石油天然气管道工程敷设关键技术分析

张晓海，郝丰斐

（1.中国石油工程建设有限公司北京设计分公司，北京100084；2.航天万源实业有限公司，北京100076）

1 引言

石油天然气工业的发展与人们的生活和工业的生产有着密切的联系，由于石油天然气管道具有高能高压、大口径长距离输送等特点，若石油天然气管道质量不达标出现漏油漏气等事故，会严重威胁到人们的生命财产安全，同时也会对周围环境产生严重的影响。

2 保证管道施工质量

石油天然气管道敷设主要涉及测量放线、管沟开挖、管道焊接、无损检测、管道下沟、管沟回填、清管试压等几个步骤[1]。

2.1 合理选择焊接材料

石油天然气管道的工程质量中，焊缝的质量控制至关重要。首先，选用焊接材料时要根据母材的化学成分进行分析，还要考虑到机械性能和使用条件，在钢管的焊接过程中，选用的焊接金属材料和化学成分应与母材相当，如果出现异种钢材焊接时，焊接材料应该要按照相关要求进行选择材料。最好选用焊条药皮均匀，无明显裂纹的焊条，焊接材料的存放应该注意防潮和防雨。

2.2 严控焊接操作工序

管道的焊接方式多种多样，首先焊接之前应该对管道上的杂质进行处理，同时要对外观进行严格的检查，检查合格后再进行焊接。同一管道上相邻2个焊缝应该错开一定的距离，距离标准应该符合规范要求。在露天的状态下焊接，应该采用有效的措施保证焊接过程不受天气的影响，天气情况不符合焊接要求时，应暂停施工。在焊接之前应该制定好管道敷设方案和焊接方案，尽量减少焊口，保证焊接速度和质量。在焊接之后，焊工应该把焊缝上的熔渣处理干净同时进行检查，并按照规范要求对焊缝进行X线检测或进行超声波检测，保证焊缝表面不得有裂缝、夹渣、气孔、未熔合等相关问题，咬边和焊缝质量一定要符合相关规范要求。焊接完成后应对焊口部分进行防腐处理，目前普遍采用的防腐方式为3层PE防腐。

2.3 管道清扫和测径

在管道投产之前，还需要进行清扫、测径、试压和干燥。管道清扫的目的是清扫管道内腔的杂物，使管道保持整洁、避免投产后管道内的杂物影响油品质量或者进入设备，造成设备损坏，为彻底清管，一般需进行2次。目前的智能清管器还兼具测径功能，主要目的是检查管道内部是否有损坏，管道内径是否符合要求，管件各连接部分是否牢固可靠等。

2.4 管道试压和干燥

管道的试压必须在管道回填后进行，试压前必须对所用管件、阀门、仪表进行检查，检查合格后方可进行。管道的分段试验长度以管道干线截断阀间距为宜。试验前，管道上不能参与试验的系统、设备、仪表、附件等需用盲板与主管切断，试验结束后拆除。试验过程中发现问题时，不能带压修理，修理完毕后，应重新进行试验。管道需进行水压试验或气压试验，试验需先进行强度试验，强度试验合格后进行严密性试验。2项试验合格后，进行管道干燥，清除管道内积水。

3 石油天然气工程非开挖施工技术

3.1 定向钻施工技术

定性钻施工技术具有对地表干扰小，施工速度快，可控制敷管方向，施工精度高等特点。定向钻施工时，应按照设计的钻孔轨迹采用定向钻技术先开一个导向孔，随后应在钻杆部换接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管线进行扩孔和管道回拖。在扩孔和管道回拖的同时，将待敷设的管线拉入导向孔，完成敷管作业。根据钻机的型号和待敷设管线的大小，可先进行一次或多次扩孔后再回拖已试压、检漏合格的管段。定向钻进过程中，多数工作是通过回转钻杆来完成的，选择钻机的扭矩与轴向给进力和回拖力同样重要。

3.2 泥水平衡盾构法施工技术

盾构法施工技术具备自动化程度高、施工安全、不影响地面交通，对周围环境影响小、易于管理、节省人力、施工进度快、可控制地面沉降等优点，在地下水位高、地质条件差、隧洞洞线长、埋深较大的工程中，能保障施工质量和安全，具有较大的优势。盾构法施工主要有4种，使用较多的为泥水平衡盾构法，主要施工流程为始发站安装、盾构机吊装、反力座安装、镜面破除、初期掘进、设备转换、正式掘进、盾构机出洞。

4 石油天然气管道非开挖施工中的注意事项

4.1 定向钻施工注意事项

在钻进开始前，应分析所穿越地层的自稳性，防止成孔引起的地面塌陷。同时也应分析地层土壤的密实度，选配合适的泥浆压力，防止冒浆污染环境，应有泥浆的回收和处理装置，禁止污染环境。在钻进过程中，遇到地层软硬变化时，应采取不同的钻进速度，防止形成错台孔。回拖完成后，管段两端应封孔回填夯实，防止洪水时发生管涌，影响两岸大堤安全。扩孔回拖应尽可能连续一次完成，防止卡管。

4.2 泥水平衡盾构法施工注意事项

泥水平衡盾构首先需要确定切口水压，应密切关注测量数据，及时进行调整，一般应比外部土压力大0.02～0.03MPa。泥浆性能是另一个重要参数，只有泥浆的黏度和密度保持在一定范围内，才能保证切削面的稳定和排泥的均匀顺畅。具体参数应该根据地质情况确定，并根据掘进情况，严密观察及时调整。在地质改良区和卵砾石层常发生堵管的情况，这时应注意观察排泥泵的进出口压力，根据压力值的变化来判断堵管的位置，采取相应措施合理管理泥水和切口水压，控制每环掘进量，以保证开挖面稳定，防止坍塌事故发生。

5 结语

总而言之，石油天然气管道敷设中，相关施工技术应该符合规范要求，施工人员应该注意在焊接环节、无损检测、管道试压、非开挖技术等方面着重关注。应熟知石油天然气管道施工中的注意要点，从而提高管道的施工质量。