離子型，有極少數(shù)是陰離子型表面活性劑。從第一次使用分散劑至今已有30多年的歷史，其發(fā)展歷經(jīng)三代：第一代是毒性很大的陰離子表面活性劑；第二代是非離子表面活性劑，醚型變?yōu)轷バ?，毒性變?。坏谌菨饪s型，有效成分為乳化劑、潤(rùn)濕劑和氧化劑等。分散劑的有點(diǎn)是見(jiàn)效快，在惡劣氣候下可以在短時(shí)間處理大面積溢油。但是在溫度低于5℃的水中幾乎不能應(yīng)用；且由于可能產(chǎn)生二次污染；只對(duì)中低粘度的油有效。所以各國(guó)對(duì)其使用都有專門的條例限制。HSP60是目前國(guó)外主要使用的分散劑，經(jīng)過(guò)一些列的試驗(yàn)證明其作為溢油事件的保護(hù)手段是有效的。研究表明，天氣、溫度、鹽度都是影響分散劑使用效果的主要因素。分散劑通過(guò)食物鏈會(huì)影響海洋動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境。美國(guó)、德國(guó)、挪威等國(guó)家一直跟蹤觀察分散劑的毒性影響。2.3聚油劑[14-16]聚油劑是將擴(kuò)散的油聚集起來(lái)但不使其凝膠的化學(xué)物質(zhì)。向海面溢油噴灑聚油劑，改變油水的表面張力，油聚集后再利用其他方法回收，可以說(shuō)聚油劑是一種化學(xué)圍欄，適合用在港灣，海域內(nèi)，作為未鋪設(shè)圍油欄之前的輔助手段。聚油劑的擴(kuò)散速度確定了其聚油效果，而擴(kuò)散速度取決于溫度、聚油劑的活性成分及溶劑的性質(zhì)。聚丙烯酸胺類、丙烯酸胺類、聚乙烯醇類及早期的間苯二酚、木素磺化鹽是目前國(guó)外的主要產(chǎn)品。可在不同環(huán)境毒性及其他情況下使用，并取得良好效果。目前國(guó)產(chǎn)QS系列聚油劑是由N,N-二烷基胺類表面活性劑等配置而成。3.污染物的處理污染物主要指回收的油品、污水、使用后的吸附劑、溢油污染的固體物質(zhì)、回收的污染土壤等。對(duì)于回收的油品主要選擇管道回注或再利用；少量的污水可以交由污水處理廠或自行處理；使用過(guò)的吸附劑、固體物質(zhì)可以采用焚燒、掩埋或交垃圾處理廠處理；對(duì)于回收的少量的污染土壤，可以選擇生物堆腐法處理。4.環(huán)境修復(fù)根據(jù)修復(fù)原理，石油污染的修復(fù)技術(shù)目前主要有物理、化學(xué)、生物3種修復(fù)技術(shù)。根據(jù)修復(fù)地點(diǎn)，又分為原位修復(fù)和異位修復(fù)。生物修復(fù)由于有不造成二次污染、費(fèi)用低、原位降解污染物等優(yōu)點(diǎn),是一種極有前途的環(huán)境技術(shù)。因此，以生物方法為主體、組合其他方法的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)已成為石油污染場(chǎng)地土壤修復(fù)的主流發(fā)展方向。4.1物理修復(fù)技術(shù)物理修復(fù)主要對(duì)污染物進(jìn)行遷移，并未從根本上去除污染物，因此該方法不值得提倡。但對(duì)于一些突發(fā)緊急事件，仍具有一定必要性。4.1.1焚燒法[17]焚燒法起源于城市垃圾的焚燒處理，它適用于小面積的污染土壤治理。在進(jìn)行土壤焚燒時(shí)，對(duì)土壤顆粒直徑有要求（不大于25mm），而且常需要加入燃料油輔助燃燒，燃燒過(guò)程中可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)從而引起二次污染，因此需要增加洗滌和過(guò)濾裝置處理燃燒尾氣，使得處理成本較高。4.1.2電修復(fù)法[18]電修復(fù)法也稱為熱熔玻璃法，是一種熱處理法，通過(guò)向土壤中通入巨大電流，在高溫作用下使土壤中的烴類物質(zhì)燃燒分解達(dá)到凈化土壤的目的。當(dāng)土壤被重金屬和石油類物質(zhì)復(fù)合污染時(shí)，石油烴類被分解，而重金屬則轉(zhuǎn)化成玻璃態(tài)的惰性物質(zhì)，大大降低了其污染性。該法適用于小范圍淺層土壤污染處理，具有處理時(shí)間短、處理效果好的特點(diǎn)，但費(fèi)用較高且容易產(chǎn)生二次污染。4.1.3固化穩(wěn)定法[19]固化穩(wěn)定法通過(guò)降低污染物在土壤中的可溶性和吸收性，然后將土壤包埋在一個(gè)堅(jiān)固的基質(zhì)中，抑制污染物質(zhì)遷移。據(jù)報(bào)道，將水泥、爐渣和石灰混合物加入污染土壤中攪拌均勻凝固后可形成一個(gè)大石塊，土壤包埋其中，達(dá)到完全隔離污染帶的目的。該法適用于土壤的暫時(shí)修復(fù)，它限制了土壤的將來(lái)使用，但隨著時(shí)間的推移，污染物可能會(huì)再次污染環(huán)境。4.1.4換土法[20]換土法將未受污染新鮮的土壤全部或部分替換被污染的土壤，達(dá)到稀釋污染物的目的。其去除機(jī)理是利用土壤的環(huán)境容量降低污染物濃度水平，包括翻土、換土和客土3種方法。翻土即采用深層未受污染的土壤，換土則是將受污染的土壤轉(zhuǎn)換為未受污染的土壤，客土則是將未受污染的土壤直接投加入污染土壤中。該法適用于受污染面積較小污染土壤治理。4.1.5土壤氣相抽吸法[21-23]土壤氣相抽吸方法通過(guò)在地下層被污染的非飽和帶抽提氣相來(lái)強(qiáng)化土壤空氣的定向流動(dòng)修復(fù)被揮發(fā)性有機(jī)污染物，污染物被流動(dòng)氣相夾帶遷移至地面被去除。該法適用于滲透性好且均質(zhì)的非飽和帶污染土壤的修復(fù)，對(duì)汽油等輕質(zhì)、易揮發(fā)石油產(chǎn)品污染土壤的修復(fù)效果較好。目前，這方面的研究主要集中在數(shù)學(xué)模型開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)室規(guī)?；蛑性囈?guī)模技術(shù)方面。為增加壓力梯度和空氣流速，很多情況下在污染土壤中也安裝若干空氣注射井。該技術(shù)是80年代最常用的土壤及地下水有機(jī)物污染的修復(fù)技術(shù)，有成本低、可操作性強(qiáng)、可采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、處理有機(jī)物的范圍寬、不破壞土壤結(jié)構(gòu)、不引起二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但所受影響因素較多，比如：土壤的滲透性、土壤濕度及地下水深度、土壤結(jié)構(gòu)和分層、氣相抽提氣體的流量和流速、蒸汽壓與環(huán)境溫度等，尤其是土壤的滲透性，對(duì)土壤氣相抽提法處理效果的影響很大。4.1.6CSP法[24]CSP法即凈化土壤工藝。該工藝類似于土壤清洗工藝，不同的是它采用含碳的物料(如：煤和焦炭)吸附起到了更好的凈化效果。