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          管道研究

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          航煤管道蘭州黃河段穿越工程案例

          來源:《管道保護》2023年第1期 作者:劉松杰 李山山 時間:2023-3-2 閱讀:

          劉松杰 李山山

          中國石油工程建設有限公司華北分公司

           

          背景

          蘭州石化—中川機場航煤管道工程全長66.5 km,設置蘭州石化首站1座,中川機場油庫末站1座,截斷閥室2座,設計年輸量100×104 t。管道設計壓力8 MPa,管徑219.1 mm,直縫高頻電阻焊鋼管,材質L245 M。穿越長度1044.6 m,與河道夾角83°。主要穿越地層為泥質砂巖層。穿越處距離蘭州水源地較近,必須保證穿越管道和周圍環境安全。

          工程設計

          (1)穿越方式選擇。選擇經濟合理、技術成熟的定向鉆穿越方式,泥質沙層鉆孔成型較好,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計規范》水域穿越工程等級與設計洪水劃分,該穿越工程等級為河流大型穿越工程,設計洪水頻率為1%(百年一遇)。經應力計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計要求,考慮到穿越黃河的重要性,適當增加管道壁厚至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°。結合穿越位置的地層連續情況,適當增加管道埋深,沖刷線下管頂最小埋深18.6 m,充分保障管道安全,且常規水上活動不會對管道產生擾動。

          施工工藝

          (1)不良地層的處理。穿越入土點處存在對定向鉆不利的卵石層,采用夯套管隔離方法實現穿越。即將鋼套管沿定向鉆鉆進角度夯進,將卵石層隔離,并用絞龍將套管內的卵石置換出來,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)管道預制。按照焊接工藝規程進行管道焊接,所有焊口進行“射線+超聲波”雙百檢測,合格后采用定向鉆專用熱收縮套防腐補口。補口合格后外加玻璃鋼進行防護,防止回拖過程中熱收縮套脫落。最后進行清管、測徑和試壓,合格后管道預制完成。將管道布置在聚乙烯滾輪架上,減少管道回拖時的摩擦力以保護防腐層。

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

          回拖鉆具組合為“擴孔器+萬向節+U環+管道”,回拖過程中控制泥漿泵泵壓,保持孔壁穩定;同時安排專人對管道防腐層進行電火花檢漏,發現漏點及時修補。

          啟示

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

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


          作者簡介:劉松杰,畢業于中國石油大學(華東)油氣儲運工程專業。從事長輸管道的設計和施工管理工作,參與多條長輸管道工程的建設工作。聯系方式:15076801959,285878872@qq.com。


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