氣吹微管微纜技術(shù)應(yīng)用

趙忠洲 多堂坤 劉 賓 卓紅杰 陳恒祥 徐雯慧

(1.中石化中原油建工程有限公司，河南 濮陽 457000;2.中原油田分公司天然氣產(chǎn)銷廠，河南 濮陽 457000)

提及氣吹光纜已不再是一個(gè)陌生的名詞，近五年內(nèi)我公司在承攬的長(zhǎng)輸管線施工中就已廣泛應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。包括榆林—濟(jì)南天然氣輸氣管道工程第1，8 標(biāo)段及目前正在施工的廣西液化天然氣(LNG)輸氣管道工程試驗(yàn)段1 標(biāo)線路施工、粵西支線等工程，施工技術(shù)也相對(duì)成熟。隨著先進(jìn)工藝的發(fā)展及對(duì)光纖利用率要求的提高，新型的微管微纜技術(shù)逐漸走入人們的視野。本文將根據(jù)微管微纜技術(shù)的特點(diǎn)分析引入氣吹光纜這一新型氣吹技術(shù)。

氣吹微管微纜技術(shù)是新型的敷設(shè)光纜技術(shù)，該技術(shù)是先敷設(shè)硅管后再將微管吹放進(jìn)去，最后根據(jù)需要將微纜敷設(shè)進(jìn)微管里面。源于歐洲的這項(xiàng)技術(shù)2002 年在中國(guó)首次使用，它合理的利用了管道資源，減少了運(yùn)營(yíng)商的初期投資。實(shí)現(xiàn)了“一管多纜”的夢(mèng)想，可廣泛應(yīng)用于骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)中［1］。中石化儀——長(zhǎng)輸油管道工程中作為石化系統(tǒng)第一個(gè)使用該技術(shù)，也是目前世界上最長(zhǎng)的氣吹微纜線路。

1 氣吹微管微纜技術(shù)及其產(chǎn)品［2］

氣吹微纜(JETnet)技術(shù)是將傳統(tǒng)的“硅管+光纜”模式變成“硅管(母管)+微管(子管)+微纜”模式，先將微管吹入已敷設(shè)好的硅管(母管)中，或者預(yù)先吹入硅管。然后再利用微纜氣吹機(jī)將微纜吹入微管?？此贫嗔艘坏拦ば颍珨U(kuò)大了管道資源，加強(qiáng)了微纜的保護(hù)，提高了施工質(zhì)量。在南方水田或山區(qū)等特殊地段的施工效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的管道敷設(shè)(氣吹光纜)。

氣吹微纜與傳統(tǒng)的氣吹方法相同，包括接力氣吹法、蛙跳氣吹法、中間向兩側(cè)吹纜法，不再贅述。現(xiàn)介紹主要組成材料。

1.1 硅管

硅管(母管)目前主要有以下型號(hào):φ63 mm，φ50 mm，φ40 mm，φ32 mm，φ25 mm，根據(jù)預(yù)期要求合理選擇硅管類型。母管的主要作用是保護(hù)微管，避免受到損壞。為了確保微管順利吹入母管，母管應(yīng)耐受吹纜機(jī)輸出壓力。同時(shí)為了盡可能減少微管敷設(shè)時(shí)與母管直接的摩擦，必須保證母管內(nèi)壁光滑、干燥和清潔。

1.2 微管(子管)