該法用含碳的物料當(dāng)作吸附物，在90℃和強(qiáng)烈攪拌下通過(guò)煤表面強(qiáng)力吸附烴基污染物，然后用重選或浮選法將干凈的土壤和吸附有烴基化合物的煤分開(kāi)，達(dá)到凈化土壤的目的。CSP法能處理不同種類的、不同粘性的及其它方法難以處理的土壤；而且結(jié)果表明：該法能成功地凈化含石油烴化合物和氯化物的土壤，效果很好，并且運(yùn)行可靠、重現(xiàn)性好。但CSP法還沒(méi)有成熟，目前仍處于試驗(yàn)階段。4.2化學(xué)修復(fù)技術(shù)4.2.1化學(xué)氧化法[25]化學(xué)氧化法是向土壤中噴射或注入化學(xué)氧化劑，利用其氧化性使石油烴組分被去除，達(dá)到凈化的目的。利用化學(xué)氧化法進(jìn)行修復(fù)時(shí)首先將抽出的地下水經(jīng)曝氣塔將大部分揮發(fā)性物質(zhì)清除，然后向水中加入氧化劑，再回灌于土壤中，使氧化劑與土壤及地下水充分接觸氧化，達(dá)到去除污染物的目的。影響其處理效果的因素有抽水井和注入井的位置的選擇，污染土壤的滲透性以及氧化劑性能。其中氧化劑的選擇最為關(guān)鍵，常見(jiàn)的氧化劑有臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀以及二氧化氯等。據(jù)報(bào)道，對(duì)于石油類污染物質(zhì)，臭氧的氧化率是96.2%，二氧化氯為84.7%，高錳酸鉀為46.1%。二氧化氯具有價(jià)格低廉，氧化能力強(qiáng)和兼具滅藻作用的優(yōu)點(diǎn)，且其副產(chǎn)品無(wú)毒性，因此常被作為首選的氧化劑。抽水井和注入井的位置是保證氧化劑和污染物接觸的先決條件，其最佳的理想狀態(tài)是應(yīng)該盡量使污染帶完全地隔離。此外，土壤良好的滲透性有利于氧化劑的擴(kuò)散。該方法適用于同時(shí)治理土壤和地下水的石油類污染。4.2.2超臨界流體法[26]超臨界流體法屬于萃取法一種，它利用超臨界流體作為萃取劑來(lái)萃取土壤中的石油類物質(zhì)，然后對(duì)萃取相中的物質(zhì)進(jìn)行分離，回收油類物質(zhì)。該方法適合于面積小且石油污染程度高的情況。超臨界流體法常采用的超臨界流體是CO2，它具有臨界溫度接近常溫、安全易得、粘度系數(shù)小、表面張力小以及溫度和壓力變化對(duì)溶劑強(qiáng)度影響較大的特點(diǎn)。該種萃取劑與一般有機(jī)萃取劑相比，具有萃取時(shí)間短、溶劑用量少、操作方便、萃取效率高、萃取物可直接進(jìn)行分析以及易于實(shí)現(xiàn)高選擇性萃取的優(yōu)點(diǎn)。但該法在理論上研究尚不完善，目前仍主要處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。隨著超臨界流體的萃取機(jī)理和工藝技術(shù)的深入研究，傳統(tǒng)的萃取技術(shù)將面臨一場(chǎng)革命，土壤的修復(fù)技術(shù)也將出現(xiàn)一個(gè)更廣闊的空間。4.2.3土壤洗滌法[27,28]土壤洗滌法包括清洗和淋洗兩種。土壤清洗是利用表面活性劑和水混合而成的洗滌液浸泡被挖掘的污染土壤，使污染物轉(zhuǎn)移到液相，并將處理后的土壤進(jìn)行回填。土壤淋洗是利用淋洗液使污染物轉(zhuǎn)移到液相，并對(duì)液相處理后外排或回用。兩者共同的特點(diǎn)是將污染物從固相轉(zhuǎn)移到液相，且容易造成二次污染，不同之處在于后者不需要開(kāi)挖受污染的土壤和回填處理后土壤，但對(duì)土壤的滲透性有較高要求。該法主要是利用洗滌液的憎水性和增溶作用對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物的石油污染土壤進(jìn)行修復(fù)，其效果較好，但當(dāng)面對(duì)不同有機(jī)物污染時(shí)顯得力不從心。因此，目前主要集中在不同類型污染現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)研究，協(xié)同修復(fù)研究以及高效淋洗液及其增溶機(jī)理研究等。4.2.4光催化氧化法[29]光催化氧化法是利用半導(dǎo)體材料(如TiO2)為催化劑，在紫外光照射下，產(chǎn)生具有很強(qiáng)反應(yīng)活性的自由基氧化有機(jī)污染物，最終將有機(jī)物氧化為CO2、H2O和其他無(wú)機(jī)物質(zhì)的一種化學(xué)方法。該方法包括光解和光催化降解，是一項(xiàng)新興的深度氧化處理技術(shù)。光解可分為直接和間接兩種方式，前者使有機(jī)化合物發(fā)生化學(xué)鍵斷裂或結(jié)構(gòu)重排，后者則是由其他化合物吸收光子，誘導(dǎo)污染物發(fā)生降解反應(yīng)。4.3生物修復(fù)生物修復(fù)是利用生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤中有毒有害物的濃度，使污染土壤恢復(fù)到健康狀態(tài)的過(guò)程。目前，治理石油烴類污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)主要有3類：微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)。4.3.1微生物修復(fù)技術(shù)石油污染土壤的微生物修復(fù)主要利用土壤中的土著微生物或向污染環(huán)境補(bǔ)充經(jīng)馴化的高效微生物，在優(yōu)化的環(huán)境條件下，加速分解污染物，修復(fù)被污染的土壤。微生物修復(fù)按修復(fù)的地點(diǎn)又可分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。4.3.1.1原位生物修復(fù)技術(shù)[30]主要包括投菌法、生物培養(yǎng)法、生物通風(fēng)法、土地耕作法。4.3.1.1.1投菌法直接向遭受石油污染的土壤接入外源的污染物降解菌，同時(shí)提供這些細(xì)菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)。4.3.1.1.2生物培養(yǎng)法定期向污染土壤中加入營(yíng)養(yǎng)、O2或H2O2作為微生物氧化的電子受體，給被污染環(huán)境中已經(jīng)存在的降解菌提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境，提高土著微生物的代謝活性，最終將污染物降解為CO2和H2O。4.3.1.1.3生物通風(fēng)法[31]生物通風(fēng)法是一種強(qiáng)迫氧化的微生物降解方法。在污染的土壤上打至少2口井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將新鮮空氣強(qiáng)行排入土壤中，然后抽出，土壤中揮發(fā)性有毒有機(jī)物便隨之去除。