试论石油天然气管道定向钻工程施工质量控制

发表时间:2021/1/29   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:俞永珍 王枫
[导读] 摘要:现阶段,人们的生活水平有了很大提升,石油天然气作为重要的能源类型,管道的铺设逐步完善。
        中国石油管道局工程有限公司维抢修分公司  河北廊坊  065000
        摘要:现阶段,人们的生活水平有了很大提升,石油天然气作为重要的能源类型,管道的铺设逐步完善。在管道工程中,建设环境的不同,需要的施工技术也存在差异。其中,定向钻管道建设技术作为现阶段常见的管道穿越应用,无需对地表进行开挖就能够进行地下管道装设,具有施工建设周期短、建设成本低、对环境影响小、导向精确等方面的技术优势,被广泛应用于地下管道铺设工程中。
        关键词:管道装设;钻进速度;泥浆配比
        引言
        天然气是一种可以降低煤炭消耗、减少石油消耗、减少环境污染的清洁能源,在现代社会得到了广泛的应用。天然气管道是运输天然气运输的重要途径,天然气在管道运输过程中一旦发生天然气泄漏事故,就会造成严重的安全问题和经济损失,因此必须在天然气管道的敷设和施工过程中不断改善和提高施工技术,及时发现和解决天然气管道建设中存在的问题,以此来保证整个天然气运输项目的质量安全。同时,在施工时还应注重在施工时对水工资源环境的保护。
        1天然气管道的选线原则
        在进行管道施工前,首先要根据项目的起点和终点位置,考虑途经的地形地貌和交通条件,在满足输气工艺条件下尽可能的缩短线路的长度,以此来节约项目的经济成本。管道在选线时,应尽量避开地势陡峭斜坡、陡坎及滑坡地带,因为这会给管道的施工以及后期使用带来不便和隐患。选线时,对于稳定性差、危害性高的滑坡体必须避绕,无法避绕时应进行专项地质勘察,判断滑坡机理、稳定性及范围,有针对性的制定处理措施。对于危害性中的滑坡,也应进行详细的地质勘察,威胁管道安全的应提前处理。另外,在选线时应注意管道线路应该尽量避免当地的城镇规划区、自然保护区、军事单位等。
        2施工操作要点
        2.1顶管操作坑的后背
        对于顶管操作坑的后背,必须保证结构物稳定、无位移,必要时做好结构物后背及土体,应予以加固。通常液压缸常作为其后背,其受力点往往是枕木或者现场中的现浇混合泥土。但是,对于定向钻而言,其回拖刚好靠近其后背的这一位置。此外,采用钢结构的后背,可以节约很多操作,省时省力。当然,还可采用成型的钢板箱作为顶管操作坑的后背,毕竟加装热片就可以直接使用,方便又省时省力。
        2.2定向钻穿越施工
        由于该西充河为饮用水源河流,大开挖穿越方式难以实施;隧道穿越与定向钻穿越对河道无影响,且不影响取水,但隧道穿越较定向钻穿越施工周期相对长,投资费用相对较高。因此此次项目采用的是定向钻穿越西充河。同时根据现场踏勘,穿越场地两岸为一级阶地地貌、二级阶地地貌,地势平坦开阔,场地满足定向钻穿越要求。在修建天然气管道的时候,有必要对河床和河岸的破坏降至最低。管道穿越完成后,应尽快组织回填,以恢复河床和河岸。必须根据设计要求建造高质量的堡坎,以保护河流两侧的土坡。
        2.3施工过程中的水工保护
        采取水工保护的目的是确保沟槽回填的稳定性和管道本身的安全。在管道施工过程中,应根据管道所处位置的地形变化对设计的水工保护装置进行审查和实施。同事根据管道运行安全和规范中关于水土保持的要求,必须要对应出现的问题补充一些水力保护措施。在管道漫长的稳定运行过程中(通常需要2~3年),将会发现一些存在于局部的新问题,这就需要及时采取一些相应措施进行改进。施工通道和工作区的建设应尽量减少对原始地形和植被的破坏,并且施工时对工作区中的树木植被要尽可能的进行迁走而不是进行直接的损坏。那些不利于迁走需要被破坏的树木,要尽可能在土壤中保护其根茎。在安全施工的前提下,应尽可能减少施工通道的宽度以减少对土地的占用和侵蚀。


