不同材質管道應用于水平定向鉆穿越對比分析

曲百慧(遼河石油勘探局油田建設工程一公司 遼寧盤錦 124120)

1 管材性能比較

在水平定向鉆穿越管道施工過程中采用的鋼管一般分為焊接鋼管以及無縫鋼管，鋼管的優點在于只要在使用期限內使用，鋼材的各項性能都不會受影響。下面列出的表一將對鋼管管材的性能進行仔細的分析。

聚乙烯是由無極性的飽和脂肪烴長鏈組合而成，鋼管和聚乙烯管的管材性能和各項指標都不相同，聚乙烯管制作材料具有應力松弛以及蠕變的特點，因此，聚乙烯的強度是時間的函數，在水平定向鉆穿越管道施工過程中，普通材料的力學性能指數起不到任何作用。聚乙烯管材具備3條力學性能指標，分別是耐慢速裂紋增加、耐快速裂紋擴散以及長期靜液壓強度。下列表二中是對聚乙烯管材性能的分析。

通過表中對管材性能的分析表明，鋼管具有屈服極限較高、抗拉強度較高等特點，所以管道的抗破壞能力以及抗扭曲能力比較強大。雖然聚乙烯聚乙烯管的強度小于鋼管，但是聚乙烯管具有使用壽命長以及耐快速和耐慢速的裂紋擴散的性能較強，可以有效的保障壓燃氣管道的安全性能。此外，聚乙烯管材具有較強的柔韌性，使聚乙烯管道斷裂的延長率增加，不但能增強抗劃痕能力，而且能有效的避免不均勻沉降以及提高抗震性能。此外，由于聚乙烯材料的特殊性讓它本身具有很好的耐腐性作用。

表一 鋼管管材性能

表二 聚乙烯管材性能

2 管道受力比較

管道在回拖的過程中，會產生大量的局部阻力和摩擦阻力，這些組合力被稱為管道回拖力。鋼管管材具有較大的抗拉能力，因此，它可以讓管道自身承受比較大的回拖力，使用鋼管進行穿越可以對一些比較寬的障礙進行穿越，最長可以達到1500m，聚乙烯管抗拉能力相對較低，管道所能承受的回拖力也非常有限，因此，穿越寬度比較寬的障礙有一定的困難。一般內定向鉆穿越的深度為30m，鋼管的外徑則為219mm，鋼管的厚度為6mm，鋼管的屈服極限是245MPa，在穿越鋼管的過程中就不會發生徑向屈曲失穩的情況。對于管道徑向屈曲失穩的情況，在聚乙烯燃氣管道工程技術規范中并沒有嚴格的規定，聚乙烯管的材料具有一定的彈性，管道彈性變形的臨界壓力與穿越管道時管道本身能承受的極限外壓能力的確定，一定要根據相關數據進行計算確定，所以，聚乙烯管道徑向屈曲失穩也必須按照特定的公式進行計算。根據水平定向鉆穿越管道施工的具體情況來看，聚乙烯管在穿越城市道路的過程中，穿越的平均深度在6到8米，在穿越河流的過程中，聚乙烯管穿越的平均深度為17.6米，由此可見，聚乙烯管在水平定向鉆穿越管道施工過程中具有很好的穿越效果。

3 結論

綜上所述，隨著水平定向鉆技術的廣泛運用，在水平定向鉆穿越管道施工過程中，鋼管和聚乙烯管是主要的穿越材料，這兩種材料使用比較廣泛，而且各具優點。聚乙烯管在城市范圍內的小型穿越過程中，跟鋼管相比較，聚乙烯管可以有效的縮短穿越長度，而且能減少工程的成本以及減少施工時間。但是，在遇到寬度較寬深度較深的工程時，聚乙烯管缺乏一定的抗拉強度，因此，影響了穿越管道的穩定性，在這種情況下，不建議使用聚乙烯管進行穿越施工。對于聚乙烯管定向鉆穿越，目前缺乏科學的施工規范與施工設計，并且沒有準確計算管道徑向失穩的標準，因此，在聚乙烯管定向鉆穿越施工過程中，只能根據一定的經驗來判斷穿越的可行性，這樣的弊端應該引起相關部門的重視，并加以完善。

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