在通入空氣時(shí)，加入適量的NH3，可為土壤中的降解菌提供氮素營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)微生物降解活力的提高，其制約因素是土壤結(jié)構(gòu)，具有多孔結(jié)構(gòu)的土壤可使用該方法。4.3.1.1.4土地耕作法對(duì)污染土壤進(jìn)行耕耙、施肥、灌溉，并加入石灰，盡可能地為微生物降解提供一個(gè)良好的環(huán)境，使其有充足的營(yíng)養(yǎng)、水分和適宜的pH值，以保證污染物在土壤中的降解。該方法適用于污染層次較淺的土壤。原位生物修復(fù)技術(shù)所采用的工藝措施較為簡(jiǎn)單，所需費(fèi)用較少，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，致使污染物可能從污染地遷移，這是原位生物修復(fù)技術(shù)最大的缺陷，并且該技術(shù)受溫度、土壤類型等的影響而具有一定的局限性，一般適用于處理污染時(shí)間較長(zhǎng)、狀況已基本穩(wěn)定的地區(qū)或者受污染面積較大的地區(qū)。4.3.1.2異位生物修復(fù)技術(shù)主要包括預(yù)制床法、堆肥處理法、生物反應(yīng)器法、厭氧生物修復(fù)法。4.3.1.2.1預(yù)制床法[32]預(yù)制床法可以使污染物從處理區(qū)的遷移量減至最小。其基本操作過(guò)程為：在不泄漏的平臺(tái)上，鋪上石子與砂子，將污染土壤平鋪其上，然后通過(guò)施肥、灌溉，調(diào)節(jié)pH值，有時(shí)還加入微生物和表面活性劑，使其適合污染物的降解。處理過(guò)程中流出的滲濾液，回灌于該土層上，以便徹底清除污染物。此外，還有一種挖掘堆置的處理床，是將受污染的土壤從污染地區(qū)挖掘起來(lái)，運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)經(jīng)過(guò)處理的地點(diǎn)(布置防止?jié)B漏底，通風(fēng)管道等)堆放，形成上升的斜坡，并進(jìn)行生物修復(fù)的處理，處理后的土壤再運(yùn)回原地。4.3.1.2.2堆肥處理法[33]在土壤中加入樹(shù)枝、稻草、糞肥、泥炭等易堆腐物質(zhì)作為土壤調(diào)理劑，同時(shí)使用機(jī)械或壓氣系統(tǒng)充氧，并加入石灰以調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的微生物發(fā)酵處理，大部分污染物被降解，標(biāo)志著堆肥的完成。該方法適用于較高烴類含量的含油污染，適用于冬季較長(zhǎng)的地區(qū)，且處理后的土壤可返回原地或用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。4.3.1.2.3生物反應(yīng)器法生物反應(yīng)器法是將污染土壤置于一專門的反應(yīng)器中處理。其處理過(guò)程為：將污染土壤挖掘起來(lái)與水混合為泥漿后轉(zhuǎn)入反應(yīng)器中，同時(shí)加入必要的營(yíng)養(yǎng)物和表面活性劑，鼓入空氣充氧，劇烈攪拌，最終完成代謝過(guò)程。該方法的缺點(diǎn)是工程復(fù)雜、處理費(fèi)用高，因而目前僅作為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究生物降解速率及影響因素的生物修復(fù)模型使用。4.3.1.2.4厭氧生物修復(fù)法[34]研究表明：厭氧生物修復(fù)技術(shù)對(duì)某些污染物如三硝基甲苯、五氯酚等的降解效果要比好氧生物修復(fù)技術(shù)更為顯著，但由于其厭氧條件難于控制，厭氧菌的培養(yǎng)速度和對(duì)污染物的降解速度比好氧菌慢得多，并且存在產(chǎn)生次生污染的風(fēng)險(xiǎn)等原因，其應(yīng)用比好氧生物修復(fù)技術(shù)少。異位生物修復(fù)技術(shù)較原位生物修復(fù)技術(shù)有更多的人為調(diào)控和優(yōu)化處理，故所需時(shí)間變短，處理效果也更好，但破壞了原地的土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，更重要的是需要將污染物挖掘和運(yùn)輸，所需費(fèi)用就會(huì)增加，尤其對(duì)于較大面積的土壤污染，由于工程造價(jià)太高，更無(wú)法使用該類方法。4.3.2植物修復(fù)技術(shù)[35]植物修復(fù)技術(shù)即利用植物來(lái)修復(fù)和消除由石油烴類造成的土壤污染，其主要是通過(guò)植物直接吸收有機(jī)污染物、釋放分泌物和酶、刺激根區(qū)微生物的活性并強(qiáng)化生物轉(zhuǎn)化作用這3種機(jī)制去除土壤中的有機(jī)污染物。植物修復(fù)的方式有植物提取、植物降解、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定化4種。植物修復(fù)技術(shù)投入低、操作性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、無(wú)二次污染，具有潛在或顯在的經(jīng)濟(jì)效益，是一種更適應(yīng)環(huán)境保護(hù)要求的修復(fù)技術(shù)。Liu等通過(guò)栽種不同的植物及施加氮磷肥料對(duì)經(jīng)過(guò)含油污泥污染的面積達(dá)2400m2場(chǎng)地進(jìn)行了植物修復(fù)研究。結(jié)果表明,高羊毛、苜蓿與大豆等3種植物能夠顯著促進(jìn)油泥中油的降解。其中栽種大豆處理的修復(fù)效率最高,該處理中的含油量經(jīng)過(guò)120d的修復(fù)后降低34.2%。但其局限性也很明顯：首先植物生長(zhǎng)受到各種環(huán)境因素的影響，因此植物修復(fù)的效果不穩(wěn)定，很難達(dá)到工程化的要求；其次植物根系的長(zhǎng)度有限，因此植物修復(fù)很大程度上只能限制在根區(qū)土壤范圍，對(duì)于深層污染的修復(fù)有困難；再次存在污染物通過(guò)“植物-動(dòng)物”的食物鏈進(jìn)入自然界的可能；同時(shí)受生長(zhǎng)周期的限制，植物修復(fù)的周期長(zhǎng)；最后是修復(fù)后植物處置困難的問(wèn)題，而且引進(jìn)的超富集植物、轉(zhuǎn)基因植物可能帶來(lái)巨大的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境問(wèn)題。這些都嚴(yán)重影響了植物修復(fù)技術(shù)的推廣應(yīng)用。4.3.3動(dòng)物修復(fù)技術(shù)動(dòng)物修復(fù)技術(shù)指通過(guò)土壤動(dòng)物群的直接（吸收、轉(zhuǎn)化和分解）或間接作用（改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)植物和微生物的生長(zhǎng)）而修復(fù)土壤污染的過(guò)程。