子管直徑有7 mm 和10 mm 兩種規(guī)格。

1)微管的類型。微管是氣吹微纜技術(shù)的一個(gè)核心部分。應(yīng)敷設(shè)微管后再敷設(shè)微纜。為防止出現(xiàn)扭絞問題，需將微管同時(shí)一起吹進(jìn)硅管內(nèi)。制作微管時(shí)要求有很高的工藝技術(shù)，內(nèi)壁的硅芯層采用同步擠壓的方式，以降低微纜敷設(shè)時(shí)與微管內(nèi)壁的摩擦系數(shù)。選擇縱向?qū)獠?凹槽)結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同微管大致分為以下三種:a.集束管:是提前將外護(hù)套和微管束組合預(yù)制成品，相對(duì)獨(dú)立，可有一定位移。其優(yōu)點(diǎn)是在有限的空間內(nèi)增加了微管數(shù)量，提高了空間利用率。但在施工時(shí)管道接頭制作麻煩，穩(wěn)定性較差。b.微管束:它是利用微管超級(jí)氣吹機(jī)將預(yù)定好數(shù)量的微管一次性吹入已敷設(shè)完成的硅管內(nèi)，在同一硅管內(nèi)的微管被稱為微管束。根據(jù)氣吹原理，微管束與硅芯管之間應(yīng)有空隙，按要求微管束不能占用超過50%的硅管內(nèi)空隙。c.組合型微管:組合型微管，專門用于FTTB，可以對(duì)微管進(jìn)行分組，并且多組組合。每一組可由6 根φ4/3 mm 的微管組成，在φ40/33 mm 硅管內(nèi)可吹進(jìn)4 組該微管。

2)微管的色譜和標(biāo)識(shí)。微管根據(jù)IEC-304 標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)10 根微管束選用不同顏色，微管生產(chǎn)時(shí)1 m 打印1 個(gè)標(biāo)碼，包括型號(hào)、米數(shù)等信息。

3)微管的壓力。在20 ℃下，微管應(yīng)滿足持續(xù)30 min 承受12 bar 壓力的要求。

1.3 微纜

JETnet 技術(shù)采用微型中心管式光纜，微纜直徑類型有5 mm和3.9 mm 兩種，24 芯及24 芯以下一般選用3.9 mm 外徑型號(hào)，24 芯～72 芯為微纜一般制作成5 mm。選用的加強(qiáng)元件不同結(jié)構(gòu)也不同，目前有全介質(zhì)和鋼管式兩種結(jié)構(gòu)形式，兩種微纜的各項(xiàng)機(jī)械性能和傳輸性能都能滿足室內(nèi)外施工和運(yùn)行的要求。

2 氣吹設(shè)備及配件

1)微管接頭、端帽。普通母管接頭有“Y”型和“T”型兩種，微管有變徑接頭、堵水接頭、堵氣接頭、直管接頭等。2)氣吹敷纜設(shè)備。超級(jí)氣吹機(jī)即目前吹放光纜的吹纜機(jī)，可更換配件變成微管氣吹機(jī)。微纜氣吹機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)不同分為氣壓、液壓、電動(dòng)等類型。3)“Y”型連接器。“Y”型連接器可應(yīng)用于以下情況:在一根已經(jīng)有光纜的管道內(nèi)增加一條光纜;在一根管道內(nèi)同時(shí)氣吹兩根光纜;在一根已經(jīng)有一根光纜的管道內(nèi)增加數(shù)根微管;在一根大口徑的管道內(nèi)敷設(shè)2 組相同直徑的微管;在一根管道內(nèi)敷設(shè)不同直徑的微管。

3 微管微纜技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

與直埋式和傳統(tǒng)的氣吹敷設(shè)方法相比，微管微纜敷設(shè)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)。

3.1 節(jié)約資源

和傳統(tǒng)的氣吹光纜相比可充分利用硅管資源，實(shí)現(xiàn)“一管多纜”，并且微纜線徑較光纜細(xì)。一根72 芯的微纜就可敷設(shè)到10 mm 的微管中，如充分利用硅管資源則可在40/33 mm 硅管內(nèi)敷設(shè)5 根72 芯微纜，管道利用率是傳統(tǒng)的10 倍～15 倍。

3.2 減少投資

使用微管微纜技術(shù)可避免在建設(shè)期大量預(yù)留光纖，減少了初期投資。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)市場(chǎng)的需求，分批吹入微纜，分期進(jìn)行投資。大幅降低日后更換纜的投資，便于今后采用新型光纖，保持技術(shù)領(lǐng)先。

3.3 擴(kuò)容能力強(qiáng)

