城市石油天然气管道施工技术简述

刘赞

摘    要：石油天然气工程建设中，有一项重要的工程就是石油天然气管道敷设工程，其施工质量至关重要。论文主要阐述石油天然气管道工程焊接、管道试压、清管试压等几个关键技术和非开挖技术方法，并且提出石油天然气管道非开挖技术施工的注意事项。

关键词：城市工程;石油天然气;管道施工

1  导言

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  石油天然气管道施工存在的不足

2.1  管道开挖与回填存在问题

由于大部分石油天然气管道在施工过程中必须要深埋地下，而且多数采用的是大型工程机械，尽管通过工程机械的应用能够极大的提高石油天然气管道施工的效率，但是由于施工机械在压实的过程中没有按照相关的标准进行操作，很容易导致地下管道发生弯曲、变形、甚至破裂，引发石油天然气泄漏。在管道开挖时如果没有针对地下水水文和地质条件进行仔细勘察，如果石油天然气管道下方水位过高在施工的过程中就会引起底部悬空的状态，给整个天然气管道的使用造成严重影响，另外为了赶工期、抢进度，在管道回填时没有严格按照回填要求进行处理，很容易引起石油天然气管道变形。

2.2  管道焊接质量问题

在针对石油天然气管道焊接的过程中，如果焊接技术达不到要求引起焊瘤、裂纹、气孔、汰渣等焊接质量问题，会造成石油天然气泄漏事故，不仅导致能源资源的浪费、对于生态环境造成严重污染，而且也会给人们的生命财产安全造成严重威胁，后续管道焊接质量问题的维修与更换，也会增加工程项目的成本投入。

3  城市天然气工程施工特点

3.1  工程隐蔽性较强

由于多种因素的考虑，城市的天然气管道一般都是埋设在地面地下，所以管道的铺设工程也就具有一定的隐蔽性。也正是因为这种隐蔽性给管道的施工过程带来了一定的难度，而且在后期的维护与检查过程中也只能对表面进行探测，这便很容易造成一些安全隐患的存留，甚至还会导致泄气漏气等各种比较严重现象的发生。

3.2  施工中检查的难度较大

因为天然气管道大多都是处于地下，所以在工程竣工之后便很难对其实施详细而直观的检查。但是天然气管道的质量并不是仅仅靠外观就可以判断其质量的好坏，而对管道内部的检查又非常地困难，这也就很容易为管道的质量埋下一定的安全隐患。

3.3  危险性较大

尤其是对于城市地区的天然气管道施工来说，更是危险性比较大，因为天然气管道铺设在地下，而城区地下铺设着各种各样的管道。这便在一定程度上增加了其施工过程的危险性。

4  保证管道施工质量

4.1  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。

4.2  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。

4.3  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。

4.4  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。

5  石油天然气工程非开挖施工技术

5.1  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。

5.2  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、初期掘進、设备转换、正式掘进、盾构机出洞。

6  石油天然气管道非开挖施工中的注意事项

6.1  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。

6.2  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0.02MPa～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。

参考文献：

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[2]王萌，王淼，高杉，陈泓君.天然气长输管道运行中的风险及控制[J].化工管理，2017（35）：271.