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)包括2方面內(nèi)容：①將生長(zhǎng)在污染土壤上的植物體、糧食等飼喂動(dòng)物，通過(guò)研究動(dòng)物的生化變異來(lái)研究土壤污染狀況；②直接將土壤動(dòng)物，如蚯蚓、線蟲(chóng)類飼養(yǎng)在污染土壤中進(jìn)行有關(guān)研究。4.4聯(lián)合修復(fù)技術(shù)石油是烷烴、芳烴、環(huán)烷烴及含氮、硫、氧等非烴類組分的混合物,其中多環(huán)、雜環(huán)芳烴以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等組分生物降解性較差。石油的組成特征決定了修復(fù)的難度和復(fù)雜性。因此,采用聯(lián)合技術(shù)可以獲得更高的修復(fù)效率。目前研究和應(yīng)用的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)主要有化學(xué)-植物、化學(xué)-微生物、物理-生物等組合類型。4.4.1光降解-生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)[36]光降解-生物聯(lián)合模式可以大大增加石油污染物的去除效率。光降解的主要對(duì)象是石油污染物中的芳烴部分,而多環(huán)芳烴(PAHs)又是石油中難生物降解組分,在生物修復(fù)中采用光補(bǔ)償修復(fù)方式可強(qiáng)化石油中PAHs的降解過(guò)程。Guieysse等研究了紫外和生物聯(lián)合對(duì)PAHs降解的影響,發(fā)現(xiàn)除了蒽以外4環(huán)~5環(huán)的PAHs總是先被降解,紫外處理優(yōu)先作用于高分子PAHs,因此為微生物的降解提供了一個(gè)很好的補(bǔ)充。4.4.2化學(xué)增溶-生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)[37]利用生物修復(fù)石油污染的土壤時(shí)面臨的主要問(wèn)題有石油難溶于水,單純的石油降解菌難以與之接觸從而造成修復(fù)率低?；瘜W(xué)增溶-生物聯(lián)合技術(shù)是基于各種化學(xué)溶劑、表面活性劑的增溶作用,將有機(jī)污染物從土壤顆粒表面脫附,改善有機(jī)污染物的生物可利用性,提高生物修復(fù)效率。該聯(lián)合方法適合于難溶有機(jī)組分的生物降解,是目前較具開(kāi)發(fā)潛力的污染土壤修復(fù)方法之一。在該聯(lián)合修復(fù)技術(shù)中,有機(jī)污染物的脫附、溶解是前提,生物的利用、降解是關(guān)鍵。但由于常規(guī)化學(xué)表面活性劑可能產(chǎn)生二次污染,因此急需開(kāi)發(fā)特異性強(qiáng)、高效、低毒、不污染環(huán)境以及生產(chǎn)低成本的生物表面活性劑。如Harvey等將銅綠假單胞菌生產(chǎn)的海藻糖脂,加入ExxonValdez號(hào)油輪在阿拉斯加威廉王子海灣造成的原油泄漏污染的海水中,大大提高了原油的降解速度。4.4.3電動(dòng)力學(xué)-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)[38]電動(dòng)強(qiáng)化生物修復(fù)技術(shù)主要是利用電場(chǎng)在土壤中輔助營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和具有降解石油能力的微生物輸送和擴(kuò)散。電動(dòng)力學(xué)-微生物聯(lián)合技術(shù)可以在不破壞土壤環(huán)境的前提下,顯著減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的投加量,提高修復(fù)效率,降低修復(fù)成本,但目前該技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。4.5修復(fù)技術(shù)展望4.5.1環(huán)境友好的污染場(chǎng)地生物修復(fù)技術(shù)針對(duì)中低濃度石油污染場(chǎng)地,利用太陽(yáng)能和高效專性微生物、植物資源的生物修復(fù)和基于監(jiān)測(cè)的綜合土壤生態(tài)功能的自然修復(fù),將是石油污染場(chǎng)地土壤修復(fù)技術(shù)研發(fā)的主要方向。主要研究?jī)?nèi)容包括針對(duì)石油污染場(chǎng)地中污染物特征,篩選高效降解菌,具有增溶作用表面活性劑產(chǎn)生菌,建立石油類污染物解吸、降解等協(xié)同技術(shù)。并在研究外加石油降解菌同土著微生物的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和引進(jìn)微生物的退化原因基礎(chǔ)上,探討引進(jìn)微生物同土著微生物穩(wěn)定共存的環(huán)境條件。篩選抗油性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、適應(yīng)油田區(qū)鹽堿土等環(huán)境條件的功能植物。通過(guò)深入研究植物與微生物協(xié)同修復(fù)原理,優(yōu)化微生物、植物的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng),研制與微生物-植物協(xié)同作用相匹配的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)。4.5.2物化-生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)針對(duì)油田聯(lián)合站的沉降罐底泥、含油污水處理設(shè)施產(chǎn)生的油泥及油田區(qū)高濃度石油污染場(chǎng)地土壤等高含油污染場(chǎng)地,根據(jù)土壤固體顆粒表面石油吸附與解吸的動(dòng)力學(xué)規(guī)律,在修復(fù)污染場(chǎng)地的同時(shí)實(shí)現(xiàn)原油資源回收。研究?jī)?nèi)容為開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的化學(xué)和生物表面活性劑的脫附制劑,研發(fā)石油污染物高效物化脫附、分解工藝,優(yōu)化重組組分石油污染物生物降解條件等,最終形成經(jīng)濟(jì)、高效處理高濃度污染土壤(油泥)物化-生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。第二章油氣管道搶維修技術(shù)1、概述管道搶維修技術(shù)在國(guó)外一般被稱為“3R技術(shù)”,即Repair,Rehabilitation,Replace(修補(bǔ)、修復(fù)及更換管段)。