微管微纜可在已敷設(shè)光纜的硅管內(nèi)重新敷設(shè)微管，提供了較大的彈性擴(kuò)容能力。

3.4 便于施工

易于吹纜。氣吹速度快、一次性氣吹距離長(zhǎng)，大大縮短了施工周期。由于加強(qiáng)元件具有一定的剛性與彈性，很容易被吹進(jìn)微管內(nèi)，可一次性吹放2 km 以上且不需要倒盤。此外施工方法更加方便靈活。在交通不便地區(qū)，吹纜車輛很難進(jìn)出，可先將微管吹入硅管中一起下溝回填。

3.5 安全性強(qiáng)

減少故障數(shù)量。傳統(tǒng)的管道敷設(shè)光纜在施工中硅管被砸扁或折彎超過40%則光纜很難通過，若吹入微管后即使超過70%也不影響微纜吹放。此外微纜在微管中及微管在硅管中留有一半的空間，大大提高了微纜的抗沖擊能力，檢漏時(shí)傳統(tǒng)管道敷設(shè)的光纜被鉤機(jī)碰到就會(huì)造成大損耗，在粵西支線穿越北昆管線時(shí)鉤機(jī)挖出微纜并提升1 m，也僅將母管損壞，微管和微纜完好無損。

4 氣吹微纜技術(shù)引進(jìn)前景

隨著氣吹微纜技術(shù)的發(fā)展與成熟，該技術(shù)被廣泛認(rèn)知，微纜施工已經(jīng)成為IEC 標(biāo)準(zhǔn)中推薦的光纜施工方式，目前國(guó)內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)部也正在起草微纜系統(tǒng)技術(shù)的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新一代光纜生產(chǎn)工藝、施工工藝正在形成。在輸油氣管道光纜同溝敷設(shè)中引入微管微纜氣吹敷設(shè)工藝，將能較好解決傳統(tǒng)同溝敷設(shè)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)施工缺陷［3］。為此本人認(rèn)為引進(jìn)該技術(shù)將成為光纜施工的發(fā)展需要，也是公司技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。據(jù)調(diào)查在中石化石油工程公司內(nèi)部及廣西、廣東西部各市尚無可以施工微纜的企業(yè)，其施工前景非常廣闊。

本公司現(xiàn)有一整套傳統(tǒng)的吹纜設(shè)備，包括空壓機(jī)一臺(tái)、吹纜機(jī)一臺(tái)、液壓送纜機(jī)一臺(tái)。擁有多名熟練的設(shè)備操作人員。經(jīng)過與波利門特及長(zhǎng)飛集團(tuán)等國(guó)內(nèi)微纜技術(shù)先進(jìn)的企業(yè)聯(lián)系，可以將吹纜機(jī)升級(jí)為微管氣吹機(jī)，僅需增加微纜氣吹機(jī)即可。人員操作培訓(xùn)也可在幾小時(shí)內(nèi)完成。升級(jí)微管氣吹機(jī)也只需一套轉(zhuǎn)換配件(含專用馬達(dá)兩個(gè)、履帶兩根和導(dǎo)向配置一套)，在短時(shí)間內(nèi)就可以將吹纜機(jī)轉(zhuǎn)換為一臺(tái)高性能的微管氣吹機(jī)［4］。

［1］微管微纜技術(shù)及推廣［EB/OL］.http://wenku.baidu.com/view/736480553c1ec5da50e27077.html.

［2］王漢明.氣吹微管微纜與工程應(yīng)用［A］.武漢市第二屆學(xué)術(shù)年會(huì)、通信學(xué)會(huì)2006 年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.2006.

［3］張微波，李桂成.光纜同溝敷設(shè)技術(shù)對(duì)比及微纜系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用［A］.2007 第六屆全國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)儀表及自動(dòng)化技術(shù)交流研討會(huì)［C］.2007.

［4］瑞士波立門特公司.微管和微纜的敷設(shè)設(shè)備和技術(shù)［Z］.