戈壁油田管道横断面图的设计

苏朋龙，罗新占，戚亚明，张 超

（新疆石油工程设计有限公司，新疆 克拉玛依 834000）

戈壁油田管道横断面图的设计

苏朋龙，罗新占，戚亚明，张 超

（新疆石油工程设计有限公司，新疆 克拉玛依 834000）

管道横断面图设计对管道管沟的施工起着重要的指导作用，合格的管道横断面图既可以使施工符合标准规范，又可以减小计价土石方，降低经济成本。结合戈壁地区地质、气候等特点，对常用的集油、注水埋地管道横断面图设计进行探讨，并提出相关的要求。

戈壁油田；管道；横断面；设计

随着油田的不断发展，集油、注水管道已形成纵横交错的网络，成为油田的生命线。尤其是进入21世纪以来，油田管道不仅仅局限于传统的钢管，用的最多的是具有耐腐蚀、不结垢、易施工等优点的非金属管道。目前，油田上应用较为广泛的非金属管道有：高压玻璃纤维管线管、钢骨架聚乙烯塑料复合管、塑料合金防腐蚀复合管、钢骨架增强塑料复合连续管和柔性复合高压输送管。本文就油田常用管道横断面设计中的相关问题和需要注意的地方进行探讨[1-7]。

1 横断面简介

管道横断面，顾名思义，即垂直于管道轴线的断面，从垂直于管沟的轴心线的方向切断管沟后所露出的表面。它反映了管道在管沟中所处的位置、管道型号、管沟开挖深度和宽度、管沟边坡比、管沟的回填以及管堤的形状等。常见的管道横断面分正常挖深管沟、挖深不足管沟、挖深过大管沟横断面，具体详见图1。

2 管道埋深

埋地管道的埋设深度，应考虑管道所经地段的冻土层、地下水位和农田耕作的深度以及地形地貌和地质条件等因素。

戈壁段稀油区集输、注水管道宜采用埋地敷设，对管道的埋深分析如下：若将管道埋深过浅，管道在冬季容易受冰冻影响而发生冻涨开裂，且埋管后年限一长，管堤遭破坏后，易受地面农耕或其他行为接触管道，使管道受到损坏。若将管道埋深过深，首先管沟开挖的土石方量增加，导致工程建设的投资增加，同时可能会受到地下水的作用，对管线造成严重腐蚀。因此，管道敷设深度应综合考虑戈壁地区冻土层厚度和其他因素，就新疆油田戈壁段沙漠而言，管道敷设一般在扫线后地坪以下1.7～2.0 m范围内。

图1 集油/注水管道横断面图Fig.1 Oil/water injection pipeline cross section

3 管沟沟底宽度

管沟沟底宽度应根据管道外径、开挖方式、组装焊接工艺及工程地质等因素确定。一般油田管沟深度均在5 m以内，单管和多管同沟敷设时，管沟沟底宽度应按式（1）确定：

式中：B—管沟沟底宽度,mm；

∑D0—管道外径之和（包括防腐层、保温层的厚度）,mm；

∑S—管道间的设计净距之和,mm；

K—沟底加宽裕量,mm。

3.1 管道间的设计净距

3.1.1 钢管

根据规范要求，对于钢质管道多管敷设时，沟底宽度应在单管沟底宽度的基础上，每增加一根公称直径小于 300 mm管道时，沟底宽度应按管径加400 mm宽度增加。每增加一根公称直径大于300 mm管道时，沟底宽度应按管径加600 mm宽度增加。

3.1.2 柔性复合高压输送管

柔性复合高压输送管同沟敷设时，管道间距不应小于100 mm。柔性复合高压输送管一般不宜与金属管道同沟敷设，必须同沟敷设时，柔性复合高压输送管和金属管道的净间距不应小于400 mm。