修補(bǔ)多指管道日常的維護(hù)、維修以及泄漏事故發(fā)生時(shí)的搶險(xiǎn)和臨時(shí)性維修,而修復(fù)及更換管道則屬管道的永久性修復(fù),國(guó)內(nèi)也稱為“管道大修”。在管道大修中,不僅僅要對(duì)管道防腐涂層進(jìn)行修復(fù)和更換,最重要的是對(duì)管道的管體缺陷進(jìn)行永久性修復(fù)。目前我國(guó)處于長(zhǎng)輸管道建設(shè)高峰期,但長(zhǎng)輸管道的維護(hù)和搶修體系的技術(shù)裝備方面投入與成果相對(duì)不足,中石油集團(tuán)公司在2006年建成了的管道維搶修應(yīng)急體系。在確定管道修復(fù)項(xiàng)目時(shí),國(guó)外公司通常依據(jù)以下程序。(1)管道的缺陷檢測(cè)。通過(guò)管道內(nèi)外檢測(cè),確定管道上的管體缺陷和防腐層缺陷位置。(2)缺陷評(píng)價(jià)及定位。根據(jù)最新的管道內(nèi)外檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行管體缺陷和防腐層缺陷及嚴(yán)重程度的評(píng)價(jià),并進(jìn)行較為準(zhǔn)確的缺陷定位。按嚴(yán)重程度分類,列出需要優(yōu)先修復(fù)的次序,確定采用何種方式進(jìn)行修復(fù)獲取最大收益。(3)修復(fù)管道的工程評(píng)價(jià)。根據(jù)最新的內(nèi)檢測(cè)和缺陷評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)擬修復(fù)的管道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察,開(kāi)挖檢測(cè),并收集現(xiàn)場(chǎng)土壤、溫度場(chǎng)、腐蝕機(jī)理等詳細(xì)數(shù)據(jù)。(4)制定修復(fù)計(jì)劃和步驟。根據(jù)最新的管道缺陷評(píng)價(jià)結(jié)果,制定詳細(xì)的管道修復(fù)計(jì)劃和具體實(shí)施方案。在制定計(jì)劃過(guò)程中,對(duì)修復(fù)方式、方法和修復(fù)產(chǎn)品(包括補(bǔ)強(qiáng)材料及防腐材料)進(jìn)行選擇,并建立修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)、操作程序、工藝規(guī)程和選擇、確定管道修復(fù)工程的承包商等。(5)工程實(shí)施、驗(yàn)收及總結(jié)。確定管道缺陷和定位,將其按嚴(yán)重程度分類,列出優(yōu)先修復(fù)次序,并確定采用何種方式進(jìn)行修復(fù)以獲取最大收益是實(shí)施管道修復(fù)計(jì)劃的關(guān)鍵。在實(shí)施管道修復(fù)項(xiàng)目時(shí),制定管道修復(fù)計(jì)劃及實(shí)施步驟是一項(xiàng)非常重要的工作,常常需要花費(fèi)幾年(約3～5年)的時(shí)間用于修復(fù)工程前的缺陷檢測(cè)、定位及評(píng)估,確定修復(fù)范圍和修復(fù)方法等。例如,澳大利亞曾對(duì)一條600km的高壓天然氣管道進(jìn)行大范圍的涂層修復(fù),為了順利實(shí)施修復(fù),制訂嚴(yán)密的計(jì)劃就用了6年時(shí)間,使費(fèi)用控制在合理的范圍內(nèi)。2、管道修復(fù)方式方法及技術(shù)目前,國(guó)外采用的內(nèi)修復(fù)方法包括管道內(nèi)襯法、PE管道插入法或軟翻內(nèi)襯套修復(fù)法等。內(nèi)修復(fù)方法一般適用于低壓天然氣管道、煤氣管道、自來(lái)水管道或污水管道等民用設(shè)施管道的修復(fù)。而針對(duì)高、中壓油氣管道,則多采用外修復(fù)法。外修復(fù)方法還可細(xì)分為管體缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)和管道防腐層修復(fù)。管體缺陷補(bǔ)強(qiáng)方法一般采用補(bǔ)焊、打補(bǔ)丁、半圓套管、整圓套管、環(huán)氧填充套筒修復(fù)以及復(fù)合材料修復(fù)等多種方式。其中換管法、打補(bǔ)丁、金屬卡具法等在國(guó)內(nèi)的管道修復(fù)中已被廣泛采用,而環(huán)氧填充套筒和復(fù)合材料修復(fù)在國(guó)內(nèi)卻是一項(xiàng)新技術(shù),處于剛剛起步階段(2004年,美國(guó)的Clock2spring復(fù)合修復(fù)套首次工業(yè)性應(yīng)用于四川省西南油氣田分公司天然氣管道修復(fù)工程中),但在北美和歐洲的各類油氣管道(陸上和海上)修復(fù)中應(yīng)用已非常普遍。2.1管體缺陷補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)①環(huán)氧填充套筒。該技術(shù)分別由英國(guó)天然氣公司(BG)、美國(guó)Battelle公司和荷蘭的Gasunie公司等各自獨(dú)立開(kāi)發(fā),雖然應(yīng)用方法略有不同,但其原理均相同,即在環(huán)氧樹(shù)脂與鋼質(zhì)套筒之間形成一個(gè)連續(xù)的負(fù)載過(guò)渡,將缺陷部位的載荷或應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼質(zhì)套筒上。安裝時(shí),首先用兩個(gè)鋼套筒將管道的故障部位包起來(lái),套筒端部用密封劑密封,然后向套筒與管壁之間形成的環(huán)形空隙內(nèi)注入環(huán)氧樹(shù)脂。這種修復(fù)技術(shù)可實(shí)施帶壓修復(fù),避免了在工作狀態(tài)下的管道進(jìn)行焊接作業(yè)而產(chǎn)生的潛在危險(xiǎn),可在安全而經(jīng)濟(jì)有效的方式下恢復(fù)整個(gè)管道系統(tǒng)完整性。此方法最適宜修復(fù)高壓天然氣和成品油管道,因?yàn)樗恍枰苯釉诠艿郎线M(jìn)行焊接,或干脆不用焊接,僅采用螺栓進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的定位安裝。目前,該方法的適用壓力為10.0MPa,適用溫度范圍為3～100℃。②復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)。近幾年,復(fù)合材料修復(fù)技術(shù)發(fā)展迅速,在管道修復(fù)中的應(yīng)用也日趨廣泛,成為可供選擇的經(jīng)濟(jì)、有效地永久性管道修復(fù)方法。