劉松杰 李山山

中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司華北分公司

背景

蘭州石化—中川機(jī)場(chǎng)航煤管道工程全長(zhǎng)66.5 km，設(shè)置蘭州石化首站1座，中川機(jī)場(chǎng)油庫(kù)末站1座，截?cái)嚅y室2座，設(shè)計(jì)年輸量100×104 t。管道設(shè)計(jì)壓力8 MPa，管徑219.1 mm，直縫高頻電阻焊鋼管，材質(zhì)L245 M。穿越長(zhǎng)度1044.6 m，與河道夾角83°。主要穿越地層為泥質(zhì)砂巖層。穿越處距離蘭州水源地較近，必須保證穿越管道和周圍環(huán)境安全。

工程設(shè)計(jì)

（1）穿越方式選擇。選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟的定向鉆穿越方式，泥質(zhì)沙層鉆孔成型較好，適宜施工。

（2）管道壁厚。按照GB 50423―2007《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計(jì)規(guī)范》水域穿越工程等級(jí)與設(shè)計(jì)洪水劃分，該穿越工程等級(jí)為河流大型穿越工程，設(shè)計(jì)洪水頻率為1%（百年一遇）。經(jīng)應(yīng)力計(jì)算分析穿越管道采用D219.1 mm×8.8 mm的L245 M直縫高頻電阻焊鋼管即可滿足設(shè)計(jì)要求，考慮到穿越黃河的重要性，適當(dāng)增加管道壁厚至10 mm，從根本上保證管道安全。

（3）穿越曲線。定向鉆曲率半徑為1500 D即328.65 m，入土角為14°，出土角為10°。結(jié)合穿越位置的地層連續(xù)情況，適當(dāng)增加管道埋深，沖刷線下管頂最小埋深18.6 m，充分保障管道安全，且常規(guī)水上活動(dòng)不會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生擾動(dòng)。

施工工藝

（1）不良地層的處理。穿越入土點(diǎn)處存在對(duì)定向鉆不利的卵石層，采用夯套管隔離方法實(shí)現(xiàn)穿越。即將鋼套管沿定向鉆鉆進(jìn)角度夯進(jìn)，將卵石層隔離，并用絞龍將套管內(nèi)的卵石置換出來，管道回拖完成后注入泥漿。這種方式將卵石層與管道隔離開，避免管道回拖時(shí)其防腐層受到磨損埋下安全隱患，影響管道使用壽命。

（2）管道預(yù)制。按照焊接工藝規(guī)程進(jìn)行管道焊接，所有焊口進(jìn)行“射線+超聲波”雙百檢測(cè)，合格后采用定向鉆專用熱收縮套防腐補(bǔ)口。補(bǔ)口合格后外加玻璃鋼進(jìn)行防護(hù)，防止回拖過程中熱收縮套脫落。最后進(jìn)行清管、測(cè)徑和試壓，合格后管道預(yù)制完成。將管道布置在聚乙烯滾輪架上，減少管道回拖時(shí)的摩擦力以保護(hù)防腐層。

（3）擴(kuò)孔和回拖。一般要求擴(kuò)孔孔徑為1.5 D，最小擴(kuò)孔直徑為328.5 mm。采用“鉆桿+350 mm銑齒擴(kuò)孔器+鉆桿”擴(kuò)孔，完成后洗孔一次，保證成孔質(zhì)量，確保一次回拖成功。

回拖鉆具組合為“擴(kuò)孔器+萬向節(jié)+U環(huán)+管道”，回拖過程中控制泥漿泵泵壓，保持孔壁穩(wěn)定；同時(shí)安排專人對(duì)管道防腐層進(jìn)行電火花檢漏，發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)修補(bǔ)。

啟示

（1）河流大型穿越工程設(shè)計(jì)，應(yīng)結(jié)合管理部門的要求，穿越位置的地形地貌、地質(zhì)情況、沖刷深度等因素，確定合理的穿越方式并適當(dāng)增加管道壁厚，加大管道埋深，從本質(zhì)上保證管道安全。

（2）采取合適的施工工藝和針對(duì)性保護(hù)措施，將各種制約因素對(duì)管道的影響降到最低，確保管道預(yù)制焊接質(zhì)量和防腐補(bǔ)口質(zhì)量，保證管道防腐層的完整性，保證管道運(yùn)行安全和使用壽命。

作者簡(jiǎn)介：劉松杰，畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)。從事長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)和施工管理工作，參與多條長(zhǎng)輸管道工程的建設(shè)工作。聯(lián)系方式：15076801959，285878872@qq.com。