石油天然氣管道工程敷設關鍵技術分析

張曉海，郝豐斐

（1.中國石油工程建設有限公司北京設計分公司，北京100084；2.航天萬源實業有限公司，北京100076）

1 引言

石油天然氣工業的發展與人們的生活和工業的生產有著密切的聯系，由于石油天然氣管道具有高能高壓、大口徑長距離輸送等特點，若石油天然氣管道質量不達標出現漏油漏氣等事故，會嚴重威脅到人們的生命財產安全，同時也會對周圍環境產生嚴重的影響。

2 保證管道施工質量

石油天然氣管道敷設主要涉及測量放線、管溝開挖、管道焊接、無損檢測、管道下溝、管溝回填、清管試壓等幾個步驟[1]。

2.1 合理選擇焊接材料

石油天然氣管道的工程質量中，焊縫的質量控制至關重要。首先，選用焊接材料時要根據母材的化學成分進行分析，還要考慮到機械性能和使用條件，在鋼管的焊接過程中，選用的焊接金屬材料和化學成分應與母材相當，如果出現異種鋼材焊接時，焊接材料應該要按照相關要求進行選擇材料。最好選用焊條藥皮均勻，無明顯裂紋的焊條，焊接材料的存放應該注意防潮和防雨。

2.2 嚴控焊接操作工序

管道的焊接方式多種多樣，首先焊接之前應該對管道上的雜質進行處理，同時要對外觀進行嚴格的檢查，檢查合格后再進行焊接。同一管道上相鄰2個焊縫應該錯開一定的距離，距離標準應該符合規范要求。在露天的狀態下焊接，應該采用有效的措施保證焊接過程不受天氣的影響，天氣情況不符合焊接要求時，應暫停施工。在焊接之前應該制定好管道敷設方案和焊接方案，盡量減少焊口，保證焊接速度和質量。在焊接之后，焊工應該把焊縫上的熔渣處理干凈同時進行檢查，并按照規范要求對焊縫進行X線檢測或進行超聲波檢測，保證焊縫表面不得有裂縫、夾渣、氣孔、未熔合等相關問題，咬邊和焊縫質量一定要符合相關規范要求。焊接完成后應對焊口部分進行防腐處理，目前普遍采用的防腐方式為3層PE防腐。

2.3 管道清掃和測徑

在管道投產之前，還需要進行清掃、測徑、試壓和干燥。管道清掃的目的是清掃管道內腔的雜物，使管道保持整潔、避免投產后管道內的雜物影響油品質量或者進入設備，造成設備損壞，為徹底清管，一般需進行2次。目前的智能清管器還兼具測徑功能，主要目的是檢查管道內部是否有損壞，管道內徑是否符合要求，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行，試壓前必須對所用管件、閥門、儀表進行檢查，檢查合格后方可進行。管道的分段試驗長度以管道干線截斷閥間距為宜。試驗前，管道上不能參與試驗的系統、設備、儀表、附件等需用盲板與主管切斷，試驗結束后拆除。試驗過程中發現問題時，不能帶壓修理，修理完畢后，應重新進行試驗。管道需進行水壓試驗或氣壓試驗，試驗需先進行強度試驗，強度試驗合格后進行嚴密性試驗。2項試驗合格后，進行管道干燥，清除管道內積水。

3 石油天然氣工程非開挖施工技術

3.1 定向鉆施工技術

定性鉆施工技術具有對地表干擾小，施工速度快，可控制敷管方向，施工精度高等特點。定向鉆施工時，應按照設計的鉆孔軌跡采用定向鉆技術先開一個導向孔，隨后應在鉆桿部換接大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待敷設管線進行擴孔和管道回拖。在擴孔和管道回拖的同時，將待敷設的管線拉入導向孔，完成敷管作業。根據鉆機的型號和待敷設管線的大小，可先進行一次或多次擴孔后再回拖已試壓、檢漏合格的管段。定向鉆進過程中，多數工作是通過回轉鉆桿來完成的，選擇鉆機的扭矩與軸向給進力和回拖力同樣重要。

3.2 泥水平衡盾構法施工技術

盾構法施工技術具備自動化程度高、施工安全、不影響地面交通，對周圍環境影響小、易于管理、節省人力、施工進度快、可控制地面沉降等優點，在地下水位高、地質條件差、隧洞洞線長、埋深較大的工程中，能保障施工質量和安全，具有較大的優勢。盾構法施工主要有4種，使用較多的為泥水平衡盾構法，主要施工流程為始發站安裝、盾構機吊裝、反力座安裝、鏡面破除、初期掘進、設備轉換、正式掘進、盾構機出洞。

4 石油天然氣管道非開挖施工中的注意事項

4.1 定向鉆施工注意事項

在鉆進開始前，應分析所穿越地層的自穩性，防止成孔引起的地面塌陷。同時也應分析地層土壤的密實度，選配合適的泥漿壓力，防止冒漿污染環境，應有泥漿的回收和處理裝置，禁止污染環境。在鉆進過程中，遇到地層軟硬變化時，應采取不同的鉆進速度，防止形成錯臺孔?；赝贤瓿珊?，管段兩端應封孔回填夯實，防止洪水時發生管涌，影響兩岸大堤安全。擴孔回拖應盡可能連續一次完成，防止卡管。

4.2 泥水平衡盾構法施工注意事項

泥水平衡盾構首先需要確定切口水壓，應密切關注測量數據，及時進行調整，一般應比外部土壓力大0.02～0.03MPa。泥漿性能是另一個重要參數，只有泥漿的黏度和密度保持在一定范圍內，才能保證切削面的穩定和排泥的均勻順暢。具體參數應該根據地質情況確定，并根據掘進情況，嚴密觀察及時調整。在地質改良區和卵礫石層常發生堵管的情況，這時應注意觀察排泥泵的進出口壓力，根據壓力值的變化來判斷堵管的位置，采取相應措施合理管理泥水和切口水壓，控制每環掘進量，以保證開挖面穩定，防止坍塌事故發生。

5 結語

總而言之，石油天然氣管道敷設中，相關施工技術應該符合規范要求，施工人員應該注意在焊接環節、無損檢測、管道試壓、非開挖技術等方面著重關注。應熟知石油天然氣管道施工中的注意要點，從而提高管道的施工質量。