復(fù)合材料修復(fù)具有安裝靈活、方便、修復(fù)時(shí)間短、費(fèi)用低、可在不停輸管道上使用、不需要焊接、通過(guò)正確安裝可永久恢復(fù)管子的承壓能力、適用于各種作業(yè)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合材料修復(fù)的原理是,將缺陷部位所承受的應(yīng)力通過(guò)高強(qiáng)度的填充物轉(zhuǎn)移至復(fù)合套筒上,常用的復(fù)合材料有加入玻璃纖維增強(qiáng)聚酯(GRP)或碳(CFRP)纖維等強(qiáng)化物質(zhì)的聚酯、乙烯酯或環(huán)氧基體材料。在復(fù)合修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域,美國(guó)的ClockSpring公司的復(fù)合修復(fù)套筒最具代表性,在北美、歐洲等國(guó)家的陸上及海上油氣管道上應(yīng)用非常廣泛,近年亞洲一些國(guó)家也陸續(xù)開(kāi)始應(yīng)用。ClockSpring的復(fù)合套筒由三部分組成,即高強(qiáng)度的單向復(fù)合套筒、快速固化的強(qiáng)力雙面粘合劑及極高抗壓強(qiáng)度的填料。該產(chǎn)品可分別應(yīng)用于管體補(bǔ)強(qiáng)、管道堵漏和管道抑制裂縫等不同場(chǎng)合,適用管徑范圍在101.6～1422.4mm之間。應(yīng)用時(shí),當(dāng)土方開(kāi)挖完成后,采用ClockSpring套筒,兩個(gè)人30min即可完成安裝。由于復(fù)合套筒具有記憶效應(yīng),安裝3min后,各層材料就能緊緊地包覆在管體表面,構(gòu)成一個(gè)完整持久的修復(fù)層。管道補(bǔ)強(qiáng)套件可用于腐蝕或損傷程度低于80%的管道補(bǔ)強(qiáng)。修復(fù)后的管道,其承壓能力將會(huì)100%地恢復(fù)到新建管道的水平。ClockSpring復(fù)合套筒的技術(shù)特點(diǎn)如下。(1)不停輸,對(duì)生產(chǎn)基本上沒(méi)有影響(堵漏時(shí),需將管道運(yùn)行壓力降至0.2MPa)。(2)不動(dòng)火,無(wú)需焊接作業(yè)。(3)與傳統(tǒng)方法相比,節(jié)約成本40%～50%。(4)不受腐蝕。(5)適用于各種作業(yè)環(huán)境。(6)不影響陰極保護(hù)系統(tǒng)。(7)修復(fù)層壽命超過(guò)50年。(8)可用于石油天然氣、水管、各種化工管道。(9)基本上不需要設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)施工非常簡(jiǎn)單。整個(gè)安裝作業(yè)時(shí)間少于2h。2.2防腐層修復(fù)管道防腐涂層修復(fù)普遍采用機(jī)械化修復(fù),但有時(shí)也采用手工修復(fù),或者機(jī)械修復(fù)與人工修復(fù)結(jié)合使用,主要取決于管道的實(shí)際狀況而定。人工修復(fù)的優(yōu)勢(shì)比較靈活,但施工質(zhì)量和速度與操作人員的水平和熟練程度密切相關(guān)。機(jī)械修復(fù)無(wú)論在質(zhì)量和速度上都優(yōu)于人工修復(fù),但其修復(fù)成本高,對(duì)管道狀況、周圍環(huán)境以及修復(fù)人員的素質(zhì)等條件的要求也相對(duì)較高。因此,通過(guò)多年的實(shí)際應(yīng)用,國(guó)外一些管道公司普遍認(rèn)為,402mm或以下口徑的管道采用人工修復(fù)較為經(jīng)濟(jì)有效,而大口徑管道,機(jī)械化修復(fù)則更經(jīng)濟(jì)高效。管道修復(fù)工程所用防腐材料的性能一般與新建管道的要求相同。在NACERP0169標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了理想的涂層材料應(yīng)具備的物理及化學(xué)性能指標(biāo),例如,電絕緣性、防水性能、粘結(jié)性等。但在修復(fù)工程中,還需考慮管道所處的地理位置環(huán)境、管道原有涂層類型、管道運(yùn)行條件、重新涂敷方法、涂層的適用條件、涂層材料成本以及管體表面預(yù)處理?xiàng)l件、重敷周期/回填時(shí)間、應(yīng)用裝置的復(fù)雜性、新老涂層材料的化學(xué)兼容性等因素。一般依據(jù)被修復(fù)管道管體處理可達(dá)到的清潔度,確定選擇使用防腐材料的種類。大致可分為3種對(duì)等情況,一是表面處理最佳的對(duì)應(yīng)聚氨酯類,二是表面處理較好的對(duì)應(yīng)環(huán)氧樹(shù)脂,表面處理較差對(duì)應(yīng)改性聚合物。國(guó)外普遍認(rèn)為,在管道防腐層修復(fù)中,聚氨酯和環(huán)氧材料應(yīng)用效果最好。聚氨酯涂層具有快速固化和良好的機(jī)械性能,而環(huán)氧涂層具有廣泛的表面耐受性和相對(duì)較低漆膜厚度下的優(yōu)良機(jī)械性能。其它可選用的涂層材料還包括煤焦油瓷漆、冷敷聚烯烴帶、FBE以及蠟涂層和膠帶涂層(waxcoatingandtapes)。涂層的選擇與很多因素有關(guān),并不是高性能的涂層就是好的修復(fù)涂層,只有適合的才是最好的。在選擇涂層材料之前,需要進(jìn)行大量的測(cè)試篩選工作,考察涂層應(yīng)用歷史和進(jìn)行涂層測(cè)試是評(píng)估涂層系統(tǒng)以及改善修復(fù)性能的兩個(gè)重要途徑。3、管道封堵技術(shù)管道封堵技術(shù)用于封隔管道內(nèi)部的輸送介質(zhì),大口徑高壓長(zhǎng)輸管道上主要應(yīng)用了開(kāi)孔封堵和管內(nèi)智能封堵技術(shù)等；此外,低壓天然氣管道搶修作業(yè)可利用局部冷凍封堵技術(shù)。海洋油氣開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步促使海底管纜的維搶修技術(shù)裝備水平不斷提高,其中海底管道維修技術(shù)包括干式和濕式維修。由海洋石油工程股份有限公司牽頭完成的國(guó)家863子課題“水下干式管道維修系統(tǒng)”,截至2007年已多次投人實(shí)際應(yīng)用,標(biāo)志著我國(guó)已掌握了淺水海底管線的維修技術(shù)。在待維修管段上焊封堵三通后,依次安裝夾板閥、開(kāi)孔機(jī)和封堵頭等,利用開(kāi)孔機(jī)和封堵頭可在管壁上開(kāi)孔后隔離管內(nèi)介質(zhì),完成封堵作業(yè)。開(kāi)孔封堵技術(shù)包括帶壓作業(yè)和不帶壓開(kāi)孔作業(yè)。封堵工藝主要包括擋板一球囊封堵法、堵塞型封堵器法和膨脹筒型封堵器法等,封堵器包括擋板-囊式、囊式、塞式和盤式管道封堵器。3.1開(kāi)孔機(jī)研究進(jìn)展開(kāi)孔機(jī)的主要技術(shù)難點(diǎn)包括帶壓作業(yè)的安全可靠性、開(kāi)孔機(jī)扭矩和效率、開(kāi)孔筒刀的壽命、刀齒磨損率和鞍形板掉落等。