        2.4泥浆合理配比
        泥浆作为定向钻管道铺设工程的润滑剂,其实际配比方案需要结合工程建设的具体需求进行设定与调整,控制塌方、渗漏与冒浆等质量问题,降低摩擦影响。定向钻穿越施工的过程中,泥浆越稠就会导致自由水比较少,那么其就会形成一个流动和可塑的混合体。当管道施工出现技术、质量相关问题时,混合体有可能通过钻孔间隙渗透。如果泥浆密度粘稠,泥浆经过土层间隙时,会受到较大的阻碍,可以对冒浆、渗透等情况进行有效控制。不同的地质环境、压力、技术标准等条件下,选择的具体泥浆配合比也存在差异,需要对各项影响因素进行综合分析、比对后,确定泥浆实际使用方案。
        2.5保证扩孔孔径达到要求
        GB50424—2015《油气输送管道穿越工程施工规范》第6.3.3条第3款规定“扩孔宜采取分级、多次扩孔的方式进行”,该穿越工程根据地质勘察情况,在扩孔时依次选用直径为300mm、450mm、600mm、750mm、900mm的回扩头进行逐级扩孔,在采用直径为900mm的回扩头时,又进行了2次回扩作业,使扩孔孔径达到要求,从而减小了拖管过程中孔洞内壁与钢管外防腐层之间的摩擦,避免外防腐层受到损伤。
        3定向钻管道施工的质量控制关键点
        3.1科学规划穿越路径与技术参数
        在开展定向钻建设项目时,设计人员应通过实地环境勘测,对工程相关的信息进行综合分析,再结合管道建设质量标准、技术要求与工程队伍情况等条件的技术上,确定管道穿越的路径、钻孔技术等实际施工内容。对于地质环境复杂的施工场地,应做好安全防护工作,建立动态监管体系,保证施工安全在穿越堤坝、河流、公路等位置时,需要对穿越曲线进行科学的设定,明确变坡点的具体位置,依照工程实况,设置管道埋深、压力情况等参数。
        3.2安全措施与环保的要求
        近年来,随着我国对能源的需求,管道工程增长速度较快。然而,建设长输管道也会不可避免地对环境产生一定影响。为了实现工程与环境的可持续发展,要注意环保,提升安全措施是建设中不可或缺的一部分。所以,在施工时,除了执行有关规定外,也应遵守:第一,建立环境保护措施。相关负责人成立安全、环保、管理机构,制定相应办法。不断控制污染,建立完善的监测报告。第二,确保现场用电安全。在施工现场,用电设备较多,电缆的连接需要极其规范,特别是阴雨天。第三,加强环境保护监理工作。保证合理的使用费用,也可以独立开展工程,确保质量以及对环境的保护。严格要求工作人员遵守、维护环境的法规。第四,确保施工现场的安全。必须掌握技术的操作要领,持证上岗。在现场中使用圈围的形式。此外,在施工处,防止非施工人员进入现场。第五,对于废弃物的处理。在焊接管道过程中,产生的废弃物等不能遗留在工地。此外,对于施工中产生的废渣,不能随意散落。
        结语
        综上所述,现如今,伴随着我国工业的不断发展,长输管道在该产业链中发挥着不可替代的作用。针对铺设长输管道技术中的难点——穿越技术,以及相关的施工经验,从技术结合的角度对其进行详尽的阐述,对穿越施工有指导作用。天然气工程为国家的经济和能源发展做出了巨大的贡献,天然气管道的施工技术还有待进一步提高,而在不断完善和提升施工技术的同时,也应符合新时代对绿色发展的要求,做好对水工以及环境资源的保护。只有这样才能保证天然气管道的安全运输和绿色施工。
        参考文献:
        [1]李国平.长输天然气管道安全保护距离及管道自身防护措施[J].化工设计通讯,2019,45(01):19.
        [2]李军瑞.定向钻穿越施工中泥浆循环使用及处理的技术研究[J].化工管理,2016(1):158~159.
        [3]杨艺斌.天然气管道施工技术安全隐患及防治措施研究[J].工程技术研究,2020,5(03):275-276.
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