石油天然氣管道工程敷設(shè)關(guān)鍵技術(shù)分析

張曉海，郝豐斐

（1.中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司北京設(shè)計(jì)分公司，北京100084；2.航天萬(wàn)源實(shí)業(yè)有限公司，北京100076）

1 引言

石油天然氣工業(yè)的發(fā)展與人們的生活和工業(yè)的生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系，由于石油天然氣管道具有高能高壓、大口徑長(zhǎng)距離輸送等特點(diǎn)，若石油天然氣管道質(zhì)量不達(dá)標(biāo)出現(xiàn)漏油漏氣等事故，會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2 保證管道施工質(zhì)量

石油天然氣管道敷設(shè)主要涉及測(cè)量放線、管溝開(kāi)挖、管道焊接、無(wú)損檢測(cè)、管道下溝、管溝回填、清管試壓等幾個(gè)步驟[1]。

2.1 合理選擇焊接材料

石油天然氣管道的工程質(zhì)量中，焊縫的質(zhì)量控制至關(guān)重要。首先，選用焊接材料時(shí)要根據(jù)母材的化學(xué)成分進(jìn)行分析，還要考慮到機(jī)械性能和使用條件，在鋼管的焊接過(guò)程中，選用的焊接金屬材料和化學(xué)成分應(yīng)與母材相當(dāng)，如果出現(xiàn)異種鋼材焊接時(shí)，焊接材料應(yīng)該要按照相關(guān)要求進(jìn)行選擇材料。最好選用焊條藥皮均勻，無(wú)明顯裂紋的焊條，焊接材料的存放應(yīng)該注意防潮和防雨。

2.2 嚴(yán)控焊接操作工序

管道的焊接方式多種多樣，首先焊接之前應(yīng)該對(duì)管道上的雜質(zhì)進(jìn)行處理，同時(shí)要對(duì)外觀進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，檢查合格后再進(jìn)行焊接。同一管道上相鄰2個(gè)焊縫應(yīng)該錯(cuò)開(kāi)一定的距離，距離標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該符合規(guī)范要求。在露天的狀態(tài)下焊接，應(yīng)該采用有效的措施保證焊接過(guò)程不受天氣的影響，天氣情況不符合焊接要求時(shí)，應(yīng)暫停施工。在焊接之前應(yīng)該制定好管道敷設(shè)方案和焊接方案，盡量減少焊口，保證焊接速度和質(zhì)量。在焊接之后，焊工應(yīng)該把焊縫上的熔渣處理干凈同時(shí)進(jìn)行檢查，并按照規(guī)范要求對(duì)焊縫進(jìn)行X線檢測(cè)或進(jìn)行超聲波檢測(cè)，保證焊縫表面不得有裂縫、夾渣、氣孔、未熔合等相關(guān)問(wèn)題，咬邊和焊縫質(zhì)量一定要符合相關(guān)規(guī)范要求。焊接完成后應(yīng)對(duì)焊口部分進(jìn)行防腐處理，目前普遍采用的防腐方式為3層PE防腐。

2.3 管道清掃和測(cè)徑

在管道投產(chǎn)之前，還需要進(jìn)行清掃、測(cè)徑、試壓和干燥。管道清掃的目的是清掃管道內(nèi)腔的雜物，使管道保持整潔、避免投產(chǎn)后管道內(nèi)的雜物影響油品質(zhì)量或者進(jìn)入設(shè)備，造成設(shè)備損壞，為徹底清管，一般需進(jìn)行2次。目前的智能清管器還兼具測(cè)徑功能，主要目的是檢查管道內(nèi)部是否有損壞，管道內(nèi)徑是否符合要求，管件各連接部分是否牢固可靠等。

2.4 管道試壓和干燥

管道的試壓必須在管道回填后進(jìn)行，試壓前必須對(duì)所用管件、閥門、儀表進(jìn)行檢查，檢查合格后方可進(jìn)行。管道的分段試驗(yàn)長(zhǎng)度以管道干線截?cái)嚅y間距為宜。試驗(yàn)前，管道上不能參與試驗(yàn)的系統(tǒng)、設(shè)備、儀表、附件等需用盲板與主管切斷，試驗(yàn)結(jié)束后拆除。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不能帶壓修理，修理完畢后，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。管道需進(jìn)行水壓試驗(yàn)或氣壓試驗(yàn)，試驗(yàn)需先進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，強(qiáng)度試驗(yàn)合格后進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。2項(xiàng)試驗(yàn)合格后，進(jìn)行管道干燥，清除管道內(nèi)積水。