國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)輸油氣管網(wǎng)處于建設(shè)期,尚未配套各種大口徑開(kāi)孔和封堵技術(shù)裝備。例如國(guó)內(nèi)在2006年左右,在管徑720mm的油氣管網(wǎng)上實(shí)施開(kāi)孔和封堵案例的單位僅2家,每個(gè)單位僅有高壓封堵設(shè)備2套。國(guó)內(nèi)的管道和服務(wù)公司方面,主要進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔封堵工藝的研究和應(yīng)用。各公司一般參考國(guó)外的工藝和規(guī)范,處于進(jìn)口與仿制國(guó)外開(kāi)孔和封堵設(shè)備階段,但對(duì)關(guān)鍵裝備如開(kāi)孔機(jī)、筒刀、封堵頭和封堵器等研究較少,帶壓開(kāi)孔作業(yè)的理論研究也較少。3.1.1大口徑管道帶壓開(kāi)孔技術(shù)為避免長(zhǎng)輸管道維搶修作業(yè)時(shí)因管道停輸或降壓導(dǎo)致的巨額經(jīng)濟(jì)損失,需進(jìn)行帶壓開(kāi)孔作業(yè)和不停輸封堵,然而帶壓進(jìn)行三通焊接和開(kāi)孔增加了維搶修作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)與成本。為滿足西氣東輸管道維修需要,2006年中石油管道局研制了國(guó)內(nèi)首臺(tái)大口徑高壓封堵設(shè)備；2008年中石油管道局維搶修中心在西氣東輸定遠(yuǎn)站進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次1016mm管道帶壓開(kāi)孔作業(yè),解決了西氣東輸?shù)扔蜌忾L(zhǎng)輸干線的不停輸開(kāi)孔封堵作業(yè)工藝,但使用的關(guān)鍵裝備均為進(jìn)口。3.1.2長(zhǎng)輸管道上開(kāi)孔封堵技術(shù)的不足（1）相關(guān)設(shè)備龐大,運(yùn)輸困難,可能降低管線維搶修的靈活性和效率；（2）三通焊接與開(kāi)孔作業(yè)均存在較大風(fēng)險(xiǎn),管壁上進(jìn)行三通焊接可能縮短管道壽命,開(kāi)孔時(shí)可能導(dǎo)致鞍形板掉落；（3）開(kāi)孔封堵器的封堵性能較低,開(kāi)孔機(jī)和封堵機(jī)所需作業(yè)空間較大。3.2管內(nèi)智能封堵技術(shù)管內(nèi)智能封堵技術(shù)由挪威PSI公司（PluggingSpecialistsInternational）提出并于1999年5月進(jìn)行了全球首次管內(nèi)智能封堵作業(yè),該公司的管內(nèi)智能封堵器以自鎖錨定機(jī)構(gòu)節(jié)約電源,1999年11月在管內(nèi)封堵密封超過(guò)400d后,再次啟動(dòng)后被可靠解封并安全取回。3.2.1管內(nèi)智能封堵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)管內(nèi)智能封堵技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣,尤其是在海洋油氣開(kāi)采方面。該技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）用于海底管道維修時(shí),可縮短作業(yè)時(shí)間,減小管內(nèi)油氣介質(zhì)放空損失；可應(yīng)用于海底與海面閥門更換與修理、立管或海底管段維修、鋪管和海底管道試壓等場(chǎng)合；在鋪管和維修作業(yè)時(shí)以管內(nèi)智能封堵技術(shù)防止海水進(jìn)入管段,可大大提高管道安全性及作業(yè)效率。（2）用于陸地管道時(shí),也將縮短作業(yè)時(shí)間,減小介質(zhì)放空損失,可應(yīng)用于中間管段試壓、閥門修理與更換、管段更換與修補(bǔ)、管段廢棄等。（3）管內(nèi)智能封堵技術(shù)不需要夾板閥和開(kāi)孔機(jī)等,節(jié)約了作業(yè)時(shí)間及機(jī)具,提高了封堵壓力和效率,也不存在開(kāi)孔切屑和帶壓焊接的風(fēng)險(xiǎn)。3.2.2國(guó)外的管內(nèi)智能封堵技術(shù)進(jìn)展管內(nèi)智能封堵技術(shù)和裝備分別由美國(guó)的TDW公司和英國(guó)StatsGroup公司掌握,它們與全球各石油公司均有合作,有海底管道的維修服務(wù)等成熟技術(shù)。3.2.3國(guó)內(nèi)的管內(nèi)智能封堵技術(shù)進(jìn)展管內(nèi)智能封堵器主要包括封堵單元、清管單元、管內(nèi)外雙向通訊單元及微型液壓動(dòng)力單元等。張仕民等在國(guó)內(nèi)率先研究了管內(nèi)智能封堵技術(shù),包括其結(jié)構(gòu)、錨定性能仿真，及密封性能等方面的理論和試驗(yàn)研究,搭建了管內(nèi)智能封堵與解堵的試驗(yàn)平臺(tái),以驗(yàn)證理論設(shè)計(jì)與研究的可行性。趙宏林等進(jìn)行了管內(nèi)智能封堵系統(tǒng)的雙向通訊系統(tǒng)研究,趙弘提出了一種管內(nèi)的氣動(dòng)智能封堵器。3.2.4管內(nèi)智能封堵器用于閥門更換的工藝介紹在西氣東輸、陜京管道和海上采油平臺(tái)等原油或天然氣干線上,在收發(fā)球閥維護(hù)更換等場(chǎng)合,停輸后開(kāi)孔和封堵作業(yè)安全可靠,但是會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失；然而,帶壓時(shí)開(kāi)孔作業(yè)和焊接的風(fēng)險(xiǎn)較大。利用管內(nèi)智能封堵器可實(shí)現(xiàn)閥門更換等高效化智能化作業(yè),避免了帶壓焊接的風(fēng)險(xiǎn),縮短了作業(yè)時(shí)間,降低了作業(yè)成本。閥門更換工藝中,首先將管內(nèi)智能封堵器由發(fā)球工藝送至指定位置,然后由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)封堵單元進(jìn)行初步錨定和封堵密封,最后排空發(fā)（收）球筒內(nèi)介質(zhì),介質(zhì)壓差將使智能封堵器自鎖后可靠封堵。該技術(shù)大大提高了閥門更換的效率和安全性。3.3海底管道維修技術(shù)3.3.1淺水管段維修技術(shù)在60m以淺海底管段維修技術(shù)方面,我國(guó)已掌握并應(yīng)用于實(shí)際作業(yè)。海底管道干式維修工藝有12個(gè)步驟,包括海管泄漏點(diǎn)檢測(cè)與定位、作業(yè)面開(kāi)挖、海管開(kāi)孔和封堵作業(yè)、干式維修艙下放、干式維修環(huán)境的形成、破損管段切割/開(kāi)坡口和端部處理、管道對(duì)口、干式高壓艙內(nèi)管道焊接、焊縫檢測(cè)、海管整體試壓、干式艙回收和作業(yè)海區(qū)回填等。