在输油管道运行中除了进行有计划的维修和改造外，更避免不了突发性事故的抢修（如带压抢修、更换腐蚀管段、加装装置、分输改造等作业）。目前较通行的方法是对输油管道进行封堵从而完成上述施工作业。中国石化管道储运公司所辖管线主要采用高压盘式封堵施工技术，辅助采用低压囊式封堵技术。
一、工作原理
管道高压盘式封堵设备技术原理：首先在运行管线上焊接 (或机械连接)四个对开三通(其中两侧的为旁通三通，中间两个为封堵三通)， 三通上加装夹板阀(专用阀) ，夹板阀上安装开孔机，这样开孔机、三明治阀、三通形成一个密闭腔体，然后利用动力源(液压或气动)进行全密闭开孔，随机带出切割下的鞍型板，从而完成带压开孔过程。关闭夹板阀后，拆除开孔机。然后在旁通三通夹板阀上连接旁通线，并导通输送介质，从而实现干线旁通线同时输送介质，此时安装封堵器到封堵三通夹板阀上，并以机械手段按规程下封堵头，从而实现被改造抢修段管道输送介质停止流动，全部介质走旁通线，然后达到安全改造抢修的目的，如图1所示（停输封堵不用接旁通管，目前管道储运公司主要采用停输封堵方式）。
图 1 管道高压盘式封堵原理图
囊式管道封堵设备技术原理：在需更换或维修的管段两端适当位置各焊接两组封堵法兰（每组两个，共八个）进行带压开孔，从施工点向外依次为挡板孔、胶囊孔、挡板孔、胶囊孔。由每组的下游孔中送入能展开成圆形的挡板，在上游孔中送入能充气膨胀起来的密封胶囊，囊的外表面与管内壁紧密接触以切断油流，囊的后端抵在挡板上，挡板承受由管压引起的通过密封胶囊传递过来的推力，充气的密封胶囊与挡板贴合，即采用双侧双道胶囊将流体介质进行隔断，达到管道封堵的目的。从而可以顺利释放施工段管内介质，为施工做好准备。工程完毕后，再按顺序解除封堵，最后用堵孔器将开孔处堵上堵塞，盖上盲板。
该设备可在成品油、原油、天然气、水等流体介质的管线上进行作业，其工作压力为0.5MPa，工作原理见图2。
图 2 管道低压囊式封堵原理图
在中国石化管道鲁宁线淮河穿越工程中，新旧管线两个连头点之间距离近6km，传统单一的高压盘式封堵或是低压囊式封堵技术无法解决两点之间的抽油问题，极大地增加了管道停输时间。按照设计要求，鲁宁输油管线淮河段管线改造工程的两端连头点的内侧采用低压囊式封堵，外侧采用高压盘式封堵，这样停输时只要抽取高低压封堵点之间的原油就可以了，停输时的抽油时间可以大幅度减少。图3为淮河穿越工程中高、低压联合封堵示意图。
注: 1.A、B、C、D表示原管道切口位置；2.a、b、c、d表示黄油泥挡火墙位置；3.A、D为现场焊口；4.粗实线表示新建管线，细实线表示原有管线和保留管线，虚线表示要拆除管线
图3 高、低压联合封堵示意图
在解决上述工艺及理论上的问题后，在设计方案选定的其中一侧低压封堵点位于淮河大桥桥面下方，位置距离桥面仅1.3m，而传统的低压封堵上方必须要有开阔的垂直施工空间来进行设备的起吊安装及施工操作。
二、优化方案
在垂直空间受限的情况下，考虑沿管道侧向拓展，即实施低压侧向封堵。将封堵器从垂直方向改为水平方向，封堵器的重心随之发生偏移，它与常规囊式封堵的区别就凸显出来，如何解决好这个问题是本次工程的施工难点，它直接关系到高低压联合封堵的全面实施和工程的进展。
通过分析，把重心偏移后存在的问题总结出以下三点：①传统的囊式封堵使用吊车配合施工，在垂直空间伸展；侧向封堵是用龙门架和倒链配合。②在进行囊式封堵开孔时留下的铁屑大部分残留在（封堵）三通内，不能随管线中的原油带走，产生夹板阀能否安全关闭以及封堵堵塞能否完全放到预定位置的问题。③在进行囊式封堵时，捆绑后的胶囊进入管道后重心下垂，中心与囊筒的中心不重合，胶囊脱离了铝勺的导向作用，胶囊能否下到预定位置。
为解决上述技术问题，进行了管道侧向封堵试验。通过分析并结合试验，得到了相应的结果与控制措施：①侧向封堵借助龙门架和倒链的配合，施工时较吊车配合更有利。尤其在抽囊过程中它有利于拉力的控制，比较平缓，不会因吊车操作人为造成拉力的过大过快导致封堵胶囊的损伤。②封堵开孔时铁屑残留在（封堵）三通内，后用氮气加强吹扫，封堵三通内基本无残留铁屑，符合下囊需要，不影响夹板阀和封堵堵塞的使用。③为解决捆绑后的胶囊进入管道后重心偏移的问题，采取在允许范围内尽量加大导向板的导向角和舌板（但不能过大，否则送囊阻力加大，舌板受力增大），减小胶囊与管道底边的夹角及胶囊对管道底边的正压力，以减小胶囊与管道底边的摩擦力。另外在封堵胶囊表面涂抹一层润滑剂，如原油、机油、润滑油等。
三、实施效果评价
经过对低压囊式封堵设备采用侧向封堵的优化方案，在淮河穿越工程中，实现了高压盘式封堵器与低压囊式封堵器的联合封堵施工，完全符合设计和施工要求，主要有以下三个特点。
1. 安全性：在中国石化管道鲁宁线淮河穿越工程中，对主管线采用双侧高压封堵设备（工作压力可达6.4MPa），待管线内压力稳定后实施双侧双道低压囊式封堵（工作压力一般不超过0.5MPa）。高压封堵承压可完全保障将主管线截断，由于不受主管线压力影响，低压囊式封堵则可安全封堵保留段管线内的原油。高低压的联合封堵可安全实现动火连头、管段抽油等施工任务。
2. 经济性：采用高低压联合封堵技术，缩短了鲁宁线管道的停输时间，由原来的24h缩短为2h，以鲁宁线设计年输能力为2 000万t计算，可增加输油约5万t，赢得了可观的经济效益。
3. 技术性：在常规的低压囊式封堵设备运行受到限制的情况下，采用了在输油管道侧面进行封堵的优化方案，对低压囊式封堵设备进行局部改造，在技术上取得一定突破，开拓了低压囊式封堵设备技术应用的广泛性、实用性、可操作性。