3 石油天然氣工程非開(kāi)挖施工技術(shù)

3.1 定向鉆施工技術(shù)

定性鉆施工技術(shù)具有對(duì)地表干擾小，施工速度快，可控制敷管方向，施工精度高等特點(diǎn)。定向鉆施工時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡采用定向鉆技術(shù)先開(kāi)一個(gè)導(dǎo)向孔，隨后應(yīng)在鉆桿部換接大直徑的擴(kuò)孔鉆頭和直徑小于擴(kuò)孔鉆頭的待敷設(shè)管線進(jìn)行擴(kuò)孔和管道回拖。在擴(kuò)孔和管道回拖的同時(shí)，將待敷設(shè)的管線拉入導(dǎo)向孔，完成敷管作業(yè)。根據(jù)鉆機(jī)的型號(hào)和待敷設(shè)管線的大小，可先進(jìn)行一次或多次擴(kuò)孔后再回拖已試壓、檢漏合格的管段。定向鉆進(jìn)過(guò)程中，多數(shù)工作是通過(guò)回轉(zhuǎn)鉆桿來(lái)完成的，選擇鉆機(jī)的扭矩與軸向給進(jìn)力和回拖力同樣重要。

3.2 泥水平衡盾構(gòu)法施工技術(shù)

盾構(gòu)法施工技術(shù)具備自動(dòng)化程度高、施工安全、不影響地面交通，對(duì)周圍環(huán)境影響小、易于管理、節(jié)省人力、施工進(jìn)度快、可控制地面沉降等優(yōu)點(diǎn)，在地下水位高、地質(zhì)條件差、隧洞洞線長(zhǎng)、埋深較大的工程中，能保障施工質(zhì)量和安全，具有較大的優(yōu)勢(shì)。盾構(gòu)法施工主要有4種，使用較多的為泥水平衡盾構(gòu)法，主要施工流程為始發(fā)站安裝、盾構(gòu)機(jī)吊裝、反力座安裝、鏡面破除、初期掘進(jìn)、設(shè)備轉(zhuǎn)換、正式掘進(jìn)、盾構(gòu)機(jī)出洞。

4 石油天然氣管道非開(kāi)挖施工中的注意事項(xiàng)

4.1 定向鉆施工注意事項(xiàng)

在鉆進(jìn)開(kāi)始前，應(yīng)分析所穿越地層的自穩(wěn)性，防止成孔引起的地面塌陷。同時(shí)也應(yīng)分析地層土壤的密實(shí)度，選配合適的泥漿壓力，防止冒漿污染環(huán)境，應(yīng)有泥漿的回收和處理裝置，禁止污染環(huán)境。在鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到地層軟硬變化時(shí)，應(yīng)采取不同的鉆進(jìn)速度，防止形成錯(cuò)臺(tái)孔?；赝贤瓿珊?，管段兩端應(yīng)封孔回填夯實(shí)，防止洪水時(shí)發(fā)生管涌，影響兩岸大堤安全。擴(kuò)孔回拖應(yīng)盡可能連續(xù)一次完成，防止卡管。

4.2 泥水平衡盾構(gòu)法施工注意事項(xiàng)

泥水平衡盾構(gòu)首先需要確定切口水壓，應(yīng)密切關(guān)注測(cè)量數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，一般應(yīng)比外部土壓力大0.02～0.03MPa。泥漿性能是另一個(gè)重要參數(shù)，只有泥漿的黏度和密度保持在一定范圍內(nèi)，才能保證切削面的穩(wěn)定和排泥的均勻順暢。具體參數(shù)應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)情況確定，并根據(jù)掘進(jìn)情況，嚴(yán)密觀察及時(shí)調(diào)整。在地質(zhì)改良區(qū)和卵礫石層常發(fā)生堵管的情況，這時(shí)應(yīng)注意觀察排泥泵的進(jìn)出口壓力，根據(jù)壓力值的變化來(lái)判斷堵管的位置，采取相應(yīng)措施合理管理泥水和切口水壓，控制每環(huán)掘進(jìn)量，以保證開(kāi)挖面穩(wěn)定，防止坍塌事故發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，石油天然氣管道敷設(shè)中，相關(guān)施工技術(shù)應(yīng)該符合規(guī)范要求，施工人員應(yīng)該注意在焊接環(huán)節(jié)、無(wú)損檢測(cè)、管道試壓、非開(kāi)挖技術(shù)等方面著重關(guān)注。應(yīng)熟知石油天然氣管道施工中的注意要點(diǎn)，從而提高管道的施工質(zhì)量。