我國(guó)已成功研制了高壓干式艙、金剛石繩鋸機(jī)、管道對(duì)口器、冷切割坡口機(jī)、水下開(kāi)孔封堵器、管端清理機(jī)具以及高壓焊機(jī)等新型技術(shù)裝備,實(shí)現(xiàn)了海底管線自動(dòng)開(kāi)孔、封堵、焊接和配套技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新。3.3.2深水管段維修技術(shù)深水海底管道維修系統(tǒng)DPRS（DeepwaterPipelineRepairSystem）用于解決深水海底管線建設(shè)和運(yùn)營(yíng)時(shí)的維修問(wèn)題,該系統(tǒng)包括深水海底管道維修技術(shù)、工具和設(shè)備、方案及系統(tǒng)管理等。目前,僅由國(guó)外的Sonsub、OilStates、Oceaneering和Statoil等裝備公司設(shè)計(jì)和制造了SPRS,跨國(guó)油氣公司BP、Shell、ENI和Statoil等已購(gòu)買了這些設(shè)備。我國(guó)于2008年在惠州油田群HZ19-2和HZ19-3管道第1次真正進(jìn)行了深水海底管道維修,但使用的深水海管切割、雙層管聲學(xué)檢漏技術(shù)、封堵卡具和智能連接器等核心技術(shù)裝備均被國(guó)外工程公司壟斷。4、管道修復(fù)用施工設(shè)備目前,國(guó)外的機(jī)械修復(fù)設(shè)備已能實(shí)現(xiàn)管道在停輸或不停輸條件下的溝內(nèi)、溝外修復(fù)。一些專業(yè)公司具有配套的溝上、溝下修復(fù)設(shè)施和成熟的工程施工經(jīng)驗(yàn)。管道涂層修復(fù)工作主要包括開(kāi)挖管道周圍土壤、清除管道舊涂層、管體表面處理、涂敷新涂層以及管溝回填等工序。其中管溝開(kāi)挖和回填設(shè)備可使用常規(guī)的吊管機(jī)、挖掘機(jī)和推土機(jī),也可采用專門研制的挖溝和回填用設(shè)備(例如俄羅斯的МПРГ-1型土壤分層處理機(jī)、МПР型管下挖溝機(jī)和МП型回填設(shè)備)。而適于管體涂層修復(fù)更新的設(shè)備包括舊涂層清除設(shè)備、管體表面處理設(shè)備、涂層再涂敷設(shè)備及其配套設(shè)施。在機(jī)械修復(fù)設(shè)備方面,俄羅斯基輔(Ротор)研究所、烏克蘭運(yùn)能系統(tǒng)工程涂層公司(ИТЭСУ)以及美國(guó)CRC和Incal公司的產(chǎn)品最具代表性。他們可生產(chǎn)適于口徑530～1220mm的油氣干線管道修復(fù)用系列修復(fù)裝備,即大型(土方設(shè)備)、中型(涂層修復(fù)設(shè)備)和小型(手工涂層修復(fù)設(shè)備)配套設(shè)備。參考文獻(xiàn)1.BurlewJ.O.OilCongealingComposition.USPatent605405520002.WissM.,WuestenbergD.RemovingOilSpillformWaterandotherSurfaceUsingLeatherfibers.Ger.Offen,De19849427,20003.李忠義.油凝膠劑-G1的合成[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)，1996,36（1）：120~1224.姚重華.山梨醇型凝油劑的制備與性能[J].上海環(huán)境科學(xué)，1993,12（11）：24-255.陳國(guó)華，宋金明，孫云明.淀粉系列海上溢油凝油劑的制備與性能[J].海洋科學(xué)，2001,25（8）：37-416.陳國(guó)華，宋金明，孫云明.改性大豆蛋白海上溢油凝油劑的制備與性能[J].海洋環(huán)境科學(xué)，2001，20（4）：9-127.白景峰，周斌，楊秀研等.DX型高效天然吸油材料對(duì)海上溢油治理的研究[J].交通環(huán)保，2002,23（3）：8-118.Nordvik,A.B.TheTechnologyWindow-of-OpportunityforMarineOilSpillResponseasRelatedtoOilWeatheringandOperations[J].SpillScience&TechnologyBulletin,1995,2(1):17-469.SaitoM.,IshilS.,etal.DevelopmentandWaterTankTestsofSuig-BarkSorbent(SBS)[J].SpillScience&TechnologyBulletin,2003,8(5-6):475-48210.李品芳，陳鷺玲.關(guān)于化學(xué)消油劑的幾點(diǎn)思考[J].交通環(huán)保，2002，23（3）：30-3211.于沉魚(yú)，曹立新.消油劑乳化率影響因素的研究[J].交通環(huán)保,2000,21(1):18-2312.AdamM.H.,LarryS.J.EffectivenessintheLaboratoryofCorexit9500and9527inDispersingFresh,Whathered,andEmulsionofAlaskaNorthSlopeCrudeOilunderSubarcticConditions[J].SpillScience&TechnologyBulletin,2002,7(5-6):241-24713.H.Laux,I.Rahimian,T.Butz.TheoreticalandPracticalApproachtotheSelectionofAsphaltenceDispersingAgents[J].FuelProcessingTechnology,2000,231(2):79-8914.MorganJ.C.,SmithP.L.ChemicalAdaptionandDevelopmentStrategiesforWaterandGasShut-offGelSystems[J].PresentedatRsc-ChemistryintheOilIndustry6thInternationalSymposium.CharlotteMasonCollegeArubleSideUK,April,1997,14-1715.Moradi-AraghiA.AReviewofThermallyStableGelsforFluidDiversioninPetroleumProduction[J].JournalofPetroleumScienceandengineer,2000,26:1-1016.李世珍，候正田.沿海地區(qū)溢油污染防治技術(shù)研究[J].海洋技術(shù)，1995,14（3）：105-11417.趙玉霞，楊珂.石油污染土壤修復(fù)技術(shù)研究綜述.環(huán)境科技，2009，22（1）18.錢暑強(qiáng)，劉錚.污染土壤的修復(fù)介紹.化工進(jìn)展，2