3.1.3 高压玻璃纤维管线管和塑料合金防腐蚀复合管同一管沟内敷设多条高压玻璃纤维管线管或塑料合金防腐蚀复合管时，相邻管道间距应符合表1中规定的最小净距要求。

表1 管道最小间距Table 1 Pipeline minimum distance

3.1.4 钢骨架聚乙烯塑料复合管

同一管沟内敷设多条钢骨架聚乙烯塑料复合管时，相邻管道间距应符合表2中规定的最小净距要求。

表2 管道最小间距Table 2 Pipeline minimum distance

3.1.5 钢骨架增强塑料复合连续管

同一管沟内敷设多条钢骨架增强塑料复合连续管时，相邻管道间距应符合表3中规定的最小净距要求。

表3 管道最小间距Table 3 Pipeline minimum distance

3.2 钢骨架增强塑料复合连续管

对于钢管、高压玻璃纤维管线管、塑料合金防腐蚀复合管、钢骨架聚乙烯塑料复合管和钢骨架增强塑料复合连续管管沟沟底加宽裕量K值可根据施工情况在表4中选取。

对于柔性复合高压输送管，管沟沟底加宽裕量K值可根据施工情况在表5中选取。

表4 沟底加宽裕量K值Table 4 Groove with ample amount of K value

表5 沟底加宽裕量K值Table 5 Groove with ample amount of K value

在新疆油田，一般小管径钢质管道和非金属管道均采用沟下焊接组装，管沟沟底加宽裕量选0.8 m或0.6（柔性复合高压输送管）。

4 管沟边坡比

管沟的边坡坡度应以保证不塌方、不偏帮为准，根据土壤类别、荷载情况和管沟开挖深度确定，一般油田管沟深度均在5 m以内，当地质条件良好、土质均匀、地下水位低于管沟底面高程时，可参考下表中的边坡比进行设计(表6)。

表6 深度在5m内管沟最陡边坡坡度（不加支撑）Table 6 Deep trench within 5m the steepest slope (without support)

5 管道覆土

一般在管道下沟前，应复查管沟深度，沟内不得有塌方、石块、积水、冰雪等有损防腐层的异物。石方或戈壁段的管沟，应预先人工在沟底垫200 mm厚细土（沙）。石方段细土（沙）的最大粒径不得超过10 mm，戈壁段细土（沙）的最大粒径不得超过20 mm（柔性复合高压输送管回填细土的最大粒径不得超过3 mm）。在管道下沟后，管沟回填首先应由人工回填细软土（其回填土的砾石块不应超过250 mm）并逐层压实至管顶以上300 mm，方可采用机械回填，此时可回填其他土，表层应回填耕植土，回填土应高出自然地坪0.3 m以上，覆土应与管沟中心线一致，管堤顶宽度应不小于1 m，一般应梯形，管堤边坡比宜为1：0.75～1：1。

管道挖沟过程中因施工条件或现场的一些其他特殊情况造成管沟挖深不足或是挖深过大。补挖或着补填管沟不仅会增加施工成本，还会使施工周期增长，因此施工时可以通过提高管堤高度及改变回填土的填埋厚度及来满足管道敷设埋深要求。根据规范要求，管沟的回填土应高出自然地坪0.3 m，以满足管沟内回填土的沉降裕量。当管沟挖深不足或挖深过大时，管道横断面设计可参考图1。

6 结束语

戈壁地区气候恶劣、地处偏远、生态环境脆弱、施工困难，相信通过本论文的指导，能够使油田集油、注水管道施工既能够满足标准规范硬性要求，又可以减少对生态环境的破坏，同时还可以降低油田施工投资。

［1］ SY/T 6769.1-2010非金属管道设计、施工及验收规范 第1部分：高压玻璃纤维管线管[S]. 北京：石油工业出版社，2010.

［2］ SYT 6769.2-2010非金属管材设计、施工及验收规范 第2部分：钢骨架聚乙烯塑料复合管[S]. 北京石油工业出版社，2010.

［3］ SYT 6769.3-2010非金属管道设计、施工及验收规范 第3部分：塑料合金防腐蚀复合管[S]. 北京石油工业出版社，2010.

［4］ SYT 6769.4-2012 非金属管道设计施工及验收规范 第4部分 钢骨架增强塑料复合连续管[S]. 北京石油工业出版社，2012.

［5］ GB 50819-2013 油气田集输管道施工规范[S]. 北京中国计划出版社，2013.

［6］ 王登, 武芹, 梁金强. 沙漠油田集油注水管道纵断面设计探讨[J].施工技术, 2013(02): 0097.

［7］ 梁金强, 赵晓梅, 孙松, 等. 沙漠油田管道纵断面的设计[J]. 施工技术, 2013(S0): 0524.

Design of Pipeline Cross-section in Gobi Oilfields

SU Peng-long, LUO Xin-zhan, QI Ya-ming, ZHANG Chao
（Xinjiang Petroleum Engineering Co., Ltd ，Kelamayi Xinjiang 834000, China ）

The design of pipeline cross-section plays an important role in guiding the construction of pipeline trench. Qualified pipeline cross-section draw not only can meet the standards of construction, but also can reduce costs. Based on the topography, climate and other characteristics of the Gobi area, the design of cross-section of common buried oil gathering and water injecting pipelines were discussed, and relevant requests were put forward.

Gobi oilfield; pipeline; cross-section; design

TE 832

A

1671-0460（2016）11-2609-03

2016-04-28

苏朋龙（1991-），男，陕西省榆林市人，助理工程师，2012年毕业于西安石油大学油气储运工程，研究方向：油气集输、注水工作。E-m ail：supengl-xj@cnpc.com.cn